Influence of iodine fertilization and soil application of sucrose on the effectiveness of iodine biofortification, yield, nitrogen metabolism and biological quality of of spinach

Iodine biofortification of vegetables can become an alternative (to iodized salt) method of introducing this element into human diet. Development of agronomic rules concerning its application requires detailed evaluation of iodine influence on plant physiological and biological processes including mineral nutrition and quality of yield. The aim of the study was to determine the effect of iodine and soil application of sucrose on iodine biofortification and nutritional quality of spinach plants. In 2009–2010, a pot experiment was carried out with spinach Spinacia oleracea L. ‘Olbrzym Zimowy’ cv. cultivation on mineral soil. The research included diverse combinations with pre-sowing iodine fertilization (in the form of KI) and soil application of sucrose: 1) – control (without iodine fertilization and sucrose application), 2) – 1 mg I dm-3 of soil, 3) – 2 mg I dm-3 of soil, 4) – 1 mg I + 1 g sucrose dm-3 of soil and 5) – 2 mg I + 1 g sucrose dm-3 of soil. In all tested combinations with iodine fertilization as well as simultaneous application of iodine and sucrose a significant increase in iodine, N-total and soluble oxalate content was observed along with reduced level of nitrate(V) and dry matter in spinach leaves (when compared to the control). The highest accumulation of iodine was noted in leaves of plants treated with 2 mg I + 1 g sucrose dm-3. Simultaneous application of iodine and sucrose diminished free amino acid content in comparison to the control. Additional introduction of sucrose along with both iodine doses decreased nitrate(V) and N-total level in spinach plants. Soil fertilization with both doses of iodine (1 and 2 mg I dm-3 of soil) applied individually or together with sucrose did not significantly affect spinach yield and the level of nitrate(III), phenolic compounds and soluble sugars in plants as well as iodine content in soil after cultivation.

Biofortyfikacja warzyw w jod może być alternatywnym do jodowania soli kuchennej sposobem wprowadzenia tego pierwiastka do diety człowieka. Opracowanie agrotechnicznych zasad jego aplikacji wymaga określenia wpływu jodu na procesy fizjologiczne i biochemiczne roślin w tym na gospodarkę mineralną i jakość biologiczną plonu. Celem badań było określenie oddziaływania jodu oraz doglebowej aplikacji sacharozy na efektywność biofortyfikacji w jod, plon, gospodarkę azotem oraz jakość biologiczną szpinaku. W latach 2009–2010 przeprowadzono doświadczenie wazonowe z uprawą szpinaku Spinacia oleracea L. odmiany ‘Olbrzym Zimowy’ na glebie mineralnej. Badaniami objęto zróżnicowane kombinacje z przedsiewnym nawożeniem jodem (w formie KI) i doglebową aplikacją sacharozy: 1) – kontrola (nienawożona jodem i bez aplikacji sacharozy), 2) – 1 mg I dm-3 gleby, 3) – 2 mg I dm-3 gleby, 4) – 1 mg I + 1 g sacharozy dm-3 gleby i 5) – 2 mg I + 1 g sacharozy dm-3 gleby. W porównaniu z kontrolą we wszystkich badanych kombinacjach z nawożeniem jodem oraz jodem z dodatkową aplikacją sacharozy stwierdzono istotne zwiększenie zawartości jodu, azotu ogółem i szczawianów rozpuszczalnych oraz zmniejszenie zawartości azotanów(V) i suchej masy w szpinaku. Najwyższą zawartość jodu stwierdzono w liściach roślin nawożonych 2 mg I + 1 g sacharozy dm-3 gleby. Łączna aplikacja jodu i sacharozy w porównaniu z kontrolą powodowała obniżenie zawartości wolnych aminokwasów. Dodatkowa aplikacja sacharozy przy obydwu dawkach nawożenia jodem powodowała zmniejszenie zawartości azotanów(V) oraz azotu ogółem w szpinaku. Nawożenie jodem w obydwu dawkach (1 i 2 mg I dm-3 gleby), aplikowanym oddzielnie oraz łącznie z sacharozą nie miało istotnego wpływu na plon, zawartość azotanów(III), związków fenolowych i cukrów w szpinaku oraz na zawartość jodu w glebie po uprawie roślin.