Die Ernährungsphysiologische Bedeutung der N-Verbindungen in Pflanzen im Hinblick auf die Stickstoffdüngung

Abstract

Besides its growth stimulating and yield increasing effect on plants, fertilization with nitrogen may also lead to quantitative variation in the quality of food plants, ripe for harvesting.

This variation in the quality of plant foods estimated by their crude protein (N × 6.25) content or other N-containing compounds (e.g. NO₃) is of nutritional importance.

Research in the nitrogen-metabolism of plants grown on variable conditions, e. g. fertilizing with different amounts of nitrogen, resulted in an extensive knowledge on N-constituents of plants as can be measured by chemical analytical methods.

The nutritional significance of all the N-containing fractions and their variability in plant material can so far be estimated only marginally. Reasons for this are mainly due to the high expense of nutritional experiments. The metabolic course of N-constituents from plants feed to the animal is described, stressing those reactions being most important to nutrition. Methods of estimating the nutritive effects of plant material are discussed. The reliability of applying results obtained by animal experiments to the human are considered. The overall problems are demonstrated on figures showing the variation in the biological value (B V) of plant foods having given different amounts of N (cereals, potatoes, kale) and the effect of specific nutritionally peculiar reacting compounds (e.g. NO₃ in spinach).

It is concluded that research in nutrition demands cooperation of several disciplines such as plant production and nutritional physiology.

Zusammenfassung

Die Stickstoff-Düngung kann in der Regel neben einer Ertragssteigerung im Pflanzenaufwuchs auch zu einer quantitativen Variation der N-haltigen Substanz in der erntereifen Nahrungspflanze führen. Diese „Qualitätsveränderung“ des Nahrungsmittels im Komplex Rohprotein (N × 6,25) oder anderer N-haltiger Pflanzen-Inhaltsstoffe (z.B. NO₃) ist ernährungsphysiologisch bedeutsam.

Das Studium des N-Stoffwechsels der Pflanze unter verschiedenen Umweltbedingungen, insbesondere der Stickstoff-Düngung, hat bis heute einen umfassenden Einblick in die chemisch-analytisch erfaßbaren Fraktionen der N-haltigen Substanz in der Pflanze gebracht. Die ernährungsphysiologische Bedeutung des Komplexes der N-Fraktionen und ihrer Variabilität kann in der Regel nur grob eingeschätzt werden. Die Ursachen hierfür liegen nicht zuletzt im erforderlichen Aufwand für ernährungsphysiologische Untersuchungen.

Es wird ein Einblick in den Verwertungsgang von N-Verbindungen aus Pflanzen im tierischen Organismus gegeben und die Reaktionen hervorgehoben, die ernährungsphysiologisch primär relevant erscheinen. Methoden zur Erfassung ernährungsphysiologischer Wirkungen und die Wahl geeigneter Versuchstiere für die Übertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf den Menschen, werden diskutiert.

Die Gesamtproblematik wird an Hand von Beispielen über die Änderung des biologischen Eiweißwertes durch N-Düngung (Getreide, Kartoffeln, Grünkohl) und der Wirksamkeit spezifischer ernährungsphysiologischer Noxen (NO₃ im Spinat) aufgezeigt.

Es wird aus den Beispielen die Schlußfolgerung gezogen, daß auf dem Gebiet der Ernährungsforschung eine Zusammenarbeit mehrerer Folgedisciplinen — Pflanzenproduktion-Ernährungsphysiologie — notwendig ist.

Résumé

En régle générale, la fumure azotée peut également entrainer à coté d'un accroissement du rendement des cultures une modification quantitative des substances contenant de l'azot dans les plantes alimentaires à maturité. Cette modification de la qualité des produits alimentaires en ce qui concerne les matières azotées totales (N × 6,25) ou d'autres substances végétales azotées est d'une grande importance sur le plan de la physiologie de la nutrition.

L'étude du métabolisme de l'azot chez les végétaux dans des conditions ambiantes diverses, en particulier lors de la fumure azotée, a donné jusqu'à présent un vaste aperçu des composants chimiquement analysables de la matière azotée végétale.

L'importance nutritionelle de l'ensemble des composants azotés et de leur variabilité ne peut en général être estimée qu'approximativement. Cela provient particulièrement de l'importance des moyens nécessaires pour les recherches de physiologie nutritionelle.

Nous donnons un aperçu sur le cours de la transformation des composés azotés végétaux dans l'organisme animal et soulignons les réactions qui semblent importantes au point de vue de la physiologie de la nutrition.

Nous discutons les méthodes d'appréciation de la valeur nutritionelle et le choix des animaux d'expérience permettant l'application des résultats à l'homme. La position du problème est mise en évidence au moyen d'exemples qui montrent la modification de la valeur biologique de la protéine par la fumure azotée (céréales, pommes de terre, chou vert) et qui montrent l'action des nuisanies spécifiques nutritionelles (NO₃ dans les épinards).

On peut conclure à l'aide de ces exemples qu'une collaboration de plusieurs disciplines complémentaires-production des plantes - physiologie de la nutrition — est indispensable dans le domaine des recherches sur la nutrition.