Kalsium ’n kern-element vir kernvrugte

Kalsium ’n kern-element vir kernvrugte

deur Marne de Vries, Hoofhortoloog, Kusstreke Agri Technovation

 Plantvoeding by kernvrugte

In die huidige ekonomie van die kernvrugbedryf is die kwantitatiewe en kwalitatiewe aspekte van oeste van essensiële belang vir winsgewendheid. Die verwantskap tussen die hoeveelheid en die gehalte van die oes dien as kardinale faktor in die bepaling van finansiële sukses en welstand. Onder die vele faktore wat die verbouing van kernvrugte beïnvloed, kan die effek van goeie plantvoeding nie genoeg beklemtoon word nie. Kalsium (Ca) veral, staan uit as kern-element waar dit ’n kritieke rol speel in die bevordering van gesonde groei, vrugontwikkeling, vrugkwaliteit en die verhoging van weerstand teen peste en plae.(8,16) Hierdie artikel fokus op die noodsaaklikheid van Ca in kernvrugte, spesifiek appels, en die implikasies daarvan op boordvlak.

Rol van kalsium by appels

Algemene impak

 Kalsium word erken as ’n primêre voedingstof vir groei en ontwikkeling by plante. Die rol van kalsium strek vanaf fisiologies (fotosintese, respirasie en translokasie van suiker) en antomies (selwand en selmembrane), tot plantweerstand (bioties en abioties).(20,21) By fotosintese speel Ca ’n direkte rol by die regulering van die huidmondjie-opening, asook ’n indirekte rol as sekondêre boodskapper by die vervoer van suiker vanuit die blaar.(6,17) Kalsium se rol as anti-oksidant is minder bekend, maar geïllustreer met die vroeë toediening van ’n kalsium-en-boor kombinasie blaarspuit op appels waar dit sonbrand op die vrugte beduidend verminder het. Alhoewel nie algemeen by appels nie, kan kalsium-blaartoedienings ook lei tot die vermindering van skade veroorsaak deur peste en plae, as gevolg van die toename in selwandsterkte, wat die penetrasie van selle deur patogene of insekte verminder.

Figuur 1: Kalsium se impak op sel struktuur.

 Kalsium se impak op sel-struktuur (Figuur 1)

By appels is ons meer vertroud met die essensiële rol van Ca by die sel-struktuur, waar Ca met pektien bind om strukturele integriteit te bied.(11) Dit gee aanleiding tot fermer vrugte, ’n langer rakleeftyd, beter bemarkbaarheid(7) en bestuur van die fisiologiese defek, bitterpit, by appels. Kalsium werk deur te bind met die pektiese materiaal in selwande. Hoër Ca-konsentrasies laat toe dat meer pektiese bindings gevorm word en verbeter die sel se weerstand teen afbreek deur die ensieme wat deur Botrytis geproduseer word.(3)

Kalsium se impak van op vrugkwaliteit (Figuur 2)

Die effek van Ca op vrugfermheid, rakleeftyd en voorkoms van fisiologiese defekte soos bitterpit word geaffekteer deur ’n tekort of wanbalans van Ca in die selwande wat lei tot ’n swakker sel-struktuur en gevolglike verlies van sel-fermheid en molekules soos nutriënte.(1)

Figuur 2: Kalsium se impak van op vrugkwaliteit

Kalsium-tekorte is ’n algemene probleem by appelverbouing, veral in streke met laer-pH gronde, onreëlmatige watervoorsiening(4) en by bome wat sukkel met nuwe witwortelontwikkeling.

Figuur 3: Die impak van kalsium te korte by appels (Visuele illustrasie van bitterpit op Golden Delicious appels ongeveer 4 weke na oes). Foto: Johan Roux.

Simptome van Ca-tekorte sluit in blaarrandbrand, skil- en interne defekte en swak opbergingsvermoë. Bitterpit is ’n prominente afwyking by vatbare kultivars soos Golden Delicious en Fuji, wat verband hou met verskeie faktore waarvan lae Ca-vlakke in die vrug die primêre oorsaak is. Hierdie afwyking lei tot beduidende ekonomiese verliese vir produsente.

 Bitterpit in appels as gevolg van ʼn kalsium te kort, hou daadwerklike ekonomiese risiko vir uitvoerprodusente in weens die lae toleransie (0 – 2%) in sekere uitvoermarkte.(10) Verhoging van Ca-konsentrasies in vrugte word geassosieer met die beheer van bitterpit.(9,10)

Tydperk van optimale kalsium-opname

Opname van Ca deur die plant is goed gedokumenteer, met opname van Ca uit die grond deur die wit wortelpunte. Kalsium word dan via die xileem vervoer na die sterkste transpirerende plantorgaan en kan ook as reserwe kalsium gestoor word. Vrugknoppe op spore neem reeds kalsium op gedurende dormansie – na die vorming van die xileem. Xileem Vervoer is prominent tot 40 – 60 dae na volblom (seldeling). Daarna disintegreer die xileem in sekere kultivars en blaarvoeding word aanbeveel om vrugkalsium aan te vul.(10) Daar twee tydperke wanneer die skil aktiewe opname van kalsium toon naamlik vroeë vrugontwikkeling via huidmondjies en direk deur die kutikula (tot ongeveer 60 dae na volblom) en latere vrugontwikkeling, deur lentiselle en krake (vanaf ongeveer 80 dae na volblom tot oes).(2,5,10,13,15) In beide gevalle, is dit belangrik dat die vruggies self raak gesluit word, aangesien kalsium minimaal deur die floeëm vervoer word. In klein vruggies, is die verhouding tussen die area en volume meer gunstig vir verspreiding van kalsium binne die pulp wat as blaarspuit toegedien word.

Gedurende die tydperk vind die laaste aantal seldelings plaas en vrugvergroting volg daarna. Dit is dus die beste geleentheid om kalsium aan te vul vir selwand- en selmembraanintegriteit. Daar is verskeie publikasies wat bewys dat vrugkalsium suksesvol verhoog kan word met blaarspuite ter aanvulling van grondtoedienings.(10)

Tabel 1: Gemiddelde vrugte Ca-konsentrasie tydens oes en geskatte voorkoms van bitterpit soos beïnvloed deur Ca-behandeling, 2001 tot 2003.(12)

^z Insidente wissel tussen geen (0.0) of alle (1.00) geaffekteerde vrugte getoets.

^y Toegedien laat-seisoen in 2001 – 2002 en vroeg-seisoen in 2003.

^x NA = Behandeling nie toegedien, 2001.

^NS,*,**,****Nie-beduidend of beduidend verskillend teen p = 0.05, 0.01, of 0.0001 respektiewelik.

Dit is dus duidelik (Tabel 1) dat blaarvoedings met CaCl2 verskeie voordele inhou, byvoorbeeld gedurende die periode 2001/2002, waar die tydsberekening van CaCl2-blaarbespuitings die vrugte se Ca-konsentrasie direk beïnvloed het. Gedurende ’n periode van 2 jaar (2002/2003) was die voorkoms van bitterpit ook laer vir vrugte wat CaCl2-blaartoedienings ontvang het, ongeag die tydsberekening, in vergelyking met ongespuite vrugte.

Kalsium as blaarvoeding

Grondtoedienings is steeds die belangrikste aanvulling van kalsium vir goeie vrugkwaliteit, maar soms ’n uitdaging weens die grondtipe, bron van kalsium en wortelontwikkeling.

Blaarvoedings is ’n aanvullende opsie wat toegepas kan word om die addisionele Ca-behoeftes van appelbome aan te spreek, wanneer Ca vanaf wortelopname nie voldoende is nie (9, 20). So kan verseker word dat Ca geredelik beskikbaar is tydens kritieke groeistadiums, soos vrugontwikkeling.(19)

Blaarvoedingsprodukte met Ca as basiselement kan in blaarvoedingsprogramme geïntegreer word, wat buigsaamheid in voedingstrategieë bied en gelokaliseerde tekorte betyds aanspreek.(9)

Implementering van beste praktyke ten opsigte van kalsium bestuur by kernvrugte

Wanneer Ca-aanvullings deur middel van blaarspuite toegedien word, is die nakoming van die beste praktyke noodsaaklik om doeltreffendheid van die produk te maksimaliseer en potensiële risiko’s van kalsium brand te verminder. Die keuse van die regte Ca-produk met geskikte formulering en konsentrasie, asook die dosering is van kardinale belang,(9) met inagneming van faktore blaaranatomie, omgewingstoestande, fenologiese stadium van die vruggie en versoenbaarheid met ander landbouchemikalieë.

Die hoeveelheid Ca-toedienings gedurende die seisoen is egter kultivar-spesifiek. Plaaslike navorsing het bevestig dat kultivars geneties verskil ten opsigte van kalsiumvlakke.

So is die kalsiumvlakke van bitterpit gevoelige kultivars inherent laer as die wat minder geneig is tot bitterpit en moet addisioneel aangevul word. Desnieteenstaande, het alle kultivars ’n kalsium behoefte om kwaliteit te waarborg tydens opberging. Noukeurige monitering van boordtoestande en die neem van blaarmonsters vir ontledings kan kalsium bestuur verbeter, om sodoende besluitneming rakende die frekwensie en tydsberekening van Ca-toedienings te optimaliseer.

Holistiese benadering die beste

Produsente volg verskeie benaderings vir die bepaling van hul voedingsprogram, afhangende van die spesifieke grondeienskappe, blaarontledings, streek en kultivars.Vir die beste resultaat, is ’n holistiese benadering wat alle faktore inkorporeer, nodig. By Agri Technovation, begin ons op grondvlak en eindig met blaarspuite, om die seisoenale kalsium opname van kalsium optimaal te bestuur.

Daar word spesifiek op goeie wortelontwikkeling gefokus, veral aan die begin van die seisoen. Die gebruik van wortelstimulante soos RELEASE LPH™ en TerraMAX™ word aanbeveel om wortelgroei te stimuleer in die boord om sodoende Ca-opname te bevorder. Ca-alone™ as grond toediening en Xtra Cal™ as blaarvoeding, wat nitraat vrye kalsium produkte is, word verkies bo kalsiumnitraat (CaNO3), sodat addisionele stikstof nie aan bome verskaf word nie aangesien dit ’n oormaat groei kan stimuleer en vrugkwaliteit kan benadeel. Die blaarvoedingproduk CALCINATOR™ word spesifiek aanbeveel aangesien die formulasie daarvan direkte opname van Ca deur die vrug bevorder asook die selwandsterkte verbeter. Dit word aanbeveel dat ’n kelp produk soos FLAMMA™ saam met CALCINATOR™ gebruik word. Die kelp ondersteun met addisionele stimulasie van wortelgroei asook om stres in die plant te verlig. Die effek van stresverligting is dat die huidmondjies op die blare vir langer deur die dag oop bly, wat tot gevolg het dat die plant beter fotosinteer en respireer. Dit bly egter van kardinale belang om te verstaan watter element waar in die plant benodig word. Hier kan die plaaslike agronoom of agent hulp verleen.

Ten slotte

Kalsium staan as ’n hoeksteen-element in die verbouing van kernvrugte, wat verskeie aspekte van plantgroei, vrugkwaliteit en bergbaarheid beïnvloed. Blaarvoedings bied ’n geteikende en doeltreffende metode om Ca-tekorte en Ca-verwante defekte aan te spreek. Deur gebruik te maak van die korrekte hoeveelheid blaartoedienings op die regte tye en deur die regte produkte in voedingstofbestuurstrategieë te integreer, kan vrugteprodusente die groeikragtigheid en dus die winsgewendheid van hul boorde verbeter terwyl hulle die produksie van hoë-gehalte vrugte, soos wat deur verbruikers wêreldwyd vereis word, verseker.

Verwysings:

1. Alistair. 2020. The role of calcium in both soil structure and plant nutrition. GreenKeeping. Retrieved May 13, 2024, from https://www.greenkeepingeu.com/the-role-of-calcium-in-both-soil-structure-and-plant-nutrition/.
2. Askew, H.O., Chittenden, E.T., Monk, R.J. and Watson, J. 1959. Bitter pit of apples. I. Physical and chemical changes in leave and fruit of Cox’s Orange Pippin variety during the season. N.Z. J. Agric. Res, 2:1167-1186.
3. Bennett, K., Samarakoon, U., Schnabel, G., Faust, J.E. 2018. How to Prevent Petunia Flower Meltdown From Botrytis. Greenhouse GROWER. Retrieved May 13, 2024, from https://www.greenhousegrower.com/ production/disease-control/how-to-prevent-petunia-flower-meltdown-from-botrytis/.

4. Bonthuys, J. 2021. South Africa’s agricultural water scenarios: the future we choose? The Water Wheel, 20 (3):12–16. Retrieved May 13, 2024, from https://hdl.handle.net/10520/ejc-waterb-v20-n3-a5.
5. Casero, T., Benavides, A., Recasens, I. and Rufat, J. 2002. Preharvest calcium sprays and fruit calcium absorption in ‘Golden’ apples. Acta Hort, 594:467-473.
6. Chen, J., Song, Y., Zhang, H., & Zhang, D. 2018. The role of stomatal aperture in the regulation of photosynthesis. Plant Physiology and Biochemistry, 129:143-152.
7. Gao, Z., Maurousset, L., Lemoine, R., & Yoo, S. D. 2019. Calcium deficiency in fruit trees: Causative factors and potential treatments. Journal of Experimental Botany, 70(11):3087-3098.
8. Jones, J. B., & Maguire, M. E. 2020. Calcium and Plant Disease. Annual Review of Phytopathology, 58:249-276.
9. Lötze, E and Theron, K.I. 2007. Evaluating the Effectiveness of Pre-Harvest Calcium Applications for Bitter Pit Control in ‘Golden Delicious’ Apples Under South African Conditions. Journal of Plant Nutrition, 30(3):471–485. doi:https://doi.org/10.1080/01904160601172098.

10. Lötze, E. and Theron, K.I. 2006. Dynamics of calcium uptake with pre-harvest sprays to reduce bitter pit in ‘Golden Delicious’. Acta Horticulturae, 721:313–320. doi:https://doi.org/10.17660/actahortic.2006.721.44.
11. Marini, R. P., Osteen, C. D., Richardson, D. G., & Mattheis, J. P. 2021. Calcium and postharvest quality maintenance of apple fruit. Postharvest Biology and Technology, 173:111410.
12. Neilsen, G., Neilsen, D., Dong, S., Toivonen, P. and Peryea, F. 2005. Application of CaCl2 Sprays Earlier in the Season May Reduce Bitter Pit Incidence in ‘Braeburn’ Apple. HortScience, 40(6):1850–1853. doi:https://doi.org/10.21273/hortsci.40.6.1850.
13. Neilsen, G.H. and Neilsen, D. 2002. Effect of foliar Zn, form and timing of Ca sprays on fruit Ca-concentrations in new apple cultivars. Acta Hort., 594:435-443.
14. Schlegel, T.K. and Schönherr, J. 2002a. Penetration of calcium chloride into apple fruits as affected by stage of fruit development. Acta Hort., 594:527-533.
15. Schlegel, T.K. and Schönherr, J. 2002. Stage of development affects penetration of calcium chloride into apple fruits. J. Plant Nutr. Soil Sci., 165:738-745.
16. Smith, H. T., & Niswander, P. G. 2019. Calcium-dependent protein kinases in plants: Evolution, expression and function. Plant and Cell Physiology, 60(12):2673-2687.
17. Wang, L., & Ruan, Y.-L. 2016. Regulation of cell division and expansion by sugar and auxin signaling. Frontiers in Plant Science, 7:47.
18. Watkins, C.B. 2019. The use of calcium sprays to reduce apple disorders. Acta Horticulturae, 1256:39-46.
19. White, P. J. 2020. Calcium in plants. Annals of Botany, 126(3):345-351.
20. Kumar, A., Singh, U. M., Manohar, M., Gaur, V. S. 2015. Calcium transport from source to sink: understanding the mechanism(s) of acquisition, translocation, and accumulation for crop biofortification. Acta Physiol. Plant, 37:1722. doi: 10.1007/s11738-014-1722-6
21. Moeder, W., Phan, V., Yoshioka, K. 2019. Ca2+ to the rescue-Ca2+ channels and signaling in plant immunity. Plant Sci., 279:19–26.