Технология упаковки гроздей столового винограда на кустах в пакеты (мешки), широко используемая в Испании и в таких странах, как США, Китай и Австралия, позволяет уменьшить остаточное количество пестицидов и в то же время улучшить качество ягод винограда. Этот метод применяется не только к винограду, но и к плодовым культурам, таким как яблони, груши и персики, с целью для улучшения качества плодов.
Интенсивное использование химикатов в столовом виноградарстве вызвало проблемы окружающей среды и здоровья человека. Среди решений, которые позволяют нам уменьшить остатки и в то же время улучшить качество ягод, выделяется техника упаковки гроздей в пакеты, которая лежит в основе анализируемого в данной статье исследования, проведенного на двух сортах столового винограда.
Читайте здесь: МДУ пестицидов в столовом винограде - факты
За последнее столетие при выращивании столового винограда резко возросло использование синтетических химикатов, используемых для повышения эффективности производства и ограничения ущерба, причиняемого болезнями и физиологическими расстройствами. Однако теперь ясно, что интенсивное использование этих веществ, хотя и необходимо для обеспечения адекватного производства, имеет значительные негативные последствия для окружающей среды и здоровья человека. Это побудило технических специалистов и ученых искать альтернативные решения, которые уменьшают присутствие химических остатков на ягодах винограда без ущерба для урожайности, стремясь к более ответственному и устойчивому сельскому хозяйству.
В секторе столового виноградарства одной из наиболее интересных стратегий минимизации потерь урожая из-за таких факторов окружающей среды, как град или солнечный ожог, а также биотических угроз (возбудители болезней, насекомые и птицы), является упаковка гроздей в пакеты на завершающей стадии созревания винограда.
Многочисленные исследования показывают, что упаковка в пакеты может улучшить цвет ягод винограда за счет снижения выработки хлорофилла и способствуя накоплению антоцианов. Кроме того, эта практика значительно уменьшает количество химических остатков на ягодах, поскольку пакет действует как физический барьер, предотвращающий прямое загрязнение.
Однако эффективность упаковки в мешки (пакеты) зависит от нескольких факторов, в том числе от типа материала, из которого изготовлен мешок, продолжительности нахождения грозди в пакете, климатических условий и фенофазы развития растения, на котором упаковка применяется.
Для данного исследования было проанализировано влияние упаковки на грозди двух белоягодных столовых сортов винограда: Виктория, раннего срока созревания, и Италия, позднего срока созревуания. В течение двух лет (2021 и 2022 гг.) были протестированы три различных типа пакетов: бумажные, пергаминовые* (калька) и нетканые материалы из полипропилена (агроспан, спанбонд). В качестве контрольного варианта использовали грозди без пакетов.
Грозди помещали в пакеты приблизительно через 120 дней после цветения, и они находились в этих пакетах до достижения коммерческой зрелости (до съема перед продажей). В каждом варианте опыта анализировали по 15 гроздей. Обработки виноградниками средствами защиты растений (СЗР) проводились с учетом потребностей виноградники и в соответствии с действующими нормами расхода препаратов.
Основная цель данного исследования заключалась в оценке влияния различных типов мешков как на качественные характеристики ягод, так и на способность этого метода снижать присутствие остатков пестицидов на гроздях в условиях интенсивного производства.
Хотя продолжительность применения и тип используемого материала влияют на результаты, этот метод оказался эффективным в снижении накопления химических остатков на гроздях столового винограда.
Чтобы оценить влияние метода упаковки в мешки, грозди были проведены увологические, физические и химические анализы. При увологических анализах учитывались такие характеристики, как масса грозди и ягод, размеры ягод (длина и ширина), общее количество ягод и число ягод в одной грозди. Что касается физических свойств, были проведены колориметрические и структурные измерения. Кроме того, качественные анализы охватывали общее содержание растворимых твердых веществ (сахаристость сока ягод), pH, титруемую кислотность и общее количество полифенолов.
Результаты показывают, что использование разных по составу пакетов не оказала существенного влияния на вес грозди, общее количество ягод и число ягод на гроздь у двух тестируемых сортов винограда. Однако были выявлены существенные различия в размерах ягод в зависимости от типа используемого мешка. В частности, в гроздях, упакованных в пакеты в из кальки, у обоих сортов наблюдалось увеличение как массы, так и длины ягод по сравнению с контролем. У сорта Италия в гроздях, упакованных в пакеты из бумаги и агроспана, наблюдалось уменьшение диаметра ягод (табл.1).
NS => Не является статистически значимым.
Результаты колориметрического анализа показали снижение яркости окраски ягод (значение L*) у образцов обоих сортов, подвергнутых упаковке в мешки, при этом самые низкие значения зафиксированы у гроздей, помещенных в бумажные пакеты. Значения координаты а* (от зеленого к красному) для обоих сортов были ниже в образцах при использовании кальки, тогда как для сорта Виктория такое снижение наблюдалось и при использовании бумажных пакетов.
Данные, относящиеся к координате b* (которая указывает оттенок между синим и желтым), показали, что калька и бумажные пакеты показали самые низкие значения для обоих анализируемых сортов.
Что касается консистенции мякоти, то ягоды при использовании бумажных пакетов показали меньшую прочность на сжатие, составив в среднем 16,2 Ньютона (Н) для обоих сортов. В случае сорта Италия контрольный образец получил самое высокое значение сопротивления по сравнению с другими обработками, в среднем 26,3 Н. Для сорта Виктория грозди, помещенные в мешки из агроспана (в среднем 21,9 Н) и кальки (в среднем 20,4 Н), не показали существенных различий по сравнению с контрольным образцом, средний показатель которого достигал 21,5 Н.
Что касается химических анализов, то существенных различий между образцами двух сортов не выявлено, за исключением содержания суммы полифенолов, измеряемой в мг галловой кислоты на литр (GAE/L). В частности, у гроздей сорта Италия, помещенных в бумажные пакеты, был зарегистрирован самый высокий уровень общего содержания полифенолов, в среднем 28,6 мг GAE/L, тогда как при использовании пакетов из кальки было зафиксировано самое низкое значение, равное 19,6 мг ГАЭ/л (табл. 2).
NS => Не является статистически значимым
Анализ остатков пестицидов проводился в соответствии с директивами EFSA (Европейское управление по безопасности пищевых продуктов) с использованием протокола QuEchERS (UNI EN 1562:2018). Для обнаружения летучих соединений использовали газовую хроматографию в сочетании с тройной квадрупольной масс-спектрометрией (GC-MS/MS) с использованием системы ThermoFisher Scientific TSQ 9610. Анализы жидкостной хроматографии выполняли методом HPLC-MS/MS с использованием анализатора TSQ Quantum Access MAX той же компании.
Результаты, полученные для сорта Италия, показали, что контрольные образцы, относящиеся к 2021 и 2022 годам, имели значительно более высокие концентрации остатков пестицидов, чем те, которые были упакованы в мешки. В частности, ацетамиприд показал самые высокие концентрации показал инсектицид ацетамиприд: 0,33 мг/кг в 2021 году и 0,161 мг/кг в 2022 году для контрольных образцов по сравнению с гораздо более низкими уровнями для гроздей, находившихся в пакетах.
Кроме того, в 2021 году в контрольных образцах сорта Италия были выявлены значительно более высокие уровни препаратов от оидиума (пенконазола, спироксамина) и препарата против милдью (зоксамида), равные 0,14 мг/кг, 0,14 мг/кг и 0,078 мг/кг соответственно. Наибольшее снижение пестицидных остатков наблюдалось у гроздей, упакованных в кальку в 2021 году (0,006 мг/кг) и в бумажные пакеты в 2022 году (0,008 мг/кг) (табл. 3).
Что касается сорта Виктория, то различия между контрольными и пакетированными образцами были менее выражены. Самым стойким соединением оказался ацетамиприд с концентрацией 0,19 мг/кг в контроле 2021 г. и 0,074 мг/кг в 2022 г. Наименьшие значения общих остатков были обнаружены в образцах, упакованных в бумажные пакеты, в 2021 г., а в пакеты из кальки и агроспана - в 2022 году. Контрольные образцы показали самые высокие общие концентрации остатков пестицидов, достигнув 0,206 мг/кг в 2021 г. и 0,077 мг/кг в 2022 г.
Выводы
Результаты исследования показали эффективность упаковки гроздей в улучшение органолептических качеств столового винограда.
В частности, использование мешков из кальки (целлюлозного и воздухопроницаемого материала) привело к увеличению размера и веса винограда как у сорта Италия, так и у сорта Виктория. Что касается колориметрических параметров, то благодаря упаковке был благоприятный эффект был обнаружен благодаря упаковке; гроздья, завернутые в пергамент, показали пониженные значения яркости (L *) и насыщенности (a *), что способствовало появлению интенсивного зеленого цвета.
Однако, что касается консистенции мякоти ягод, наблюдался противоположный результат по сравнению с ожидаемыми качественными характеристиками. Фактически, испытание на сжатие показало, что использование бумажного пакета привело к снижению устойчивости к сжатию ягод обоих сортов, что указывает на снижение тургора ягод. Для сорта Италия такое снижение устойчивости было отмечено для всех типов пакетов. Этот неблагоприятный эффект может возникнуть из-за изменений микроклимата внутри пакетов, особенно относительно влажности, которая, как правило, выше в бумажных пакетах из-за их способности поглощать и удерживать жидкости. Кроме того, поскольку грозди сорта Италия были собраны на 30 дней позже гроздей сорта Виктория, этот аспект мог оказать существенное влияние на консистенцию мякоти ягод винограда.
Что касается анализа остатков пестицидов, результаты подтвердили, что упаковка в мешки значительно снижает остаточные концентрации этих веществ.
Пакеты действуют как физический барьер, ограничивая воздействие пестицидов на ягоды винограда. В частности, для сорта Италия использование мешков привело к снижению концентрации пестицидных остатков. В 2021 году общая концентрация остатков в контрольном образце составила 0,73 мг/кг, тогда как в гроздьях, упакованных в мешки из кальки, она снизилась до 0,006 мг/кг. В 2022 году общая концентрация снизилась до 0,2 мг/кг в контрольном образце и до 0,008 мг/кг у гроздей, упакованных в бумажные пакеты. У сорта Виктория снижение было менее выраженным, хотя в оба года контрольный образец демонстрировал самые высокие концентрации остатков. Эту разницу можно объяснить временем нахождения гроздей в упаковке, которое было дольше для сорта Италия.
Наконец, было установлено, что наиболее распространенным активным соединением у обоих сортов был ацетамиприд, демонстрируя большую устойчивость у сорта Виктория. Этот неоникотиноидный инсектицид (такие препараты, как Моспилан, Медоуз, Снейк, Стожар и др.), применяемый для опрыскивания по листу, проникает в сосудистую систему растения и распространяется в других частях растения, в том числе и в ягодах винограда. основным процессом разложения ацетамиприда с периодом полураспада от 1,84 до 2,25 дней является фотолиз (то есть деградация действующего вещества в результате воздействия солнечного света).
В заключение, исследование показало, что на накопление остатков пестицидов на ягодах винограда влияет как тип материала, используемого для упаковки гроздей, так и продолжительность нахождения гроздей в упаковке. Однако доказана эффективность метода упаковки в мешки в плане ограничения накопления химикатов на ягодах винограда.
Авторы исследования: Леонардо Лука, Франческо Сколло, Элизабетта Николози, Кафедра сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды, Университет Катании, Италия
*Пергамин — это прочная жиро- и маслонепроницаемая бумага (тонкая, до 40 г/м²) без наполнителя, применяемая для производства кальки и пищевой упаковки. Производится из беленой сульфитной и сульфатной целлюлозы.
