Investigating the reproductive potential and yield of pecans [Carya illinoinensis (Wangenh. K. Koch)] under South African conditions.
Date
2021-12
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: Successful pecan [Carya illinoinensis (Wangenh. K. Koch)] production is highly dependent on
the effective management of pollination related crop losses (e.g. Stage-II fruit drop). Pecan nut
production has seen a rapid increase in the last century and focus has steadily shifted towards
retaining fruit that has set. Pecans are known to suffer drastically from fruit drop, which has
introduced new avenues of research opportunities to increase fruit retention.
The effectiveness of aminoethoxyvinylglycine (AVG; formulated as ReTain®) to
increase fruit retention of two commercial pecan cultivars (‘Wichita’ and ‘Navaho’) in Prieska,
Northern Cape, was evaluated over a period of three seasons. AVG was applied at 125 mg.L-1
and 250 mg.L-1 at various phenological stages: 20 -30% flowering, 60 - 80% flowering, 7
DAFB (Days After Full Bloom), 14 DAFB and 21 DAFB (‘Wichita’ only). The application of
AVG decreased nut retention in a season with high fruit set (> 80%) and low crop load (<
300kg.ha-1) in ‘Wichita’ site B. AVG application did however significantly increase nut
retention in one ‘Wichita’ site, in the third season, when applied under a lower fruit set (< 60%)
and higher crop load (> 700kg.ha-1) condition. Therefore, the use of AVG as a cropload
management tool may be limited to similar conditions. Lastly, the use of AVG with the intent
to decrease Stage-II fruit drop did not result in a significant yield increase compared to the
control. Thus, under the Northern Cape climatic conditions, for ‘Wichita’ and ‘Navaho and
with the recommended dosages, there was no economic advantage to apply AVG to improve
nut retention.
The nutrient reserve status of a tree is invaluable in increasing nut retention of pecan.
Therefore, the mid-season application of a commercially available foliar nutrient product (Top
Groei® - Supreme) was evaluated. Top Groei® - Supreme was applied at a rate of 2 ml.L-1
during pistillate flower differentiation (March) for two consecutive seasons on young, bearing
‘Wichita’ trees. In addition, Top Groei® - RootAktiv and Top Groei® - Vigor were applied
once off, during the beginning of the 2nd season, as a soil drench at 2.5 L.ha-1 and 5 L.ha-1
respectively, on the treatment trees. Nut retention was unaffected in both seasons. However, a
significant increase in yield efficiency (kg.cm-2) was observed during the 2nd season, after the
additional soil nutrient amendment was included. It is speculated that this result indicated a
potential ‘hidden nutrient/reserve requirement’ in bearing ‘Wichita’ trees and that trees may
react positively towards additional nutrient applications, even though no deficiencies were
recorded in foliar analyses to result in an increase in yield.
Pecan tree architecture is an often-overlooked aspect of pecan production due to most
producers adopting the “hedging” technique. Young trees are often left to fill their space with
little to no tree training, where after trees are pruned mechanically. This technique results in a
complex canopy resulting in shading within the internal tree canopy, which could lead to
reduced reproductive development due to a lack of sufficient light distribution. The
management practice of pinching the terminal section of vegetative shoots to increase potential
bearing positions was evaluated on young, non-bearing ‘Wichita’ trees in the Villiersdorp,
South Africa. Selected shoots of 22 cm length and longer were pinched in November 2017 and
2018. A follow-up pinch should have been conducted, but due to the unforeseen three-year
drought, shoots did not grow sufficiently after the first pinch. Pinching resulted in a consistent
increase in the number and length of laterals on the current season’s growth, compared to the
non-pinched control trees, which produced long and unproductive current season’s shoots. At
a young, non-bearing tree age, when bearing positions are not required yet, pinching may also
serve as a means to induce lateral growth positions which could then be selected, based on
crotch angle etc., to create an ideal framework.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Suksevolle pekan [Carya illinoinensis (Wangenh. K. Koch)] produksie is hoogs afhanklik van die effektiewe bestuur van bestuiwingsverwante vrugverliese (bv. Fase-II vrugval). Pekanneut produksie het in die afgelope eeu sterk toegeneem met die fokus wat stelselmatig verskuif na die behoud van vrugte wat wel geset het. Pekanneute is bekend daarvoor dat hulle onderhewig is aan erge vrugval wat aanleiding gegee het tot die ontwikkeling van nuwe metodes om vrug retensie te verhoog. Die effektiwiteit van aminoetoksivinielglisien (AVG, geformuleer as ReTain®) om vrugretensie van twee kommersiële pekan kultivars (Wichita en Navaho), in Prieska, Noord Kaap, te verhoog, is ge-evalueer oor ‘n periode van drie jaar. AVG is toegedien teen ‘n dosis van 125 mg.L-1 en 250 mg.L-1 op verskeie fenologiese stadiums insluitend: 20 - 30% blom, 60 -80% blom, 7, 14 en 21 dae na volblom (laasgenoemde slegs op ‘Wichita’). Die toediening van AVG het vrugretensie verminder in ‘n seisoen met hoë vrugset (> 80%) en lae opbrengs (< 300kg.ha-1). Met aanwending in die derde seisoen, onder toestande van laer vrugset (< 60%) en hoër opbrengste (> 700kg.ha-1), het een ‘Wichita’ behandeling ‘n hoër vrugretensie getoon. Dus is die gebruik van AVG as ‘n oeslading bestuurspraktyk beperk tot soortgelyke omstandighede en die spesifieke konsentrasies. Ten slotte het die aanwending van AVG, teen die aanbevole dosisse, op ‘Wichita’ of ‘Navaho’ onder die Noord-Kaapse klimaatskondisies, met doelwit om Fase-II vrugval te verminder, geen betekenisvolle toename in vrugretensie getoon nie en dus is daar onder hierdie omstandighede geen ekonomiese voordeel om AVG toe te dien nie. Die reserwe voedingstatus van ‘n boom is krities wanneer daar gepoog word om vrugretensie van pekans te verhoog. Daarom is die effektiwiteit van ‘n mid-seisoen aanwending van ‘n kommersieël beskikbare blaarvoeding (Top Groei® - Supreme), om die voedingstatus te verhoog, op pekans ge-evalueer. Die doel van die aanwending was om vrugval te verminder deur reserwe voedingstowwe, wat in die algemeen met vrugval geassosieer word, aan te vul. Top Groei® - Supreme is toegedien teen 2 ml.L-1 tydens vroulike blom differensiasie (Maart) op jong, draende ‘Wichita’ bome, gedurende twee opeenvolgende seisoene. Top Groei® - RootAktiv en Top Groei® - Vigor is eenmalig as ‘n grondtoediening onderskeidelik teen 2.5 L.ha-1 en 5 L.ha-1 aan dieselfde bome toegedien gedurende die tweede seisoen. Vrug retensie het nie betekenisvol toegeneem oor die twee seisoene nie. ‘n Toename in opbrengsdoeltreffenheid (kg.cm-1) is opgemerk gedurende die tweede seisoen, na die aanvullende grondtoediening van voeding. Ons spekuleer dat dit dui op ʼn moontlike ‘verskuilde voedings/reserwe tekort’ op draende pekans, sonder ʼn voedingstekort gebaseer op blaaranalises, wat postief beïnvloed kan word deur ʼn aanvullende voedingsprogram met ‘n moontlike toename in opbrengs as resultaat. Pekanboom argitektuur is ‘n onderskatte aspek van pekan produksie aangesien die meeste produsente ‘n heining (“hedging”) benadering volg met die snoei van voldraende bome. Jong bome word dikwels heeltemal gelos om hulle spasie te vul sonder enige opleipraktyke. Hulle word dan daarna jaarliks meganies gesnoei om ‘n heining te vorm. Laasgenoemde tegniek lei tot ʼn toenemende kompleksiteit in die blaardak en oorskaduwing binne in individuele bome wat lei tot ʼn afname in vrugbaarheid. Die gebruik van ‘n tip of knyp snoeimetode (pinching) wat die verwydering van die terminale gedeelte van ‘n loot behels, met die doel om die aantal potensiële dra posisies te verhoog, is ge-ëvalueer op jong, nie-draende ‘Wichita’ bome in die Villiersdorp distrik, WesKaap. Lote van die hudige seisoen se groei, 22 cm en langer, is in September 2017 en weer in 2018 getip. ‘n Beplande opvolg tip behandeling later in die seisoen is opgeskort weens onvoorsiene drie-jaar-lange droogte toestande wat gelei het tot vroeë lootgroeistaking. Tip het gelei tot ‘n betekenisvolle toename in die aantal en lengte van vegetatiewe groei van laterale op die huidige seisoen se lote in vergelyking met onbehandelde lote van die kontrole, wat lang, onvertakte lote gemaak het. Tip kan by jong, nie- draende bome, wat nie aanvanklik dra posissies benodig nie, gebruik word om laterale groei op jong bome te stimuleer en opsies te skep vir die keuse van lote op grond van die aanhegtingshoek om ‘n sterk raamstruktuur daar te stel.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Suksevolle pekan [Carya illinoinensis (Wangenh. K. Koch)] produksie is hoogs afhanklik van die effektiewe bestuur van bestuiwingsverwante vrugverliese (bv. Fase-II vrugval). Pekanneut produksie het in die afgelope eeu sterk toegeneem met die fokus wat stelselmatig verskuif na die behoud van vrugte wat wel geset het. Pekanneute is bekend daarvoor dat hulle onderhewig is aan erge vrugval wat aanleiding gegee het tot die ontwikkeling van nuwe metodes om vrug retensie te verhoog. Die effektiwiteit van aminoetoksivinielglisien (AVG, geformuleer as ReTain®) om vrugretensie van twee kommersiële pekan kultivars (Wichita en Navaho), in Prieska, Noord Kaap, te verhoog, is ge-evalueer oor ‘n periode van drie jaar. AVG is toegedien teen ‘n dosis van 125 mg.L-1 en 250 mg.L-1 op verskeie fenologiese stadiums insluitend: 20 - 30% blom, 60 -80% blom, 7, 14 en 21 dae na volblom (laasgenoemde slegs op ‘Wichita’). Die toediening van AVG het vrugretensie verminder in ‘n seisoen met hoë vrugset (> 80%) en lae opbrengs (< 300kg.ha-1). Met aanwending in die derde seisoen, onder toestande van laer vrugset (< 60%) en hoër opbrengste (> 700kg.ha-1), het een ‘Wichita’ behandeling ‘n hoër vrugretensie getoon. Dus is die gebruik van AVG as ‘n oeslading bestuurspraktyk beperk tot soortgelyke omstandighede en die spesifieke konsentrasies. Ten slotte het die aanwending van AVG, teen die aanbevole dosisse, op ‘Wichita’ of ‘Navaho’ onder die Noord-Kaapse klimaatskondisies, met doelwit om Fase-II vrugval te verminder, geen betekenisvolle toename in vrugretensie getoon nie en dus is daar onder hierdie omstandighede geen ekonomiese voordeel om AVG toe te dien nie. Die reserwe voedingstatus van ‘n boom is krities wanneer daar gepoog word om vrugretensie van pekans te verhoog. Daarom is die effektiwiteit van ‘n mid-seisoen aanwending van ‘n kommersieël beskikbare blaarvoeding (Top Groei® - Supreme), om die voedingstatus te verhoog, op pekans ge-evalueer. Die doel van die aanwending was om vrugval te verminder deur reserwe voedingstowwe, wat in die algemeen met vrugval geassosieer word, aan te vul. Top Groei® - Supreme is toegedien teen 2 ml.L-1 tydens vroulike blom differensiasie (Maart) op jong, draende ‘Wichita’ bome, gedurende twee opeenvolgende seisoene. Top Groei® - RootAktiv en Top Groei® - Vigor is eenmalig as ‘n grondtoediening onderskeidelik teen 2.5 L.ha-1 en 5 L.ha-1 aan dieselfde bome toegedien gedurende die tweede seisoen. Vrug retensie het nie betekenisvol toegeneem oor die twee seisoene nie. ‘n Toename in opbrengsdoeltreffenheid (kg.cm-1) is opgemerk gedurende die tweede seisoen, na die aanvullende grondtoediening van voeding. Ons spekuleer dat dit dui op ʼn moontlike ‘verskuilde voedings/reserwe tekort’ op draende pekans, sonder ʼn voedingstekort gebaseer op blaaranalises, wat postief beïnvloed kan word deur ʼn aanvullende voedingsprogram met ‘n moontlike toename in opbrengs as resultaat. Pekanboom argitektuur is ‘n onderskatte aspek van pekan produksie aangesien die meeste produsente ‘n heining (“hedging”) benadering volg met die snoei van voldraende bome. Jong bome word dikwels heeltemal gelos om hulle spasie te vul sonder enige opleipraktyke. Hulle word dan daarna jaarliks meganies gesnoei om ‘n heining te vorm. Laasgenoemde tegniek lei tot ʼn toenemende kompleksiteit in die blaardak en oorskaduwing binne in individuele bome wat lei tot ʼn afname in vrugbaarheid. Die gebruik van ‘n tip of knyp snoeimetode (pinching) wat die verwydering van die terminale gedeelte van ‘n loot behels, met die doel om die aantal potensiële dra posisies te verhoog, is ge-ëvalueer op jong, nie-draende ‘Wichita’ bome in die Villiersdorp distrik, WesKaap. Lote van die hudige seisoen se groei, 22 cm en langer, is in September 2017 en weer in 2018 getip. ‘n Beplande opvolg tip behandeling later in die seisoen is opgeskort weens onvoorsiene drie-jaar-lange droogte toestande wat gelei het tot vroeë lootgroeistaking. Tip het gelei tot ‘n betekenisvolle toename in die aantal en lengte van vegetatiewe groei van laterale op die huidige seisoen se lote in vergelyking met onbehandelde lote van die kontrole, wat lang, onvertakte lote gemaak het. Tip kan by jong, nie- draende bome, wat nie aanvanklik dra posissies benodig nie, gebruik word om laterale groei op jong bome te stimuleer en opsies te skep vir die keuse van lote op grond van die aanhegtingshoek om ‘n sterk raamstruktuur daar te stel.
Description
Thesis (MScAgric)--Stellenbosch University, 2021.
Keywords
Pecan (Carya illinoinensis) -- Breeding -- South Africa, Pecan -- Nutrition, Pecans -- Effect of pollution on, Aminoethoxyvinylglycine (AVG), Pecan -- Effect of drought on, UCTD