Αξιολόγηση γονοτύπων φραγκοσυκιάς

Abstract

H φραγκοσυκιά έχει αποκτήσει τα τελευταία χρόνια ιδιαίτερη σημασία στη χώρα μας, ως μια εναλλακτική επιλογή καλλιέργειας για τους παραγωγούς. Ωστόσο, η ραγδαία αύξηση των καλλιεργούμενων εκτάσεων βασίζεται στη χρήση πληθώρας γονοτύπων, που δεν έχουν αξιολογηθεί επιστημονικά, ούτε ως προς την προσαρμοστικότητά τους στην περιοχή, ούτε ως προς τα αγρονομικά και λοιπά καρπολογικά τους χαρακτηριστικά. Γι αυτό το λόγο, σε πειραματική φυτεία, που βρίσκεται στο δενδροκομείο του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, έχουν εγκατασταθεί φυτά διαφόρων γονοτύπων φραγκοσυκιάς, που έχουν επιλεγεί από διαφορετικές περιοχές και δεν αποτελούν γνωστές ποικιλίες, με σκοπό τη σταδιακή, σε βάθος χρόνου, αξιολόγησή τους από δενδροκομικής απόψεως (ποιότητα καρπών, πρωιμότητα, οψιμότητα, παραγωγικότητα, κτλ.). Στα πλαίσια αυτά, σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής, που αφορά σε μετρήσεις και παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν το έτος 2015, ήταν (α) η συγκριτική αξιολόγηση τεσσάρων γονοτύπων (Α, Β, Γ και Δ) φραγκοσυκιάς ως προς τα κύρια ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών τους, και (β) η μελέτη διαφόρων θεμάτων που σχετίζονται με τη βιολογία της εξέλιξης των οφθαλμών, ανθοφόρων και ξυλοφόρων, της άνθησης, της γονιμότητας της γύρης, της καρπόδεσης, καθώς και της πορείας αύξησης των καρπών και των κλαδοδίων τους. Τα κύρια αποτελέσματα της έρευνας αναφέρονται παρακάτω. Ανά κλαδόδιο ηλικίας ενός έτους, την άνοιξη του 2015 εκπτύχθηκαν κατά μέσο όρο από 2,51 (Δ) μέχρι 4,63 (Α) οφθαλμοί. Το ποσοστό (%) των οφθαλμών αυτών που εξελίχθηκαν σε άνθη (ανθοφόροι οφθαλμοί) ήταν 52,40 (Α), 43,88 (Β), 31,89 (Γ) και 29,07 (Δ), χωρίς να υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ των γονοτύπων. Ανεξάρτητα από τον γονότυπο, όσο πιο όψιμα εκπτύχθηκε ένας ανθοφόρος οφθαλμός (π.χ. 22 Απριλίου) τόσο λιγότερες μέρες μεσολάβησαν μέχρι την πλήρη άνθηση του (≈43) σε σχέση με τους οφθαλμούς που εκπτύχθηκαν πρώιμα (π.χ. 30 Μαρτίου, ≈53 μέρες). Ο έλεγχος της βλαστικής ικανότητας της γύρης έδειξε ότι το ποσοστό βλάστησης των γυρεόκοκκων του γονοτύπου Β (41,35%) ήταν σημαντικά αυξημένο συγκριτικά με τους γονοτύπους Α (36,98%) και Γ (36,16%). Κατά την πλήρη άνθηση, το μήκος της ανθοδόχης κυμάνθηκε από 52 έως 56 mm και η διάμετρός της από 22 έως 24 mm, ανάλογα με τον γονότυπο. Σημαντικές διαφορές μεταξύ των γονοτύπων παρατηρήθηκαν σε ό,τι αφορά το μήκος του στύλου καθώς και το λόγο μήκους προς διάμετρο ωοθήκης, όπου παρατηρήθηκαν σημαντικά αυξημένες τιμές στον γονότυπο Α σε σχέση με τον Γ. Κατά την μικροσκοπική εξέταση οφθαλμών του γονοτύπου Α, που συλλέχθηκαν σε 12 διαφορετικά στάδια ανάπτυξής τους, από την έκπτυξή τους μέχρι και μετά την καρπόδεση, προκύπτει ότι η διάκριση μεταξύ ανθοφόρων και ξυλοφόρων οφθαλμών ήταν δυνατή σε οφθαλμούς μήκους τουλάχιστον 6-9 mm και διαμέτρου τουλάχιστον 7-9 mm. Η παρουσία σπερματικών βλαστών εντός της μονόχωρης ωοθήκης ήταν εμφανής σε οφθαλμούς μήκους 11-12 mm, όπου επίσης άρχισε να διακρίνεται, στο επάκριο τμήμα του στύλου, η δημιουργία των 7-12 επιμέρους τμημάτων του (πολυσχιδής στύλος). Ο αριθμός και το μέγεθός των σπερματικών βλαστών αυξάνονταν συνεχώς μέχρι την άνθηση. Σημειώνεται ακόμη ότι μερική απελευθέρωση γύρης παρατηρήθηκε λίγο πριν το άνοιγμα των πετάλων (άνθηση). Αναφορικά με την αύξηση των κλαδοδίων, από μηδενικής βάσης (έκπτυξη ξυλοφόρων οφθαλμών) μέχρι την απόκτηση της μέγιστης διάστασής τους, φαίνεται να περιγράφεται με μια απλή σιγμοειδή καμπύλη τόσο σε ότι αφορά τη μεταβολή του μήκους όσο και του πλάτους τους. Ο λόγος μήκους προς πλάτος κλαδοδίου αυξάνεται ταχύτατα τις πρώτες 30 μέρες, μέχρι ενός σημείου, όπου και, έπειτα από μικρή πτώση, σταθεροποιείται για τους επόμενους πολλούς μήνες. Η μεταβολή του μήκους και της διαμέτρου των καρπών, από μηδενικής βάσης (έκπτυξη ανθοφόρων οφθαλμών) μέχρι την ωρίμανση, ανεξάρτητα από τον γονότυπο, περιγράφεται από μια διπλή ή ακόμα και τριπλή σιγμοειδή καμπύλη. Από την πλήρη άνθηση μέχρι την έναρξη αλλαγής χρώματος της φλούδας του καρπού μεσολάβησαν περίπου 81-89 ημέρες, ανάλογα με τον γονότυπο. Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των τεσσάρων γονοτύπων (εντός παρένθεσης αναφέρεται η μέση τιμή όλων των γονοτύπων) ως προς το μήκος (87,7 mm), τη διάμετρο (52,3 mm) και την χυμοπεριεκτικότητα (57,3 %) των καρπών, τον αριθμό των αρεόλων ανά καρπό (59), τη συνεκτικότητα του φλοιού (1,8 kg), τη διάμετρο (19,1 mm) της κοιλότητας του καρπού, καθώς και τον αριθμό των σπόρων (254) ανά καρπό. Το συνολικό ξηρό βάρος των σπόρων ανά καρπό αλλά και το μέσο βάρος ανά σπόρο ήταν σημαντικά αυξημένα στον γονότυπο Δ από ότι στους Α, Β και Γ. Σημαντικά αυξημένο ήταν το μέσο βάρος των καρπών στους γονοτύπους Α, Β και Γ συγκριτικά με τον Δ (116 g). Η αναλογία σάρκας ανά καρπό ήταν αυξημένη στον γονότυπο Γ (64,2 %) σε σχέση με τον Β (61,5 %). Ως προς τα χαρακτηριστικά του χυμού, το pH ήταν αυξημένο στους γονοτύπους Β και Γ σε σχέση με τον Α (5,9), τα oBrix στον Α (14,3) σε σχέση με τους Β και Γ, και η ογκομετρούμενη οξύτητα μεγαλύτερη στον Α (0,045 %) σε σχέση με τους Γ και Δ. Ο γονότυπος Γ (πιο κοκκινωπές αποχρώσεις) διέφερε σημαντικά από τους Α, Β και Δ (πιο πορτοκαλί αποχρώσεις) στο σύνολο των χρωματικών παραμέτρων που προσδιορίστηκαν στο φλοιό και στη σάρκα των καρπών. Τέλος, η ωρίμανση των καρπών του γονοτύπου Γ προηγήθηκε κατά περίπου μια εβδομάδα των άλλων γονοτύπων. Δεδομένου ότι τα βάρη των καρπών (116-132 g) των γονοτύπων Α, Β, Γ και Δ θεωρούνται μεγάλα, η περιεκτικότητα των καρπών σε εδώδιμο τμήμα (61,57-64,24 %) ήταν υψηλή αλλά και περιεκτικότητά τους σε χυμό (48,30-50,63 %) και ολικά διαλυτά στερεά (12,8-14,3 oBrix) ήταν επίσης μεγάλη, όλοι οι γονότυποι θεωρούνται εξίσου κατάλληλοι για νωπή κατανάλωση αλλά και για χυμοποίηση. Το γεγονός ότι ο γονότυπος Γ παράγει καρπούς με ασυνήθιστες κοκκινωπές αποχρώσεις φλοιού, σάρκας και χυμού, παρέχει επιπλέον δυνατότητες όχι μόνο στην αγορά νωπής κατανάλωσης αλλά και στην αλυσίδα παραγωγής μεταποιημένων προϊόντων φραγκοσυκιάς. Από δενδροκομική άποψη, η αξιολόγηση των γονοτύπων Α, Β, Γ και Δ πρέπει να συνεχιστεί σε βάθος χρόνου προκειμένου να τεκμηριωθούν οι ομοιότητες και οι διαφορές τους, συμπεριλαμβάνοντας παραμέτρους και χαρακτηριστικά που δεν μελετήθηκαν στην παρούσα εργασία.

The last few years, Opuntia ficus-indica (prickly pear, cactus pear) has been promoted as a species of outmost importance serving for Greek farmers/producers as an alternative crop choice. However, the rapid expansion of cultivated areas is based on various genotypes lacking scientific assessment on neither their adaptation in cultivated areas nor their agronomical and other fruit quality traits. Because of the lack of scientific evaluation regarding the aforementioned features/characteristics of Opuntia ficus-indica, an experimental field has been established in the arboretum of the Agricultural University of Athens. In this experimental field, plants of different unknown genotypes, that were selected from different Greek regions, have been planted to examine their gradual and long-term responses based on various pomological criteria, such as quality of fruits, precocity and productivity. The aim of this master thesis, which was carried out in 2015, was (a) the comparative evaluation of four (4) prickly pear Genotypes (A, B, C, D) regarding the main fruit quality attributes and (b) the examination of several issues related to the biology of both vegetative and flower buds, the morphological and anatomical characteristics of flowers, the germinability of pollen grains and the fruit set, as long as the growth habit of fruits and cladodes. The main results of the study are mentioned below. During the spring of 2015, from 2.51 (Genotype D) up to 4.63 (Genotype A) new buds were present per each one-year-old cladode. The percentage (%) of the flower buds were 52.40 (Genotype Α), 43.88 (Genotype Β), 31.89 (Genotype C) and 29.07 (Genotype D), without existing any significant difference among genotypes. Regardless of the Genotype, the more late a blossom bud burst (for example 22th April) the less days intervened until its full blossoming (≈43 days) compared to the buds burst earlier (for example 30th March, ≈53 days). The germination percentage of the pollen grains of Genotype Β (41.35%) was significantly higher in comparison with the Genotypes Α (36.98%) and C (36.16%). During the full bloom, the length of the receptacle ranged between 52 and 56 mm and its diameter between 22 and 24 mm, depending on the Genotype. Important dissimilarities among the Genotypes were found concerning the length of the style as long as the ratio between the length and the diameter of the ovary, which values were significantly higher in the Genotype Α than in Genotype C. Stereoscopic examination of Genotype Α buds, collected at 12 different growth stages from their sprouting until the fruit set, arises that the distinction between a flower and a vegetative bud was possible in buds having length of at least 6-9 mm and diameter of at least 7-9 mm. The presence of the ovules inside the monocarpel ovary was obvious in flower buds with length between 11 and 12 mm. At the same stage of the flower bud growth, 7-12 individual parts of the style were also visible. The number and the size of ovules were both constantly increased until the flowering. It is also notable that a partial release of pollen grains took place just before the opening of flower petals (blossoming). Regarding the growth habit of cladodes, based on measurements of their width and length, it followed a simple sigmoid curve. The length to width ratio of cladodes was extremely increased during the first 30 days, up to a plateau, then slightly decreased, and finally stabilized for the next few months. Regardless the Genotype, changes in diameter and length of fruits, from a zero baseline (bursting of blossom buds) until the fruit ripening, were rather described by a double (or a triple) sigmoid curve. From the full bloom until the fruit peel color break, intervened approximately 81-89 days, depending on the Genotype. There were not observed any significant differences among the four Genotypes (the average value of each parameter across all Genotypes is reported in parenthesis) concerning the length (87.7 mm), the diameter (52.3 mm) and the juiciness (57.3%) of the fruits, the number of areoles per fruit (59), the fruit peel firmness (1.8 kg), the diameter (19.1 mm) of the stylar-end cavity of the fruits as long as the number of the seeds per fruit (254). The total dry weight of the seeds per fruit and the mean dry weight per seed were extremely increased in the Genotype D in contrast to the Genotypes Α, Β and C. The mean fruit weight was significantly higher in the Genotypes Α, Β and C compared to Genotype D (116 g). The percentage of pulp per fruit was significantly increased in Genotype C (64.2 %) than in Genotype Β (61.5%). Concerning the various traits of fruit juice, pH value was significantly higher in the Genotypes Β and C in correlation with Α (5.9), oBrix in Α (14.3) in contrast to Genotypes Β and C, and the total acidity was higher in Genotype Α (0.045 %) compared to Genotypes C and D. Genotype C (more red color in peel and flesh) differed significantly from Genotypes Α, Β and D (more orange color in peel and flesh) concerning all the color parameters measured in the present study by Minolta color measurement instrument. Finally, the ripening of the fruits of the Genotype C was preceded approximately a week before the rest Genotypes. Given that the fruit weight (116-132 g), the percentage of the pulp per fruit (61.57-64.24 %), the juice content per fruit (48.30-50.63 %) and the oBrix (12.8-14.3) of the Genotypes Α, Β, C and D were all high enough, all the studied genotypes are regarded as equally appropriate for fresh consumption and fruit processing. The fact that Genotype C produces fruits with an unusual red color in both peel and flesh, its pulp and juices provide more options not only in the fresh fruit market but also in the production chain of various cactus pear co-products. From a pomological point of view, the evaluation of Genotypes Α, Β, C and D has to be continued on a long term basis in order to be documented their similarities and dissimilarities including parameters and characteristics that were not examined in the current study.