Vliv genotypu na hodnoty spalného tepla vybraných druhů netradičních listových zelenin

Veronika Dobrovodská

Bachelor's thesis

The influence of genotype on the combustion value of selected types of non-traditional leafy vegetables

Abstract:

Bakalářská práce byla zaměřena na studium vlivu genotypu na energetický obsah vybraných druhů asijské listové zeleniny. Pro zjištění energetické hodnoty vybraných vzorků byla použita metoda spalné kalorimetrie. Spálením sušiny jednotlivých rostlin byly získány hodnoty spalného tepla, které byly použity pro srovnání energetické hodnoty sledovaných odrůd. Spalná kalorimetrie je metodou destruktivní, která umožňuje měření tepelné energie uvolněné z organických sloučenin po spálení vzorku. V rámci rostlinné fyziologie se tato metoda využívá pro hodnocení míry fotosyntézy a rostlinného metabolismu, dále pro sledování tvorby, transportu a ukládání asimilátů do různých orgánů a celkové hodnocení růstu a vývoje rostlin, potažmo celého ekosystému. V pokusu byly zkoumány tři druhy asijské listové zeleniny – pak choi, mizuna a perila. U listové zeleniny pak choi byly vybrány dvě odrůdy, konkrétně zelenolistá ´Atari F1´ a červenolistá odrůda ´Baraku F1´. Stejně tomu tak bylo u mizuny, použité odrůdy byly ´Waido´ se zeleným zbarvením a ´Red Knight F1´ s červenými listy. V případě perily byla hodnocena pouze zelenolistá varianta perily křovité bez konkrétní odrůdy. Asijská listová zelenina byla vybrána z toho důvodu, že se jedná o relativně málo známé druhy listové zeleniny a zvýšením povědomí o těchto druzích je možné přispět k většímu zájmu o konzumaci zdraví prospěšné listové zeleniny. I pro české pěstitele představuje tato zelenina možnost rozšíření nabídky o zajímavé a netradiční druhy, které budou v budoucnu pravděpodobně mezi spotřebiteli nabývat na oblíbenosti. U vybraných druhů asijské listové zeleniny byla pozornost zaměřena na zjišťování hodnot spalného tepla, které vypovídají o množství energie obsažené v jednotlivých zkoumaných rostlinách. Rostliny byly pěstované ve stejných podmínkách s tím rozdílem, že část byla zasazena do aeroponického systému a část do hydroponického. Nejvyšší průměrná hodnota energetického obsahu byla zjištěna u rostlin perily (14,3 kJ∙g-1), na druhém místě byla mizuna (14,0 kJ∙g-1) a na posledním pak choi (13,5 kJ∙g-1). Rozdílné hodnoty spalného tepla byly naměřeny i mezi zelenolistými a červenolistými odrůdami, nebylo ale zjištěno, že by pouze barva listů byla určujícím znakem pro vyšší energetickou hodnotu. Průměrně bylo vyšší množství energie naměřené u rostlin pěstovaných v aeroponickém prostředí (14,3 kJ∙g-1) ve srovnání s hydroponickým (13,7 kJ∙g-1). U jednotlivých druhů i odrůd pěstovaných ve stejném prostředí bylo možné pozorovat rozdíly v obsahu energie, z čehož je možné potvrdit hypotézu o vlivu genotypu na energetický obsah odlišných odrůd. Tato metoda se také prokázala vhodnou pro měření efektivity fotosyntézy na základě hodnocení energetického obsahu rostlin.

Abstract:

The bachelor thesis was focused on the study of the influence of genotype on the energy content of selected types of Asian leafy vegetables. The method of combustion calorimetry was used to determine the energy value of the selected samples by burning the dry matter of individual plants to compare the energy value of the observed varieties. Combustion calorimetry is a destructive method that allows the measurement of thermal energy released from organic compounds after burning a sample. Within plant physiology, this method is used to assess the photosynthetic rate and plant metabolism, as well as to monitor the formation, transport and storage of assimilates in various organs and to assess plant growth and development, eventually to evaluate whole ecosystems. Three types of Asian leafy vegetables were choisen for the experiment - pak choi, mizuna and perilla. Two varieties of pak choi were used, namely the green-leafed 'Atari F1' and the red-leafed 'Baraku F1'. Green-colored 'Waido' and 'Red Knight F1' with red leaves were used for mizuna. In the case of perilla, only the green-leaved perilla was evaluated without any specific variety. The choice of these plants was made due to them being a relatively unknown type of leafy greens and by making them more well-known, it is possible to increase interest in healthy leafy greens. Even for Czech growers, these vegetables represent the possibility of expanding the offer by choosing interesting and non-traditional species, which will likely gain popularity among consumers in the future. The attention was focused on determining the combustion value of the plants, which indicates the amount of energy they contain. The plants were grown in the same conditions, with the difference that approximately half of the plants was planted in an aeroponic system and the other in a hydroponic system. The highest average value of energy content was found in perilla plants (14,3 kJ∙g-1), followed by mizuna (14,0 kJ∙g-1) and lastly in pak choi (13,5 kJ∙g - 1). Different calorific values were also measured between green-leaved and red-leaved varieties, but it was not proven that the color of the leaves was a determining factor for a higher energy value. On average, the amount of energy measured was higher in plants grown in the aeroponic environment (14,3 kJ∙g-1) compared to the hydroponic (13,7 kJ∙g-1). Differences in the energy content of individual species and varieties grown in the same environment were observed and it was possible to confirm the hypothesis of the influence of genotype on the energy content of different varieties. This method has also proven to be suitable for measuring the photosynthetic rate based on the evaluation of the energy content of plants.

Keywords

listová zelenina, spalná kalorimetrie, spalné teplo, fotosyntéza, energie

Keywords

leafy vegetables, combustion calorimetry, combustion heat, photosynthesis, energy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 27. 5. 2024
• Supervisor: doc. Ing. František Hnilička, Ph.D.
• Reader: Helena Hniličková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Horticulture