Etenmätning och rotstockspåverkan i Apple

• Förutom att påverka trädtillväxten och skörden av scionsorter, påverkar grundstammar även fruktmognaden hos äpplen.
• Experimentet fann ett klimatmönster, där etenproduktion, andningshastigheter och syrekonsumtion toppade efter 5–7 dagar i frukter som producerats från alla grundstammar.
• De 17 grundstammarna har betydande skillnader när det gäller att påverka äpplens avkastning, mognad och fruktkvalitet, vilket odlare bör överväga under skörden och efter skörd.

Mängden inflytande som grundstammar har på scions prestanda kan vara omfattande. Effekterna är dock också specifika för kombinationer av grundstammar och träd. Forskare måste därför experimentera för att hitta de idealiska grundstammarna för den riktade tillväxten och skördeparametrarna för scions. I en sådan studie på “Aztec Fuji”-äpplen genomförde forskare vid University of Idaho en gasanalys för att se hur eten och andningshastigheter påverkade frukter som producerats från olika äpplens grundstammar.

Rotstockar och Scions

Standardgrundstammar används för flera sorter av en frukt, vilket också är fallet i äpplen.

Grundstammar kan påverka dödlighet, växtstorlek, avkastningseffektivitet (avkastning per träd till stammens tvärsnitt) och avkastning per hektar. Grundstammar kommer också att påverka scions interna biokemiska och fysiologiska processer, såsom etenproduktion under mognad och lagring.

Etenproduktion i klimatfrukter som äpplen reglerar mognaden. På grund av enzymatisk aktivitet, strax innan synliga tecken på mognad utvecklas, sker en ökning av koldioxidproduktionen, kallad klimatisk andning.

Etenproduktion kan också ändra fruktkvaliteter av färg, konsistens, sockerhalt och flyktiga föreningar. Färgförändringen mäts i termer av nedbrytning av klorofyll. Absorbansskillnadens index (I_DA) är ett vanligt sätt att visa färgförändringen i frukter som en indikator på mognad.

Rotstammarnas inflytande på sciontillväxt och skördeparametrar kommer att variera beroende på kompatibilitet.

Testar grundstammar för “Aztec Fuji”-äpplen

Det finns begränsad information om hur grundstammar påverkar mognad av “Aztec Fuji”-äpplen. Så ett team av pomologer och trädgårdsodlare Mahdavi, Fallahi och Fazio testade 17 välkända grundstammar. De ville hitta den som gav bäst fruktmognad, kvalitetsegenskaper och avkastning. De undersökte också effekterna av de olika grundstammarna på I_DAetenutveckling och andning.

Forskarna bestämde sig för att begränsa experimentet till endast ett år, 2020, eftersom alla grundstammar producerade en full skörd det året, och avkastningen var nära långtidsgenomsnittet. Baserat på deras tidigare erfarenhet beslutade pomologerna att de kunde förvänta sig att de testade parametrarna också skulle vara en bra representant för långtidsgenomsnitt.

Äpplen odlades och tränades till höga spindlar i de halvtorra fälten i Parma Research and Extension Center, University of Idaho, Parma. Fruktodlingens kulturella metoder för gödning, gallring och besprutning var liknande för alla äppelträd med grundstammar. De 17 grundstammarna som testades var:

• Två kloner av Budagovsky-serien (B.9, B.10)
• Fyra Cornell-Geneva-kloner, Geneva 11 (G.11), G.41N, G.202N och G.935N
• Sju ej frigivna Cornell-Geneva-kloner (CG. 3001), CG.2034, CG.4004, CG.4003, CG.4214, CG.5222 och CG.4814
• En klon från Pillnitz-serien (Supp.3)
• Tre kloner från Malling-serien, som fungerade som kontroller, M.9Pajam2, M.9T337 och M.26EMLA

I oktober togs trettiosex frukter från varje träd för att mäta avkastning och kvalitetsparametrar.

Mätning av mognadsgaser

Gasanalys användes för att utvärdera interna mognadsprocesser. Fyra äpplen från varje replikation samlades in och förvarades i perforerade plastpåsar vid 0°C. Forskarna mätte etenutveckling, andning och syrenivåer sex gånger omväxlande dagar, med start en vecka efter skörd – sju dagar efter skörd (DAH) till 17 DAH.

Forskarna använde The F-940 Store It! Gasanalysator för att mäta mognadsgaserna. Efter instruktionerna från tillverkaren av verktyget, Felix Instruments – Applied Food Science, samlade forskarna 30 ml gas inifrån de förseglade äppelpåsarna med hjälp av en spruta och sugrör med en flödeshastighet på 80 ml per min. Teamet mätte och registrerade producerad etylen och CO2, samt mängder syre som användes.

Absorbansskillnadens index (I_DA) uppskattades med användning av två ljusvåglängder mellan 670 och 720 nm för att mäta färgförändringen i äpplena. En DA-mätare läste I_DA på tre ställen på varje frukt.

Se hur Felix Instruments Produce Quality Meter används för att mäta äpplens mognad vid KU Leuven.

Typiskt klimatmönster

Frukter från alla transplantat visade ett typiskt klimatmönster.

Uppmätt etylenmönster

Figur 1. “Mängd etenutveckling (mL·kg·h1) i ‘Aztec Fuji’-äpplen på olika grundstammar (7DAH till 17DAH),” Mahdavi et al., 2022. (Bildkrediter: HortScience 57, 1; 10.212163/HORTSCI -21)

Uppmätta etennivåer ökade med tiden i alla grundstammar från 7 dagar efter skörd (DAH), och nådde sitt maximum med 15 DAH, som visas i figur 1. Andningshastigheten nådde sina maximala nivåer med 13 DAH. Så den klimatiska andningen toppade före etenutvecklingen, se figur 2.

Etenutveckling och andning var hög i frukt från träd på G.3001, Supp.3 och G.202, måttlig i frukter från CG.4004, G.41N, CG.4214 och B.9, och låg i frukter från M.9Pajam2, M.26EMLA och G.11.

Uppmätt syremönster

Figur 2: “Mängd andning (mL·kg·h−1) i ‘Aztec Fuji’-äpplen på olika grundstammar (7DAH till 17DAH),” Mahdavi et al., 2022. (Bild: HortScience 57, 1; 10.21273/ HORTSCI16253-21)

Uppmätta syrehalter var de högsta i påsarna i början av experimentet, 7 DAH, och minskade tills den klimatiska andningstoppen nåddes, eftersom O₂ används för andning. Därför har M9.T337, med de lägsta andningshastigheterna, det högsta O₂ konsumtion. Däremot registrerade G.41N och Supp.3, med de snabbaste andningshastigheterna, lägsta syrenivåer.

O₂ nivåerna började stiga efter toppen när andningsfrekvensen minskade. Forskarna står för ökningen på grund av fotosyntes som fortfarande kan förekomma i det gröna fruktskalet och producerade O₂se bild 3.

Figur 3: “Mängd syre (%) i ‘Aztec Fuji’-äpplen på olika grundstammar från (7DAH till 17DAH),” Mahdavi et al., 2022. (Bildkrediter: HortScience 57, 1; 10.21273/HORTSCI16253-21)

Fysiologiska fynd & korrelationer

När resultaten från alla grundstammar kombineras, I_DA värdena minskade när eten, andningshastigheter och vattenkärnan ökade.

Frukter från G.11, M.9T337, M.9Pajam2, CG.2034 och M.26EMLA hade högsta I_DA värden (>1,10), medan Supp.3, CG.3001, CG.5222, G.935N, CG.4814, G.41N och G.202N lägre IDA-index (<0,87).

Det fanns ett positivt samband mellan fasthet och jag_DAså G.11 och CG.4003 noterade hög I_DA och fasthet vid skörd. De grundstammar som gav minst äppelfasthet var CG.3001, G.41N, G.935N och CG.5222.

Färgen var också relaterad till I_DA. Frukt från grundstam Supp.3, CG.4003, CG.4814 och B.10 hade de högsta färgvärdena, och G.935N-frukter hade de lägsta färgpoängen av alla grundstammar.

Även om skillnaden i innehåll av lösligt fast material (SSC) inte var signifikant, hade frukter från grundstammarna Supp.3 och CG.4003 högst SSC och M.9Pajam2, M.26EMLA och M.9T337 hade minst SSC.

M.9337, G.41N, M.9Pajam2 och G.11 hade högre stärkelsenedbrytningsmönster, även om många hade mindre SSC. Därför hade SSC-innehållet inget samband med stärkelsenedbrytningsmönster, vilket tyder på att socker tillförs frukter från omvandlingen av stärkelse och andra sänkor i träden.

Avkastningen per träd var högst i CG.4004, G.41N och M.26EMLA, och lägst i CG.4003.

De större träden som producerades av G.41N hade också en hög avkastning, men dess avkastningseffektivitet frukter per träd till stammens tvärsnitt var inte den bästa. B.9- och M.9T337-träden hade den bästa skördeeffektiviteten och Supp.3 hade lägsta skördeeffektivitet.

Träd som producerade fler antal eller mängder äpplen visade mindre eten och CO2, fruktfärg, SSC och fasthet vid skörd. Träd som producerade fler äpplen hade också större äpplen, vilket var oväntat. Men större eller tyngre frukter var mjukare.

Rekommendation baserad på studien

Forskare valde CG.4004 som den mest lämpliga grundstammen för “Aztec Fuji”-äpplen med tanke på alla utvärderade fruktavkastnings- och kvalitetsparametrar.

Som med all forskning grävde studien fram nya frågor. Forskare tror att det skulle vara tillrådligt att göra mer forskning för att finjustera förhållandet mellan ökat I_DA och högre etylen- och andningshastigheter. Sen jag_DA skulle kunna uppskatta äpplens mognad för att vägleda beslut efter skörd, såsom hållbarhet eller leveransdatum. jag_DA, kan enligt dem också användas istället för fasthet för att bedöma äpplens kvalitet eftersom de två parametrarna är korrelerade.

Odlare kan använda de olika resultaten från de 17 grundstammarna på äpplens avkastning och kvalitet, som visas av studien, för att fatta förvaltningsbeslut under skörd och efter skörd, för att öka sin avkastning på investeringen och förhindra matförlust.

—

Vijayalaxmi Kinhal
Vetenskapsskribent, CID Bio-Science
Ph.D. Ekologi och miljövetenskap, lantbruksexamen

Läs den originalgranskade artikeln för mer information:

Mahdavi, S., Fallahi, E., & Fazio, G. (2022). Inverkan av grundstammen på frukteten, andning, absorptionsskillnadsindex, fruktkvalitet och produktion av “Aztec Fuji”-äpple under fullgröda. HortScience, 57(1), 1-9. 10.21273/HORTSCI16253-21