Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Вплив азотного та фосфорно-калійного удобрення на урожайність та біохімічний склад цикорію коренеплідного (Cichorium intybus L.)

Богдан Мазуренко, Любов Гончар
Завантажити статтю
Анотація

Цикорій коренеплідний (Cichorium intybus L.) є важливою технічною культурою, цінною завдяки високому вмісту інуліну та функціональних біоактивних сполук. Оптимізація мінерального удобрення залишається ключовим фактором для максимізації врожайності та поліпшення біохімічного складу в умовах змін клімату. Метою даного дослідження було оцінити вплив азотного та фосфорно-калійного удобрення на урожайність та біохімічні показники цикорію. Польові дослідження проводилися у 2021-2023 рр. у Правобережному Лісостепу України на чорноземі слабогумусному за двофакторною схемою, що включала 5 варіантів азотного удобренння (0-200 кг/га) та п’ять варіантів фосфорно-калійного удобрення (0-120 кг P2O5 та 0-200 кг K2O). Урожайність коренеплодів, загальний вміст цукрів, вміст інуліну, редукуючих цукрів та ступінь полімеризації визначали за стандартизованими біохімічними та статистичними методами (дисперсійний аналіз, post-hoc тест Tukey’s HSD, Principal Component Analysis (PCA), кластерний аналіз). Результати досліджень показали, що азотне удобрення впливало на всі біохімічні показники та урожайність, але найбільше на вміст інуліну (до 75 % від сухої речовини) та ступінь полімеризації, тоді як фосфорно-калійні добрива лише на урожайність та ступінь полімеризації. Максимальна середня врожайність у роки досліджень (35,4 т/га) була досягнута при внесенні N150P90K150, тоді як надмірне внесення азотних та фосфорно-калійних добрив (200 кг/га) знижувало продуктивність посівів та урожайність. Загальний вміст цукрів та інуліну зростав при внесенні азоту до 150 кг/га, після чого спостерігалося зниження. PCA підтвердив домінуючу роль азоту у формуванні як урожайності, так і біохімічних показників. Оптимальні норми азоту (100-150 кг/га) у поєднанні з помірними рівнями фосфорно-калійного удобрення забезпечували стабільну врожайність коренеплодів та високий вміст інуліну, що є важливим як для промислової переробки, так і для сталого агровиробництва

Ключові слова

кореляція, інулін, цукри, Principal Component Analysis, полімеризація

ЦИТУВАТИ
Mazurenko, B., & Honchar, L. (2025). Influence of nitrogen and phosphorus-potassium fertiliser on the yield and biochemical composition of common chicory (Cichorium intybus L.). Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 21(5),55-70. https://doi.org/10.31548/dopovidi/5.2025.55
Використані джерела
  1. Akram, H., Zafar, H., & Abbasi, B. H. (2025). The chicory root (Cichorium intybus var. sativum) frontier: Pioneering biotechnological advancements. Phytochemistry Reviews. doi: 10.1007/s11101-025-10085-x.
  2. Alves, D.M.R., de Mello Prado, R., Barreto, R.F., & da Silva Carvalho, L.T. (2024). Nano-silicon and sodium mitigate damage by potassium deficiency in chicory. Scientific Reports, 14(1), article number 16841. doi: 10.1038/s41598-024-67875-0.
  3. Bakhmat, M.I., Tkach, O.V., & Stepanchenko, V.M. (2021). Seed yield of root chicory depending on the method of plant arrangement. Podilian Bulletin: Agriculture, Engineering, Economics, 34, 9-18. doi: 10.37406/2706-9052-2021-1-1.
  4. Buchelt, A.C., Teixeira, G.C.M., Oliveira, K.S., Rocha, A.M.S., de Mello Prado, R., & Caione, G. (2020). Silicon contribution via nutrient solution in forage plants to mitigate nitrogen, potassium, calcium, magnesium, and sulfur deficiency. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 20(3), 1532-1548. doi: 10.1007/s42729-020-00245-7.
  5. Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_030#Text.
  6. Cwalina-Ambroziak, B., Wierzbowska, J., & Bogucka, B. (2022). The effect of nitrogen fertilization on yield and macronutrient concentrations in root chicory (Cichorium intybus L. var. Sativus Bisch) and the health status of plant. Acta Scientiarum Polonorum. Hortorum Cultus, 21(5), 85-99. doi: 10.24326/asphc.2022.5.8.
  7. Ebrahimi, M., & Gholami, M. (2023). Elevated inulin content in chicory under phosphorus and iron starvation. Journal of Medicinal Plants and By-products, 12(4), 413-420. doi: 10.22034/jmpb.2023.129015.
  8. Gholami, H., Fard, F.R., Saharkhiz, M.J., & Ghani, A. (2018). Yield and physicochemical properties of inulin obtained from Iranian chicory roots under vermicompost and humic acid treatments. Industrial Crops and Products, 123, 610-616. doi: 10.1016/j.indcrop.2018.07.031.
  9. Hingsamer, M., Kulmer, V., de Roode, M., & Kernitzkyi, M. (2022). Environmental and socio-economic impacts of new plant breeding technologies: A case study of root chicory for inulin production. Frontiers in Genome Editing, 4, article number 919392. doi: 10.3389/fgeed.2022.919392.
  10. Hong, J., Xu, F., Chen, G., Huang, X., Wang, S., Du, L., & Ding, G. (2022). Evaluation of the effects of nitrogen, phosphorus, and potassium applications on the growth, yield, and quality of lettuce (Lactuca sativa L.). Agronomy, 12(10), article number 2477. doi: 10.3390/agronomy12102477.
  11. Hoque, M.M., Ajwa, H., Othman, M., Smith, R., & Cahn, M. (2010). Yield and postharvest quality of lettuce in response to nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizers. HortScience, 45(10), 1539-1544. doi: 10.21273/HORTSCI.45.10.1539.
  12. Kalenska, S., Mazurenko, B., Harbar, L., Zhovtun, M., Yunyk, A., & Mokrienko, V. (2024). Seed yield limitations of coriander (Coriandrum sativum L.) based on plant structure analysis. Journal of Agriculture and Food Research, 18, article number 101321. doi: 10.1016/j.jafr.2024.101321.
  13. Mathieu, A.S., Tinel, C., Dailly, H., Quinet, M., & Lutts, S. (2018). Impact of high temperature on sucrose translocation, sugar content and inulin yield in Cichorium intybus L. var. sativum. Plant and Soil, 432, 273-288. doi: 10.1007/s11104-018-3802-7.
  14. Moscatello, S., Battistelli, A., Mattioni, M., & Proietti, S. (2023). Yield, fructans accumulation, and nutritional quality of young chicory plants as related to genotype and nitrogen fertilization. Agronomy, 13(7), article number 1752. doi: 10.3390/agronomy13071752.
  15. Paseephol, T., Small, D., & Sherkat, F. (2007). Process optimisation for fractionating Jerusalem artichoke fructans with ethanol using response surface methodology. Food Chemistry, 104(1), 73-80. doi: 10.1016/j.foodchem.2006.10.078.
  16. Popova, I., Vasyliv, V., Palamarchuk, I., Mushtruk, N., & Kukla, O. (2024). Assessment of ecological safety and technological characteristics of chicory based on microbiological and derivatographic studies. Human Health and Nation, 1, 20-38.
  17. Tabatabaee, S., Sanjarian, F., Lohrasebi, T., & Karimi, M. (2021). Enhanced inulin production by hairy root cultures of Cichorium intybus in response to Pi and Fe starvation. Molecular Biology Research Communications, 10(2), article number 85. doi: 10.22099/mbrc.2021.38031.1527.
  18. Tkach, O.V., Ovcharuk, O.V., Ovcharuk, V.I., & Petrychenko, Ye.A. (2023). Influence of different growing conditions of chicory on the relationship between vegetative mass formation and root crops. Podilian Bulletin: Agriculture, Engineering, Economics, 40, 72-77. doi: 10.37406/2706-9052-2023-3.11.
  19. van Arkel, J., Vergauwen, R., Sévenier, R., Hakkert, J.C., van Laere, A., Bouwmeester, H.J., Koops, A.J., & van der Meer, I.M. (2012). Sink filling, inulin metabolizing enzymes and carbohydrate status in field grown chicory (Cichorium intybus L.). Journal of Plant Physiology, 169(15), 1520-1529. doi: 10.1016/j.jplph.2012.06.005.
  20. Vandoorne, B., Mathieu, A.S., Van den Ende, W., Vergauwen, R., Périlleux, C., Javaux, M., & Lutts, S. (2012). Water stress drastically reduces root growth and inulin yield in Cichorium intybus (var. sativum) independently of photosynthesis. Journal of Experimental Botany, 63(12), 4359-4373. doi: 10.1093/jxb/ers095.
  21. Voitovyk, M., Prymak, I., Tsyuk, O., & Melnyk, V. (2023). Qualitative composition of humus and physical and chemical properties of typical chernozem depending on the fertiliser system. Plant and Soil Science, 14(1), 9-21. doi: 10.31548/plant1.2023.09.
  22. Wierzbowska, J., Cwalina-Ambroziak, B., Waskiewicz, A., & Bogucka, B. (2023). Influence of nitrogen fertilizers on the concentrations of inulin and micronutrients in Jerusalem artichoke tubers and root chicory. Journal of Elementology, 28(3). doi: 10.5601/jelem.2023.28.2.3024.
  23. Wilson, R.G., Smith, J.A., & Yonts, C.D. (2004). Chicory root yield and carbohydrate composition is influenced by cultivar selection, planting, and harvest date. Crop Science, 44(3), 748-752. doi: 10.2135/cropsci2004.7480.
  24. Zhang, H., Yang, S., Wei, X., Wang, L., Sun, X., Hou, Z., Xu, D., & Liu, W. (2023). Forecasting the favorable growth conditions and suitable regions for chicory (Cichorium intybus L.) on the Qinghai plateau under current climatic conditions. Ecological Informatics, 78, article number 102343. doi: 10.1016/j.ecoinf.2023.102343.
  25. Zhao, X., Wang, Y., & Liu, H. (2023). The phosphorus–iron nexus: Decoding the nutrients interaction in plants. International Journal of Molecular Sciences, 25(13), article number 6992. doi: 10.3390/ijms25136992.