Η επίδραση της λίπανσης και της πυκνότητας σποράς στα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά του ελαίου του μαύρου σιναπιού (Brassica nigra (L.) Koch) για φαρμακευτική χρήση

Abstract

The aim of the present study is the collection and the elaboration of data that are related to the best cultivation practices in terms of the effect of the different fertilizing interventions (Urea, Compost, Urea with inhibitors, Control) but also of the seeding density (46 plants m-2, 76 plants m-2), on the qualitative and quantitative characteristics of black mustard oil (Brassica nigra (L.) Koch) regarding its medicinal use. For this reason, a three-year cultivation was carried out (2019-2020, 2020-2021, 2021-2022), in the experimental field of the Agriculture Laboratory of the Agricultural University of Athens, with an area of 1,000 m2. Where plant agronomic traits (height, fresh and dry weight, leaf area index (LAI), number of inflorescences, number of pods, yield) were measured. In addition, the above-ground biomass of the plant was evaluated for its use as animal feed in addition to the analyzes carried out on the seed oil for its suitability for medicinal use. In addition, crop evaluation indices such as Growing Degree Days (AGDDs), harvest index (HI), nitrogen use efficiency index (NUtE), nitrogen harvest index (NHI), as well as nitrogen agricultural efficiency index (NAE) were calculated. Concluding, that the different fertilization interventions had statistically significant effects on the agronomic traits where the application of urea with inhibitors had the highest values and the low seeding density (46 plants m-2) resulted in the highest seed yields as well as the highest oil yields by 17.7% compared to the high plant density (76 plants m-2). In response to the quality characteristics of the seed oil and specifically to the fatty acid profile, it was recorded that with increasing plant density, a decrease in saturated (SAFA: myristic, palmitic and stearic acid) and polyunsaturated (PUFA) was observed. : linoleic, α-linolenic and eicosadenoic acid) fatty acids, while there was an increase in oleic and neuronic acids and a decrease in the remaining monounsaturated fatty acids (MUFA: vaccenic, cis-11-eicosenoic and erucic acid). In conclusion, plant densities higher than 46 plants m-2 result in lower seed yield, oil content and oil yield, while the effect of inorganic fertilization, especially with urea with dual inhibitors, was equally significant on seed and oil yield. However, when the seed and/or oil are used for their nutritional and medicinal value, composting is recommended, resulting in a significant increase in polyunsaturated fatty acid (PUFA) content. Also, regarding the evaluation of the plant as feedstuff, NDF ( Neutral Detergent Fiber) and ADF (Acid Detergent Fiber) were not affected by plant density. However, there were significant differences between fertilization interventions. The highest ADF and NDF contents in above-ground biomass were found in compost and urea with dual inhibitors. The highest ADF and NDF contents in above-ground biomass were found in compost and urea with dual inhibitors. The high content of ADF, NDF and relatively high content of CP (Crude Protein) characterized in the above-ground biomass of black mustard can meet the requirements of lactating animals and therefore the production of black mustard biomass as a fodder crop could be of great importance. In conclusion, black mustard grown at plant densities higher than 46 plants m−2 and under inorganic fertilization, especially urea with dual inhibitors, could be successfully used as a new forage crop in ruminant nutrition.

Σκοπός της παρούσας Διδακτορικής διατριβής είναι η συλλογή και επεξεργασία όλων εκείνων των χαρακτηριστικών που θα οδηγήσουν στις βέλτιστες καλλιεργητικές πρακτικές όσον αφορά την επίδραση των διαφορετικών επεμβάσεων λίπανσης (Ουρία, κομπόστ, ουρία με αναστολείς νιτροποίησης και ουρεάσης, μάρτυρας) αλλά και της πυκνότητας σποράς (46 φυτά m-2, 76 φυτά m-2), στα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά του λαδιού του μαύρου σιναπιού (Brassica nigra (L.) Koch) όσον αφορά την φαρμακευτική χρήση αυτού. Για τον λόγο αυτό, πραγματοποιήθηκε τριετής καλλιέργεια (2019-2020, 2020-2021, 2021-2022), στον πειραματικό αγρό του εργαστηρίου Γεωργίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, έκτασης 1.000 m2. Όπου έλαβαν χώρα μετρήσεις που αφορούσαν τα αγρονομικά χαρακτηριστικά του φυτού (ύψος, νωπό και ξηρό βάρος, δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI), αριθμός ταξιανθιών, αριθμός λοβών, απόδοση). Επιπλέον, αξιολογήθηκε το υπέργειο μέρος του φυτού για την χρήση του ως κτηνοτροφή πέρα από τις αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν στο έλαιο του σπόρου για την καταλληλότητα του για φαρμακευτική χρήση. Επιπροσθέτως, υπολογίστηκαν δείκτες εκτίμησης της καλλιέργειας όπως είναι οι βαθμοημέρες (AGDDs), ο δείκτης συγκομιδής (HI), ο δείκτης αποτελεσματικότητας χρήσης αζώτου (NUtE), ο δείκτης συγκομιδής αζώτου (NHI), καθώς και ο δείκτης αζωτούχος γεωργικής αποτελεσματικότητας (NAE). Καταλήγοντας, ότι οι διαφορετικές επεμβάσεις λίπανσης είχαν στατιστικά σημαντικές επιπτώσεις στα αγρονομικά χαρακτηριστικά όπου η εφαρμογή της ουρίας με αναστολείς είχε τις υψηλότερες τιμές και η χαμηλή πυκνότητα σποράς (46 φυτά m-2) είχε ως αποτέλεσμα τις μεγαλύτερες αποδόσεις σπόρου καθώς και τις υψηλότερες αποδόσεις λαδιού κατά 17,7% συγκριτικά με την υψηλή πυκνότητα των φυτών (76 φυτά m-2). Ως απάντηση στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του ελαίου και συγκεκριμένα με το προφίλ των λιπαρών οξέων, καταγράφηκε ότι με την αύξηση της πυκνότητας των φυτών, παρατηρήθηκε μείωση των κορεσμένων (SAFA: μυριστικό, παλμιτικό και στεατικό οξύ) και των πολυακόρεστων (PUFA). : λινολεϊκό, α-λινολενικό και εικοσαδενοϊκό οξύ) λιπαρά οξέα, ενώ υπήρξε αύξηση στα ελαϊκά και νευρονικά οξέα και μείωση στα υπόλοιπα μονοακόρεστα λιπαρά οξέα (MUFA: vaccenic, cis-11-eicosenoic και erucic acid). Συμπερασματικά, πυκνότητες φυτών υψηλότερες από 46 φυτά m-2 έχουν ως αποτέλεσμα χαμηλότερη απόδοση σπόρων, περιεκτικότητα σε λάδι και απόδοση ελαίου, ενώ το αποτέλεσμα ανόργανης λίπανσης, ειδικά με ουρία με διπλούς αναστολείς, ήταν εξίσου σημαντική στην απόδοση σπόρων και ελαίων. Ωστόσο, όταν ο σπόρος και/ή το λάδι χρησιμοποιούνται για τη θρεπτική και φαρμακευτική τους αξία, συνιστάται η χρήση κομπόστ, με αποτέλεσμα τη σημαντική αύξηση της περιεκτικότητας σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα (PUFA). Επίσης, όσον αφορά την αξιολόγηση του φυτού ως κτηνοτροφή το NDF (Neutral Detergent Fiber) και το ADF (Acid Detergent Fiber) δεν επηρεάστηκαν από την πυκνότητα των φυτών. Ωστόσο, υπήρχαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των επεμβάσεων λίπανσης. Οι υψηλότερες περιεκτικότητες ADF και NDF στην υπέργεια βιομάζα βρέθηκαν σε κομπόστ και στην ουρία με διπλούς αναστολείς. Η υψηλή περιεκτικότητα σε ADF, NDF και σχετικά υψηλή περιεκτικότητα σε CP (Crude Protein) που χαρακτηρίζεται στην υπέργεια βιομάζα της μαύρης μουστάρδας μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις των θηλαζόντων ζώων και επομένως η παραγωγή βιομάζας μαύρης μουστάρδας ως κτηνοτροφική καλλιέργεια θα μπορούσε να είναι μεγάλης σημασίας. Συμπερασματικά, η μαύρη μουστάρδα που καλλιεργείται σε πυκνότητες φυτών υψηλότερες από 46 φυτά m−2 και υπό ανόργανη λίπανση, ειδικά με ουρία με διπλούς αναστολείς, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ως νέα κτηνοτροφική καλλιέργεια στη διατροφή των μηρυκαστικών.