Agrociência Hortofruticultura

Estratégias inovadoras em pré-colheita no incremento da qualidade da cereja ‘Sweetheart’

No contexto da fruticultura moderna, a cerejeira, Prunus avium L., tem uma elevada importância económica em Portugal e no Mundo, havendo, por isso, a preocupação de produzir frutos de grande qualidade que satisfaçam as necessidades dos consumidores.

As cerejas são frutos atraentes devido ao seu sabor, cor, valor nutricional e potenciais efeitos benéficos para a saúde (McCune et al., 2010; Correia et al., 2017). No entanto, a cerejeira é suscetível a danos causados pelas chuvas intensas antes da colheita, que provocam o rachamento dos frutos. Face à previsão de alterações climáticas, os efeitos do rachamento na cereja serão mais acentuados, podendo comprometer a viabilidade económica desta cultura (IPCC, 2018). Várias estratégias para reduzir o rachamento e aumentar a produtividade e qualidade dos frutos têm sido estudadas (Cline & Trought, 2007; Thomidis & Exadaktylou, 2013; Wójcik et al., 2013; Correia et al., 2017, 2018).

Fig. 1(A) Perspetiva geral do local de ensaio, em Carrazedo de
Montenegro e (B) Cerejas da cultivar Sweetheart próximo da colheita.

Nesta perspetiva, com o intuito de contribuir para o aumento da qualidade da cereja, recorrendo a diferentes abordagens, com foco na avaliação da adequabilidade dos tratamentos em pré-colheita na redução da incidência ao rachamento da cereja, foi realizado em 2016 um ensaio experimental em cerejeiras da cultivar Sweetheart com dez anos de idade, num pomar localizado em Carrazedo de Montenegro, Norte de Portugal (Fig. 1).

O ensaio consistiu em repetidas pulverizações de cálcio (CaCl2 ), e CaCl2 conjugado com as seguintes substâncias: ácido giberélico (GA3 ), ácido abscísico (ABA), ácido salicílico (SA), glicina-betaína (GB) e bioestimulante à base de Ascophyllum nodosum (AN) (Fig. 2), sendo selecionadas nove árvores por tratamento. Durante o ensaio experimental foram recolhidos frutos em dois estados de desenvolvimento: na transição de cor de amarelo / laranja para vermelho claro (C, 60 dias após a plena floração (DAPF)) e na transição de cor de vermelho claro para vermelho escuro, definida como a data ótima de colheita (M, 77 DAPF).

No estado M, a produção foi registada em kg por árvore e os frutos foram levados para o laboratório e avaliados os seguintes parâmetros: o peso de 30 frutos por tratamento usando uma balança (Kern EW, Germany), o índice de rachamento (IR, em %) de acordo com o método de Christensen (1972) e o tipo de rachamento (basal, apical e lateral, em %) segundo Christensen (1996). Nos estados de desenvolvimento C e M foram também avaliados outros parâmetros nos frutos, como: o teor em ceras cuticulares solúveis, parâmetros histológicos por microscopia ótica e microscopia confocal usando como corantes o Calcoflour white e Auramine O, e foi ainda realizada a análise da expressão génica de genes responsáveis pela síntese de ceras cuticulares (PaWS) e genes envolvidos na modificação da parede celular (ex. expansinas, PaEXP1). Toda a metodologia está descrita em detalhe em Correia et al. (2020).

Os resultados obtidos foram submetidos a análise de variância (ANOVA) com teste de Duncan a 5% de significância para comparação entres as médias, utilizando-se o software SPSS, versão 25,0 (IBM Corporation, New York, EUA).

Produção e calibre dos frutos

Diferenças significativas (P < 0,05) foram verificadas entre os tratamentos ao nível da produção e do peso dos frutos. As cerejeiras pulverizadas com GA3 +CaCl2 e GB+CaCl2 apresentaram um aumento significativo da produção em média de 76% em comparação com as cerejeiras controlo (H2 O) e de 55% em comparação com as cerejeiras pulverizadas apenas com CaCl2 (Fig. 3A). O efeito combinado de compostos com CaCl2 promoveu também um aumento do peso dos frutos, sendo esse aumento significativo nos frutos tratados com GB+CaCl2 (Fig. 3B). De salientar ainda que os compostos aplicados não afetam as características organoléticas (textura/sabor) e melhoram o aspeto visual dos frutos (dados não apresentados) (Correia et al., 2019).

Fig. 3 – (A) Produção (kg arvore-1) das cerejeiras ‘Sweetheart’ e (B) Peso dos frutos (g) após aplicação dos tratamentos foliares. Cada coluna representa a média (A – n=9; B – n=30) ± erro padrão. Diferentes letras indicam diferenças significativas entre tratamentos pelo teste de Duncan (Adaptado de Correia et al., 2019).

Índice de rachamento e tipos de rachamento

No estudo da incidência ao rachamento (IR), diferenças significativas (P < 0,001) foram observadas entre os tratamentos (Fig. 4A). A aplicação foliar de CaCl2 , AN+CaCl2 , GA3 +CaCl2 e SA+CaCl2 reduziram os valores de IR em cerca de 50% em comparação com o controlo (H2 O). A combinação de CaCl2 com GB e com ABA foram os tratamentos mais eficazes para reduzir o rachamento dos frutos, quando comparados com as cerejeiras pulverizadas apenas com CaCl2 . Também estes tratamentos diminuíram a percentagem de rachamentos do tipo lateral, tendo sido o tratamento com ABA+CaCl2 o mais eficaz na diminuição da prevalência deste tipo de rachamento (Fig. 4B). Este tipo de rachamento normalmente afeta grande parte do volume da cereja, e sendo este fruto de pequenas dimensões, representa um aspeto muito importante na rejeição do fruto por parte do consumidor (Knoche & Winkler, 2017).

Características da cutícula e epiderme dos frutos

Fig. 4 – (A) Índice de rachamento (%) e (B) Tipos de rachamento (%, B – basal; A – apical; L – lateral) dos frutos ‘Sweetheart’ após a aplicação dos tratamentos foliares. Cada coluna representa a média (n=3, cada com 50 frutos) ± erro padrão. Diferentes letras indicam diferenças significativas entre tratamentos pelo teste de Duncan (Adaptado de Correia et al., 2020).

Parâmetros relacionados com a cutícula e epiderme dos frutos nos dois estados de desenvolvimento (C e M) foram estudados para uma melhor compreensão do efeito dos compostos na tolerância ao rachamento, estando descritos em detalhe em Correia et al. (2020) (Fig. 5). Frutos tratados com ABA+CaCl2 e GB+CaCl2 apresentaram maior resistência ao rachamento, pela maior espessura da cutícula e das células da epiderme, bem como também pelas maiores dimensões das células da epiderme, hipoderme e parênquima, indicando a importância da flexibilidade e elasticidade da epiderme. Por microscopia confocal foi ainda possível observar material lipídico da cutícula a invadir espaços intercelulares da epiderme e da hipoderme nos frutos tratados com ABA+CaCl2 .

O elevado teor em ceras cuticulares solúveis e elevada expressão de genes responsáveis pela síntese de ceras cuticulares (PaWS) nos frutos tratados com ABA+CaCl2 , pode promover uma redução da absorção de água para dentro do fruto. A aplicação de GB+CaCl2 parece aumentar a expressão de genes envolvidos na modificação da parede celular, como aumento de expansinas (PaEXP1), podendo assim promover uma maior elasticidade das células da epiderme.

Conclusões

Repetidas pulverizações de cálcio conjugado com ácido giberélico e glicina-betaína aumentaram a produção das cerejeiras da cultivar Sweetheart. De salientar, que aplicação conjunta de cálcio com glicinabetaína promoveu ainda um aumento de 20% no calibre dos frutos. A aplicação foliar de ácido abscísico e glicina-betaína em associação com cálcio é, muito provavelmente, uma estratégia promissora na mitigação ao rachamento da cereja e, considerando que estes compostos estão disponíveis a preços acessíveis, podem ser ferramentas facilmente adotadas pelos ceresicultores.

Agradecimentos

Este trabalho foi financiado Fundos Nacionais através da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia, no âmbito do projeto UIDB/04033/202 e do projeto “CherryCrackLess” – Cherry cracking & mitigation strategies: towards their understanding using a functional metabolomic approach (PTDC/AGR-PRO/7028/2014). A FCT suportou também a bolsa de doutoramento de Sofia Correia (SFRH/BD/52541/2014) no âmbito do programa doutoral ‘Agricultural production chains – from fork to farm’ (PD/00122/2012).

Referências:
Christensen JV, 1972. Cracking in Cherries III. Determination of cracking susceptibility. Acta Agric. Scand. 22, 128-136. Christensen JV, 1996. Rain-induced cracking of sweet cherries: its causes and prevention. In: Webster, A.D., Looney, N.E. (Eds.), Cherries: Crop Physiology, Production and Uses. CAB International, UK, 297-327. Cline JA, Trought M, 2007. Effect of gibberellic acid on fruit cracking and quality of ‘Bing’ and ‘Sam’ sweet cherries. Can. J. Plant Sci. 87, 545-550. Correia S, Queirós F, Ribeiro C, Vilela A, Aires A, Barros AI, Schouten R, Silva AP, Gonçalves B, 2019. Effects of calcium and growth regulators on sweet cherry (Prunus avium L.) quality and sensory attributes at harvest. Sci. Hortic. 248, 231-240. Doi:10.1016/j.scienta.2019.01.024. Correia S, Santos M, Gliñsk S, Gapiñsk M, Matos M, Carnide V, Schouten R, Silva AP, Gonçalves B, 2020. Effects of exogenous compound sprays on cherry cracking: skin properties and gene expression. J. Sci. Food Agric. 1-41. Doi:10.1002/jsfa.10318. Correia S, Schouten R, Silva AP, Gonçalves B, 2017. Factors affecting quality and health promoting compounds during growth and postharvest life of sweet cherry (Prunus avium L.). Front. Plant Sci. 8:2166. Doi:10.3389/fpls.2017.02166. Correia S, Schouten R, Silva AP, Gonçalves B, 2018. Sweet cherry fruit cracking mechanisms and prevention strategies: A review. Sci. Hortic. 240, 369-377. Doi:10.1016/j.scienta.2018.06.042. IPCC, 2018: Global warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [V. Masson-Delmotte, P. Zhai, H.O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J.B.R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M.I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor, T. Waterfield (eds.)]. In Press. York. Knoche M, Winkler A, 2017. Chapter 7: Rain-induced cracking of sweet cherries. p 140-165 In: QueroGarcía, J., Iezzoni, A., Pu³awska, J., Lang, G. (Eds.), Cherries: Botany, Production and Uses. CABI, 140- 165. McCune LM, Kubota C, Stendell-Hollis NR, Thomson CA, 2010. Cherries and health: a review. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 51, 1-12. Thomidis T, Exadaktylou E, 2013. Effect of a plastic rain shield on fruit cracking and cherry diseases in Greek orchards. Crop Prot. 52, 125-129. Wójcik P, Akgül H, Demirtaþ I, Sarýsu C, Aksu M, Gubbuk H, 2013. Effect of preharvest spays of calcium chloride and sucrose on cracking and quality of Burlat sweet cherry fruit. J. Plant Nutr. 36, 1453-1465.
Autoria:
Sofia Correia1*, Marlene Santos1, Filipa Queirós2, Slawa Glinska3, Magdalena Gapinska3, Manuela Matos4,5, Valdemar Carnide1,4, Rob Schouten6, Ana Paula Silva1 & Berta Gonçalves1

1 Centro de Investigação e Tecnologias Agroambientais e Biológicas (CITAB), Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, 5000-801 Vila Real, Portugal.

2 Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária (INIAV), Pólo de Alcobaça, Estrada de Leiria, 2460-059 Alcobaça, Portugal.

3 Laboratory of Microscopic Imaging and Specialized Biological Techniques, Faculty of Biology and Environmental Protection, University of £ódŸ, £ódŸ, Poland.

4 Departamento de Genética e Biotecnologia, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real, Portugal.

5 Biosystems and Integrative Sciences Institute (BioISI), Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal.

6 Wageningen University, Horticulture and Product Physiology, Droevendaalse steeg 1 6708 PD, Wageningen, The Netherlands.

*sofiacorreia@utad.pt / sofiammcorreia@gmail.com