ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 527: 15-27
POSTĘP W ROZWOJU NOWYCH TECHNOLOGII W PRZECHOWALNICTWIE WARZYW
Franciszek
Adamicki
Pracowania Przechowalnictwa i Fizjologii Pozbiorczej, Instytut Warzywnictwa im. E. Chroboczka w Skierniewicach
Wstęp
Pomimo duŜego postępu technologicznego i technicznego oraz rozwoju i wdroŜenia do praktyki ogrodniczej nowych technologii pozbiorczego traktowania, oraz przygotowania warzyw do sprzedaŜy, straty w przechowalnictwie są nadal bardzo wysokie i wahają się od 10% do 23%, w krajach rozwiniętych i od 20% do 40% w krajach rozwijających się [WASKAR 2000;KADER 2005]. Wysokość strat zaleŜna jest od gatunku warzyw, rejonów produkcji, sezonu wegetacyjnego i zastosowanego sposobu przechowywania. Oprócz strat powstających u producenta od zbioru do momentu przygotowania warzyw na rynek, notuje się równieŜ duŜe straty warzyw na etapie obrotu i podczas sprzedaŜy detalicznej. Według szacunków niektórych autorów straty w transporcie, obrocie i sprzedaŜy detalicznej są równieŜ wysokie i sięgają nawet 20%.
Bez większego ryzyka moŜna stwierdzić, Ŝe łączne straty warzyw sięgają nawet 30% w stosunku do masy warzyw wyprodukowanych. Po zbiorze występują nie tylko straty ilościowe ale głównie jakościowe, przyczyniające się do obniŜenia wartości odŜywczej warzyw. Zadaniem nauki jest lepsze poznanie czynników środowiskowych i biologicznych wpływających na zachowanie jakości i opóźnienie pozbiorczego starzenia się przechowywanych warzyw, jak równieŜ opracowanie i zastosowanie nowych technologii, pozwalających na przedłuŜenie okresu składowania, obniŜenie strat i zachowanie wysokiej jakości warzyw dostarczanych do konsumenta. Straty warzyw w czasie przechowywania są powodowane przez czynniki wewnętrzne (biologiczne) oraz zewnętrzne (środowiskowe). Do czynników biologicznych zalicza się procesy Ŝyciowe zachodzące w przechowywanych warzywach, takie jak: oddychanie, produkcja i działanie etylenu, zmiany składu chemicznego oraz zmiany w wyglądzie zewnętrznym warzyw (zabarwienie, twardość, zapach, smak). Tempo zachodzących zmian jest ściśle uzaleŜnione od wielu czynników zewnętrznych oddziaływujących na przechowywane warzywa, takich jak: temperatura, wilgotność względna powietrza, skład gazowy otaczającej atmosfery (koncentracja dwutlenku węgla, tlenu, etylenu), intensywność wentylacji i warunków higienicznych. Wpływ wszystkich powyŜszych czynników został dokładnie omówiony w pracach wielu autorów [ADAMICKI i in. 1994; ADAMICKI, KOSSON 1998;ADAMICKI 2005;WATKINS,EKMAN 2005].
Kontrolowana atmosfera (KA)
F. Adamicki 16
Praktyczne wykorzystanie kontrolowanej atmosfery (KA) w praktyce rozpoczęło się ponad 70 lat temu, w Anglii i Stanach Zjednoczonych, głównie do przechowywania jabłek i gruszek [DILLEY 2006]. W latach 30. ubiegłego wieku rozpoczęto pierwsze badania nad wykorzystaniem tej metody równieŜ w przechowalnictwie warzyw, m.in. w Polsce. Prof. E. Chroboczek prowadził pierwsze prace nad przechowywaniem cebuli w zmodyfikowanej atmosferze. W pierwszym okresie wdraŜania tej metody do praktyki skład gazowy atmosfery uzyskiwano wykorzystując naturalny proces oddychania składowanych owoców lub czysty azot, a w latach 60. ubiegłego wieku zastosowano róŜnego rodzaju absorbery tlenu (Tectrol System) pochłaniające szybko nadmiar tlenu znajdujący się w komorze gazoszczelnej po jej zamknięciu. Nowy etap w rozwoju KA rozpoczął się po wdroŜeniu generatorów kontrolowanej atmosfery [DILLEY 2006]. Do szybkiego obniŜenia stęŜenia tlenu w komorze gazoszczelnej zaczęto stosować separatory membranowe (Hollow-fibre Membrane Air Separator) oraz separatory działające na zasadzie separacji gazów na sitach molekularnych typu PSA (Pressure Swing Absorption) lub typu VSA (Vacuum Swing Absorption).
Prace badawcze nad zastosowaniem kontrolowanej atmosfery w przecho- walnictwie warzyw rozpoczęto w Instytucie Warzywnictwa w latach 80. ubiegłego wieku: cebula [ADAMICKI 1980], pomidory [ADAMICKI 1991], papryka [ADAMICKI i in. 1994], kapusta pekińska [ADAMICKI,GAJEWSKI 1999] szparagi i brokuły [ADAMICKI,KOSSON 1998]. W latach późniejszych prowadzono intensywne badania nad wykorzystaniem ultraniskiej koncentracji tlenu (ULO) w przechowalnictwie róŜnych gatunków warzyw [ADAMICKI 2003,2005;WRZODAK,ADAMICKI 2007]. Zastosowanie kontrolowanej atmosfery o niskiej koncentracji tlenu poniŜej 2% i podobnej koncentracji dwutlenku węgla pozwoliło na uzyskanie lepszych wyników przechowywania, w porównaniu do standardowego składu gazowej atmosfery zawierającego 5% CO2 i 3% O2 [ADAMICKI
1997; SALTVEIT 2003] W ostatnich latach coraz większego znaczenia nabiera tzw.
dynamiczny system przechowywania w kontrolowanej atmosferze (Dynamic Control System) umoŜliwiający przechowywanie warzyw przy bardzo niskim stęŜeniu tlenu, na granicy oddychania beztlenowego [VELTMAN i in. 2003]. Wykorzystuje się w tym celu pomiary stęŜenia etanolu, aldehydu octowego lub tzw. anaerobowego punktu kompensacyjnego (ACP - Anaerobic Compensation Point), gdy wskutek obniŜenia stęŜenia O2 poniŜej określonego poziomu w komorze gazoszczelnej następuje wzrost produkcji CO2. Znacznie lepszym rozwiązaniem opracowanym w Kanadzie jest zasto- sowanie miernika HarvestWatchTM do pomiaru fluorescencji chlorofilowej [PRANGE i in.
2005]. Fluorescencja chlorofilowa przechowywanych warzyw jest zaleŜna od stęŜenia O2 w atmosferze komory. Urządzenie monitoruje przez cały okres przechowania wska- źnik fluorescencji początkowej „F∝”co pozwala na uniknięcie spadku stęŜenia tlenu poniŜej dopuszczalnego poziomu powodującego oddychanie beztlenowe. Obecnie poleca się podczas przechowywania w warunkach ULO koncentrację tlenu na poziomie 1 kPa. Jak wykazały badania, niektóre gatunki owoców wytrzymują poziom tlenu w atmosferze w granicach 0,4-0,8 kPa, bez objawów oddychania beztlenowego.
Przechowywanie w kontrolowanej atmosferze pozwala na zmniejszenie niekorzystnego efektu działania etylenu, chociaŜ po wyjęciu z KA wraŜliwość owoców i warzyw na działanie etylenu wzrasta.
Stosowanie ozonu
POSTĘP W ROZWOJU NOWYCH TECHNOLOGII ... 17 Od niemal 50 lat są prowadzone okresowo badania nad zastosowaniem ozonu (O3) jako środka dezynfekującego w przechowalnictwie, zarówno komór jak i przechowywanych warzyw [SKOG,CHU 2001]. Stwierdzono dobre efekty dezynfekcyjne ozonu w stosunku do grzybów i bakterii, aczkolwiek silne działanie korodujące w stosunku do urządzeń montowanych w komorach chłodniczych uniemoŜliwia jego szersze zastosowanie w praktyce [SMILANCIK 2003]. Ze względu na silne działanie utleniające moŜe być równieŜ niebezpiecznym gazem dla obsługi chłodni. Ozon moŜe stymulować produkcje naturalnych „ochronnych” składników takich jak rezveratrol w winogronach czy izokumaryna w marchwi, co uodparnia je na poraŜenie przez choroby [SONG i in. 2003]. W niektórych przypadkach wysoka koncentracja ozonu niezbędna do zapobiegania poraŜeniu przez choroby moŜe spowodować uszkodzenie przechowywanych owoców i warzyw [SUSLOW 2004]. Zastosowanie ozonu o wysokim stęŜeniu przez krótki okres czasu skutecznie dezynfekuje powierzchnie składowanych produktów lecz jest niebezpieczne ze względu na silne właściwości korozyjne. NaleŜy podkreślić, Ŝe ozon bardzo słabo przenika przez opakowania (polietylen, karton, płyta pilśniowa), dlatego teŜ naleŜy zapewnić właściwą perforację opakowań i cyrkulację powietrza aby uzyskać dobre efekty z jego zastosowania. Brak zdecydowanie pozytywnych wyników prowadzonych badań naukowych jak równieŜ duŜe ryzyko związane z zastosowaniem ozonu (działanie korodujące, niebezpieczeństwo dla ludzi) nie pozwala na jego szersze wykorzystanie w praktyce przechowalniczej [SUSLOW 2004].
Stosowanie etylenu
Etylen jest najczęściej niepoŜądanym gazem w przechowalnictwie powodującym przyspieszenie procesów Ŝyciowych, prowadzących do skrócenia okresu składowania, pogorszenie jakości i wartości odŜywczej warzyw i owoców. W niektórych jednak przypadkach zastosowanie etylenu w niskich stęŜeniach moŜe być wykorzystane do zahamowania wyrastania szczypioru i korzeni u cebuli, jak równieŜ kiełków u ziemniaków. Ciągłe dostarczanie etylenu, w niewielkich stęŜeniach, w czasie przechowywania ziemniaków opóźniało rozpoczęcie ich wyrastania i chociaŜ pojawiało się wiele kiełków to ich długość nie przekraczała 5 mm [PRANGE i in. 1998]. W Kanadzie w roku 2002 etylen został zarejestrowany jako środek ograniczający wyrastanie ziemniaków w czasie przechowywania pod nazwą „Eco Sprout GuardTM”. W Wielkiej Brytanii został opracowany specjalny system zwany „Restrain System” do wytwarzania, kontroli i dostarczania do komór przechowalniczych gazowego etylenu, co pozwala na zahamowanie wyrastania przechowywanej cebuli [ANONYMOUS 2004]. Oprócz wytwornicy etylenu „Restrain System” zawiera sensory etylenu, które umieszcza się w komorach, pozwalające na ciągłą kontrolę i utrzymanie na stałym poziomie określonego stęŜenie etylenu. Etylen moŜe być stosowany w zwykłych przechowalniach, jak równieŜ w komorach chłodniczych i komorach gazoszczelnych. System ten jest obecnie stosowany w praktyce w przechowalniach ziemniaków i cebuli. W ostatnich 3 latach w Wielkiej Brytanii wyposaŜono w ten system ponad 40 przechowalni o pojemności ponad 40 tys. ton, w których przechowuje się ziemniaki i cebulę. Wykorzystanie etylenu - naturalnego hormonu produkowanego przez rośliny i przyjaznego dla środowiska - pozwala na całkowite wyeliminowanie pozostałości środków stosowanych dotychczas do zahamowania wyrastania i jest realną alternatywą dla dotychczas stosowanego hydrazydu kwasu maleinowego i innych środków chemicznych uŜywanych w tym celu. NaleŜy podkreślić, Ŝe w niektórych krajach hydrazyd kwasu
F. Adamicki 18
maleinowego został juŜ wycofany, a w wielu krajach poszukuje się innych środków przyjaznych dla środowiska naturalnego lub sposobów hamujących wyrastanie przechowywanych warzyw.
Stosowanie 1-metylocyklopropenu (1-MCP) w przechowalnictwie
Odkrycie 1-metylocyklopropenu (1-MCP) jako inhibitora etylenu w latach 80.dwudziestego wieku rozpoczęło nowy etap w przechowalnictwie produktów ogrodniczych [SISLER,BLANKENSHIP 1996;BLANKENSHIP,DOLE 2003;PRANGE,DELONG 2003].
1-MCP jest związkiem stabilnym, nietoksycznym i bardzo skutecznym w działaniu przy zastosowaniu nawet w bardzo niskich dawkach. Ze względu na to, Ŝe 1-MCP jest gazem, warzywa i inne produkty ogrodnicze traktuje się tym gazem w szczelnych komorach w ciągu 1 doby przed wstawieniem ich do komór przechowalniczych lub chłodniczych. Firma AgroFresh Inc. produkuje preparat handlowy SmartFreshTM, który stosuje się do zachowania wysokiej jakości przechowywanych warzyw i owoców.
Produkowany jest równieŜ przez tę firmę preparat EthylBlocTM przeznaczony dla kwiaciarstwa i stosowany do zachowania świeŜości, wysokiej jakości i trwałości kwiatów ciętych i doniczkowych [KOSTANSEK,PEREIRA 2003;CROUCH i in. 2005; WATKINS, MILLER 2005]. W końcu 2002 roku preparat SmartFreshTM był juŜ zarejestrowany głównie dla owoców, a przede wszystkim jabłek, w USA, Kanadzie, Brazylii, Australii, Izraelu, Nowej Zelandii, Argentynie, Chile, Meksyku, Południowej Afryce. W ostatnich latach zakończono procedury rejestracyjne równieŜ w krajach takich jak Wielka Brytania, Francja, Szwajcaria, Austria, Turcja. Proces rejestracji jest daleko zaawansowany w Japonii, Niemczech, Włoszech, Hiszpanii i Polsce. SmartFreshTM na skalę handlową jest stosowany obecnie w USA, Kanadzie, Chinach, Chile, Argentynie, Brazylii, Nowej Zelandii, Australii, Południowej Afryce, Austrii, Turcji i Szwajcarii.
Preparat ten uzyskał rejestracje takŜe dla innych produktów ogrodniczych takich jak:
awokado, daktyle, pomidory, kiwi, melony, papaja, mango, banany i kwiaty oraz cebule tulipanów.
W Rosji firma Fitomag wyprodukowała preparat o tej samej nazwie, tj. Fitomag, który charakteryzuje się podobnymi właściwościami jak preparaty produkowane przez firmę AgroFresh Inc. Środek ten uzyskał rejestrację w Federacji Rosyjskiej do zastosowania w przechowalnictwie wielu gatunków owoców i warzyw. Jest zatem produktem konkurencyjnym dla preparatów produkowanych przez firmę AgroFresh Inc.
Zastosowanie 1-MCP, blokującego działanie etylenu, daje bardzo korzystne efekty w przechowalnictwie wielu produktów ogrodniczych. Zwolennicy wprowadzenia tej metody do praktyki spodziewali się, Ŝe pozbiorcze traktowanie warzyw i owoców tym środkiem całkowicie zastąpi przechowywanie w kontrolowanej atmosferze. Dla krótkotrwałego składowania metoda ta moŜe być z powodzeniem polecana, natomiast do dłuŜszego przechowywania połączenie obu metod daje jednak znacznie lepsze efekty [AMODIO i in. 2005].
Jak wykazały liczne badania przeprowadzone w wielu krajach 1-MCP wywiera pozytywny efekt na większość produktów ogrodniczych (warzywa, owoce i kwiaty), szczególnie gatunków wraŜliwych na działanie etylenu [ADAMICKI, BADEŁEK 2003;
GUILLEN i in. 2006]. Pozytywne działanie 1-MCP uwidacznia się głównie w ograniczeniu produkcji etylenu, zmniejszeniu intensywności oddychania, zahamowaniu utraty jędrności, soczystości i smaku, ograniczeniu zmian w zabarwieniu skórki dzięki zahamowaniu degradacji chlorofilu, wydłuŜeniu okresu dojrzewania oraz zmniejszeniu
POSTĘP W ROZWOJU NOWYCH TECHNOLOGII ... 19 strat w wyniku działania niskiej temperatury [WATKINS, MILLER 2005]. Z naukowego punktu widzenia nie do końca został wyjaśniony proces działania 1-MCP szczególnie u gatunków warzyw i owoców produkujących niewielkie ilości etylenu [BINDER,BLEECKER
2003]. Dla praktyki ogrodniczej jest to nowy element w technologii długotrwałego przechowywania pozwalający na zmniejszenie strat, zachowanie wysokiej jakości oraz uzyskanie lepszych efektów, co pozwoli na szybszy zwrot poniesionych kosztów inwestycyjnych na budowę nowoczesnych przechowalni i chłodni. Prace badawcze w zakresie zastosowania 1-MCP powinny koncentrować się na następujących zagadnieniach - określenie sposobów optymalnego wykorzystania 1-MCP dla uzyskania wysokiej jakości przechowywanych produktów ogrodniczych, jak równieŜ uzyskania wymiernych efektów finansowych z praktycznego wykorzystania tej metody oraz pełniejszego wyjaśnienia roli etylenu w pozbiorczej fizjologii warzyw.
Stosowanie opakowań
Od wielu lat prowadzone są prace badawcze nad wykorzystaniem róŜnego rodzaju opakowań modyfikujących skład gazowy atmosfery i pozwalających na znaczne przedłuŜenie okresu przechowywania warzyw z zachowaniem ich wysokiej jakości [ADAMICKI 2001; ADAMICKI, BADEŁEK 2006]. Modyfikacja składu gazowego atmosfery jest uzaleŜniona od przepuszczalności folii uŜywanej do wykonania opakowań, jej perforacji lub mikroperforacji jak równieŜ masy warzyw składowanych w jednym opakowaniu oraz temperatury przechowania [GEESON 1999]. Stosowane są w praktyce róŜnego rodzaju opakowania, poczynając od opakowań z atmosferą zrównowaŜoną (EMA - Equilibrium Modified Atmosphere) w których utrzymuje się zmieniony skład gazowy atmosfery dzięki równowadze między dyfuzją gazów przez folię a intensywnością oddychania produktu; opakowania interaktywne (MIP - Modified Interactive Packaging) wykonane ze specjalnej folii impregnowanej związkami mineralnymi o selektywnej przepuszczalności dla gazów i pary wodnej, opakowań z mikroperforacją (P-Plus) ściśle dostosowanych do składowania określonych gatunków warzyw lub mieszanek warzyw juŜ wstępnie pokrojonych i przygotowanych do bezpośredniego spoŜycia; aktywnych opakowań (APS - Active Packaging System) pozwalających nie tylko na uzyskanie zmodyfikowanego składu atmosfery, ale dzięki zastosowaniu róŜnego typu absorberów wkomponowanych w folię lub dodatkowych saszetek umieszczonych wewnątrz - zapewniających emisję CO2, etanolu, SO2 lub pochłanianie O2, CO2, i zapachów [DAY 1998,1999;ROONEY 1999;ANONYMOUS 2000;DAY
2000;ADAMICKI 2001]. Technologia przechowywania w opakowaniach aktywnych została opracowana przez Food Research Laboratory w Australii i jest stosowana juŜ od 20 lat w praktyce. Coraz częściej uŜywa się opakowań tzw. inteligentnych (IPA - Intelligent Packaging Application) stwarzających odpowiednie warunki dla składowania warzyw oraz informujących konsumenta o właściwościach produktu za pomocą specjalnych wskaźników: temperatury, składu gazowego atmosfery, bezpieczeństwa i jakości produktu. Umieszczone w opakowaniach z warzywami tzw. „wskaźniki świeŜości”
zmieniają zabarwienie wraz z wydłuŜaniem się okresu składowania. Z zamieszczonych danych moŜna równieŜ odczytać numer producenta oraz firmy pakującej towar, co pozwala na uniknięcie anonimowości i utrzymanie wysokiego standardu jakościowego oferowanych do sprzedaŜy warzyw. W grupie tych opakowań znajdują się równieŜ opakowania interaktywne (Interactive Packaging) zapewniające wyŜszą przepuszczalność dla gazów, co umoŜliwia większy dopływ tlenu i usunięcie nadmiaru dwutlenku węgla z opakowań pozwalając tym samym na lepszą modyfikację składu gazowego atmosfery i obniŜenie aktywności metabolicznej składowanych warzyw. Nie następuje zatem całkowite zuŜycie tlenu jak to się zdarza nieraz w innych
F. Adamicki 20
opakowaniach (PE, PP) prowadzące do oddychania beztlenowego i szybkiego zepsucia się przechowywanego produktu. Jest to tak zwana technologia LLS (Long Life Solution) nie wymagająca dostosowania opakowania (worka) do składowania określonego gatunku warzyw lub innych produktów ogrodniczych. Z tego teŜ względu jest szeroko stosowana w praktyce ogrodniczej. Podobnym rozwiązaniem są inteligentne opakowania opatentowane w 1995 roku w Izraelu „Xtend® MA/MH Packaging Solution” zapewniające kontrolę składu gazowego atmosfery i poziomu wilgotności względnej powietrza. Worki Xtend® zapewniają zaleŜnie od przechowywanego produktu specyficzny skład gazowy atmosfery (odpowiedni poziom tlenu i dwutlenku węgla) ale równieŜ utrzymanie właściwej wilgotności względnej powietrza wewnątrz opakowania, zapewniając usunięcie nadmiaru pary wodnej i tym samym zahamowanie rozwoju mikroorganizmów chorobotwórczych. Przechowywane warzywa zachowują przez dłuŜszy czas wysoką jakość i wartość odŜywczą. Worki Xtend® nie są uniwersalne jak Interactive Packaging ale dostosowane są do określonego gatunku i masy przechowywanych warzyw w jednym opakowaniu.
Niemal powszechnie stosuje się opakowania ze zmodyfikowaną atmosferą (MAP - Modified Atmosphere Packaging) w których skład gazowy atmosfery jest zmieniony i dostosowany do składowania określonego gatunku warzyw w momencie ich pakowania oraz opakowania jadalne (EP - Edible Packaging), czyli zastosowanie specjalnych powłok z białek, polisacharydów, wosków i innych, które zapewniają właściwą przepuszczalność dla gazów oraz przedłuŜają okres składowania warzyw [NUSSINOVITCH, LURIE 1995;TENDAJ,TENDAJ 2000;SOTHORNVIT 2005].
Przechowywanie pod obniŜonym ciśnieniem
Przechowywanie pod obniŜonym ciśnieniem (Hypobaric storage) jest sposobem podobnym do przechowywania w kontrolowanej atmosferze. Warzywa są umieszczane w komorach (kontenerach) pod obniŜonym ciśnieniem do 10 kPa (0,1 atm.) i w sposób ciągły wentyluje się nawilŜonym powietrzem w celu utrzymania niskiego poziomu tlenu ok. 2% i wysokiego poziomu wilgotności względnej powietrza. Konstrukcja komór chłodniczych do przechowywania pod obniŜonym ciśnieniem jest bardzo kosztowna, gdyŜ ściany muszą wytrzymać obniŜone ciśnienie. Badania nad wykorzystaniem przechowywania owoców i warzyw pod obniŜonym ciśnieniem prowadzono ponad 30 lat lecz metoda ta nie została wdroŜona do praktyki. Bardzo szeroki przegląd literatury dotyczący tego zagadnienia został opracowany przez BURG’A [2006]. W warunkach obniŜonego ciśnienia z atmosfery otaczającej, zawierającej najczęściej ok. 2% O2 i 98%
N2 usuwane są ciągle wydzielane przez składowane warzywa substancje lotne jak:
etylen, CO2 i inne [BANGERTH 1974]. Od czasu do czasu wznawiane są badania nad przechowywaniem produktów ogrodniczych pod obniŜonym ciśnieniem, jednak jak dotychczas metoda ta nie znalazła praktycznego zastosowania ze względu wiele proble- mów technicznych i technologicznych koniecznych do opracowania [ZAPOTOCZNY, MARKOWSKI 1999].
Stosowanie gazów szlachetnych
Prowadzone są prace badawcze nad zastąpieniem azotu w tradycyjnie stosowanej mieszaninie gazów w kontrolowanej atmosferze gazami szlachetnymi, takimi jak argon, hel a ostatnio przez tlenek azotowy (NO) i podtlenek azotu (N2O). Jak wykazały badania tlenek azotowy (NO) przedłuŜa okres przechowywania poprzez zahamowanie
POSTĘP W ROZWOJU NOWYCH TECHNOLOGII ... 21 produkcji i blokowanie działania etylenu [WILLS, BOWYER 2003]. Zastosowanie NO opóźnia proces dojrzewania u owoców klimakterycznych i nie klimakterycznych, a tym samym hamuje ich starzenie się [LESHAM 1999]. DuŜym problemem stosowania NO w powietrzu jest bardzo szybkie jego utlenianie (połowiczny czas ok. 5-12 sek.) do NO2. MoŜe być zatem stosowany w atmosferze wolnej od O2 lub jak wykazały badania efektywnie działa równieŜ w atmosferze z niską do ok. 2% koncentracją tlenu. Dobre wyniki uzyskuje się przy stosowaniu razem z N2. Nawet krótkotrwałe traktowanie brokułów, ogórków i pieczarek (2-5 godzin) NO powodowało przedłuŜenie ich okresu składowania od 73 do 182% w stosunku do warzyw nietraktowanych [LESHAM 1999].
Działanie podtlenku azotu (N2O) natomiast jest podobne do efektu CO2 i równieŜ blokuje produkcję i ujemny wpływ etylenu na przechowywane warzywa. Ostatnie badania wykazały, Ŝe tlenek azotu wpływa na zmniejszenie ubytków wody z przechowywanych warzyw [KU i in. 2000] oraz przyczynia się do hamowania rozwoju patogenów chorobotwórczych [QADIR, HASHINAGA 2001; BENKEBLIA, VAROQUAUX 2003]. Przeprowadzone badania wykazały równieŜ pozytywny wpływ takich gazów jak: argon, hel, neon i in. stosowanych w opakowaniach ze zmodyfikowaną atmosferą (MAP) na przechowanie niektórych gatunków owoców i warzyw. Zastosowanie argonu w zmodyfikowanej atmosferze powodowało zmniejszenie produkcji etylenu i dwutlenku węgla przez owoce i warzywa i tym samym poprawę ich jakości i trwałości przechowalniczej [ZHANG i in. 2000]. Zastosowanie gazów szlachetnych w mieszaninie z tlenkiem azotu dało pozytywne efekty w czasie przechowywania warzyw w opakowaniach jednostkowych o zmodyfikowanej atmosferze [ROCCULI i in. 2005].
Kontrola poziomu wilgotności względnej powietrza
Innym waŜnym usprawnieniem technologii przechowywania w kontrolowanej atmosferze jest utrzymanie odpowiedniego poziomu wilgotności względnej powietrza.
W niskiej temperaturze jest trudno zmierzyć dokładnie, aktualny poziom wilgotności względnej i często jest ona za wysoka, co prowadzi do większych strat spowodowanych gniciem. ObniŜenie wilgotności korzystnie wpływa na zmniejszenie intensywności oddychania oraz poprawę jakości przechowywanych owoców i warzyw [PRANGE i in.
2001]. W przypadku przechowywania papryki obniŜenie wilgotności do 90% (zalecany poziom wilgotności względnej dla papryki wynosi ok. 95%) ograniczało gnicie owoców bez widocznych oznak ich więdnięcia. Zastosowanie separatorów membranowych (HFM - Hollow Fiber Membrane) pozwala na utrzymanie optymalnego poziomu wilgotności w komorach z kontrolowaną atmosferą [DIJKINK i in. 2004].
Pozbiorcze traktowanie gorącą wodą
W ostatnich latach coraz więcej uwagi poświęca się rozwojowi nowych metod przed- i pozbiorczego traktowania warzyw, pozwalających na zachowanie jakości i przedłuŜenie okresu składowania i transportu. PoraŜenie przez patogeny chorobotwórcze jest głównym czynnikiem limitującym okres przechowywania warzyw świeŜych oraz przyczyniającym się do powstawania wysokich strat. Traktowanie zebranych warzyw ciepłą wodą okazało się jedną z lepszych metod dla ograniczenia poraŜenia przez choroby podczas transportu i przechowywania [LURIE 1998;FERGUSON i
F. Adamicki 22
in. 2000]. Pozbiorcze traktowanie papryki gorącą wodą nie tylko zmniejszało gnicie ale równieŜ poprawiało wygląd zewnętrzny i jędrność owoców. ŚwieŜo zebrane owoce papryki lub inne warzywa poddaje się krótkotrwałemu działaniu gorącej wody (10-30 sekund, o temperaturze 50-70°C) na specjalnym szczotkowym transporterze.
Traktowane w ten sposób owoce mają mniejsze ubytki masy podczas transportu i składowania wskutek zamknięcia rozgrzanym woskiem istniejących i spowodowanych mechanicznymi uszkodzeniami otworków na powierzchni skórki oraz wykazują większą odporność na uszkodzenia chłodowe i poraŜenie chorobami. Technologia ta jest obecnie stosowana na skalę przemysłową w Izraelu dla takich produktów ogrodniczych jak papryka, melony, mango, kukurydza cukrowa, pomidory i owoce cytrusowe.
Stosowanie preparatów biologicznych
Światowa tendencja w ochronie roślin zmierzająca do ograniczenia zuŜycia pestycydów stosowanych w ogrodnictwie sprzyja rozwojowi alternatywnych metod zwalczania patogenów chorobotwórczych, szczególnie podczas okresu przechowania.
W ostatnim okresie nastąpił duŜy postęp w rozwoju biologicznych metod ochrony pozbiorczej warzyw przed chorobami. W niektórych przypadkach pozwala to na niemal całkowite zastąpienie dotychczas stosowanych fungicydów syntetycznych [DROBY 2000;
WISNIEWSKI 2000; JANISIEWICZ i in. 2000; ROBAK, ADAMICKI 2007]. Dla ochrony przed patogenami chorobotwórczymi przechowywanych warzyw stosuje się równieŜ róŜnego typu ekstrakty roślinne (ekstrakt z grejpfruta, pomarańczy, olej melaleuca), chitosan oraz biologiczne preparaty otrzymywane z droŜdŜy i bakterii „Aspire”, „BioSave”,
„Yield Plus” [DROBY 2000,2006;JANISIEWICZ i in. 2000]. Zastosowanie tych produktów jest nadal niewystarczające w stosunku do potencjalnego zapotrzebowania rynku. Brak większego zainteresowania praktyki preparatami biologicznymi wiąŜe się równieŜ z brakiem stabilności i dobrej skuteczności ich działania zaleŜnie od sezonu, gatunku warzyw i innych czynników.
Literatura
ADAMICKI F.1997.Effect of ultra low oxygen on the storage of some vegetables. Proc.7th Int’l CA Conf. University of California, Davis: 26-33.
ADAMICKI F. 2001. The effect of modified interactive packaging (MIP) on post-harvest storage of some vegetables. Vegetable Crops Research Bulletin 54: 213-218.
ADAMICKI F. 2003. Effect of controlled atmosphere and temperature on physiological disorders of stored Chinese cabbage (Brassica rapa L. var. Pekinensis). Acta Hort. 600:
297-301.
ADAMICKI F. 2005. Effects of pre-harvest treatments and storage conditions on quality and shelf-life of onions. Acta Hort. 688: 229-238.
ADAMICKI F.,BADEŁEK E. 2003. Wpływ 1-MCP na wybarwianie się, jakość i trwałość przechowalniczą owoców pomidorów. Folia Horticult., Supl. 2003/2: 361-363.
ADAMICKI F.,BADEŁEK E. 2006. The studies on new technologies for storage prolongation and maintaining the high quality of vegetables. Vegetable Crops Research Bulletin 65:
63-72.
ADAMICKI F.,DOBRZAŃSKA J.,HORBOWICZ M. 1994. Wpływ kontrolowanej atmosfery na jakość i przechowywanie papryki. Biuletyn Warzywniczy XLII: 77-85.
POSTĘP W ROZWOJU NOWYCH TECHNOLOGII ... 23 ADAMICKI F., GAJEWSKI M. 1999. Effect of controlled atmosphere on the storage of Chinese cabbage (Brassica rapa L. var. pekinensis ( Lour.) Olsson). Vegetable Crops Research Bulletin 50: 61-70.
ADAMICKI F.,KOSSON R.1998. The effect of cooling methods and modified atmosphere packaging on storage and quality of asparagus (Asparagus officinalis L.). Proceeding of the Sixth Int. Symp. of the European Concerted Action Program Cost’94 „The postharvest treatment of fruit and vegetables- Current Status and Future Prospects”:
81-84.
AMODIO M.L.,RINALDI R.,COLELLI G. 2005. Effects of controlled atmosphere and treat- ment with 1-methylcyclopropene (1-MCP) on ripening attributes of tomatoes. Acta Hort. 682: 737-742.
ANONYMOUS 2000. P-Plus® the technology of freshness for fruit and vegetables.
www.daniscoflexible.com
ANONYMOUS 2004. Restrain System Wins Prestigious. AWARD. www.restain.eu.com- /press.html
BANGERTH F. 1974. Hypobaric storage of vegetables. Acta Hort. 38: 23-32.
BENKEBLIA N.,VAROQUAUX P. 2003. Effect of nitrous oxide (N2O) on respiration rate, soluble sugars and quality attributes of onion bulbs Allium cepa cv. Rouge Amposta during storage. Postharvest Biol. and Technology 30: 161-168.
BINDER B.M.,BLEECKER A.B. 2003. A model for ethylene receptor function and 1-met- hylcyclopropene action. Acta Hort. 628: 177-187.
BLANKENSHIP S.M.,DOLE J.M. 2003. 1-Methylcyclopropene: a review. Postharvest Biol.
& Technology 28: 1-25.
BURG S.P. 2006. Postharvest physiology and Hypobaric storage of fresh produce. Int. J.
Postharvest Technology and Innovation 1(1): 133-138.
CROUCH I.,SNIJMAN H.,TAAIBOSCH A.2005. Commercialisation of SmartfreshTM (1-me- thylcyclopropene) in the South African apple export market, and its effect on post- harvest handling and quality. Acta Hort. 682: 349-354.
DAY B.P.F. 1998. Novel MAP - a brand new approach. Food Manufacture 73(11): 22-24.
DAY B.P.F. 1999. Recent developments in active packaging. South African Food &
Beverage Manuf. Review 26(8): 21-27.
DAY B.P.F. 2000. Novel MAP for freshly prepared fruit and vegetables products. Post- harvest News and Information 11(3): 29-41.
DAY B.P.F. 2000. High oxygen MAP for Fresh prepared produce and combination products. Conf. Proceedings, Campden &Chorleywood FRA: 118-126.
DILLEY D.R. 2006. Development of controlled atmosphere storage technologies. Stewart Postharvest Review (6/5): 1-8.
DROBY S. 2000. Microbial control of postharvest fruits and vegetables - current status and future outlook. 4th International Conference on Postharvest Science, Abstracts: 3.
DROBY S. 2006. Integrated control of postharvest pathogens of fruits and vegetables: an Overview. Abstract of working group meeting on alternative methods for increasing shelf-life and safety. Cost Action 924, Belgium.
DIJKINK B.H.,TOMASSEN M.M.,WILLEMSEN J.H.A.,DOOM W.G. 2004. Humidity control
F. Adamicki 24
during bell pepper storage, using a hollow fiber membrane contactor system. Post- harvest Biol. & Technology 32: 311-321.
FALLIK E.,TOVIA-ALAKLAI S.,COPEL A.,WISEBLUM A.,REGEV R.2000. A short hot water rinse with brushing reduces postharvest losses - 4 years of research on a new tech- nology. 4th International Conference on Postharvest Science, Abstracts: 17.
FERGUSON I.B.,BEN-YEHOSHUA S.,MITCHAM E.J.,MCDONALD R.E.,LURIE S. 2000. Post- harvest heat treatment: introduction and workshop summary. Postharvest Biol. &
Technology 21: 1-6.
GEESON J. 1999. The application of microperforated films for MAP of fresh prepared produce. Conf. Proceedings, Campden & Chorleywood FRA: 108-116.
GUILLEN F.,CASTILLO S., ZAPATA P.J.,MARTINEZ-ROMERO D.,VALERO D.,SERRANO M.
2006. Efficacy of 1-MCP treatment in tomato fruit. 2. Effect of cultivar and ripening stage at harvest. Postharvest Biol. & Technology 42: 235-242.
JANISIEWICZ W.J., CONWAY W.S., TWORKOWSKI T.J., LEVERENTZ B., SAMS C.E. 2000.
Improving control of postharvest pome fruits by manipulating biocontrol system and combining it with non-fungicidal methods. 4th International Conference on Postharvest Science, Abstracts: 4.
KADER A.A. 2005. Increasing food availability by reducing postharvest losses of fresh produce. Acta Hort. 682: 2169-2175.
KOSTANSEK E.,PEREIRA W.2003. Successful application of 1-MCP in commercial storage facilities. Acta Hort. 628: 213-219.
KU V.V.V.,WILLS R.B.H.,LESHEM Y.Y. 2000. Use of nitric oxide to reduce postharvest loss from horticultural produce. J. Hort. Sci. and Biotechnology 78: 899-903.
LESHAM Y. 1999. Applications of nitric oxide for postharvest control of fresh horticul- tural produce. Conf. Proceedings, Campden & Chorleywood FRA: 23-32.
LURIE S. 1998. Postharvest heat treatment of horticultural crops. Hort. Rev. 22: 91-121.
NUSSINOVITCH A.,LURIE S.1995.Edible coatings for fruits and vegetables. Postharvest News and Information 6(4): 53-57.
PRANGE R.K.,DELONG J.M.2003. 1-Methylcyclopropene: The „magic bullet” for horti- cultural products? Chronica Hort. 43: 11-14.
PRANGE R.K.,DELONG J.M., HARRISON P.A.2001. Storage humidity and post-storage handling temperature affect bruising and other apple quality characteristics. Acta Hort.
553: 717-720.
PRANGE K.R.,DELONG J.M.,DANIELS-LAKE B.J.,HARRISON P.A.2005.Innovation in con- trolled atmosphere technology. Stewart Postharvest Review (3/9): 1-11.
PRANGE R.,KALT W.,DANIELS-LAKE B.J.,LIEW CH.L.,PAGE R.T.,WALSH J.,DEAN P., COFFIN R. 1998. Using ethylene as a sprout control agent in stored „Russet Burbank”
potatoes. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 123(3): 463-469.
ROBAK J.,ADAMICKI F.2007. The effect of pre-harvest treatment with fungicide on the storage potential of root vegetables. Vegetable Crops Research Bulletin 67: 186-196, DOI: 10.2478/v 10032-007-0042-4.
ROCCULI P.,ROMANI S.ROSA M.D.2005. Effect of MAP with argon and nitrous oxide on quality maintenance of minimally processed kiwifruit. Postharvest Biol. and Technology 35: 319-328.
POSTĘP W ROZWOJU NOWYCH TECHNOLOGII ... 25 ROONEY M. 1999. Active and intelligent packaging of fruit and vegetables. Conf. Pro- ceedings, Campden & Chorleywood FRA: 127-139.
SALTVEIT M.E. 2003. Is it possible to find an optimal controlled atmosphere? Postharvest Biol. & Technology 27(1): 3-13.
SISLER E.C.,BLANKENSHIP S.M. 1996. Method of counteracting an ethylene response in plants. US Patent 5, 518, 988.
SKOG L.J.,CHU C.L. 2001. Effect of ozone on qualities of fruits and vegetables in cold storage. Canadian Journal of Plant Science 81: 773-778.
SMILANCIK J.L. 2003. Use of ozone in storage and packaging facilities, in: Washington tree fruit postharvest Conference. December 2-3, Wenatchee.
SONG J.,FAN L.,FORNEY C.F.,HILDEBRAND P.D.,JORDAN M.A.,RENDERS W.,MCRAE K.B.
2003. Ozone and 1-MCP treatments affects the quality and storage life of fresh carrots.
Acta Hort. 628: 295-301.
SOTHORNVIT R. 2005. Edible film formation and properties from different protein sources and orange coating application. Acta Hort. 682: 1731-1738.
SUSLOW T.V. 2004. Ozone applications for postharvest disinfection of horticultural crops. University of California, Davis Publication 8133.
TENDAJ M.,TENDAJ B. 2000. Właściwości powłok jadalnych stosowanych w pozbiorczym uszlachetnianiu owoców i warzyw. Zesz. Nauk. AR im. H. Kołłątaja w Krakowie 364:
423-427.
QADIR A.HASHINAGA F.2001. Inhibition of postharvest decay of fruits by nitrous oxide.
Postharvest Biol. and Technology 22: 279-283.
VELTMAN R.H., VERSCHOOR J.A., RUIJSCH VAN DUGTEREN J.H. 2003. Dynamic control system (DSC) for apples (Malus domestica Borkh. cv.Elstar): optimal quality through storage based on product response. Postharvest Biol. & Technology Vol. 27(1): 79-86.
WASKAR D.P. 2000. Recent trends in postharvest management of fruits and vegetables in developing countries like India. 4th International Conference on Postharvest Science, Abstracts: 10.
WATKINS C.B., EKMAN J.H. 2005. Storage technologies: temperature interactions and effects on quality of horticultural products. Acta Hort. 682: 1527-1533.
WATKINS C.B.,MILLER W.B.2005. A summary of physiological processes or disorders in fruits, vegetables and ornamental products that are delayed or decreased, increased or unaffected by application of 1-methylcyclopropene (1-MCP). Publ. of Cornell Univ., Ithaca, New York.
WILLS R.B.H.,BOWYER M.C.2003. Use of nitric oxide to extend the postharvest life of horticultural produce. Acta Hort. 599: 519-521.
WISNIEWSKI M. 2000. Non-chemical approaches to postharvest disease control. 4th International Conference on Postharvest Science, Abstracts: 17.
WRZODAK A.,ADAMICKI F. 2007. Effect of temperature and controlled atmosphere on the storage of fruit from long-life cultivar of tomatoes. Vegetable Crops Research Bulletin 67: 177-186, DOI: 10.2478/v 10032-007-0043-3.
ZAPOTOCZNY P. MARKOWSKI M. 1999. Wpływ podciśnienia na czas przechowywania ogórków. Problemy InŜynierii Rolniczej 2: 55-60.
F. Adamicki 26
ZHANG D.,QUANTICK P.C.,GRIGOR J.M.,WIKTOROWICZ R.,IRVEN J. 2000. Effects of argon on CO2, O2 and ethylene levels in modified atmosphere packaging of some fresh fruits and vegetables in comparison with nitrogen. 4th International Conference on Postharvest Science, Abstracts: 27.
Słowa kluczowe: przechowywanie warzyw, ULO, kontrolowana atmosfera, 1- MCP, etylen, ozon, opakowania, traktowanie pozbiorcze
Streszczenie
W pracy omówiono najnowsze osiągnięcia z zakresu technologii przechowy- wania warzyw obejmujące róŜne elementy technologii takie jak: kontrolowana atmosfera, zastosowanie róŜnego rodzaju opakowań, wykorzystanie 1-metylocy- klopropenu, ozonu, etylenu, gazów szlachetnych, jak równieŜ róŜnych sposobów pozbiorczego traktowania warzyw i wykorzystanie biologicznych preparatów do zwalczania patogenów chorobotwórczych. W ostatnim okresie duŜy postęp zanotowano w zakresie usprawnienia technologii przechowywania warzyw w kontrolowanej atmosferze poprzez zastosowanie generatorów kontrolowanej atmosfery, absorberów tlenu i dwutlenku węgla, ultraniskich koncentracji O2 i CO2 (ULO), dynamicznego systemu kontroli (DCS) warzyw przechowywanych w KA. Jednym z waŜniejszych i całkowicie nowych elementów w technologii przechowywania było wdroŜenie do praktyki przechowalniczej 1-metylocyklopropenu (preparaty SmartFreshTM i EthylBlocTM). Zastosowanie tych preparatów pozwala na częściowe zastąpienie kontrolowanej atmosfery lub teŜ znaczną poprawę trwałości i jakości przechowywanych produktów ogrodniczych w normalnej i kontrolowanej atmosferze. Na uwagę zasługuje wdroŜenie do praktyki nowoczesnych opakowań umoŜliwiających uzyskanie zmodyfikowanej atmosfery oraz jej utrzymanie na stałym poziomie przez cały okres składowania, co równieŜ przyczyniło się do obniŜenia strat i poprawy jakości przechowywanych warzyw. Ciekawym i całkowicie nowym rozwiązaniem będącym na etapie badań ścisłych i wdroŜeniowych jest wykorzystanie etylenu do zahamowania wyrastania przechowywanych warzyw i ziemniaków. DuŜy postęp w ostatnich latach zanotowano w opracowaniu sposobów pozbiorczego traktowania warzyw jak i wykorzystania nowych biologicznych, bezpiecznych dla środowiska środków przeciwko patogenem chorobotwórczym w przechowalnictwie.
PROGRESS IN DEVELOPMENT OF VEGETABLE STORAGE TECHNOLOGIES
Franciszek Adamicki
Research Institute of Vegetable Crops, Skierniewice
Key words: storage of vegetables, ULO, controlled atmosphere, 1-MCP, ethylene, ozon, packaging system, postharvest treatment
Summary
POSTĘP W ROZWOJU NOWYCH TECHNOLOGII ... 27
The paper describes the latest achievements in the area of vegetable storage technology relating to various elements of this technology such as the use of controlled atmosphere, various types of packaging, application of 1-methylcyclopropene (1-MCP), ozone, ethylene, and noble gases, as well as various methods of post-harvest treatment of vegetables and the use of biological products for the control of postharvest diseases.
In recent years, great progress has been made in improving the efficiency of the technology of storing vegetables in controlled atmosphere using the controlled atmosphere generators, oxygen and carbon dioxide absorbers, ultra-low concentrations of O2 and CO2 (ULO), and dynamic control systems (DCS) for vegetables stored in CA.
One of the more important and entirely new elements in the storage technology was the introduction of 1-methylcyclopropene (products SmartFreshTM and EthylBlocTM) to storage practice. The use of these products makes it possible to partly replace controlled atmosphere or else to considerably improve the storage life and quality of horticultural produce stored in normal and controlled atmosphere. The practical implementation of modern types of packaging that make it possible to obtain a modified atmosphere and maintain it at a constant level over the entire storage period, which also helped to reduce losses and improve the quality of stored vegetables is worth noticing. An interesting and entirely new solution still at the scientific research and implementation stages is the use of ethylene to prevent sprouting in stored vegetables and potatoes. A rapid progress in recent years has also been noted in the development of methods of post-harvest treat- ment of vegetables, as well as in the use of new biological, environmentally-safe products against disease pathogens in storage.
Prof. dr hab. Franciszek Adamicki
Pracowania Przechowalnictwa i Fizjologii Pozbiorczej Instytut Warzywnictwa im. E. Chroboczka
ul. Konstytucji 3 Maja 1/3 96-100 SKIERNIEWICE
ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 527: 29-37
TEMATYKA WARZYWNICZA NA XXVII MIĘDZYNARODOWYM
KONGRESIE OGRODNICZYM
Andrzej
Borowy
Katedra Warzywnictwa i Roślin Leczniczych, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
Wstęp
Podczas minionego ćwierćwiecza Azja stała się światowym centrum ogrod- nictwa. W roku 1983 z kontynentu tego pochodziło 23% światowej produkcji owoców, zaś w roku 2005 - 76% produkcji owoców i 82% produkcji warzyw. Chińskie produkty ogrodnicze oraz podręczniki pisane przez pochodzących z Indii naukowców są dziś dostępne na całym świecie [LEE 2007]. W ciągu ostatnich kilkunastu lat kraje azjatyckie były dwukrotnie gospodarzami Międzynarodowych Kongresów Ogrodniczych: w roku 1994 była nim Japonia, zaś w roku 2006 - Korea Płd.
Ostatni, XXVII Międzynarodowy Kongres Ogrodniczy (MKO) odbył się w centrum kongresowo-wystawienniczym w Seulu w dniach 13-19 sierpnia 2006 r. Był przygotowywany 8 lat przez Komitet Organizacyjny z prof. JUNG-MYUNG LEE jako Przewodniczącym. Fundusz Kongresu wyniósł ponad 1,5 mln USD, w tym prawie połowę stanowiły opłaty wniesione przez uczestników. Wzięło w nim udział 2030 zarejestrowanych osób, spośród których 1328 (66,2%) pochodziło z krajów azjatyckich.
Najliczniej reprezentowana była Korea Płd. (560 uczestników), następnie Japonia (345), Chiny (238), USA (131), Tajwan (109), Iran (54), Izrael (37), Afryka Płd. (35), Australia (33), Tajlandia (30), Włochy (30), Rumunia (25) i Holandia (21). Ponadto w Kongresie uczestniczyli przedstawiciele 78 innych krajów [LEE 2006c].
Pierwszego dnia, po uroczystym otwarciu, miała miejsce sesja plenarna, podczas której zostały wygłoszone dwa referaty. Pierwszy z nich zatytułowany „Pobudzanie globalnej nauki ogrodniczej dla rozwijającego się świata” wygłosił dr T.LUMPKIN [2006], dyrektor Światowego Centrum Warzywnictwa w Tajwanie. W referacie tym, jak równieŜ w późniejszych wystąpieniach, dr LUMPKIN propagował ideę zawiązanej przed kilkoma laty Globalnej Inicjatywy Ogrodniczej słuŜącej podnoszeniu dochodów i zdrowotności mieszkańców krajów rozwijających się, zwłaszcza afrykańskich, w której waŜną rolę odgrywa Międzynarodowe Towarzystwo Nauk Ogrodniczych. Drugi referat plenarny pt. „Rola ogrodnictwa przyjaznego środowisku w nadchodzących dekadach”
przedstawił prof. H.-S.KIM [2006] rektor Uniwersytetu Sangji i były minister rolnictwa rządu Korei Płd. Powiedział m.in., Ŝe prowadzenie gospodarstwa nie jest wyłącznie działalnością ekonomiczną, lecz jest równieŜ sposobem na Ŝycie łączącym w sobie waŜne aspekty etyczne i ekologiczne. Jest procesem afirmującym Ŝycie, z własnymi wartościami, takŜe kulturowymi, wytworzonymi w ciągu kilku tysięcy lat. W gospodarstwach przestrzegających zasad Ogrodnictwa Przyjaznego Środowisku zuŜycie nawozów mineralnych zmalało o 40%, środków ochrony - o 50% i mimo to zbierane
A. Borowy 30
plony utrzymują się na poziomie 95% średnich plonów krajowych. Ogrodnictwo Przy- jazne Środowisku jest opracowanym w Korei Płd. rodzajem ogrodnictwa zrównowaŜo- nego, które łączy w sobie elementy rolnictwa precyzyjnego i integrowanego.
NajwaŜniejszą częścią Kongresu były posiedzenia naukowe, na które składało się 16 sympozjów, 6 kolokwiów i 19 warsztatów. Specjalnie przygotowane przez FAO oraz Koreańskie Ministerstwo Rolnictwa i Leśnictwa i trwające cały dzień warsztaty były poświecone tematowi „Owoce i warzywa dla zdrowia”. Tematy sympozjów odzwierciedlały aktualne tendencje w nauce ogrodniczej, a liczba prezentowanych doniesień ustnych lub posterowych wskazywała stopień zainteresowania tą tematyką.
Największym uznaniem cieszyło się trwające 4 dni sympozjum „Kontrola środowiska, automatyzacja i systemy uprawy w zrównowaŜonej produkcji pod osłonami”, na które zgłoszono 387 doniesień. Następnymi w kolejności były: „Biotechnologia i mikrorozmnaŜanie roślin” (264 doniesienia), „Zasoby genetyczne roślin ogrodniczych”
(254), „Rola technologii pozbiorczej w globalizacji ogrodnictwa” (223), „Cytrusy i inne sadownicze uprawy tropikalne i subtropikalne” (214), „Struktura i funkcjonowanie genomów roślin ogrodniczych” (201), „Ogrodnictwo integrowane i ekologiczne w rozwoju zrównowaŜonym” (191), „Rośliny azjatyckie o potencjalnym znaczeniu dla ogrodnictwa” (187), „Rośliny ozdobne” (186), „Endogenne i egzogenne bioregulatory roślin” (141), „Czynniki ekonomiczne i środowiskowe w zrównowaŜonej produkcji owoców” (140), „Rośliny i Ŝywność jako lekarstwo” (131), „Rola ogrodnictwa w terapii człowieka” (108), „Nasiona i technologia produkcji rozsady” (99), „Ogrodnictwo miejskie i podmiejskie” (54), „Trawy trawnikowe: hodowla i uprawa” (44). W sumie zgłoszono 2824 streszczenia prezentowanych podczas Kongresu prac, zaś ich pełne wersje zostaną wkrótce opublikowane w liczących kilkanaście tomów Acta Horti- culturae [LEE 2006c].
śaden temat sympozjum nie nawiązywał bezpośrednio do warzywnictwa, jednakŜe na większości z nich prezentowano wyniki licznych badań dotyczących tej gałęzi ogrodnictwa. Podczas obrad najczęściej przewijającymi się wątkami były:
globalizacja, ogrodnictwo w rozwoju zrównowaŜonym oraz znaczenie ogrodnictwa, w tym roślin warzywnych jako nutraceutyków, dla zdrowia człowieka. Przykładem podejścia globalnego w zrównowaŜonej produkcji owoców jest praca BLANKE [2006] pt.
„Wielkość cyklu Ŝyciowego i mile Ŝywnościowe - a bilans energetyczny importu owoców w porównaniu z krajową produkcją jabłek”. W referacie tym autor dokonał porównania nakładów energetycznych ponoszonych na produkcję jabłek odmian Braeburn i Golden Delicious, zbieranych niedaleko Bonn w Niemczech w połowie października i przechowywanych w chłodni z kontrolowaną atmosferą do połowy marca, z nakładami ponoszonymi na produkcję jabłek tych samych odmian w Republice Południowej Afryki i Nowej Zelandii i następnie na ich transport drogą morską do Antwerpii, by mogły być sprzedane w Niemczech w kwietniu. Uwzględnione zostały róŜnice w wielkości uzyskiwanych plonów: 90 t⋅ha-1 w Nowej Zelandii oraz 40 t⋅ha-1 w Niemczech i RPA. Najwięcej energii pochłaniał transport i dlatego korzystniejsza była uprawa krajowa, tym bardziej Ŝe dodatkowo wiązała się z takimi aspektami ogrodnictwa zrównowaŜonego jak lokalne zatrudnienie, wspieranie produktów regionalnych, jakość i bezpieczeństwo Ŝywności oraz rola sadów w lokalnym krajobrazie. MoŜna przypuszczać, Ŝe w przyszłości wraz z postępującą globalizacją w podobny sposób będzie analizowana produkcja niektórych gatunków warzyw.
JUROSZEK i in. [2006] przedstawili charakterystykę zrównowaŜonej produkcji warzyw (Sustainable Vegetable Production Systems), której podstawą jest myślenie holistyczne, uwzględniające wszelkie czynniki wiąŜące się z tym rodzajem działalności człowieka. Do najwaŜniejszych naleŜy zdrowie producenta i konsumenta oraz minimalizowanie wpływu rolnictwa na środowisko. Wprawdzie uprawa integrowana i
TEMATYKA WARZYWNICZA NA XXVII MIĘDZYNARODOWYM KONGRESIE ... 31 ekologiczna opierają się na zasadach produkcji zrównowaŜonej, ale są teŜ między nimi istotne róŜnice, np. brak akceptacji organizmów modyfikowanych genetycznie w rolnictwie ekologicznym. Dotychczas przeprowadzono bardzo niewiele kompleksowych badań nad ekologiczną uprawą warzyw, zwłaszcza w odniesieniu do systemu produkcji zrównowaŜonej. Na pierwszej konferencji naukowej zorganizowanej przez International Society of Organic Agriculture Research tylko 5 spośród licznych prezentacji dotyczyło ekologicznej uprawy warzyw, zaś kilka innych łączyło się z tym tematem pośrednio. Sytuacja ta jest widoczna zwłaszcza w czasopismach o duŜej randze naukowej, gdzie brakuje publikacji o nisko nakładowej metodzie ekologicznej i jej znaczeniu dla zrównowaŜonej produkcji warzyw. Priorytetem badań z tego zakresu winna być rola gleby, wody, rośliny i zdrowia człowieka w zrównowaŜonym rozwoju Ŝycia na naszej, podlegającej procesowi globalizacji, planecie.
Liczba prezentowanych podczas Kongresu doniesień dotyczących ekologicznej uprawy warzyw była równieŜ niewielka. SCHAERER i ARRUFAT [2006] przedstawili wyniki badań świadczące o tym, Ŝe uprawa mieszana kilku odmian sałaty moŜe być wykorzystana jako jeden z elementów ochrony przed mączniakiem rzekomym. ZaleŜnie od presji czynnika chorobowego i czasu pierwszej infekcji, poraŜenie roślin sałaty tą chorobą było mniejsze w uprawie mieszanej od samego jej początku, bądź dopiero w późniejszym okresie wegetacji. Odmiany wraŜliwe były chronione tą metodą lepiej niŜ średnio wraŜliwe. Masa główki handlowej była w uprawie mieszanej nieznacznie większa niŜ w uprawie jednorodnej. Do ekologicznej ochrony roślin nawiązywały takŜe wyniki prac CHA-UM i in. [2006] nad selekcją klonów drzewa Azadirechta siamensis o duŜej zawartości naturalnego insektycydu azadirechtyny A w nasionach. ZHAO i in.
[2006] nie stwierdzili wpływu metody uprawy ekologicznej lub konwencjonalnej na większość ocenianych sensorycznie cech cebuli, ogórka, pomidora, sałaty liściowej i szpinaku.
Podczas warsztatów prowadzonych przez dr J.SHAHAK [2006] i zatytułowanych
„Fotoselektywne cieniowanie w celu polepszenia wyników uprawy drzew owocowych oraz roślin ozdobnych i warzywnych”, naukowcy z Brazylii, Chile, Izraela, USA i Włoch [BEN-YAKIR i in. 2006; GANELEVIN 2006; LEITE i in. 2006; RETAMALES i in. 2006;
STAMPS, CHANDLER 2006] przedstawili wyniki prowadzonych od 10 lat badań dokumentujących istotny wpływ barwy cieniówek produkowanych przez izraelską firmę Polysack Plastic Industries na wzrost, rozwój i plonowanie róŜnych gatunków roślin ogrodniczych. Fotoselektywne cieniówki zmieniają spektrum docierającego do rośliny światła w sposób promujący korzystne reakcje fizjologiczne i morfologiczne, a ponadto chronią ją przed wiatrem, gradem, szkodnikami i innymi niekorzystnymi czynnikami środowiska. Zwiększają takŜe rozproszenie światła, co ułatwia jego wnikanie między liście. Stosowanie cieniówek fotoselektywnych umoŜliwia m.in.
przyspieszanie lub opóźnianie dojrzewania oraz zwiększenie wielkości i jakości plonu.
Cieniówki o barwie czerwonej i Ŝółtej stymulują wzrost, niebieskie hamują ten proces, lecz wpływają korzystnie na krzewienie się roślin. Cieniówki czerwone i Ŝółte sprzyjają plonowaniu warzyw, których częścią uŜytkową są owoce, np. okrycie taką cieniówką papryki słodkiej moŜe powodować wzrost plonu owoców o 25-40%. Obecnie są prowadzone badania mające na celu wyjaśnienie zmian procesów fizjologicznych, będących skutkiem okrycia cieniówką fotoselektywną. CIOFU i in. [2006] wykazali wpływ pięciu rodzajów produkowanej w Rumunii folii fotoselektywnej na wzrost i plonowanie pomidora i sałaty. Badane folie róŜniły się barwą oraz zawartością związków chemicznych stanowiących barierę dla promieniowania ultrafioletowego, podczerwonego oraz dla kondensacji. Średnica rozety sałaty okrytej folią róŜową lub zieloną była większa o 6-8%. Pomidory uprawiane w tunelu foliowym o barwie róŜowej lub Ŝółtej zawiązywały więcej owoców i wytworzyły plon o 27% większy w porów-
A. Borowy 32
naniu do 7-procentowego wzrostu w uprawie pod zwykłą folią polietylenową. Do problematyki tej nawiązywały takŜe badania SHIOSHITA i in. [2006], w których dokonano porównania tempa wzrostu i intensywności wybarwienia liści 4 odmian sałaty uprawianej na Hawajach metodą hydroponiczną bez osłon lub osłanianej folią o róŜnej przepuszczalności dla promieni ultrafioletowych. Rośliny uprawiane bez osłon miały najmniejszą masę i były najlepiej wybarwione, natomiast osłaniane folią akrylowo- poliwęglanową przepuszczającą tylko niewielką ilość światła ultrafioletowego, miały największą masę oraz najsłabiej wybarwione liście. Sałata uprawiana pod folią wytworzoną z kopolimeru etylenowo-tetrafluoroetylenowego, przepuszczającego ponad 90% światła widzianego i ultrafioletowego, miała pośrednią masę i wybarwienie liści.
Na Hawajach odmiany sałaty o liściach czerwonych są cenione jako dodatek do sałatek, zaś osłony chronią przede wszystkim przed intensywnymi opadami.
Oddzielne warsztaty były poświęcone szczepieniu roślin zielnych. W Korei Płd.
szczepi się 95% rozsady kawona, ogórka, melona azjatyckiego oraz 20% rozsady pomidora, papryki i oberŜyny. Kraj ten jest liderem w produkcji szczepionych kaktusów, których eksport sięga 10 mln sztuk rocznie [CHO i in. 2006]. Stosowanych jest kilka technik szczepienia, m.in. przy uŜyciu specjalnych spinaczy ściskających zraz z podkładką lub 8-kanciastych, ceramicznych szpilek o długości 16 mm i średnicy 2 mm, słuŜących do łączenia obu komponentów [LEE 2006b]. W ciągu godziny wprawiony pracownik szczepi 100-120 roślin. Dostępne są takŜe maszyny o wydajności 600-900 szczepień na godzinę. Podczas pierwszych dwóch dni po zabiegu rośliny są trzymane w szklarni o temperaturze 25-30°C, wilgotności względnej powietrza 95-100% oraz intensywnie cieniowane.
W Japonii szczepi się ok. 60% rozsady warzyw dyniowatych i psiankowatych.
Dobremu zrastaniu się komponentów sprzyja intensywne oświetlenie oraz wstrzymanie nawadniania podczas 2-3 dni przed szczepieniem. Podkładki Solanum melongena i S.
integrifolia zwiększają odporność pomidora na choroby odglebowe i nicienie, ograniczają zbyt bujny wzrost roślin oraz sprzyjają koncentracji cukrów w owocach.
Nieumiejętny dobór podkładki do odmiany moŜe skutkować zmniejszeniem plonu, suchą zgnilizną wierzchołkową owoców oraz objawami niedoboru magnezu.
Utrzymywanie wysokiej temperatury powietrza po szczepieniu moŜe powodować zanik pierwszego grona i dlatego korzystne jest obniŜenie temperatury nocą do około 15°C [ODA 2006a, 2006b]. Szeroko zakrojone prace nad wytypowaniem podkładek, m.in. linii Capsicum baccatum, C. frutescens i C. chacoense, do szczepienia papryki uprawianej w tropikalnym klimacie Azji Płd.-Wsch. są prowadzone w Światowym Centrum Warzywnictwa na Tajwanie [PALADA, WU 2006].
W Stanach Zjednoczonych rośnie zapotrzebowanie na szczepioną rozsadę pomidora ze względu na bardzo szybkie powiększanie się powierzchni jego uprawy pod osłonami. Szczepienie jest cenione jako skuteczny sposób ochrony przed chorobami odglebowymi i nicieniami, zwłaszcza w gospodarstwach ekologicznych. Obecnie sadzi się ponad 30 mln sztuk rozsady szczepionej rocznie, w większości importowanej z Meksyku lub Kanady. KUBOTA [2006] stwierdziła, Ŝe podczas transportu rozsady korzystniejsza jest temperatura 6°C i niewielkie oświetlenie, niŜ 19°C i brak światła.
Rośliny transportowane w nieodpowiednich warunkach rosną początkowo powoli i rozpoczynają owocowanie około 2 tygodnie później. Szczepione pomidory są prowadzone na dwa pędy. W USA studenci uczą się szczepienia na ćwiczeniach poświęconych rozmnaŜaniu roślin. Miejsce szczepienia mocują parafiną. Pod koniec semestru mogą zabrać do domu szczepione przez siebie rośliny, np. pomidora szczepionego na ziemniaku lub kawona, odmiany beznasiennej, szczepionego na tykwie (Lagenaria siceraria) [LEE 2006a]. Innymi powszechnie stosowanymi w uprawie kawona podkładkami są: międzygatunkowy mieszaniec C. maxima × C. moschata oraz
TEMATYKA WARZYWNICZA NA XXVII MIĘDZYNARODOWYM KONGRESIE ... 33 dziki gatunek kawona Citrullus lanatus var. citroides [MAYNARD i in. 2007]. RównieŜ w Kanadzie szczepienie jest praktykowane powszechnie w uprawie szklarniowej pomidora. Podkładkami najczęściej stosowanymi są odmiany: Big Power, Maxifort i Beaufort [PAPADOPOULOS,GOSSELIN 2007].
Podczas obrad poruszany był równieŜ problem malejącego znaczenia ogrod- nictwa w systemie szkolnictwa wyŜszego najbardziej rozwiniętych krajów świata. W ciągu ostatnich 30 lat w Ameryce Płn. liczba wydziałów ogrodniczych zmalała o 35%
[WILSON 2006]. O kryzysie wyŜszego szkolnictwa ogrodniczego świadczy malejąca liczba oraz poziom studentów zgłaszających się na ten kierunek studiów. Zapobiec temu moŜe m.in. wprowadzenie do programu nauczania zajęć wykorzystujących najnowsze osiągnięcia, np. z biotechnologii, technologii informacyjnej oraz nanotechnologii [KIM
2006]. Skutkiem malejącego finansowania wyŜszych szkół rolniczych i ogrodniczych są trudności w zachowaniu stworzonego przez Humboldta i funkcjonującego do dziś modelu uczelni, w której nauczanie i praca badawcza stanowią jedność [BOKELMANN
2006].
W Korei Płd. warzywa są uprawiane na powierzchni 245 tys. ha, zaś ich roczne spoŜycie wynosi średnio 170 kg na osobę. Podczas ostatnich 20 lat spoŜycie to wzrosło o około 40%. SpoŜywanych jest 110 gatunków, przy czym tylko 80 uprawia się na duŜą skalę, natomiast pozostałe mają znaczenie lokalne (np. paproć orlica pospolita jest uprawiana na powierzchni 218 ha, a tasznik pospolity - na powierzchni 76 ha) i są pozyskiwane głównie ze stanowisk naturalnych. Szczególne miejsce zajmuje papryka ostra, która dotarła do Korei dopiero pod koniec XVI w, a obecnie jest przyprawą waŜniejszą niŜ sól i drugą po ryŜu pod względem wartości produkcji rośliną uprawną.
Warzywa przyprawowe (papryka ostra, czosnek, siedmiolatka, cebula i imbir) zajmują 43% całkowitej powierzchni upraw warzywnych. Warzywa, których częścią uŜytkową są owoce, zajmują 20% tej powierzchni. W grupie warzyw „owocowych” dyniowate (kawon, melon, ogórek, dynia) stanowią 75%, zaś psiankowate (pomidor, papryka słodka i oberŜyna) - tylko 13%. W Korei Płd. do tej grupy jest zaliczona takŜe truskawka, zajmująca 11% całkowitej powierzchni uprawy warzyw. Warzywa, których częścią uŜytkową są liście (kapusta pekińska i inne kapusty, sałata, szpinak), zajmują 18%, zaś warzywa „korzeniowe” (rzodkiewka i marchew) - 11% tej powierzchni. W roku 2000 uprawy pod osłonami liczyły 91 tys. ha, w tym uprawy szklarniowe stanowiły tylko 216 ha. Hydroponiczna uprawa warzyw jest praktykowana na powierzchni około 600 ha [KWON i in. 2006; LEE,PARK 2006].
Literatura
BASILE B., HERNÁNDEZ G., BARLOTTI E., COLONNE V., ROMANO R.,CIRILLO CH., GIAC-
CONE M.,SHAHAK Y.,FORLANI M. 2006. Use of photo-selective nets for anti-hail protec- tion of kiwifruit vines in Southern Italy. Prog. 27th Int. Hort. Congr. & Exhib.: 48-49.
BEN-YAKIR D.,HADAR D.,OFFIR Y.,CHEN M.,TREGERMAN M. 2006. Protecting crops from pests by using Optinet ® screens and Chromatinet ® shading nets. Prog. 27th Int. Hort.
Congr. & Exhib.: 361.
BLANKE M.M.2006. Life cycle assessement (lca) and food miles - an energy balance of fruit imports versus home-grown apples. Abstr. 27th Int. Hort. Congr. & Exhib.: 361.
BOKELMANN W. 2006. The German approach to horticultural education. Prog. 27th Int.
Hort. Congr. & Exhib.: 51.
CHA-UM S.,CHAMPACHEN S.,ATANON P.,KIRDMANEE CH. 2006. Physiological and mor- phological adaptation of a high content of Azadirechtin in Thai Neem (Azadirechta siamensis) in field trials. Abstr. 27th Int. Hort. Congr. & Exhib.: 86.
