CONVEGNO MARSALA2

Università degli Studi di Palermo
Dipartimento Sistemi Agro-Ambientali
WORKSHOP
Sinergie e innovazioni nell’orto-floricoltura
“SINEFLOR”
17 e 18 dicembre Marsala (TP)
Dr. Leo Sabatino
Dr.ssa Alessandra Moncada
Prof. Fabio D’Anna
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
L’INNESTO
L'innesto è l'arte di unire insieme due piante viventi, in modo che essi
si sviluppino e crescano formando un unico individuo
Nesto
Portinnesto
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
TECNICHE D’INNESTO
One cotyledon grafting
USATO PER LE
CUCURBITACEAE
(Richard L. Hassell1 and Frederic Memmott, 2008)
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
TECNICHE D’INNESTO
Hole insertion
USATO PER LE
CUCURBITACEAE
(Richard L. Hassell1 and Frederic Memmott, 2008)
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
TECNICHE D’INNESTO
Tube grafting
A
C
USATO PER LE
SOLANACEAE
B
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
TECNICHE MINORI
Cleft grafting
USATO PER LE
CUCURBITACEAE
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
TECNICHE MINORI
Tongue Approach grafting
USATO PER LE
CUCURBITACEAE E LE
SOLANACEAE
(Richard L. Hassell and Frederic Memmott, 2008)
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
TECNICHE MINORI
Side grafting
USATO PER LE
CUCURBITACEAE
(Richard L. Hassell and Frederic Memmott, 2008)
Guarigione dell’innesto
• Parte critica del processo di guarigione
• Durata di 7 giorni
– A seconda del coltivatore e dalla tecnica
può essere più corto o più lungo
Temperatura
Luce
28-29 °C
(Costanti)
Giorno 1: buio
Giorni 1-4: ~100%
Giorni 2-7: luce
(100 µmol·m-2·s-1 PAR)
Giorni 5-7: riduzione
dell’umidità
Umidità
Unità di misura della luce
PAR
• Importo totale di radiazione fotosinteticamente attiva (400-700 nm)
ricevuta per metro quadrato al secondo.
• Unità di misura: micromoli per m2 per s (µmol m‐2 s‐1)
Light Source
Photons of Light
(400-700 nm)
1 meter
1 meter
Disponibilità di luce
• Illuminazione debole (100 µmol·m-2·s-1 PAR)
– Ombra di una foresta a chioma piena
• Intensità della luce in funzione del punto di
compensazione
– Tasso fotosintetico netto = 0
– Dipende dalla temperatura
Troppo poca =
piantine con carenze
di carboidrati
Eccesso = appassimento
per mancanza di
cicatrizzazione
GUARIGIONE
Acclimatazione
• Piantine non
sufficientemente
resistenti alle
condizioni di
campo
• Richiedono il 50%
di ombreggiamento
in serra
• Periodo di 1-2
giorni
Picture of plants under
shade
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
VANTAGGI DELL’INNESTO
•
Innesto di cultivar suscettibili su portinnesti tolleranti o resistenti a
patogeni tellurici (Lee, 1994; Oda 1995);
•
Tolleranza o resistenza a stress abiotici:
alcalinità (Colla et al. 2010);
basse o alte temperature (Rivero et al., 2003; Venema et al., 2008);
salinità o ipossia (Romero et al., 1997; Yetisir et al., 2006;
Martinez-Rodriguez et. al., 2008);
metalli pesanti e micronutrienti (Edelstein et al., 2005; Arao et al.,
2008; Rouphael et al., 2008).
•
•
Per la restrittiva legislazione sull’uso dei fumiganti (Protocollo di
Montreal);
E’ una tecnica eco-compatibile.
INTRODUZIONE
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
SVANTAGGI DELL’INNESTO
•
Alto costo di produzione
1. manodopera specializzata;
2. gestione delle piantine durante il periodo di guarigione dell’innesto
•
Oculata scelta del portinnesto
•
Eventuali problemi di natura fisiologica
1. produzione di un callo di cicatrizzazione nel
punto d’innesto causato da salti termici
POSSIBILI SOLUZIONI
1. Compressione del
periodo di guarigione e
spedizione di piantine
innestate senza radici
(innesti-talea)
3. Meccanizzazione
dell’innesto
2. Stoccaggio a basse
temperature di
piantine innestate
1. Compressione del periodo di guarigione e spedizione di
piantine innestate senza radici (innesti-talea)
RESEARCH EXCHANGE PROGRAM at the
University of Arizona
Controlled Environment Agriculture Center
Optimization of propagation and distribution methods for
grafted watermelon seedlings using un-rooted grafted
cuttings
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
Cos’è una talea non radicata
È un materiale di propagazione agamica in grado di produrre
un’intera pianta
Applicazione
Piante ornamentali
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
VANTAGGI DELLE TALEE NON RADICATE
• Consente di produrre cloni.
• E più semplice mantenere caratteri morfologici e fisiologici
• Non necessita manodopera specializzata
• Consente una più semplice gestione del trasporto (meno peso e
meno spazio)
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
PERCHE’ USARE LE TALEE NON RADICATE
Azienda 1
Azienda 2
Raccolta delle talee e
spedizione alle
aziende interessate
Ricezione delle
talee e successiva
radicazione
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
Tutti i vantaggi descritti per l’uso di talee non radicate nelle
piante ornamentali, sono applicabili nelle ortive (Cucurbitaceae e
Solanaceae)
E’ possibile usare innesti-talea di piante ortive come un metodo
di propagazione per la produzione di Cucurbitaceae e Solanaceae
OBIETTIVO
Determinare la temperatura e il tempo di guarigione richiesto da innesti-talea
di anguria per sopravvivere a condizioni di trasporto
IPOTESI
• La riduzione del tempo di guarigione dell’innesto, avrà
un effetto sull’attecchimento e probabilmente sullo
sviluppo delle piantine;
• Ci sarà un tempo di guarigione minore del periodo
standard (7 giorni) che permetterà alle piantine di
sopravvivere alle condizioni di trasporto;
• Una più alta temperatura durante il trasporto permetterà
un migliore sviluppo delle piantine.
MATERIALI E METODI
Germinazione dei semi
NESTO
PORTINNESTO
Temperatura dell’aria
25/18 °C
(giorno/notte)
Anguria
triploide
‘TRI-X 313’
Cucurbita maxima x Cucurbita moschata
‘Strong Tosa’
29 °C
Condizioni di
buio
48 ore
TRI-X 313
Piante innestate
DOPO 5 GIORNI DI CRESCITA IN SERRA
Strong Tosa
TRI-X 313 Nesto
Portinnesto
Piante innestate
Single cotyledon grafing
Condizioni di guarigione
Prime 24 h
Model 2015; VWR
International, Cornelius, OR
Condizioni di buio, 29.8 ± 0.9 °C e
99.99 ± 0.2 % RH
HOBO U23 Pro v2
Dopo 24 h
Intensità della luce
50 μmol m-2 s-2 ± 3.42
LI-190 quantumsensor (Licor,
Lincln NE)
Descrizione delle condizioni di trasporto
Descrizione delle condizioni di trasporto
EXPERIMENTAL DESIGN
Harvest
seedlings
Harvest
seedlings
Cut
seedlings
Shipping
simulation
temperature (°C)
Shipping
timing [h]
Days
rooting
Days in healing
treatment and
rooting
D0 - 12
0
YES
12
72
7
10
D0 - 20
0
YES
20
72
7
10
D1 – 12
1
YES
12
72
7
11
D1 – 20
1
YES
20
72
7
11
D3 – 12
3
YES
12
72
7
13
D3 – 20
3
YES
20
72
7
13
D5 – 12
5
YES
12
72
7
15
D5 - 20
5
YES
20
72
7
15
D7 – 12
7
YES
12
72
7
17
D7 – 20
7
YES
20
72
7
17
Control (NH)
7
NO
NA
NA
NA
7
Control (H)
7
YES
NA
NA
7
14
EXPERIMENTAL DESIGN
Crescita
dei bionti
(5 days)
Momento dell’innesto
TIMING EXPERIMENT
Tempo di
guarigione (0-7
giorni)
Tempo di
trasporto
(72 h)
Tempo di
radicazione
(7 giorni)
Post-radicazione
(5 giorni)
Radicazione delle piantine
Substrato di radicazione
5 giorni
Sun Gro Sunshine Professional Mix 3,
Bellevue, WA
AVG. TEMP. [°C] = 23.4 ± 3.19
RH % = 99.0 ±1.79
DLI [mol m-2 d-1] = 2.72 ± 0.28
Box chiuso
+
2 giorni
Box aperto
Radicazione delle piantine
PRIME 24 H DOPO LA RADICAZIONE
80 % di ombreggiamento
Avg. Temp. [°C]= 21.9 ± 2.87
DLI [mol m-2 d-1] = 21.30 ± 1.72
RH % = 65.9 ± 12.06
DAL 2° AL 5° GIORNO DOPO LA
RADICAZIONE
Misurazioni effettuate
Primo set di osservazioni
DOPO IL
TRATTAMENTO DI
TRASPORTO
N° DI FOGLIE > 1 CM
Misurazioni effettuate
SECONDO SET DI OSSERVAZIONI
DOPO RADICAZIONE
LUNGHEZZA
FINALE
DELL’EPICOTILE
PERCENTUALE
DI
RADICAZIONE
N° DI FOGLIE > 1 CM
Misurazioni effettuate
TERZO SET DI OSSERVAZIONI
DOPO 5 GIORNI DI CRESCITA
• LUNGHEZZA FINALE
DELL’EPICOTILE
• N° DI FOGLIE > 1 CM
• SUCCESSO
DELL’INNESTO
• MASSA FRESCA
• MASSA SECCA
È STATA CALCOLATA LA PERCENTUALE DI MASSA SECCA
RISULTATI
DOPO IL TRATTAMENTO DI TRASPORTO
Trattamenti
N° di foglie > 1 cm
D0 20 °C
0.30 g
D0 12 °C
0.60 fg
D1 20 °C
0.80 efg
D1 12 °C
0.60 fg
D3 20 °C
0.70 efg
D3 12 °C
1.00 def
D5 20 °C
1.40 cd
D5 12 °C
1.50 bcd
D7 20 °C
2.20 a
D7 12 °C
2.10 ab
CONTROL H
1.80 abc
In each column. figures followed by the same
letter were found to be not statistically
different, based on the HSD test (P ≤ 0.01).
% RADICAZIONE
RISULTATI
Non ci sono differenze
statisticamente significativeDOPO LA RADICAZIONE
Trattamenti
Lunghezza finale
dell’epicotile [mm]
N° di foglie > 1cm
D0 20 °C
4.70 cdef
1.20 cd
D0 12 °C
3.60 def
1.00 d
D1 20 °C
3.10 ef
1.10 cd
D1 12 °C
2.40 f
1.00 d
D3 20 °C
9.10 abcde
1.50 bcd
D3 12 °C
4.70 cdef
1.30 cd
D5 20 °C
13.00 ab
2.10 abc
D5 12 °C
10.70 abc
1.90 abcd
D7 20 °C
15.10 a
1.90 abcd
D7 12 °C
15.30 a
2.70 a
CONTROL H
15.10 a
2.30 ab
CONTROL NH
10.20 abcd
2.00 abc
In each column. figures followed by the same letter were found to be not
statistically different, based on the HSD test (P ≤ 0.01).
•Successo dell’innesto [%]
• PF [g]
RISULTATI
• PS/piantina [g]
DOPO 5 GIORNI DI CRESCITA
• PS [%]
Non ci sono differenze
Trattamenti
Lunghezza finale
N° di foglie > 1 cm
statisticamente
dell’epicotile [mm]
significative
D0 20 °C
10.40 cd
2.40 def
D0 12 °C
10.90 cd
2.10 f
D1 20 °C
7.60 d
2.20 ef
D1 12 °C
6.40 d
2.00 f
D3 20 °C
12.70 cd
3.00 bcde
D3 12 °C
11.30 cd
2.90 bcdef
D5 20 °C
17.20 bc
3.10 abcd
D5 12 °C
17.20 bc
3.40 abc
D7 20 °C
23.50 ab
3.50 abc
D7 12 °C
25.20 a
3.90 a
CONTROL H
22.20 ab
3.60 ab
CONTROL NH
17.20 bc
3.00 bcd
In each column. figures followed by the same letter were
found to be not statistically different, based on the HSD
test (P ≤ 0.01).
RISULTATI
TREND CRESCENTE DEL N° DI FOGLIE > 1 CM
4,5
4
# leaves > 1 cm
3,5
D0 20
D0 12
D1 20
D1 12
D3 20
3
2,5
2
D3 12
D5 20
D5 12
D7 20
D7 12
Control H
Control NH
1,5
1
0,5
0
Graft moment
After shipping
treatment
After rooting
Time
After 5 days of growth
RISULTATI
TREND CRESCENTE DELLA LUNGHEZZA FINALE DELL’EPICOTILE
30
D0 20
Final epicotyl length [mm]
25
D0 12
D1 20
20
D1 12
D3 20
D3 12
15
D5 20
D5 12
D7 20
10
D7 12
Control H
5
Control NH
0
Graft moment
After rooting
Time
After 5 days of growth
RISULTATI
QUALITÀ VISIVA
12 °C
20 °C
CONCLUSIONI
• Si raccomanda un minimo di 5 giorni come periodo per la
guarigione dell’innesto, affinchè non si abbiano effetti sullo
attecchimento, crescita e sviluppo delle piantine.
• L’uso di basse temperature (12 °C) durante le condizioni di
trasporto, non sopprime la crescita e permette di ottenere piantine
con una migliore qualità visiva.
2. Stoccaggio a basse temperature di piantine innestate
PROBLEMATICA
AMERICA
ITALIA
I propagatori non possono
soddisfare le richieste degli
agricoltori in Nord America
Alto costo della manodopera
specializzata
Le capacità produttive dei
propagatori crea un collo di
bottiglia
SOLUZIONE
STOCCAGGIO DI PIANTINE ORTICOLE INNESTATE
Stoccaggio come una possibile
soluzione
• I propagatori possono innestare le piantine, stoccarle e
continuare ad innestarne ancora;
• Soddisfare grandi ordini in un breve lasso di tempo, anche
con una quantità di personale ridotto.
Schema di prova
Treatment
5°C
Greenhouse
growth period
4 week Storage Treatment
5°C
Post Storage growth
period
12°C
Greenhouse
growth period
4 week Storage Treatment
12°C
Post Storage growth
period
Control
‘DRO-5018’
(12°C stored left, control right)
Control Group
growth period
“Post-Storage” growth
period
Cucumber ‘Cumlaude’
5 °C
Start of Storage
12 °C
Cucumber ‘Cumlaude’
5 °C
Day 1
12 °C
Cucumber ‘Cumlaude’
5 °C
Week 1
12 °C
Cucumber ‘Cumlaude’
5 °C
Week 2
12 °C
Cucumber ‘Cumlaude’
5 °C
Week 3
12 °C
Cucumber ‘Cumlaude’
5 °C
No Photo
(5 °C treated seedlings dead)
Week 4
12 °C
Cucumber ‘Cumlaude’
Control
Week 6
12 °C
Ricerca sull’innesto e lo stoccaggio
• Stoccaggio di piante orticole innestate
– Fujiwara, K., et al. 1999. Effects of Controlled Atmosphere and
Low Light Irradiation Using Red Light Emitting Diodes during
Low Temperature Storage on the Visual Quality of Grafted
Tomato Plug Seedlings. Env. Cont. Bio, 37:3, 185-190.
– Fujiwara, K., et al. 2001. Optimum Conditions of Low Light
Irradiation-CA Storage for Quality Preservation of Grafted
Tomato Plug Seedlings. Env. Cont. Bio, 39:2, 111-120.
– Justus, I., & Kubota, C. 2010. Effects of Low Temperature
Storage on Growth and Transplant Quality of Non-grafted &
Grafted Cantaloupe-type Muskmelon Seedlings. Sci. Hort. 125:
47-54.
– Ding, M., et al. 2011. Physiological Advantages of Grafted
Watermelon (Citrullus lanatus) Seedlings under LowTemperature Storage in Darkness. Hort. Sci. 46:7, 993-996.
Conservabilità di piantine innestate
RACCOMANDAZIONE
…le prestazioni sono in
gran parte sconosciute
3. Meccanizzazione dell’innesto
Produzione di piantine innestate/h:
• Uomo:
– 300-400 innesti/h (Solanaceae)
– 100-150 innesti/h (Cucurbitaceae)
– Alta percentuale di attecchimento
• Robots
– 700-1000 innesti/h
– Variazione della percentuale di
attecchimento
• Velocità ed uniformità sono
importanti per mantenere alta
l’efficienza dei propagatori
…performance personale circa 100-150 innesti/h
Bibliography
Arao, T., Takeda, H., Nishihara, E., 2008. Reduction of cadmium traslocation from roots to shoots in
eggplant (Solanum melongena) by grafting onto Solanum torvum rootstock. Soil Sci. Plant Nutr., 54:
555-559.
Colla, G., Cardarelli, M., Leonardi, 2010. L’innesto erbaceo in orticoltura: potenzialità e prospettive.
Italus Hortus, 17: 9-14
Edelstein, M., Ben-Hur, M., Cohen, R., Burger, Y., Ravina, I., 2005. Boron and salinity effects on
grafted and non-grafted melon plants. Plant Soil, 269: 273-284.
Lee, J.M., 1994. Cultivation of grafted vegetables I. Current status, grafting methods and benefits.
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Martinez-Rodriguez, M.M., Estan, M.T., Moyano, E., Garcia-Abellan, J.O., Flores, F.B., Campos, J.F.,
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tolerance in tomato when an “excluder” genotype is used as scion. Environ. Exp. Bot., 63: 392-401.
Oda, M., 1995. New grafting methods for fruit-bearing vegetables in Japan. Jpn. Agric. Res. Q.
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