* Autorul corespunzator:

Abstract

Cuvinte cheie

INTRODUCERE

Roșia (Lycopersicum esculentum Mill.) Este una dintre cele mai importante specii de legume, produse și consumate la nivel mondial, cultivate atât în ​​condiții de câmp deschis, cât și în condiții protejate, în sol sau în mediu fără sol [1], atât în ​​ceea ce privește aspectele economice, cât și cele de sănătate. Creșterea, randamentul și calitatea fructelor roșiilor pot fi influențate de potențialul genetic al acestora și de factorii de mediu, cum ar fi temperatura, radiațiile și altoirea [2-6].

calitate

Temperaturile ridicate din timpul sezonului de creștere au fost raportate ca fiind în detrimentul creșterii, dezvoltării reproducerii și randamentului roșiilor. Prețul ridicat al pieței în perioada de vară îi motivează pe fermieri să adopte practici culturale suplimentare pentru a depăși constrângerile de producție, cum ar fi umbrirea și altoirea. Cultivarea protejată cu costuri reduse, cum ar fi casele de rețea, are potențialul de a reduce diverse provocări biotice și abiotice în timpul producției de vară în câmp deschis, creând un microclimat care afectează productivitatea și calitatea [7]. Plasele foto-selective, colorate, de umbră asigură diverse amestecuri de lumină naturală, nemodificată și lumină dispersată modificată spectral [8]. Modificarea spectrală promovează răspunsuri fiziologice [9], în timp ce împrăștierea îmbunătățește penetrarea luminii modificate spectral în baldachinul interior al plantei [10].

Soiurile comerciale altoite (scionuri) pe portaltoi toleranți selectați ar putea fi o metodă promițătoare pentru producerea de roșii în condiții suboptime [11]. Altoirea este unirea a două sau mai multe bucăți de țesut vegetal viu [12,13], care sunt forțate să dezvolte conexiunea vasculară și să crească ca o singură plantă [14]. Sistemul radicular al plantelor altoite este mai puternic și mai eficient în absorbția apei și a nutrienților, ceea ce îmbunătățește indirect randamentul [13,15-17]. În acest context, utilizarea portaltoilor corespunzători prin altoire oferă o strategie alternativă de reducere a pierderilor de producție cauzate de stresurile de mediu [18], cum ar fi excesul de radiații și temperatură în sezonul târziu de recoltare [15,19]. Altoirea devine o practică obișnuită în mai multe țări europene, cum ar fi Spania, Italia, Turcia, Grecia și Israel [12].

În ceea ce privește modificările calității fructelor prin altoire, există mai multe rapoarte contradictorii dacă efectele altoirii sunt avantajoase sau dezavantajoase [20,21]. Un efect negativ al altoirii de roșii a fost observat în ceea ce privește randamentul fructelor pe plantă, numărul fructelor pe plantă și randamentul total [17], dar conținutul de acid organic și licopen a fost semnificativ mai mare atunci când vinetele au fost utilizate ca portaltoi. Rezultatele generale au arătat că altoirea roșiilor pe portaltoi adecvați a generat efecte pozitive asupra performanței cultivării, dar a scăzut calitatea nutrițională a roșiilor [22]. S-au obținut rezultate similare în ceea ce privește reducerea vitaminei C din cauza altoirii.

Efectul portaltoilor asupra cantității de TSS nu a fost găsit semnificativ din punct de vedere statistic [23-26], deși unii cercetători au observat că conținutul de solubil solubil a fost mai mic la altoit comparativ cu plantele ne altoite [27-29].

Potrivit mai multor autori, concentrația de licopen în fructele de roșii tinde să scadă odată cu altoirea [30-33]. Efectul portaltoilor asupra acidității titrabile sa dovedit a fi semnificativ [25], dar în unele studii [23,24,27,28] nu s-a găsit niciun efect al altoirii asupra acidității titrabile. Gajc-Wolska și colab. [34] și Turhan și colab. [28], a constatat un conținut scăzut de zahăr și în fructele de roșii altoite.

Factorii genetici (diferențele de cultivar) și de mediu modulează fiziologia și metabolismul plantelor de tomate, dar nu este clar modul în care factorii tehnologici (altoirea) combinați cu stresul abiotic (factorii de mediu-lumină, temperatură) afectează compoziția metabolică naturală a tomatei. Obiectivul cercetării noastre a fost de a evalua diferențele dependente de altoire în răspunsul nuanțelor.

MATERIAL SI METODE

Material vegetal și cultivare

Experimentele au fost efectuate într-o parcelă experimentală situată în satul Moravac lângă Aleksinac (longitudine 21 ° 42 'E, latitudine 43 ° 87 30' N, altitudine 159 m) în zona centrală a sudului Serbiei din martie până în septembrie 2017.

Soiul „Optima F1” se caracterizează printr-o maturare timpurie medie, cu formă rotundă și cu carne de înaltă calitate. Soiul „Big Beef F1” aparține Solanum lycopersicum L., grup de tip carne de vită, cu maturitate medie, cu formă rotundă și respectiv oblată, și cu calitate fină a cărnii de vită. Hibridul interspecific „Maxifort” (Solanum lycopersicum L. × Solanum habrochaites S. De Ruiter, Bergshenhoek, Olanda), a fost folosit ca portaltoi.

În experimentul nostru, semințele de viță de vie au fost semănate pe 15 martie într-o tavă pentru răsaduri umplută cu substrat pe bază de turbă. Semințele portaltoilor au fost semănate cu două zile înainte de însămânțarea semințelor de scion. Răsadurile au fost altoite pe 28 aprilie. Răsadurile au fost produse în tunelul de plastic cu încălzire. Până la apariția plantelor de roșii temperatura a fost menținută la 25-26 ° C și după aceea a scăzut la 21 ° C. Răsadurile au fost altoite la 25 până la 30 de zile după apariția portaltoilor și a descendenților, când diametrul tulpinii era de 2 mm. Altoirea a fost făcută manual folosind metoda grefei. În timpul procesului de altoire este foarte important să creșteți temperatura la 24 ° C. După altoire, plantele sunt plasate într-o cameră de germinare, unde temperatura de 20 ° C și umiditatea relativă de 95% sunt menținute timp de 3 zile. În următoarele 5 zile umiditatea relativă scade încet și temperatura a fost setată la 22 ° C, până la momentul transplantului. Plantele altoite au fost transplantate în rețeaua din 29 mai. Experimentul a fost setat ca un sistem de blocuri randomizat cu trei replicări, fiecare replicare constând din 30 de plante. Plantele au fost transplantate la o distanță de 80 cm între rânduri și 40 cm în rând. Această distanță a dat densitatea a 3 plante m -2 .

Practici culturale normale pentru experiment au fost urmate pentru irigare, fertilizare și aplicarea pesticidelor. Experimentul a fost încheiat în data de 09.11.2017. Au fost înregistrate următoarele măsurători: (a) numărul de plante care au supraviețuit până la data transplantului; (b) randamentul fructelor (g plantă -1) și (c) numărul total de fructe recoltate pe plantă. Măsurătorile de randament au fost înregistrate pe fructele coapte, care au fost recoltate ușor manual și transportate la laborator, unde au fost numărate și cântărite.

Caracteristicile plaselor

Interceptare ușoară prin plase

Conținutul de β-caroten și licopen

Pentru măsurătorile conținutului de β-caroten, extractul uscat obținut conform procedurii la 40 ° C descris mai sus, a fost dizolvat într-un amestec 4: 6 de acetonă: hexan într-un balon volumetric de 10 cm 3. Absorbanța a fost măsurată la 663, 645, 505 și 453 nm într-o celulă de cuarț de 1,0 cm (spectrofotometru VARIAN UV-Vis Cary-100). Concentrația de β-caroten (mg/100 ml) a fost calculată din ecuația propusă de [35]:
β-Caroten (mg/100 ml) = 0,216 × A663 - 1,22 × A645 - 0,304 A505 + 0,452 × A453
Licopen (mg/100 ml) = -0.0458A663 + 0.204A645 + 0.372A505 - 0.0806A453
Rezultatele au fost exprimate în ug/g greutate proaspătă.

Pentru determinarea conținutului total de fenol, sa utilizat proba medie obținută prin amestecarea tăieturilor axiale din 9 fructe din fiecare bloc de tratament. Extracția a fost efectuată din 2 g de material vegetal proaspăt omogenizat cu 40 cm 3 de etanol 70% v/v timp de 4,5 ore la 25 ° C. Extractele obținute au fost filtrate sub vid și solventul a fost îndepărtat prin evaporare la 50 ° C. Extractele au fost uscate în uscătorul sub vid la 40 ° C până la masa constantă și conținutul de substanță extractivă totală (TEM, extract uscat) a fost calculat pe baza conținutului de reziduuri uscate. TEM au fost exprimate în g/100 g de material vegetal proaspăt.

Acid ascorbic conținutul a fost determinat prin metode spectrofotometrice folosind permenganat de potasiu ca reactiv cromogen. Curba de calibrare standard a ascorbicului a fost stabilită prin reprezentarea grafică a concentrațiilor versus absorbanța soluțiilor standard ascorbice, luând 10 ml din fiecare dintre soluțiile standard și introduse într-o eprubetă, apoi s-a adăugat 1 ml soluție KMnO4 (100 μg/ml). Această soluție a fost lăsată să stea timp de 5 minute. Absorbanța acestor soluții standard a fost citită la 530 nm față de martor.

Fiecare dintre cele cinci probe de fructe au fost prelevate cu precizie ca 10,0 ml pentru fiecare probă și apoi transferate într-o eprubetă și s-au adăugat 1,0 ml de KMnO4 (100 μg/ml) pentru fiecare. Conținutul fiecărei eprubete a fost amestecat bine și a stat timp de 5 minute. Soluțiile preparate au fost citite la 530 nm împotriva martorului prin spectrofotometru folosind o concentrație adecvată pentru analiză.

Conținut total de fenol (TPC) a fost determinat conform metodei Folin-Ciocalteu Singleton și colab. [36]. Pe scurt, la 1 mL de extract, s-au adăugat 7 mL de apă și 0,5 mL de reactiv Folin-Ciocalteu diluat cu apă (1: 1; v: v). După 10 minute de echilibrare, s-a adăugat 1,5 ml soluție de Na2CO3 (20%; greutate/volum). După 30 de minute, absorbanța a fost înregistrată la 730 nm (Cintra 303, GBC). Rezultatele au fost calculate din calibrarea obținută folosind acidul galic ca standard de referință.

Conținut de zaharuri și acizi organici

Pentru determinarea compozițiilor de zahăr și acid organic, o probă de greutate a fost dizolvată în volum de trei ori mai mare de apă demineralizată. Supernatantul a fost separat prin centrifugare timp de 5 minute la 10.000 rpm și o alicotă a fost diluată cu un volum de două ori mai mare de acetonitril și menținută la -18 ° C până la analiză. O metodă cromatografică lichidă de înaltă performanță (HPLC) (seria Agilent 1200) a fost aplicată pentru a determina conținutul de zahăr (fructoză, glucoză și zaharoză) și acid (citric, malic și succinic) din extractele de salată. Înainte de analiza HPLC, probele preparate au fost filtrate prin filtre cu dimensiunea porilor de 0,45 μm.

Pentru determinarea zahărului, cromatograful lichid a fost echipat cu Detector de dispersie a luminii evaporative (ELSD) și Agilent, Zorbax Carbohidrat 4,6 × 250 mm, coloană de 5 μm (Agilent Technologies). A fost utilizat un sistem de solvenți de acetonitril și apă (75:25 v/v) la un debit de 1,1 mL min -1 cu un timp total de funcționare de 12 minute. Injecția a fost efectuată automat cu un volum de injecție de 10 μL.

Pentru analiza acizilor organici cromatograful lichid a fost echipat cu detector de matrice diodică (DAD) și coloană de zahăr nucleogel 810 H (MACHEREY-NAGEL). 5 mmol H2SO4 a fost utilizat pentru eluare la un debit de 0,6 ml min -1 la 65 ° C și timpul total de funcționare a fost de 25 min. Vârfurile au fost înregistrate la 210 nm. Volumul injectat de probe și standarde a fost de 5 μL și injectarea a fost efectuată automat.

Soluțiile standard de zaharuri (glucoză, fructoză și zaharoză) și acizi organici (citric, malic și succinic) au fost utilizate pentru dezvoltarea calibrărilor. Vârfurile au fost identificate pe baza comparațiilor timpului de retenție, iar concentrațiile au fost cuantificate din regresii liniare dezvoltate.

METODE STATISTICE

Semnificația efectului diferitelor plase de nuanțe de culoare asupra roșiilor a fost determinată de două modalități de ANOVA, urmate de testul de gamă multiplă al lui Duncan. Analiza componentelor principale multivariate a fost utilizată pentru analiza datelor explicative. Pentru toate calculele a fost utilizat software-ul STATISTICA 13 (Dell Inc. (2016). Dell Statistica (sistemul software de analiză a datelor), versiunea 13. software.dell.com.).

REZULTATE SI DISCUTII

Modificarea luminii prin plase foto-selective

Rezultatele din figura 1 arată că reducerea radiației nete este mediată de plasele colorate. Comparativ cu controlul, radiația solară a fost redusă semnificativ cu intensitatea umbrei de 50%. Radiația solară primită pentru plasele de culoare roșie și perlată a fost de 563 Wm -2 și respectiv 469 Wm -2.

Radiația solară înregistrată în zilele însorite a dus la valori ridicate ale PAR (maxim 1600-2000 µmol m -2 s -1), care sunt comune în sudul Europei condiții aride. În zilele înnorate (acoperirea completă a norilor), valorile PAR maxime au variat între 800 și 900 µmol m -2 s -1. Radiația fotosintetic activă a fost redusă la jumătate în comparație cu câmpul deschis sub toate plasele de umbră folosite. Nivelul maxim al radiației fotosintetice active sub plasele roșii a fost de 1004 µmol s -1 m -2, în timp ce intensitatea maximă a radiației fotosintetice active în câmp deschis a atins 2034 µmol s -1 m -2 (Figura 1).

Parametrii randamentului

Comparând mediile de altoire cu controalele (fără altoire), s-a observat că altoirea a determinat creșteri ale randamentului pe plantă și randamentului total la soiul „Optima F1” cu 51,0%. În același timp, randamentul total al plantelor altoite a fost mai mic pentru 37,2% în soiul „Big Beef F1” decât cele ne altoite. În acest caz, probabil că unul dintre motivele reducerii randamentului a fost o mai mică compatibilitate între portaltoi (Maxifort) și scion.

Efectul de umbrire modifică producția totală și de piață a roșiilor. Umbrirea a menținut un randament comercial cu 30-40% mai mare (a redus cantitatea de tulburări fiziologice) decât plantele din condiții neumbrite la ambele soiuri. Randamentul mai mare de fructe produs din plantele umbrite poate fi explicat prin presupunerea că în timpul verii, temperatura ridicată crește vărsarea florii de roșii și reduce setul de fructe. De asemenea, este posibil ca creșterea producției de roșii să se datoreze unui număr mai mare de ramuri și flori pe plantă. Deoarece plasele sunt compuse din găuri, pe lângă firele translucide de plastic foto-selective, plasele de umbră creează de fapt amestecuri de lumină naturală, nemodificată, care trece prin găuri, împreună cu lumina difuză, modificată spectral, care este emisă de firele foto-selective [37].

Randamentele totale reduse și comercializabile ale plantelor fără umbră s-au datorat probabil stresului termic ridicat. Cu toate acestea, altoit cv. Optima F1 nu a afectat semnificativ biomasa frunzelor, dar a crescut randamentul total și comercial al fructelor. Diferența de producție comercială a fructelor între plantele altoite și cele ne altoite a fost de 4-16%. O umbrire a roșiilor poate fi o opțiune pentru a reduce condițiile de stres termic și pentru a prelungi sezonul estival spre septembrie. O posibilă cauză a scăderii fructelor crăpate prin umbrire este scăderea temperaturii fructelor prin tratamentele de umbrire [38].

În mod similar, sa raportat că randamentul comercializabil a crescut la tomatele cu utilizarea portaltoilor [23,25,26]. De exemplu, tomate cv. Florida 47 altoit pe portaltoi „Beaufort” și „Multifort”, a crescut randamentul comercializabil al fructelor cu până la 41% [39]. În mod similar, roșia „El Cid” altoită pe portaltoi hibrid interspecific „Multifort” a obținut o creștere cu 12,9% a randamentului fructelor [40]. O scădere semnificativă a randamentului și a numărului de fructe a fost observată atunci când a fost folosit portaltoiul de vinete [41].

Greutatea medie a fructelor a fost similară în ambele soiuri. Plantele altoite „Optima F1” altoite produc fructe cu greutatea semnificativă cea mai mare (222,9 g) decât plantele ne altoite (173 g). Umbrirea nu are efecte asupra creșterii greutății fructelor la plantele altoite „Optima F1”, dar plantele umbrite ne altoite produc fructe cu o greutate semnificativ mai mare decât fructele provenite de la plante neumbrate (173 g). Altoit cv. „Big Beef F1” (193 g) a obținut o greutate semnificativ mai mare a fructelor decât plantele neamestecate. Umbrirea cu plase roșii și perlate are un efect potențial în producerea celei mai mari greutăți a fructelor la plantele neacoperite din ambele cultivare. În același timp, altoirea plantelor sub umbră nu are efect în cv „Optima F1” sau scade greutatea fructelor în cv „Big Beef F1” (Tabelul 1).

Randament g/plantă

Randament total t/ha

*% Randament comercializabil

Un numar de Fruct/Plantă