Determinazione della relazione tra la qualità di conservazione dei frutti di ciliegia “Staccato” e la nutrizione minerale

Osservazioni significative del primo anno:

• I valori delle foglie di boro erano da molto alti a tossici nel 75% dei blocchi campionati.
• Gli ampi intervalli dei valori nutritivi dei frutti suggeriscono la presenza di eccessi e/o carenze in alcuni blocchi. Sarebbero necessari ulteriori lavori per determinare gli intervalli nutritivi ottimali.
• I solidi solubili erano correlati negativamente con l'N fogliare e positivamente con il Mg e il K dei frutti.
• La vaiolatura era correlata negativamente con la compattezza.
• Il pebbling era correlato negativamente con il Ca fogliare.
• Le spaccature erano correlate positivamente con i frutti B.

Le spedizioni a lunga distanza di ciliegie dolci refrigerate creeranno una domanda di frutti con un'elevata qualità di conservazione. Ciò sarà particolarmente importante per la varietà “Staccato”, che è soggetta a deterioramento della qualità durante la conservazione.

Sarebbe utile determinare se esistono relazioni tra le concentrazioni di nutrienti dei frutti di ciliegia e le principali misure di qualità delle ciliegie. Ciò consentirebbe di fornire ai coltivatori obiettivi nutrizionali per la produzione di ciliegie ottimizzate per la qualità di conservazione, nonché un metodo per assegnare i frutti “migliori” per la spedizione refrigerata.

Attualmente, i coltivatori dispongono di poche informazioni affidabili per determinare quale dei numerosi programmi di irrorazione nutrizionale disponibili massimizzerà la qualità dei frutti di ciliegia.

Materiali e metodi

Per lo studio sono stati selezionati trentadue appezzamenti “Staccato” situati nella Valle di Okanagan, nella Columbia Britannica, che rappresentano una gamma di condizioni di coltivazione dell'interno della BC. Trentuno dei blocchi erano su portainnesto Mazzard e uno su portainnesto Colt.

Per lo studio sono stati selezionati tre alberi di vigore e carico colturale uniforme in tutti i blocchi, tranne uno in cui sono stati selezionati quattro alberi a causa del carico colturale ridotto. Nella maggior parte dei blocchi, gli alberi campione erano adiacenti l'uno all'altro.

In un piccolo numero di blocchi non è stato possibile individuare alberi adiacenti con un carico colturale uniforme. In questi siti, gli alberi campione non erano distanti più di tre alberi. Tutti i campioni e le misurazioni provenivano da alberi etichettati. In ogni blocco sono state rilevate le coordinate GPS della posizione degli alberi.

A partire da metà giugno, dopo la caduta di giugno e fino all'inizio di luglio nei blocchi settentrionali, è stato misurato il diametro del tronco a 0,3 m dal suolo per calcolare l'area della sezione trasversale del tronco (TCSA) degli alberi campione. Il carico colturale è stato stimato misurando il diametro di un arto rappresentativo di ogni albero e contando il numero di frutti al di sopra del punto di misurazione del diametro.

Una settimana dopo l'inizio della raccolta di “Lapins” nella zona locale, è stato raccolto un campione composito di 60 frutti per l'analisi minerale da ogni blocco. Questo periodo è stato stimato a circa due o tre settimane prima dell'inizio del raccolto di “Staccato”. I frutti sono stati raccolti da tutte le parti di tutti gli alberi campione di ciascun blocco. I frutti sono stati lavati e i peduncoli e i noccioli sono stati rimossi. I campioni di frutti preparati sono stati poi congelati per l'analisi dei minerali nella bassa stagione.

Contemporaneamente al prelievo dei campioni di frutti, è stato raccolto un campione fogliare composito di 30 foglie, dieci foglie per albero campione, dalla parte centrale del germoglio del nuovo anno in ogni sito. Il giorno della raccolta dei campioni, l'indice di area fogliare (LAI) è stato determinato con un Li-COR Inc. LI3000A con un nastro trasportatore LI-3050A (Lincoln, NE). I campioni di foglie sono stati poi essiccati e conservati per l'analisi dei minerali nella bassa stagione.

Al momento della raccolta commerciale, è stato raccolto un campione composito di 9 kg di frutti da ogni blocco (3 alberi). Da ogni albero campione sono state raccolte quantità di frutti approssimativamente uguali. I frutti provenivano da tutte le parti di ciascun albero. Il peso medio dei frutti e la compattezza (FirmTech, BioWorks) sono stati determinati su un sottocampione di 50 frutti.

Lo stesso sottocampione è stato utilizzato per valutare i parametri di qualità colore (tabella colori CTIFL), imbrunimento del picciolo, vaiolatura, spaccatura, ruggine, oidio e decadimento. I parametri qualitativi sono stati registrati sia come percentuale di frutti colpiti sia come punteggio di gravità.

Per l'attribuzione del punteggio, i frutti sono stati valutati su una scala di gravità da 0 a 4, dove 0 corrisponde a nessun disturbo e 4 a uno grave. I solidi solubili sono stati determinati su un sottocampione separato di dieci frutti. Circa 8 kg del campione raccolto rimanente sono stati messi in un sacchetto ad atmosfera modificata (LifeSpan®) e il sacchetto è stato poi inserito in una scatola di ciliegie sfuse da 18 lb secondo la prassi industriale standard.

I campioni sono stati conservati a 0 °C per 28 giorni e poi valutati come al momento della raccolta. I frutti utilizzati per la determinazione della compattezza post-stoccaggio sono stati tenuti a temperatura ambiente per 4 ore prima del test.

I campioni di frutti e foglie conservati sono stati analizzati per la determinazione dei nutrienti standard durante la bassa stagione. L'N è stato determinato mediante combustione LECO e P, Ca, Mg, K, B, Mn, Zn, Fe e Cu mediante spettroscopia di emissione ad accoppiamento induttivo (ICP).

I dati sono stati analizzati mediante analisi di regressione lineare. Tutte le caratteristiche dei frutti misurate sono state regredite rispetto a tutti i minerali delle foglie e dei frutti, al LAI, al carico colturale, al peso dei frutti, al colore, alla consistenza dei frutti e ai solidi solubili.

Le regressioni significative (P≤0,05) sono state tracciate ed esaminate. In tutti i casi in cui la significatività dipendeva da una singola osservazione anomala, la relazione è stata eliminata da ulteriori considerazioni. I grafici delle restanti correlazioni significative sono presentati e discussi di seguito.

Risultati e discussione

Dai 32 blocchi originariamente selezionati per l'analisi delle foglie e dei frutti sono stati raccolti in totale 28 campioni di raccolto. Quattro blocchi sono stati raccolti prima del previsto e non era disponibile alcun frutto per i campioni di conservazione di questi frutteti. I risultati qui presentati si riferiscono ai 28 blocchi per i quali esistono serie complete di dati.

Analisi delle foglie

Un'indagine sulle raccomandazioni per l'analisi delle foglie di ciliegio di diverse regioni produttrici mostra che la gamma di valori nutritivi considerati ottimali o adeguati per il campionamento delle foglie a metà stagione è varia (Tabella 1). Le ragioni di queste differenze non sono note, anche se nel caso dello Stato di Washington le raccomandazioni riguardano tutte le drupacee, il che presumibilmente potrebbe ampliare la loro gamma.

Utilizzando gli intervalli comuni della Tabella 1 come base, i risultati dell'analisi fogliare nella nostra indagine del 2014 sono stati classificati come Basso, Ottimale e Alto (più Molto Alto e Tossico per il boro) (Tabella 2). La maggior parte dei blocchi si trovava nell'intervallo ottimale per N, Mg, Mn, Fe e Cu. Il Ca fogliare era basso nel 71% dei blocchi.

Nel melo, la crescita vigorosa può diluire il Ca fogliare, il che potrebbe spiegare almeno in parte le basse osservazioni qui riportate. Lo Zn fogliare è risultato molto variabile, ma tendenzialmente basso nel 43% dei campioni. Il boro, il P e il K sono stati classificati come alti.

I valori delle foglie B nell'indagine sono stati inaspettatamente elevati, con il 75% di tutti i campioni >80 ppm, il 39% >100 ppm e il 18% ≥115 ppm. Diverse fonti classificano >80 ppm come potenzialmente tossici nelle ciliegie dolci. I valori ottimali di altre autorità si estendono fino a 100 ppm.

Stabilire gli intervalli ottimali per i minerali fogliari è, in larga misura, un esercizio soggettivo in cui i segni di carenza o eccesso di nutrienti nelle foglie e le osservazioni sulla salute generale dell'albero vengono confrontati con i risultati delle analisi dei tessuti.

In un'indagine condotta nei pescheti di Okanagan all'inizio degli anni '80, Neilsen et al. (1985) hanno riscontrato sintomi di tossicità da B in alberi con livelli fogliari di B compresi nell'intervallo considerato accettabile all'epoca (20-80 ppm). Hanno raccomandato di rivedere l'intervallo a 26-50 ppm.

I sintomi della tossicità da boro nelle ciliegie possono includere macchie brune sulla nervatura mediana inferiore delle foglie, cancri sui rametti e sui piccioli giovani, frutti deformi, foglie gialle, caduta delle foglie, deperimento delle punte e gommosi (Strand, 1999).

Utilizzando applicazioni fogliari di Solubor, Bolwyn (1967) è riuscito a indurre una grave tossicità da B nelle ciliegie 'Royal Anne'. In quello studio, i livelli di B delle foglie di sperone trattate hanno raggiunto 129 ppm, rispetto ai controlli non trattati a 48 ppm. 

Sfortunatamente, è stato applicato un solo livello di B e quindi non ci sono stati valori intermedi di B tra i controlli e le foglie trattate che potessero fornire una migliore indicazione del valore di B fogliare al quale potrebbero essere visibili sintomi di tossicità meno gravi.

I frutteti utilizzati nella nostra indagine del 2014 rappresentano un'ampia gamma di terreni e pratiche di gestione, ma quasi tutti presentavano valori di B fogliare molto elevati. Sarebbe prudente indagare ulteriormente sulle ragioni dei valori di B osservati in questa indagine.

Analisi dei frutti

La gamma di concentrazioni di nutrienti riscontrate nei frutti di ciliegia “Staccato” varia notevolmente (Tabella 3). Le concentrazioni di boro e di Cu variavano ciascuna di oltre quattro volte tra le osservazioni alte e quelle basse, mentre l'N dei frutti variava di 3,6 volte.

La variazione minore è stata osservata nel Mg e nel K dei frutti, ciascuno con un rapporto di 1,9 tra le osservazioni più alte e quelle più basse. Variazioni di queste dimensioni non sono insolite nei frutti di mela e sono generalmente simili per i nutrienti specifici. Come nel caso delle mele, intervalli di due, tre e quattro volte suggeriscono che ci devono essere casi di eccesso e/o carenza rappresentati nella popolazione.

Correlazioni tra nutrienti delle foglie e dei frutti

I coefficienti di correlazione per le regressioni lineari dei nutrienti nei campioni di foglie e di frutti di 'Staccato' sono presentati nella Tabella 4, insieme ai valori delle stesse correlazioni in tre cultivar di mele per confronto. Il potassio e il B sono stati gli unici due nutrienti di 'Staccato' per i quali le concentrazioni di nutrienti delle foglie e dei frutti non erano significativamente correlate.

Le correlazioni minerali tra foglie e frutti per Mn, N e P in 'Staccato' erano simili a quelle delle mele. Le correlazioni tra foglie e frutti di 'Staccato' per Ca, Mg e Fe erano tutte significative a P≤0,05, mentre nelle mele queste correlazioni sono generalmente non significative. Al contrario, nelle mele, la B delle foglie e dei frutti è sufficientemente correlata da poter essere ragionevolmente utilizzata per stimare la B dei frutti, ma questo non è stato il caso dei campioni di “Staccato” nel 2014.

Correlazioni tra foglie e frutticini e parametri qualitativi dei frutti

Il colore rosso è risultato correlato negativamente con B e K delle foglie e con il peso dei frutti (Figg. 1-3). Non c'è un'ovvia logica che spieghi questi risultati. Il potassio è generalmente associato a un aumento del colore rosso nei frutti delle mele (Boynton, 1954).

La maggior parte dei cambiamenti di colore associati al K nelle mele si verifica quando il K viene aumentato da carenza a sufficienza, non da sufficienza a eccesso. Il K delle foglie e dei frutti è stato correlato positivamente con il colore rosso delle mele “Jonagold” e “Spartan” nel programma di fruttificazione dell'industria melicola del BC.

I solidi solubili erano correlati negativamente con il LAI e l'N fogliare e positivamente con il Mg e il K dei frutti (Figg. 4-7). La correlazione negativa tra N fogliare e solidi solubili è simile a quella riscontrata da Fallahi et al. (1993) nelle ciliegie “Bing”. L'N dei frutti non è risultato significativamente correlato con i solidi solubili. Neilsen et al. (2004) hanno riportato una correlazione positiva e significativa tra l'N dei frutti di ciliegia e i solidi solubili.

La percentuale di frutti con imbrunimento del peduncolo e il punteggio di imbrunimento del peduncolo sono stati correlati positivamente con i solidi solubili alla raccolta (Fig. 8). I solidi solubili aumentano costantemente nel periodo immediatamente precedente e fino alla raccolta (Neilsen et al., 2004; Lau et al., 2005).

Sebbene né i solidi solubili né l'imbrunimento del peduncolo siano indicativi della maturità del raccolto, le “Lapin” raccolte più tardi presentavano un imbrunimento del peduncolo maggiore rispetto ai frutti raccolti prima.

Pertanto, sebbene i solidi solubili non siano una misura diretta della maturità assoluta delle ciliegie (Lau, et al., 2005), livelli più elevati di solidi solubili potrebbero essere indicativi di una maturità generalmente più avanzata che, a sua volta, potrebbe spiegare un maggiore imbrunimento del peduncolo.

La percentuale di frutti con vaiolatura dopo 4 settimane di conservazione era correlata negativamente con la compattezza del raccolto (Fig. 9). La relazione tra butteratura e durezza è nota da tempo (Patten, et al., 1983). La vaiolatura deriva da danni da compressione e da impatto subiti durante la raccolta, la manipolazione e l'imballaggio. I frutti più sodi sono più resistenti a questi danni.

La peluria delle ciliegie è risultata correlata negativamente con il Ca fogliare (Fig. 10). Le correlazioni significative dei parametri di qualità del frutto con i minerali fogliari non sono comuni, soprattutto quando la relazione con lo stesso minerale nel frutto non è ben correlata. La correlazione del Ca dei frutti con la peluria è risultata negativa con P=0,18. Sarebbero necessari dati di altri anni per determinare se la relazione si ripete o meno.

La spaccatura delle ciliegie è risultata correlata positivamente con il frutto B (Fig. 11). I frutti con concentrazioni di B ≤1,0 mg/100 g FW hanno avuto una media di spaccature inferiore al 3%, mentre quelli con >1,0 mg/100 g FW hanno avuto una media di spaccature di quasi il 12% (Fig. 12).

La tolleranza dei tessuti vegetali a livelli più elevati di B varia notevolmente (Marschner, 1995). Peryea (1994) indica come valori per livelli eccessivi di B per albicocche e pesche rispettivamente 200 ppm di peso secco e 60 ppm di peso secco.

Se si assume che i frutti abbiano un peso secco del 15%, i valori di albicocca e pesca si convertono rispettivamente in circa 3,0 e 0,9 mg/100 g FW. Pertanto, due frutti strettamente correlati possono differire notevolmente nella loro tolleranza al B. Anche il valore più basso di 0,9 mg/100 g FW è elevato se paragonato alle mele, dove i valori >0,5 sono motivo di preoccupazione.

I sintomi della tossicità da boro per albicocche, pesche e ciliegie sono riportati come rese ridotte o nulle, malformazioni, scarso sviluppo dei noccioli, maturazione precoce e scarso sapore (Peryea, 1994). L'elevata concentrazione di B induce le mele a maturare precocemente e, di conseguenza, a conservarsi male.

Le mele, le albicocche e le pesche sono tutti frutti climaterici in cui la maturazione è un insieme di processi ben definiti e misurabili. Non è questo il caso delle ciliegie. Le ciliegie non sono climateriche e vengono raccolte in un momento del loro sviluppo quando il colore, la consistenza e i solidi solubili sono considerati ottimali per un determinato piano di commercializzazione.

La maturazione precoce indotta dal boro nelle mele “Gala” provoca spesso livelli significativi di spaccatura del peduncolo. Sebbene non si conosca il modo in cui un elevato tenore di B induce la maturazione precoce nei frutti climaterici, il processo di spaccatura del peduncolo nelle mele “Gala” a maturazione avanzata è stato descritto in dettaglio (Andrews et al., 1999).

Sebbene si possa essere tentati di tracciare un parallelo tra la spaccatura delle ciliegie “Staccato” ad alto contenuto di B e quella delle mele “Gala”, si consiglia cautela in assenza di ulteriori studi. Le ciliegie e le mele hanno fisiologie fondamentalmente diverse che portano alla maturazione e, mentre è stato dimostrato che B ha un effetto sulla maturazione delle mele, non è stato dimostrato un effetto simile sulle ciliegie.

Inoltre, la relazione tra il tessuto B del frutto e la spaccatura in 'Gala' è ben nota, ma è stata osservata solo in questo singolo caso con le ciliegie 'Staccato'.

La compattezza al momento della raccolta è risultata positivamente correlata alla compattezza dopo quattro settimane di conservazione (Fig. 13). Come nel caso delle mele, il miglior predittore della compattezza delle ciliegie al termine della conservazione è la compattezza al momento della conservazione.

La compattezza al momento della raccolta e dopo quattro settimane di conservazione era correlata positivamente con lo Zn dei frutti (Fig. 14). La significatività della relazione dipende in qualche modo da un piccolo numero di osservazioni con livelli più elevati di Zn, il che spiega la necessità di interpretare i risultati con cautela. Sarebbero necessari altri anni di dati per determinare se lo Zn dei frutti è realmente correlato alla compattezza dei frutti.

Nello studio nutrizionale del 2004 finanziato dalla Cherry Association sulle ciliegie “Santina”, “Bing”, “Lapins” e “Sweetheart”, la compattezza dei frutti è risultata significativamente correlata al Ca, al Mg (entrambi positivi) e al P (negativo). Nel 2014, nessuna di queste correlazioni era significativa.

Tuttavia, eliminando due campioni anomali di P dall'insieme dei dati del 2014, il P è risultato correlato negativamente con la compattezza del raccolto con un valore P=0,10. Non esiste una logica particolare che spieghi perché concentrazioni più elevate di P portino a frutti più morbidi. Nelle mele, una maggiore quantità di P è chiaramente associata a frutti più sodi.

La pratica dell'analisi minerale dei frutti cerca potenziali relazioni tra i nutrienti e la qualità dei frutti correlando i risultati delle analisi minerali delle foglie e dei frutti con i parametri di qualità post-raccolta dei frutti. Si parla spesso di data mining. Non è come eseguire un esperimento controllato in cui è possibile determinare la probabilità statistica degli effetti del trattamento.

La significatività statistica nella regressione lineare indica semplicemente la probabilità che i valori di una variabile cambino rispetto a un'altra. Non implica un effetto dell'una sull'altra. Solo dopo che una relazione osservata si è dimostrata costantemente significativa per un periodo di diverse annate agricole, si può iniziare ad avere fiducia nel suo valore come strumento di previsione di alcuni aspetti della qualità della frutta e di utilizzo della relazione come guida nel programma nutrizionale di un coltivatore.

Sono state fatte diverse osservazioni che confermerebbero la prosecuzione di questo progetto in futuro. In generale, gli ampi intervalli di concentrazioni di minerali nei frutti nei dati del primo anno suggeriscono la presenza di possibili carenze e/o eccessi. 

Le carenze e gli eccessi possono ridurre direttamente la resa e la qualità dei frutti e rappresentano una minaccia per la salute degli alberi. Inoltre, gli eccessi, anche quando non hanno un effetto negativo sulla produzione, rappresentano uno spreco economico.

Un'elevata quantità di N fogliare è stata associata a una minore quantità di solidi solubili della frutta. La correlazione negativa tra il Ca fogliare e il pebbling dei frutti è discutibile semplicemente perché i minerali fogliari non sono spesso ben correlati con la qualità dei frutti, ma sarebbe comunque utile determinare se la relazione è coerente.

Anche l'osservazione che l'incidenza delle ciliegie spaccate era maggiore nei frutti con livelli più elevati di B meriterebbe un ulteriore approfondimento. La correlazione negativa tra P e durezza dei frutti osservata nel 2004 è stata accennata nei dati del 2014, anche se non è statisticamente così forte.

Infine, anche se non è direttamente l'obiettivo di questo studio, i livelli estremamente elevati di B fogliare riscontrati in un'alta percentuale dei frutteti campionati meritano ulteriori indagini per capire il motivo di tali livelli e se vi siano o meno conseguenze negative osservabili.

Fonte: Bill Wolk, BC Tree Fruits Cooperative, Kelowna, BC; Gayle Krahn, Jealous Fruits, Lake Country, BC; Duane Holder FarmQuest Consulting, Creston, BC; Gerry Neilsen and Lana Fukumoto, PARC-Summerland, Agriculture and Agri-Food Research Centre, Summerland BC, "Determination of the relationship between 'Staccato' cherry fruit storage quality and mineral nutrition: 2014 field study".
Immagini: SL Fruit Service; Bill Wolk, BC Tree Fruits Cooperative, Kelowna, BC; Gayle Krahn, Jealous Fruits, Lake Country, BC; Duane Holder FarmQuest Consulting, Creston, BC; Gerry Neilsen and Lana Fukumoto, PARC-Summerland, Agriculture and Agri-Food Research Centre, Summerland BC.

Bill Wolk, BC Tree Fruits Cooperative, Kelowna, BC; Gayle Krahn, Jealous Fruits, Lake Country, BC; Duane Holder FarmQuest Consulting, Creston, BC; Gerry Neilsen and Lana Fukumoto,
PARC-Summerland, Agriculture and Agri-Food Research Centre, Summerland BC

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