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Qualitas Plantarum

, Volume 23, Issue 4, pp 333–358 | Cite as

Nutritional value of crops as influenced by organic and inorganic fertilizer treatments

Results of 12 years' experiments with vegetables (1960–1972)
  • W. Schuphan
Article

Summary

Worldwide attention in agricultural and in nutritional science is diverted to the controversy concerning ‘Quality’ versus ‘Quantity’ in connection with the alternatives of ‘Organic Manuring’ or ‘Chemical Fertilizing’ in relation to nutritional values in crops and their significance to human health.

Some contribution towards classification of these problems is presented by the statistically significant results of our 12 years' experiment on two soils, fen and sand, including different organic manures and chemical fertilizers, namely 1) ‘Stable Manure’, 2) ‘Biodynamic Compost’, 3) ‘Stable Manure + NPK’, and 4) ‘NPK’.

The difficulties in getting enough organic manures have no bearing on the subject of these investigations. The same is true for any considerations of economics.

It could be shown by the aid of tables and annotated graphs that organic farming with 1) and 2) gave rise to considerable decreases in yield of 20 to 46% on fen, and of 28 to 56% on sand, in 8 crops grown in rotation or in succession within a year (2 crops/year). The losses in yield have been calculated in relation to means of yields given by 4)=100.

These losses in yield the organic farmer must bear at his own expense, unless the nutritive value of his organically grown crops would rise to such an extent that low yield would be financially compensated by a higher price for his crops. That the consumer would benefit by a higher biological value of such products of 1) and 2) is beyond question, as confirmed by the following data based on 12 years' chemical investigations.

Crops (both on fen and sand) manured with 1) and 2) have in comparison with 4)=100 contents on average higher.

  1. a.

    in Dry Matter of +23%

     
  2. b.

    in Relative Protein of +18%

     
  3. c.

    in Ascorbic Acid of +28%

     
  4. d.

    in Total Sugars of +19%

     
  5. e.

    in Methionine of +23% (determined in potatoes and spinach only)

     
  6. f.

    in Minerals such as

    • in Potassium (K) of +18%

    • in Calcium (Ca) of +10%

    • in Phosphorus (P) of +13%

    • in Iron (Fe) of +77% (determined in spinach only)

    • in Magnesium (Mg) of ± 0%

     
On the other hand detrimental and/or undesired constituents in crops show — due to organic manuring with 1) and 2) — average contents diminished in
  1. a.

    Nitrates by −93% (determined in spinach only (1962, 1969, 1972))

     
  2. b.

    Free Amino Acids by −42%

     
  3. c.

    Sodium by −12%

     

Finally let me comment upon the analytical results on behalf of the consumer in a somewhat practical way.

Vegetables including potatoes are generally heated, by cooking in the household and restaurants or by blanching in processing plants. Their water-soluble constituents, minerals and trace elements, are not at all affected by a careful heating as usual, but on the other hand soluble vitamins of the B-complex and Vitamin C are affected but only to a certain extent.

However, all these water-soluble plants constituents are strongly diminished in the food as eaten, if the cooking or the blanching water gets lost by pouring off. No doubt, using ‘hot pot’ diets (‘right across the kitchen garden’) losses from vegetables and potatoes in minerals and trace elements are entirely eliminated and those in water-soluble vitamins are only limited to destruction by heating.

Therefore it may be concluded, that solely those diets including the cooking water or steam blanched products will justify the greater expense of a product richer in nutrients. Otherwise it would be rather illusive to claim for low yielding organically grown crops of high nutritional value, when the latter is carelessly wasted by foulty preparation ((3, pages 174–182; 187), 16, 17, 18, 20).

Keywords

Manure Organic Manure Natrium Kalium Kitchen Garden 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Zusammenfassung

Weltweite Beachtung schenkt man heute in Landwirtschaft und Ernährungswissenschaft der Streitfrage ‘Qualität’ oder Quantität' in Verbindung mit dem Nähr- und Gesundheitswert organisch oder chemisch gedüngter pflanzlicher Erzeugnisse.

Einen bescheiden Beitrag zur Lösung dieser Frage konnten wir durch statistisch gesicherte Ergebnisse aus unseren 12jährigen Versuchen auf Moor- und Sandboden gewinnen. Die Versuche wurden mit verschiedenen organischen und chemischen Düngern durchgeführt, so mit

1) ‘Stallmist’, 2) ‘biologisch-dynamischem Kompost’, 3) ‘Stallmist + NPK’ und 4) ‘NPK’.

Es sei noch gesagt, daß Schwierigkeiten in der Beschaffung genügender Mengen an organischen Düngern ebensowenig Gegenstand dieser Arbeit sind wie Fragen der Wirtschaftlichkeit. Sie stehen somit außerhalb der Debatte.

Mit Hilfe von Tabellen und Spezialdarstellungen konnte gezeigt werden, daß organische Düngung mit 1) und 2) bedeutende Ernteverluste — auf Moor in Höhe von 20–46%, auf Sand in Höhe von 28–56% — bedingte. Die Ernteverluste wurden auf die geernteten Erträge bei 4)=100 berechnet. 8 pflanzliche Erzeugnisse, in der Hauptsache Gemüse, dienten in mehrjährigen Kulturfolgen und in einjährigen Folgekulturen (zwei Kulturen je Jahr) der Auswertung.

Diese bedeutenden Ernteverluste müssen Erzeuger, die sich einem organischen Anbau verschrieben haben, in Kauf nehmen, wenn sie nicht die Vorteile eines höheren ernährungsphysiologischen Wertes ihrer organisch gezogenen Produkte finanziell geltend machen. Daß der Verbraucher durch einen höheren biologischen Wert organisch gedüngter Erzeugnisse mit 1) und 2) profitieren, steht außer Frage, wie durch folgende analytische Daten, die auf 12jährigen chemischen Untersuchungen basieren, bewiesen werden kann:

Die höheren durchschnittlichen Gehalte, die mit den organischen Düngungen 1) und 2) in pflanzlichen Erzeugnissen auf Moor und Sand erzielt werden konnten, bezogen sich auf:

  1. a.

    Trockensubstanz = +23%

     
  2. b.

    den Relativen Eiweißgehalt = +18%

     
  3. c.

    Ascorbinsäure = +28%

     
  4. d.

    Gesamtzucker = +19%

     
  5. e.

    Methionin = +23% (nur in Kartoffeln und Spinat bestimmt)

     
  6. f.

    Mineralstoffe, z.B.

    • Kalium (K) = +18%

    • Kalzium (Ca) = +10%

    • Phosphor (P) = +13%

    • Eisen (Fe) = +77% (nur im Spinat bestimmt)

    • Magnesium (Mg) = ± 0%

     
Andererseits zeigen als Folge einer organischen Düngung Schadstoffe und/oder unerwünschte Inhaltsstoffe im Durchschnitt eindeutig geringere Gehalte:
  1. a.

    Nitrat = -93% (nur im Spinat bestimmt (1962, 1969, 1972))

     
  2. b.

    Freie Aminosäuren = -42%

     
  3. c.

    Natrium = -12%

     

Lassen Sie mich noch zum Schluß in einer den Verbraucher betreffenden, praktisch orientierten Weise unsere analytischen Befunde kommentieren. Gemüse und Kartoffeln erhitzt man — abgesehen von wenigen Ausnahmen — beim Zubereiten, durch Kochen in Haushalt und in der Gastronomie bzw. durch Blanchieren in der Verarbeitungsindustrie. Ihre wasserlöslichen Inhaltsstoffe, die Mineralstoffe und die Spurenelemente, werden durch schonende, normale Hitzeeinwirkung überhaupt nicht, wasserlösliche Vitamine des B-Komplexes und Vitamin C dagegen in gewissen Ausmaß angegriffen.

Alle diese wasserlöslichen pflanzlichen Inhaltsstoffe erleiden jedoch beträchtliche Einbußen, wenn das Koch- oder Blanchierwasser fortgeschüttet wird, was mit Sicherheit im ‘Eintopf’ (‘Quer durch den Garten’) nicht geschieht.

Nur hiermit oder durch Mitverwendung von Gemüsebrühen bei der Zubereitung oder durch Dampfblanchieren bei industrieller Konservierung könnte sich der Aufwand werstofferhöhender, abser stark ertragssenkender organischer Düngungsmaßnahmen ernährungsphysiologisch auswirken. Im anderen Fall bleibt nur die Illusion einer besseren Qualität (3, S. 174–182, 187), 16, 17, 18, 19, 20).

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Copyright information

© Martinus Nijhoff/Dr. W. Junk Publishers 1974

Authors and Affiliations

  • W. Schuphan
    • 1
  1. 1.Bundesanstalt für Qualitätsforschung pflanzlicher ErzeugnisseGersenheim/Rh.B.R.D.

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