The effect of fertilizing and modified atmosphere storage on blueberry (Vaccinium spp) fruit quality
Laen...
Kuupäev
2023
Kättesaadav alates
Autorid
Koort, Angela
Ajakirja pealkiri
Ajakirja ISSN
Köite pealkiri
Kirjastaja
Estonian University of Life Sciences
Abstrakt
There are few cultivated plants that grow well on acidic peat fields. However, blueberries (Vaccinium spp) are calcifuges that thrive in low pH and have lower Ca requirements compared to other temperate fruit crops. As a result, they are suitable for revegetating abandoned peatlands. The increase in production and consumption of organic food is one of the current trends, driven in part by consumers’ perception of organic food as being more sustainable and healthier than conventional. Since previous studies on blueberry cultivation in abandoned peatlands primarily focused on synthetic mineral fertilizers, it is important to study sustainable fertilizer strategies for organic blueberry cultivation. Revegetating abandoned peatlands with blueberries could also reduce the negative impacts of environmentally sensitive peatland areas.
Blueberries are marketed as health promoting food, therefore maintaining fruit quality during postharvest storage is equally important to prolonging postharvest storage period. Extending the blueberry postharvest life through modified atmosphere storage and preserving their sensory and nutritional quality could be an option to add value to organically grown blueberries. However, there are very few postharvest studies concerning organically grown blueberries.
The aims of the research were to find out the effect of: 1) different organic fertilizers on the plant growth, yield and biochemical parameters of fruits of half-highbush blueberry ‘Northblue’ under peatland conditions; 2) modified atmosphere packages on the external quality and the nutritional value of the fruits of organically grown lowbush blueberry and half–highbush blueberry ’Northblue’.
Based on the results of fertilization experiments conducted on an abandoned peat field with half–highbush blueberry ‘Northblue’, the seaweed–based low nutrient fertilizer Biolan 4–1–2 could be recommended for organic production in peatland areas. It demonstrates more stable yield performance and has a lower impact on peat pH. Algomin fertilizer, which is based on marine algae Lithothamnium calcareum, increased the soil pH up to 5.2 and suppressed the plant growth during the juvenile growth stage. Organic fertilizers containing chicken manure resulted in comparable vegetative growth and yield as the plants receiving mineral fertilizer. The yearly variation in weather conditions was more important in determining fruit biochemical content than the type of fertilizer used. The application of seaweed–based organic fertilizer Biolan 4–1–2 resulted in similar total polyphenol content in fruits as observed in the mineral fertilizer treatment. The postharvest storage experiment with lowbush and half–highbush blueberry ‘Northblue’ demonstrated that the Xtend® modified atmosphere package prolonged the postharvest life of lowbush blueberries by 15 days and half-highbush blueberries by 9 days. The LDPE modified atmosphere package did not prolong the postharvest life of lowbush blueberries, but extended the postharvest life of ‘Northblue’ by 9 days. The CO2 content was significantly higher in Xtend® package compared to the LDPE at the end of the storage period. Both modified atmosphere packages had an effect on the taste–related properties of blueberries irrespectively of the taxa. By the end of the storage period, the SSC:TA ratio of the blueberries in the modified atmosphere decreased compared to both the initial value and the berries stored in a regular atmosphere. The content of anthocyanins significantly increased under all storage conditions, regardless of the taxa. The genetic differences were more important concerning fruit firmness, shrivelling, and decay. Both modified atmosphere packages had an impact on the firmness and the shrivelling, but the fruits of the half–highbush blueberry ‘Northblue’ were firmer and less shrivelled compared to the lowbush. Based on results, the Xtend® modified atmosphere package can be recommended for blueberry postharvest storage. However further studies are needed to find the metabolic differences of blueberry taxa and to match the respiration rates of the product with the permeation rates of the packages. Additionally, the use of biodegradable films should be considered in order to ensure sustainability.
Aedmustikad (Vaccinium spp) kasvavad happelisel mullal ja seetõttu on mustikakasvatus üheks võimaluseks vähendada turbatootmisest mahajäetud turbaalade negatiivseid keskkonnamõjusid. Mahetoidu tootmine ja tarbimine on nüüdisaja üks tõusvamaid trende. Eelnevad katsed aedmustikaga freesturbaväljadel on läbi viidud mineraalväetistega, mistõttu on oluline leida maheväetised, mis sobivad aedmustika kasvatamiseks ja on alternatiiviks mineraalväetistele. Mustikate turustamisel on oluline kvaliteedi säilitamine ja samuti säilitusaja pikendamine. Modifitseeritud atmosfääriga pakendite abil vilja sensoorsete ja biokeemiliste omaduste säilitamine on üheks võimaluseks mahedalt kasvatatud aedmustikale lisaväärtuse andmiseks. Doktoritöö eesmärk oli välja selgitada järgmist: 1) erinevate orgaaniliste väetiste mõju poolkõrge mustika ‘Northblue’ kasvule, saagikusele ja saagi biokeemilisele koostisele mahajäetud freesturbavälja tingimustes; 2) modifitseeritud atmosfääriga pakendite mõju mahedalt kasvatatud ahtalehise ja poolkõrge mustika ‘Northblue’ saagi välisele kvaliteedile ja biokeemilisele koostisele. Katse tulemused poolkõrge mustika sordiga ’Northblue’ näitasid, et mereadru sisaldav väetis Biolan 4–1–2 tagas aastate lõikes stabiilsema saagi ja ei mõjutanud oluliselt mulla pH-d ja seetõttu saab seda tüüpi väetist soovitada alternatiivina mineraalväetiste asemel. Maheväetis Algomin, mis põhineb merevetikal Lithothamnium calcareum, tõstis mulla pH–d kuni 5.2-ni ja pidurdas taimede kasvu juveniilses kasvufaasis, mistõttu ei sobi aedmustika väetamiseks. Kanasõnnikut sisaldavad väetised tagasid sarnase vegetatiivse kasvu ja saagi võrreldes mineraalväetisega. Võrreldes väetamisega, oli kasvuaastate ilmastikul olulisem mõju mustikate biokeemilisele koostisele. Orgaanilistest väetistest tagas mereadrul põhinev Biolan 4–1–2 mustikates sarnase polüfenoolide sisalduse võrreldes mineraalväetisega. Säilituskatse tulemustest selgus, et modifitseeritud atmosfääriga pakend Xtend® pikendas ahtalehise mustika säilivust 15 päeva võrra ja poolkõrge mustika saagi säilivust 9 päeva võrra võrreldes tavaõhus säilitamisega. Modifitseeritud atmosfääriga pakend LDPE ei pikendanud säilivust ahtalehise mustika puhul, kuid poolkõrge mustika saak säilis 9 päeva võrra kauem. CO2 oli katse lõpuks kõrgem Xtend® pakendis võrreldes LDPE pakendiga. Sõltumata genotüübist mõjusid mõlemad modifitseeritud atmosfääriga pakendid maitseomadustele. Marjad muutusid hapumaks, mida näitas mahla kuivaine ja tiitritavate hapete suhtarv, mis vähenes katse lõpuks mõlemas modifitseeritud atmosfääriga pakendis võrreldes tavaõhus säilitamisega. Antotsüaanide sisaldus suurenes säilitamise jooksul kõikides katsevariantides. Genotüüpide erinevus tuli välja saagi väliste kvaliteedi näitajate puhul, kus poolkõrge mustika viljad olid võrreldes ahtalehise mustikaga vähem närtsinud ja tugevama viljalihaga. Tulemuste põhjal võib aedmustikate säilitamiseks soovitada Xtend® pakendit, kuna see aitas pikendada mõlema genotüübi mustikate säilivust. Keskkonna jätkusuutlikku majandamist arvestades on oluline uurida plastikpakendite asendamiseks võimalikke biolagunevaid alternatiive ning arvestada sealjuures genotüüblisi eripärasid pakendite valikul.
Aedmustikad (Vaccinium spp) kasvavad happelisel mullal ja seetõttu on mustikakasvatus üheks võimaluseks vähendada turbatootmisest mahajäetud turbaalade negatiivseid keskkonnamõjusid. Mahetoidu tootmine ja tarbimine on nüüdisaja üks tõusvamaid trende. Eelnevad katsed aedmustikaga freesturbaväljadel on läbi viidud mineraalväetistega, mistõttu on oluline leida maheväetised, mis sobivad aedmustika kasvatamiseks ja on alternatiiviks mineraalväetistele. Mustikate turustamisel on oluline kvaliteedi säilitamine ja samuti säilitusaja pikendamine. Modifitseeritud atmosfääriga pakendite abil vilja sensoorsete ja biokeemiliste omaduste säilitamine on üheks võimaluseks mahedalt kasvatatud aedmustikale lisaväärtuse andmiseks. Doktoritöö eesmärk oli välja selgitada järgmist: 1) erinevate orgaaniliste väetiste mõju poolkõrge mustika ‘Northblue’ kasvule, saagikusele ja saagi biokeemilisele koostisele mahajäetud freesturbavälja tingimustes; 2) modifitseeritud atmosfääriga pakendite mõju mahedalt kasvatatud ahtalehise ja poolkõrge mustika ‘Northblue’ saagi välisele kvaliteedile ja biokeemilisele koostisele. Katse tulemused poolkõrge mustika sordiga ’Northblue’ näitasid, et mereadru sisaldav väetis Biolan 4–1–2 tagas aastate lõikes stabiilsema saagi ja ei mõjutanud oluliselt mulla pH-d ja seetõttu saab seda tüüpi väetist soovitada alternatiivina mineraalväetiste asemel. Maheväetis Algomin, mis põhineb merevetikal Lithothamnium calcareum, tõstis mulla pH–d kuni 5.2-ni ja pidurdas taimede kasvu juveniilses kasvufaasis, mistõttu ei sobi aedmustika väetamiseks. Kanasõnnikut sisaldavad väetised tagasid sarnase vegetatiivse kasvu ja saagi võrreldes mineraalväetisega. Võrreldes väetamisega, oli kasvuaastate ilmastikul olulisem mõju mustikate biokeemilisele koostisele. Orgaanilistest väetistest tagas mereadrul põhinev Biolan 4–1–2 mustikates sarnase polüfenoolide sisalduse võrreldes mineraalväetisega. Säilituskatse tulemustest selgus, et modifitseeritud atmosfääriga pakend Xtend® pikendas ahtalehise mustika säilivust 15 päeva võrra ja poolkõrge mustika saagi säilivust 9 päeva võrra võrreldes tavaõhus säilitamisega. Modifitseeritud atmosfääriga pakend LDPE ei pikendanud säilivust ahtalehise mustika puhul, kuid poolkõrge mustika saak säilis 9 päeva võrra kauem. CO2 oli katse lõpuks kõrgem Xtend® pakendis võrreldes LDPE pakendiga. Sõltumata genotüübist mõjusid mõlemad modifitseeritud atmosfääriga pakendid maitseomadustele. Marjad muutusid hapumaks, mida näitas mahla kuivaine ja tiitritavate hapete suhtarv, mis vähenes katse lõpuks mõlemas modifitseeritud atmosfääriga pakendis võrreldes tavaõhus säilitamisega. Antotsüaanide sisaldus suurenes säilitamise jooksul kõikides katsevariantides. Genotüüpide erinevus tuli välja saagi väliste kvaliteedi näitajate puhul, kus poolkõrge mustika viljad olid võrreldes ahtalehise mustikaga vähem närtsinud ja tugevama viljalihaga. Tulemuste põhjal võib aedmustikate säilitamiseks soovitada Xtend® pakendit, kuna see aitas pikendada mõlema genotüübi mustikate säilivust. Keskkonna jätkusuutlikku majandamist arvestades on oluline uurida plastikpakendite asendamiseks võimalikke biolagunevaid alternatiive ning arvestada sealjuures genotüüblisi eripärasid pakendite valikul.
Kirjeldus
A thesis for applying for the degree of Doctor of Philosophy in Agriculture.
Väitekiri filosoofiadoktori kraadi taotlemiseks põllumajanduse erialal.
Väitekiri filosoofiadoktori kraadi taotlemiseks põllumajanduse erialal.
Märksõnad
dissertations, dissertatsioonid, Roheline Ülikool (töö toetab EMÜ Rohelise Ülikooli põhimõtteid), Green University (thesis is related to EMÜ Green University iniciative’s aims), mustikas, orgaanilised väetised, saagikus, kvaliteet, säilitamine (toitlustus), pakkimine, blueberry, organic fertilizers, crop yield, quality, food storage, packaging