Managing lack of winter chilling in apple production
Date
2022-04
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: Delayed onset and insufficient winter chilling cause delayed leaf drop in autumn, delayed,
protracted and reduced budbreak, a basitonic tree architecture, and reduced fruit yield and quality.
Fallen leaves serve as the main inoculum and overwintering site for the disease apple scab (Venturia
inaequalis (Cooke) Wint.). Re-infection of new growth occurs in the presence of rainfall in spring. By
accelerating leaf drop and leaf litter decomposition, apple scab inoculum load could potentially be
reduced. However, defoliation practices can affect growth and development in the following season due
to reduced, or increased nitrogen reserves.
Defoliation treatments were applied to ‘Granny Smith’ without net, ‘Granny Smith’ under 20%
white shade net, and ‘Rosy Glow’ without net to evaluate the efficacy of these treatments to advance
leaf drop and accelerate leaf litter decomposition in the Elgin-Grabouw-Vyeboom-Villiersdorp (EGVV)
region. The effect on subsequent vegetative and reproductive development was also determined. The
3% urea plus 2% zinc sulphate was the most effective defoliation treatment, and advanced complete
defoliation by 19 to 21 days in ‘Granny Smith’ without net, 26 to 27 days in ‘Granny Smith’ under 20%
white shade net, and up to 32 days in ‘Rosy Glow’. Defoliation treatments did not negatively affect
subsequent vegetative and reproductive development when applied 10 to 14 weeks after harvest in
‘Granny Smith’, or seven to 11 weeks after harvest in ‘Rosy Glow’. Future research is necessary to find
an effective defoliant that can also accelerate leaf litter decomposition on the orchard floor, without
being detrimental to growth and development in the following season.
Commercial apple growers in mild regions use chemical rest breaking agents (RBAs) to induce
budbreak and condense flowering period. However, due to a lack of effective alternative RBAs growers
are over-reliant on hydrogen cyanamide (HC), which is harmful to humans and the environment. There
is thus an increasing need to find an effective, but low cost, alternative RBA to replace HC. The potential
of potassium nitrate (KNO3), sodium nitrite (NaNO2), 6-benzyl adenine plus gibberellins A4 and A7 (6-
BA + GA4+7), and mineral oil (MO) as alternative RBAs to HC were evaluated in ‘Fuji’ and ‘Rosy
Glow’ in the EGVV region. The effect of timing of application at five, six and, seven weeks before full
bloom (WBFB) on the efficacy of HC, MO, and 6-BA + GA4+7 to induce budbreak in ‘Fuji’ was also
evaluated. Additionally, the effect of different rates of 6-BA + GA4+7 in combination with 2.6% MO
were investigated.
Seasonal differences in weather conditions affected the efficacy of RBAs. The recommended
RBAs are 1.5% HC in ‘Fuji’, and 0.5% in ‘Rosy Glow’ applied five weeks before full bloom. Promising
results were obtained with a lower rate of HC (0.25%) in combination with 2.6% MO in ‘Fuji, as well
as 3.4% NaNO3 and MO combinations in ‘Fuji’ and ‘Rosy Glow’, applied five weeks before full bloom.
However, further research is needed to find a safe, cost-effective, alternative RBA that can replace HC
and be as effective in stimulating budbreak. The effect of RBAs on yield and fruit quality when applied
on the same trees over the long-term, needs to be investigated.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Laat en onvoldoende winterkoue veroorsaak vertraagde blaarval in herfs, vertraagde, uitgerekte en verminderde bot, 'n basitoniese boomargitektuur, en verlaagde vrugopbrengs en -kwaliteit. Die swamsiekte, appelskurf (Venturia inaequalis (Cooke) Wint.) oorwinter en word vrygestel vanaf verouderende blare op die boordvloer. In die lente vind herbesmetting van nuwe groei plaas in die teenwoordigheid van reënval. Deur blaarval en blaarontbinding te versnel, kan appelskurf inokulumlading moontlik verminder word. Ontblaringspraktyke in die herfs kan egter groei en ontwikkeling in die volgende seisoen beïnvloed as gevolg van verminderde, of verhoogde stikstof reserwes. Ontblaringsbehandelings is toegepas op ‘Granny Smith’ sonder net, ‘Granny Smith’ onder 20% wit skadunet, en ‘Rosy Glow’ sonder net om die doeltreffendheid van hierdie behandelings te evalueer om blaarval te bevorder en blaarontbinding te versnel in die Elgin-Grabouw-Vyeboom-Villiersdorp (EGVV) streek. Die effek van ontblaring op daaropvolgende vegetatiewe en reproduktiewe ontwikkeling is ook bepaal. Die 3% ureum plus 2% sinksulfaat kombinasie was die doeltreffendste ontblaringsbehandeling, en het volledige ontblaring met 19 tot 21 dae in ‘Granny Smith’ sonder net, en 26 tot 27 dae in ‘Granny Smith’ onder 20% wit skadunet bevorder. Die behandeling het blaarval tot en met 32 dae in ‘Rosy Glow’ bevorder. Ontblaringsbehandelings het nie die daaropvolgende vegetatiewe en reproduktiewe ontwikkeling negatief beïnvloed wanneer dit 10 tot 14 weke na oes toegedien is in ‘Granny Smith’, of sewe tot 11 weke na oes in ‘Rosy Glow’ nie. Toekomstige navorsing is nodig om ‘n doeltreffende ontblaringsmiddel te vind wat ook blaarontbinding op die boordvloer kan versnel, sonder om nadelig te wees vir groei en ontwikkeling in die volgende seisoen. Kommersiële appelprodusente in gematigde streke gebruik chemiese rusbreekmiddels om bot te induseer en om die blomperiode te kondenseer. Weens ‘n gebrek aan effektiewe alternatiewe rusbreekmiddels is produsente egter meer aangewese op waterstofsianamied (WS), wat skadelik vir die mense en die omgewing is. Daar is dus ‘n toenemende behoefte om ‘n effektiewe, maar laekoste, alternatiewe rusbreekmiddel te vind om WS te vervang. Die potensiaal van kaliumnitraat (KNO3), natriumnitriet (NaNO2), 6-bensieladenien plus gibberelliene A4 en A7 (6-BA + GA4+7), en mineraal olie (MO) as alternatiewe rusbreekmiddels vir WS is in ‘Fuji’ en ‘Rosy Glow’ geëvalueer in die EGVV- streek. Die impak van toedieningstyd vyf, ses en, sewe weke voor volblom op die effektiwiteit van WS, MO en 6-BA + GA4+7 om bot in ‘Fuji’ te stimuleer was geëvalueer. Daarbenewens is die effek van verskillende dosisse 6-BA + GA4+7 in kombinasie met 2.6% MO ondersoek. Seisoenale verskille in weersomstandighede het die doeltreffendheid van rusbreekmiddels beïnvloed. Die aanbevole rusbreekmiddels is 1.5% HC in ‘Fuji’, en 0.5% in ‘Rosy Glow’ met toediening vyf weke voor volblom. Belowende resultate is verkry met ‘n laer dosis WS (0.25%) in kombinasie met 2.6% MO in ‘Fuji’, sowel as 3.4% NaNO3 en MO kombinasies in ‘Fuji’ en ‘Rosy Glow’, toegedien vyf weke voor volblom. Verdere navorsing is egter nodig om ‘n veilige, koste-effektiewe, alternatiewe rusbreekmiddel te vind wat WS kan vervang en net so effektief is om bot te stimuleer. Die effek van rusbreekmiddels op opbrengs en vrugkwaliteit wanneer dit oor die langtermyn op dieselfde bome toegedien word, moet ondersoek word.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Laat en onvoldoende winterkoue veroorsaak vertraagde blaarval in herfs, vertraagde, uitgerekte en verminderde bot, 'n basitoniese boomargitektuur, en verlaagde vrugopbrengs en -kwaliteit. Die swamsiekte, appelskurf (Venturia inaequalis (Cooke) Wint.) oorwinter en word vrygestel vanaf verouderende blare op die boordvloer. In die lente vind herbesmetting van nuwe groei plaas in die teenwoordigheid van reënval. Deur blaarval en blaarontbinding te versnel, kan appelskurf inokulumlading moontlik verminder word. Ontblaringspraktyke in die herfs kan egter groei en ontwikkeling in die volgende seisoen beïnvloed as gevolg van verminderde, of verhoogde stikstof reserwes. Ontblaringsbehandelings is toegepas op ‘Granny Smith’ sonder net, ‘Granny Smith’ onder 20% wit skadunet, en ‘Rosy Glow’ sonder net om die doeltreffendheid van hierdie behandelings te evalueer om blaarval te bevorder en blaarontbinding te versnel in die Elgin-Grabouw-Vyeboom-Villiersdorp (EGVV) streek. Die effek van ontblaring op daaropvolgende vegetatiewe en reproduktiewe ontwikkeling is ook bepaal. Die 3% ureum plus 2% sinksulfaat kombinasie was die doeltreffendste ontblaringsbehandeling, en het volledige ontblaring met 19 tot 21 dae in ‘Granny Smith’ sonder net, en 26 tot 27 dae in ‘Granny Smith’ onder 20% wit skadunet bevorder. Die behandeling het blaarval tot en met 32 dae in ‘Rosy Glow’ bevorder. Ontblaringsbehandelings het nie die daaropvolgende vegetatiewe en reproduktiewe ontwikkeling negatief beïnvloed wanneer dit 10 tot 14 weke na oes toegedien is in ‘Granny Smith’, of sewe tot 11 weke na oes in ‘Rosy Glow’ nie. Toekomstige navorsing is nodig om ‘n doeltreffende ontblaringsmiddel te vind wat ook blaarontbinding op die boordvloer kan versnel, sonder om nadelig te wees vir groei en ontwikkeling in die volgende seisoen. Kommersiële appelprodusente in gematigde streke gebruik chemiese rusbreekmiddels om bot te induseer en om die blomperiode te kondenseer. Weens ‘n gebrek aan effektiewe alternatiewe rusbreekmiddels is produsente egter meer aangewese op waterstofsianamied (WS), wat skadelik vir die mense en die omgewing is. Daar is dus ‘n toenemende behoefte om ‘n effektiewe, maar laekoste, alternatiewe rusbreekmiddel te vind om WS te vervang. Die potensiaal van kaliumnitraat (KNO3), natriumnitriet (NaNO2), 6-bensieladenien plus gibberelliene A4 en A7 (6-BA + GA4+7), en mineraal olie (MO) as alternatiewe rusbreekmiddels vir WS is in ‘Fuji’ en ‘Rosy Glow’ geëvalueer in die EGVV- streek. Die impak van toedieningstyd vyf, ses en, sewe weke voor volblom op die effektiwiteit van WS, MO en 6-BA + GA4+7 om bot in ‘Fuji’ te stimuleer was geëvalueer. Daarbenewens is die effek van verskillende dosisse 6-BA + GA4+7 in kombinasie met 2.6% MO ondersoek. Seisoenale verskille in weersomstandighede het die doeltreffendheid van rusbreekmiddels beïnvloed. Die aanbevole rusbreekmiddels is 1.5% HC in ‘Fuji’, en 0.5% in ‘Rosy Glow’ met toediening vyf weke voor volblom. Belowende resultate is verkry met ‘n laer dosis WS (0.25%) in kombinasie met 2.6% MO in ‘Fuji’, sowel as 3.4% NaNO3 en MO kombinasies in ‘Fuji’ en ‘Rosy Glow’, toegedien vyf weke voor volblom. Verdere navorsing is egter nodig om ‘n veilige, koste-effektiewe, alternatiewe rusbreekmiddel te vind wat WS kan vervang en net so effektief is om bot te stimuleer. Die effek van rusbreekmiddels op opbrengs en vrugkwaliteit wanneer dit oor die langtermyn op dieselfde bome toegedien word, moet ondersoek word.
Description
Thesis (MScAgric)--Stellenbosch University, 2022.
Keywords
Apple growers, Apples -- Water requirements, Apples -- Effect of cold on, Budbreak, Defoliation -- Treatments, Rest-breaking agents, Buds -- Development -- Effect of temperature on, UCTD