Deficiența de apă afectează toate culturile, inclusiv producția de fructe. Pentru a stabili mai bine metodele de combatere, cercetătorul japonez Satoru Kondo, de la Universitatea din Chiba-Japonia, a realizat studiul cu titlul ”Pre-harvest drought stress treatment improves antioxidant activity and sugar accumulation of sugar apple at harvest and during storage”, pe care vi-l prezentăm în rezumat, mai ales că, deși departe de România, clima de acolo, temperată, se aseamănă cu cea de la noi.

Mai frecvent decât am crede

Incidența stresului de secetă se produce mai frecvent decât frecvența modelelor de schimbări climatice și ale încălzirii globale, care, la rândul lor, duc la limitări ale resurselor de apă (Whitmore, 2000). Stresul apei, în timpul producției agricole, poate influența fiziologia fructelor și morfologia lor, fapt care poate afecta calitatea fructelor (Toivonen și Hodges, 2011). Sinteza acidului abscisic (ABA), este una dintre mecanismele de răspuns la stresul apei din plante. Astfel, ABA este sintetizat și apoi se declanșează închiderea stomatală, reducând astfel pierderea de apă prin transpirație (Wilkinson și Davies, 2010). În plus, debutul maturizării fructelor este de asemenea accelerat sub deficit de apă la măr (Malus domestica Borkh; El-Soda și colab., 2014).

Aceste efecte contribuie la producerea etilenei, care este coordonată cu procese de maturare a fructelor. Există multe rapoarte ale efectului stresului apei asupra calității fructelor. Miller și colab. (1998) a observat că stresul apei în timpul  creșterii, a determinat scăderea în greutate a fructelor, dar a crescut concentrația totală de solide solubile (Actinidia deliciosa cv. Hayward). De asemenea, Terry și colab. (2007) a găsit concentrații mai mari de fructoză și glucoză, în fructele supuse unor condiții de deficit de apă.

Întârzierea deteriorării fructelor

Mai mult, Perez-Pastor și colab. (2007) a arătat beneficiile tratamentelor de irigare, când au observat o ușoară creștere a solidelor solubile totale și fermitatea la recoltă și depozitarea la frig. S-a concluzionat, în această etapă, că în condiții de stres, acidul ascorbic determină plantele să reziste la stres prin reducerea reactivilor de oxigen (Ahmed și colab., 2014). Astfel, sistemul antioxidativ din plantele joacă un rol important în eliminarea radicalilor liberi din plantele crescute în condiții de stres.

Cu toate acestea, efectul stresului apei privind calitatea fructelor și schimbarea post-recoltare este încă complexă și variabilă, întrucât stresul apei afectează foarte multe procese biologice în plante. Separat din factorii de mediu din perioada de pre-recoltare, controlul condițiilor post-recoltare, în special temperatura, afectează foarte mult calitatea vizuală, compoziția chimică și calitatea produselor proaspete.

Un bun management al temperaturii este cea mai importantă și cea mai simplă procedură de întârziere a deteriorării fructelor proaspete. În plus, temperatura optimă de depozitare poate întârzia înmuierea și modificarea culorii fructelor, precum și scăderea modificărilor metabolice și pierderea de umiditate (Nunes, 2008).

Creșterea zahărului solubil

La merele cu o concentrație mare de zahăr, stresul de secetă a scăzut conductanța stomatală și rata de asimilare a CO2 și a crescut zahărul solubil și concentrațiile de aminoacizi liberi în copacii tineri de meri (Rodrigues et al., 2010). Un studiu mai recent a constatat că acumulările de ABA endogene și acidul ascorbic în frunzele și fructele mărului au crescut sub condiții de secetă (Kowitcharoen et al., 2015). În plus, modificări în rata de respirație și concentrațiile de zahăr și clorofilă, în fructele de meri, în timpul dezvoltării, au fost, de asemenea, raportate (Pal și Kumar, 1995).

În ceea ce privește cercetarea post-recoltare și rata de maturare a fructelor a fost amânată la stocare (Vishnu Prasanna și colab., 2000). Mărul este perisabil. Prin urmare, o depozitare optimă, după recoltare, precum și o temperatură corespunzătoare, sunte critice, pentru a asigura o viață de depozitare îmbunătățită și a preveni rănirea fructelor cauzate de frig (CI). Cu toate acestea, temperatura optimă de depozitare variază în intervalul 7 și 10 C (Vishnu Prasanna și colab., 2000). Broughton și Guat (1979) au sugerat că temperaturile de depozitare sub 15 C provoacă CI în mere. În plus, Chunprasert și colab. (2006) a raportat că merele de zahăr sunt sensibile la CI, la temperaturi mai mici de 13 C.

Deși mai multe studii au descris fiziologic și modificări biochimice care apar în mere, în timpul creșterii sub stres de secetă și în funcție de depozitare, există puține informații despre influența tratamentelor secetei în perioade de pre-recoltare, dar și după post-recoltare, mai ales în privința modificării de calitate ale fructelor. Prin urmare, studiul a investigat efectul tratamentului stresului de secetă în perioada de pre-recoltare, asupra performanței merelor la recoltă și în timpul depozitării la un nivel scăzut de temperaturi.

Metoda de studiu

Materialul vegetal studiat a fost format din meri de 6 ani, din soiul Annona squamosa L., plantați într-o livadă cu pământ nisipos, la o altitudine de 317 m deasupra nivelului mării. Experimentul a fost realizat într-un design factorial randomizat 2-2. Ca tratament, au fost aplicate două irigări. Arborii de control nu au fost tratați, însă merii studiați au fost irigați în timpul experimentului cu 30 L/copa /zi), și un tratament de secetă, în care copacii nu au mai primit apă timp de 30 zile, înainte de recoltare.

Suma medie de precipitații în perioada de experiment a fost de 1,45 mm/zi. În total, 72 de fructe de mere, cu culoare uniformă și fără din defecte, au fost recoltate de la copaci aflați sub tratament (12 fructe/copac), la 110 zile după înflorirea completă. Fructele recoltate au fost transportate la laboratorul Post-recoltare și de asigurare a calității, în termen de 2 ore. Fructele au fost spălate cu apă de la robinet și uscate la temperatura camerei. După uscare, fructele din fiecare grup au fost despachetate și redivizate aleatoriu, în două grupe de testare.

În primul grup, fructele au fost păstrate la 15 C și 90-95% umiditate relativă, în timp ce al doilea grup a fost menținut la 10 C și 90-95% umiditate relativă. Fructele din fiecare combinație de tratament au fost prelevate la întâmplare, la intervale de 2 zile, pentru a le evalua calitatea și schimbările biochimice, folosind trei replicate. Probele colectate au fost imediat înghețate folosind azot lichid și păstrate la temperatura de 80 C, până la analiză, fiind liofilizate înainte de analiză.

Potențialul apei din sol a fost măsurat cu ajutorul unui tensiometru (Agritec). Trei tensiometre au fost instalate la întâmplare, la adâncimea solului de 30 cm, sub copaci și 60 cm distanță, față de copacii din fiecare zonă de tratament. Trei copaci au fost utilizați pentru investigarea potențialului apei din sol. Potențialul apei din sol a fost măsurat la intervale săptămânale, în timpul perioadei de stres la secetă.

Rezultate și recomandări

Stresul de secetă al merelor a fost analizat la recoltă și în timpul depozitării la 10 C-15 C, cu 90% 95% umiditate relativă. S-a observat că, la recoltare, concentrațiile de acid ascorbic, zahăr și acid endic abscisic au crescut, în timp ce concentrația substratului abscisic a indicat o pierdere de 50% de 2,2-difenil-2-picrililhidrazil. Concomitent, activitatea de epurare (DPPH EC50) a scăzut în fructele din copacii tratați împotriva stresului la secetă, în comparație cu fructele din arborii bine udați (de control).

Pierderea în greutate a fructelor proaspete, depozitate la 15 C, a fost mai mare decât la 10 C, care nu au evidențiat niciun efect semnificativ al tratamentului de secetă. În schimb, fermitatea fructelor a fost redusă prin tratarea la secetă, comparativ cu controlul din timpul depozitării la ambele temperaturi. Respirația fructelor, producția de etilenă și acid abscisic endogen, precum și concentrațiile totale de zahăr, au fost mai mari la fructele păstrate la 15 C, provenite din  copacii tratați pentru stresul la secetă. Iar, concentrația totală de acid ascorbic a fost mai mare la fructele păstrate la 10 C, provenite din aceeași categorie de meri, comparativ cu alte tratamente.

Surprinzător, valoarea EC50 a fost cea mai scăzută în fructele din copacii stresați de secetă și depozitați la 10 C. Aceste rezultate au implicat faptul că tratamentul de stres la secetă, în perioada de pre-recoltare, a activat activitatea antioxidantă și a crescut concentrația de zahăr mere. În plus, stresul de secetă în perioada de pre-recoltare a grăbit maturarea fructelor. Astfel, pe baza rezultatelor obținute, se recomandă păstrarea fructelor de mere de zahăr la 10 C, deoarece acest lucru induce activitatea antioxidantă, care întârzie apariția daunelor provocate de frig.