Impact of Nitrogen Fertilization on Tuber Yield, Sugar Composition and Nitrogen Uptake of Two Yacon (Smallanthus sonchifolius Poepp. & Endl.) Genotypes

Abstract

The tuberous root crop, yacon, is native to the Andean region and contains high amountsof fructooligosaccharides (FOS) with up to 70% of dry matter. Due to FOS, consumption of tubersmay have health-promoting effects. However, regarding the overall cultivation system, norecommendations exist for farmers on nitrogen fertilization and nitrogen (N) uptake of yacon.Therefore, three different N fertilization levels (0, 40, and 80 kg N ha−1) and two genotypes (brownshelled(BG) and red-shelled (RG)) were examined in a two-year field experiment regarding theirtuber yield, sugar composition, and nitrogen uptake. Tuber yields increased with increasingfertilization level and were highest for B80 and R80 (50 and 67 t FM ha−1), while significantdifferences between the genotypes existed. Sugar and the amount of FOS slightly decreased withincreasing N fertilization level, and ranged between 36% and 73% and 30% and 58% of dry matter,respectively. An overall decreasing amount of FOS led to a slight increase in the amount of FOSwith a higher degree of polymerization. Regarding the N-use efficiency of tubers and the total plant,an N fertilization level of 40 kg N ha−1 seems to favor tuber yield.

Tuber Yield Formation and Sugar Composition of Yacon Genotypes Grown in Central Europe

“…The total sugar content of yacon tubers ranges commonly from 70% to 80% of DM, which is higher than the findings in the present study, but similar to findings of Kamp et al, who also reported total sugar contents ranging from 35% to 73% of DM, under comparable climatic conditions [6,11,23]. In general, more information on FOS content and monosaccharides than total carbohydrates are available.…”

“…For further analysis, freeze dried samples were milled with a GRINDOMIX GM 200 (Retsch GmbH, Haan, Germany) two times at a speed of 10,000 turns min −1 for 10 s each. Sugar composition of tubers were analyzed by using high performance liquid chromatography (HPLC) using the method described by Kamp et al [23]. To determine the overall sugar yield the percentage of total sugar was multiplied by tuber yield (DM).…”

Rendimiento agronómico de ocho cultivares de yacón (Smallanthus sonchifolius [Poepp. & Endl.] H. Rob.) provenientes del norte peruano

“…Estas variaciones se explican por la altitud y la estación de siembra. Douglas et al (2007) obtuvieron 0,16 t ha -1 a 8,13 t ha -1 de materia seca en raíces por hectárea, con un contenido promedio entre 8,5 % y 13,2 % de MS. Kamp et al (2019b) en un estudio sobre el impacto de la fertilización nitrogenada en dos años de siembra, sobre el rendimiento y los azúcares del yacón, encontraron rendimientos de MS de 1,95 t ha -1 a 11,4 t ha -1 , con promedio de 5,3 t ha -1 . Las variaciones se explican por la dosis de N y por el año de siembra.…”

“…Esta perspectiva ha conducido a numerosas investigaciones agronómicas y una línea principal de estudio es la relacionada con el rendimiento de raíces. Sin embargo, la mayoría de investigaciones se han realizado fuera de los Andes (Carvalho et al, 2021;Kamp et al, 2019aKamp et al, , 2019bKamp et al, , 2019cLebeda et al, 2011). Por este motivo, es necesario ahondar las investigaciones en los países andinos y de modo particular en el Perú, donde existe abundante material genético y las condiciones ecológicas para su producción son las mejores (Polanco Puerta y García, 2013;Tapia et al, 2004).…”

“…Parte de esta producción se exportó como harina, jarabe, jugo, extracto, hojuelas y como fruta fresca orgánica, por un valor de USD 1,9 millones (Asociación de Exportadores [ADEX], 2018). Los rendimientos en parcelas de agricultores son bajos, en comparación con los rendimientos experimentales (Kamp et al, 2019b;Lebeda et al, 2011). Por lo que, es necesario estudiar la capacidad productiva de los cultivares tradicionales y seleccionar los de mejores características para el mejoramiento agronómico y genético.…”