Red colour improvement in apple fruit (Malus domestica Borkh.)
Date
2020-12
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: Fruit red colour coverage and intensity determine the market value of bi-colour apples. Anthocyanin synthesis and therefore red colour development is highly light- and temperature dependent, the latter being especially challenging in warmer Mediterranean-type climates such as the Western Cape, South Africa. Colour development also occurs simultaneously with fruit ripening, a process that is highly ethylene sensitive. ‘Cripps’ Pink’ and older strains of ‘Fuji’ apples are notorious for poor and erratic colour development thus limiting producer profits. Bi-colour apples are therefore harvested over multiple picking dates mostly based on the extent of fruit red colour development.
Preharvest aminoethoxyvinylglycine (AVG) (125 mg٠L-1), 1-aminocyclopropane-1-
carboxylic acid (ACC) (200 μL٠L-1) and a combination of the two were evaluated together
with postharvest 1-methylcyclopropene (1-MCP), to determine the effect on red colour development, fruit quality and maturity of ‘Cripps’ Pink’ apples. ACC successfully increased percentage blush coverage of fruit and percentage Pink Lady™ pack-out; however, fruit maturity was advanced. AVG on its own resulted in a delay in red colour development, as well as fruit ripening. The combination of ACC and AVG resulted in fruit colour similar to that of untreated control fruit.
The effect of ACC (100 μL٠L-1 – 400 μL٠L-1) applied two weeks before harvest on red
colour development of ‘Fuji Kiku’ (Brak) and ‘Cripps’ Pink’ apples was evaluated over one and two seasons, respectively. The internal ethylene concentration (IEC) of ‘Cripps’ Pink’ apples was determined. A rapid increase in IEC of fruit after ACC application in both seasons indicated that ACC was taken up by the fruit and converted to ethylene. This resulted in an earlier shift in harvest distribution for both cultivars, indicating stimulation of red colour development by ACC. Loss in fruit firmness, greater starch breakdown and yellower ground colour of fruit treated with higher rates of ACC (300 μL٠L-1 and 400 μL٠L-1) indicate that the
advance in red colour development was due to advanced maturity. ACC applied at 200 μL٠L-
1 followed by postharvest 1-MCP treatment showed potential for aiding colour development of bi-colour apples without negatively affecting fruit maturity.
Two commercially available reflective mulches, viz. Lumilys® and ColorIt, were installed four to five weeks before harvest and evaluated on ‘Rosy Glow’ and ‘Fuji’ apples to improve red colour development without advancing fruit maturity. Trials were conducted in open orchards as well as under shade netting. Both reflective fabrics performed similarly in reflecting photosynthetically active radiation and increasing red blush colour of both cultivars, especially of the lower canopy fruit, compared to fruit from trees next to grassed alleys. Fruit maturity was largely unaffected by mulch installation, but varying results in parameters such as fruit firmness of ‘Rosy Glow’ apples indicate that this needs to be further investigated. The high initial input cost of reflective mulches might be justified by its improvement of Class one pack-out of fruit as well as its reusability within a season and over various seasons. Overall, the application of reflective mulching seems to be the better way to improve colour in ‘Cripps’ Pink’ and ‘Fuji rather than ACC application.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die markwaarde van twee-kleurige appelkultivars word bepaal deur rooi kleur dekking en -intensiteit. Antosianiensintese, d.w.s. rooi kleurontwikkeling, is hoogs afhanklik van lig- en temperatuur en in areas met ‘n warm Mediterreense-tipe klimaat soos in die Wes-Kaap, Suid Afrika is veral hoë lugtemperature dikwels problematies. Kleurontwikkeling vind ook gelyktydig plaas met vrugrypwording wat hoogs etileen sensitief is. ‘Cripps’ Pink’ en ouer seleksies van ‘Fuji’ appels is bekend vir hul swak en wisselvallige rooi kleur ontwikkelling wat dus produsente se winste kan beperk. Daarom word twee-kleurige appels, na gelang van die kleurontwikkeling, oor meer as een datum ge-oes. Die effek van aminoetoksivinielglisien (AVG) (125 mg٠L-1), 1-aminosiklopropaan-1- karboksielsuur (ACC) (200 μL٠L-1), ‘n kombinasie van die twee en ‘n na-oes 1- metielsiklopropeen (1-MCP) toediening is geëvalueer om hul effek op rooi kleurontwikkeling, vrugkwaliteit en -rypheid van ‘Cripps’ Pink’ appels te bepaal. ACC het beide die persentasie blosdekking en die Pink Lady™ uitpakke verhoog, maar die vrugrypheid versnel. AVG op sy eie het rooi kleurontwikkeling en vrugrypwording vertraag. Die kombinasie van ACC an AVG het gelei tot vrugkleur soortgelyk aan dié van die onbehandelde kontrole vrugte. Die effek van verskillende ACC dosisse (100 μL٠L-1 – 400 μL٠L-1), toegedien twee weke voor oes, op rooi kleurontwikkeling van ‘Fuji Kiku’ (Brak) en ‘Cripps’ Pink’ appels is, onderskeidelik, oor een of twee seisoene geëvalueer. Interne etileenkonsentrasie (IEK) van ‘Cripps’ Pink’ appels was ook gemeet. Die IEK van die vrugte het skerp toegeneem na ACC toediening in beide seisoene wat aandui dat ACC opgeneem is deur die vrugte en na etileen omgeskakel is. Die etileen het ‘n vervroeging in die oes van beide kultivars veroorsaak wat daarop dui dat rypwording deur ACC gestimuleer was en rooi kleurontwikkeling daarmee saam. Hoër konsentrasies van ACC (300 μL٠L-1 and 400 μL٠L-1) het egter ‘n skerp verlies in fermheid, hoë styselafbraak en ‘n geler agtergrondkleur veroorsaak en dus die vrugrypwording versnel. ‘n ACC toediening teen 200 μL٠L-1 gevolg deur ‘n na-oes 1-MCP toediening het potensiaal getoon om rooi kleurontwikkeling van twee-kleurige appels te bevorder sonder om vrugrypheid negatief te affekteer. Twee kommersiële weerkaatsende deklae, nl. Lumilys® en ColorIt, was vier tot vyf weke voor oes geinstalleer en geëvalueer om ‘Rosy Glow’ en ‘Fuji’ se rooi kleurontwikkeling te verbeter, sonder om vrugrypheid te bevorder. Die proewe is uitgevoer in oop boorde en boorde onder skadunet. In vergelyking met die grasry-kontrole het beide die weerkaatsende materiale beter rooi kleurontwikkeling tot gevolg gehad. Hul het soortgelyk presteer t.o.v. die weerkaatsing van fotosintetiese aktiewe lig en verbetering in rooi kleur van veral die vrugte in die onderste gedeeltes van die boom. Vrugrypheid was grotendeels nie geaffekteer deur die deklae nie, maar variërende resultate in parameters soos vrugfermheid van ‘Rosy Glow’ appels dui aan dat dit verder ondersoek moet word. Die hoë insetkoste van weerkaatsende deklae word moontlik geregverdig deur die verbetering in Klas-een vruguitpakke en die feit dat dit hergebruik kan word gedurende ‘n seisoen en ook oor verskeie seisoene. Algeheel betrag is die gebruik van weerkaatsende deklae waarskynlik die beter roete om rooi kleur in ‘Cripps’ Pink’ en ‘Fuji’ te verbeter eerder as om ACC aan te wend.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die markwaarde van twee-kleurige appelkultivars word bepaal deur rooi kleur dekking en -intensiteit. Antosianiensintese, d.w.s. rooi kleurontwikkeling, is hoogs afhanklik van lig- en temperatuur en in areas met ‘n warm Mediterreense-tipe klimaat soos in die Wes-Kaap, Suid Afrika is veral hoë lugtemperature dikwels problematies. Kleurontwikkeling vind ook gelyktydig plaas met vrugrypwording wat hoogs etileen sensitief is. ‘Cripps’ Pink’ en ouer seleksies van ‘Fuji’ appels is bekend vir hul swak en wisselvallige rooi kleur ontwikkelling wat dus produsente se winste kan beperk. Daarom word twee-kleurige appels, na gelang van die kleurontwikkeling, oor meer as een datum ge-oes. Die effek van aminoetoksivinielglisien (AVG) (125 mg٠L-1), 1-aminosiklopropaan-1- karboksielsuur (ACC) (200 μL٠L-1), ‘n kombinasie van die twee en ‘n na-oes 1- metielsiklopropeen (1-MCP) toediening is geëvalueer om hul effek op rooi kleurontwikkeling, vrugkwaliteit en -rypheid van ‘Cripps’ Pink’ appels te bepaal. ACC het beide die persentasie blosdekking en die Pink Lady™ uitpakke verhoog, maar die vrugrypheid versnel. AVG op sy eie het rooi kleurontwikkeling en vrugrypwording vertraag. Die kombinasie van ACC an AVG het gelei tot vrugkleur soortgelyk aan dié van die onbehandelde kontrole vrugte. Die effek van verskillende ACC dosisse (100 μL٠L-1 – 400 μL٠L-1), toegedien twee weke voor oes, op rooi kleurontwikkeling van ‘Fuji Kiku’ (Brak) en ‘Cripps’ Pink’ appels is, onderskeidelik, oor een of twee seisoene geëvalueer. Interne etileenkonsentrasie (IEK) van ‘Cripps’ Pink’ appels was ook gemeet. Die IEK van die vrugte het skerp toegeneem na ACC toediening in beide seisoene wat aandui dat ACC opgeneem is deur die vrugte en na etileen omgeskakel is. Die etileen het ‘n vervroeging in die oes van beide kultivars veroorsaak wat daarop dui dat rypwording deur ACC gestimuleer was en rooi kleurontwikkeling daarmee saam. Hoër konsentrasies van ACC (300 μL٠L-1 and 400 μL٠L-1) het egter ‘n skerp verlies in fermheid, hoë styselafbraak en ‘n geler agtergrondkleur veroorsaak en dus die vrugrypwording versnel. ‘n ACC toediening teen 200 μL٠L-1 gevolg deur ‘n na-oes 1-MCP toediening het potensiaal getoon om rooi kleurontwikkeling van twee-kleurige appels te bevorder sonder om vrugrypheid negatief te affekteer. Twee kommersiële weerkaatsende deklae, nl. Lumilys® en ColorIt, was vier tot vyf weke voor oes geinstalleer en geëvalueer om ‘Rosy Glow’ en ‘Fuji’ se rooi kleurontwikkeling te verbeter, sonder om vrugrypheid te bevorder. Die proewe is uitgevoer in oop boorde en boorde onder skadunet. In vergelyking met die grasry-kontrole het beide die weerkaatsende materiale beter rooi kleurontwikkeling tot gevolg gehad. Hul het soortgelyk presteer t.o.v. die weerkaatsing van fotosintetiese aktiewe lig en verbetering in rooi kleur van veral die vrugte in die onderste gedeeltes van die boom. Vrugrypheid was grotendeels nie geaffekteer deur die deklae nie, maar variërende resultate in parameters soos vrugfermheid van ‘Rosy Glow’ appels dui aan dat dit verder ondersoek moet word. Die hoë insetkoste van weerkaatsende deklae word moontlik geregverdig deur die verbetering in Klas-een vruguitpakke en die feit dat dit hergebruik kan word gedurende ‘n seisoen en ook oor verskeie seisoene. Algeheel betrag is die gebruik van weerkaatsende deklae waarskynlik die beter roete om rooi kleur in ‘Cripps’ Pink’ en ‘Fuji’ te verbeter eerder as om ACC aan te wend.
Description
Thesis (MScAgric)--Stellenbosch University, 2020.
Keywords
Fruit -- Color, Fuji apples, Apples, Apple growers -- South Africa -- Western Cape, Apples -- Effect of climatic changes on, Apples -- Harvesting, UCTD