A világon – és beleértve Magyarországot is – a szélsőséges időjárási viszonyok miatt egyre nagyobb figyelmet kapnak azok az alternatív gabonafélék, melyek kiváló szárazságtűréssel és igénytelenséggel jellemezhetőek. Ilyen tulajdonsággal rendelkezik többek között a termesztett köles vagy a szemescirok. Ezen gabonanövények minőségi és mennyiségi paramétereire vonatkozó adatok többnyire a termésátlagra és az elemfelvételre vonatkoznak, ezért tudományos munkám céljául több fontos minőségi paraméter meghatározását tűztem ki, valamint azok különböző mértékű tápanyag-ellátottság hatására bekövetkező változásainak vizsgálatát. Fontos volt, hogy a vizsgált növények a Debreceni Egyetem kutatóintézetében kerüljenek termesztésre. Így pontosan követhető a termesztéstechnológia, az éghajlati- és talajadottságok, a termésmennyiségek, valamint a betakarításkori jellemzők. A vizsgált minták a Maxi és a Lovászpatonai pirosmagvú köles fajták, illetve a Zádor szemescirok hibrid lisztmintái voltak. A kísérlet a Debreceni Egyetem Agrár Kutatóintézetek és Tangazdaság (DE AKIT) Karcagi Kutatóintézetének tábláin került beállításra a 2016-os és a 2017-es évben. A két vizsgálati évben eltérő időjárási viszonyok voltak jellemzőek, így szerencsésen kihasználva ezt a tényt, végeztem el a tápanyag-összetételre vonatkozó méréseket, különböző nitrogén kezelés hatására. Az alkalmazott kezelések a 0 kg/ha (kontroll), 40 kg/ha, 80 kg/ha, 120 kg/ha, 160 kg/ha és 200 kg/ha nitrogén adagok voltak. Meghatároztam a minták ezerszemtömegét, nedvességtartalmát, hamutartalmát, fehérjetartalmát, keményítő tartalmát, nagy hangsúlyt fektetve a keményítő összetételre, melyhez az amilóz/amilopektin tartalom, a sérült keményítő, valamint a rezisztens keményítő mennyisége tartozik. További fontos tényező volt a zsírtartalom és zsírsavösszetétel, az élelmi rost tartalom, az összes fenolos antioxidáns hatású vegyületek mennyisége, valamint a makro- és mikroelem változásának meghatározása. Ezt követően kiértékeltem a műtrágya adagok hatását, a köles mintáknál a fajták közötti hatást, valamint a fajta és kezelés kombináció hatását, meghatároztam a hatásnagyságot. Elvégeztem a tápanyagok és tápelemek közötti összeföggés-vizsgálatokat. Megállapítottam a termés és a humán szempontból optimálisnak tartandó elemarányokat a vizsgált növényeknél. A minták ezerszemtömegét tekintve magasabb értékeket kaptam a csapadékos, 2016-os kísérleti évben, az aszályos 2017-es évvel szemben, ahol ezek az értékek alacsonyabb eredményeket mutattak. A vizsgált növények termésátlagára - a szárazságtűrő-képességük ellenére - a legnagyobb befolyással az időjárási körülmények voltak, mely megnyilvánul a Karcagi Kutatóintézet munkatársai által mért termésátlagokban. Megállapítható, hogy a 2016-os csapadékos év nagyobb terméshozamot eredményezett, mint a 2017-es aszályos év. A 2016-os vizsgálati év során a növekvő nitrogén műtrágyázás pozitívan befolyásolta a köles fajták fehérjetartalmát. A Maxi köles fajta fehérjetartalma 9,72 ± 0,15% és 11,71 ± 0,22% között, szignifikáns növekedést mutatott, kivétel a 40 kg/ha nitrogén kezelésű minta, ahol a kezeletlen mintánál alacsonyabb, 9,72 ± 0,15%-os fehérjetartalmat mértem. A Lovászpatonai pirosmagvú köles fajta fehérjetartalma szintén növekedést mutatott, a kontroll mintánál 11,69 ± 0,78%-ot mértem, míg a legmagasabb kezelésig folyamatos növekedés volt megfigyelhető, 12,43 ± 0,46%-os értékig. Szignifikáns különbség volt kimutatható a fajtahatás, a műtrágya kezelések hatása között, valamint a fajta és műtrágya hatás kombináció között. A 2017-es kísérleti évben mindkét fajtánál átlagosan magasabb fehérjetartalom értékeket mértem. A köles mintáknál megállapítható, hogy nem minden kezelés eredményezett nagymértékű növekedést a fehérjetartalom értékeiben. A 2016-os év Zádor hibrid kontroll mintájának fehérjetartalma 8,09 ± 0,16%, mely a nitrogén adagok hatására növekedést mutatott, a legnagyobb, 9,61 ± 0,15%-os értékig, mely során szignifikáns különbség volt kimutatható a dózishatás függvényében. A 2017-es évben a Zádor hibrid kontroll mintájához (átlagosan 8,91%) viszonyított kezelt minták szintén magasabb értékeket mutattak (9,10% és 9,34% közötti határértékkel). A műtrágya adagok között azonban már nem volt kimutatható szignifikáns különbség. A keményítő tartalom vizsgálatánál nem volt kimutatható különbség a kezelések hatására, valamint a keményítő-összetétel értékeinél sem volt megfigyelhető számottevő változás a kezelések hatására. Az amilóz/amilopektin arány, a rezisztens keményítő mennyisége, valamint a sérült keményítő mennyisége stabilnak tekinthető a változó termesztési körülmények ellenére is. A 2016-os év köles mintáinak zsírtartalmát vizsgálva megállapítottam, hogy a fajták között, illetve a műtrágya kezelések között is szignifikáns különbség volt kimutatható. A 2017-es évben mindemellett a fajta és műtrágya hatás kombináció között is statisztikailag igazolható különbség volt kimutatható. A Zádor szemescirok hibridnél a 2016-os kísérleti év során kaptam szignifikáns különbséget a műtrágya hatást illetően. A minták zsírsavösszetételét vizsgálva azt állapítottam meg, hogy a 2016-os évben mind a telített, mind pedig a telítetlen zsírsavak aránya szűk határérték-tartományban mozgott. A zsírsavak egymáshoz viszonyított aránya a kezelések hatására számottevően nem változott, így ezek fajtára jellemző tulajdonságok. A legnagyobb koncentrációban mind a három növénynél a linolsav, az olajsav és a palmitinsav volt jelen. Az esszenciális zsírsavak aránya átlagosan 47% és 67% közötti értéket mutatott a vizsgált mintáknál. A minták élelmi rost tartalmát vizsgálva megállapítottam, hogy az adott paraméter a köles minták többségénél növekedést mutatott a 160 kg/ha nitrogén kezelésig. A 200 kg/ha nitrogén adag alkalmazása már nem jelentett különösebb változást. Makroelemek közül meghatároztam a lisztminták nitrogén, foszfor, kálium, kálcium, magnézium, kén és nátrium tartalmát. Az elemtartalom változása fajtól és fajtától is függ, így például a köles mintáknál több elem növekedést mutatott a kezelések hatására, szemben a szemescirok mintákkal, valamint a vizsgált köles fajták között is több esetben tapasztaltam eltérő elemtartalom-változást. A legtöbb esetben a foszfor koncentrációja csökkenést mutatott a növekvő N kezelés hatására. A kén tartalom a legtöbb mintánál növekvő tendenciát mutatott a kezelések hatására. Kutatásom során az eredmények birtokában lehetőség volt a tápanyagok és a tápelemek között összefüggés vizsgálatok elvégzésére. Az elemzés során számos szinergista és antagonista kapcsolat megléte igazolódott. A kísérleti minták elemtartalmát ismerve meghatározásra kerültek a minták kezelésenkénti elemarányai, mely alapján a vizsgált minták számos esetben közel a szemre érvényes optimális elemarányokkal voltak jellemezhetőek. Napjainkban nagyobb hangsúlyt kapnak az alternatív gabonafélék, melyeknek mind a termesztők, mind a feldolgozók, mind pedig a fogyasztók számára más és más mennyiségi vagy minőségi paramétereknek kell megfelelniük. A termesztő szempontjából fontos a gazdaságos tápanyagutánpótlás és megfelelő agrotechnika megválasztása, a feldolgozó számára fontos azon paraméterek ismerete, amelyekre nagy hatással vannak a termesztéstechnológiai és időjárási tényezők, míg a fogyasztó számára kulcsfontosságú a táplálkozás-élettani szempontból kedvező vegyületek mennyisége. Ennek meghatározásához átfogó szemlélet és számos vizsgálat szükséges. Kutatásomat erre építve végeztem el és értékeltem ki, hogy eredményeimmel hozzájáruljak e komplex kérdés megválaszolásához.

Nowadays, there is an increase in the interest for alternative grains worldwide and as well in Hungary because of the extreme weather conditions. The advantage of these crops are their excellent drought tolerance and resistance against unfavourable environment conditions. Sorghum and millet are characterized by these beneficial properties. The previous researches focused on the yield and mineral intake information of these cereals mostly, so the main aim of this scientific work was pointed to the evaluation of changes of different quality and parameters under different nutrient supply. For our research it was very important to know conditions of plant production, therefore the analysed samples were from an experiment was set up at the Karcag Research Institute of the University of Debrecen, Institute for Agricultural Research and Educational Farm in 2016 and 2017. In the research two proso millet varieties, „Maxi” and „Lovászpatonai pirosmagvú” and sorghum hybrid „Zádor” were examined. Weather conditions were different in this two examined years, which was advantage for us because we could compare the changes of nutrient composition in two disparate years. The fertilizer used in the experiment was CAN and rates were the following: 0 (non-fertilized control), 40, 80, 120, 160 and 200 kg/ha. Thousand kernel weight, moisture content, ash content, protein content, starch content were determined and we laid a special emphasis on the evaluation of starch composition: the amylose/amylopectin ratio, starch damage and resistant starch content of samples. Moreover, fat content, fatty acid composition, total dietary fibre content, polyphenol content and mineral content of flour samples were also analysed. The effect of increasing N rates and the connection between the different varieties and the fertilizer doses were evaluated. The thousands kernel weight of samples were higher in 2016, when the amount of precipitation was also higher than in 2017. The increasing N fertilizer rates increased the protein content of samples. The protein content of „Maxi” millet ranged between 9,72 ± 0,15% and 11,71 ± 0,22%. In „Lovászpatonai pirosmagvú” millet the protein content increased from 11,69 ± 0,78% to 12,43 ± 0,46% in 2016. The protein content was generally higher for both variety in 2017. The protein content in control flour samples were the lowest in hybrid „Zádor”, which value was 8,09 ± 0,16%. The highest value was in samples fertilized with N of 200 kg/ha in the first examined year. Protein content of samples treated with nitrogen fertilizer was higher (9,10% - 9,34%) compared to the control sample (8,91%). The differences between the starch content, starch composition, starch damage and resistant starch content of flour samples did not reach a significant level. These parameters could not be changed considerably due to fertilization in this case, therefore these properties will be stable under different conditions. Significant differences were found in fat content of both millet varieties due to the influence of various nitrogen levels in both years. Also significant differences were found in fat content under the effect of fertilizer doses and fertilization-variety interaction in 2017. In the case of sorghum flour samples, differences were found in fat content in the first examined year only. It was found that increasing nitrogen doses did not result remarkable changes in the composition of fatty acids, their ratios did not change significantly. The linoleic acid (45% - 67%), oleic acid (18% - 33%) and palmitic acid (10% - 18%) were present in the highest amounts in all the samples. The values for the ratio of essential fatty acids were between 47% and 67%. In the case of the evaluation of total dietary fibre content it was found that in most cases the nitrogen fertilizer up to 160 kg/ha dose increased this value and, in contrast, the highest dose did not increase further this parameter. The nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium sulphur and sodium content of flour samples were determined from the macronutrients. The values of mineral components and their changes are highly depends on species and varieties. In more cases, millet flour samples showed increase in mineral content in comparison with sorghum flour samples. Moreover, different results were measured in the examined macronutrients in the case of different millet varieties as well. In most cases the phosphorus content decreased by the increase of N fertilizers. The sulphur content in flour samples were increased with the nitrogen doses in most cases. My experiments gave opportunity to perform correlation analysis between nutrients and mineral elements too. Several synergist and antagonist connections were proved by this analysis. The knowledge of the element content of samples let me determine the element ratios by treatments. The analysed samples were characterized by the optimal element ratios typical to the whole grains in several cases. Nowadays the alternative grains get more and more attention, they are important in cultivation, in processing and for consumption as well. First of all, it is very important to find the optimal nutrient supply doses, furthermore, it is also important to know their effects on the different quality parameters, at last very important for us to know the health beneficial effects and their concentrations in grains. For that further examinations are required to expand our knowledge in this field. My research was aimed to evaluate these parameters and dependencies and to give new data and results to answer the questions of farmers and consumers.