Influenza dello stress idrico sulle caratteristiche ingegneristiche e sul contenuto di olio dei semi di girasole

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 12418 (2022) Citare questo articolo

513 accessi

1 Citazioni

1 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Conoscere alcune caratteristiche fisiche e meccaniche e la percentuale di olio dei semi di girasole potrebbe essere utile per attrezzature e attività di raccolta e lavorazione come il trasporto, lo stoccaggio, i processi di produzione alimentare e per creare un database di questo seme. Lo scopo principale di questa ricerca era studiare l'effetto dello stress idrico durante l'irrigazione sulle proprietà e sulla qualità dei semi. A questo scopo, è stato condotto un esperimento sul campo con quattro trattamenti di irrigazione in deficit [80%, 60%, 100–80 (100% fabbisogno irriguo ETc per la formazione dei semi, quindi ridotto all’80% fino alla raccolta) e 100–60% (100 % ETc alla formazione dei semi, poi ridotta al 60% fino alla raccolta)] paragonabile all'irrigazione completa (100%). Sono state stimate le caratteristiche geometriche, gravimetriche e meccaniche, nonché il contenuto di semi oleosi e la resa dei semi di girasole. Il risultato ha mostrato che non vi era alcun effetto significativo dei trattamenti con deficit di irrigazione basso (100-80%) e medio (80%) sulle caratteristiche geometriche, gravimetriche e meccaniche, mentre l’applicazione del 60% del fabbisogno irriguo (ETc) ha mostrato un effetto significativo su di esse. D’altro canto, i trattamenti con stress irriguo basso e medio hanno migliorato la resa in olio e il contenuto di olio di semi. L’aumento più elevato è stato rispettivamente dell’8,54% e del 5,6% per la resa in olio e il contenuto di olio, considerando T100–80 seguito dall’applicazione dell’80% ETc, ma con un elevato stress idrico (60% ETc) la resa in olio e il contenuto di olio di semi sono diminuiti significativamente.

L’acqua è importante nella produzione agricola, ma nel prossimo futuro sarà necessario affrontare il problema della scarsità idrica. Nelle regioni semiaride del Mediterraneo, la scarsità d’acqua e la crescente rivalità per le risorse idriche tra l’orticoltura e altri settori obbligano all’uso di strategie di gestione dell’acqua che consentano la conservazione dell’acqua mantenendo livelli accettabili di produzione1,2.

Poiché il girasole ha la capacità di sopravvivere in condizioni di stress in una certa misura rispetto ad altre colture di semi oleosi, anche il deficit idrico in combinazione con l’elevata temperatura dell’aria dalle fasi di fioritura a quella di riempimento dei semi ha ridotto significativamente la resa dei semi e la qualità dell’olio di semi di girasole nelle zone aride e semi-aride. regione arida3. L’irrigazione in deficit è uno dei metodi per aumentare l’efficienza nell’uso dell’acqua. L’applicazione del deficit idrico (80%)4 ha prodotto quasi la stessa resa di semi di girasole di quella ottenuta con l’irrigazione completa, oltre a risparmiare circa il 20% dell’acqua di irrigazione e a massimizzare l’efficienza nell’uso dell’acqua. La resa biologica dei genotipi di cartamo si è ridotta significativamente in condizioni di stress da siccità del 17,9%, rispetto alla condizione normale5. La percentuale di olio è un criterio importante per determinare la qualità del girasole e può essere influenzata dai deficit di irrigazione6. Il contenuto di olio dei semi di girasole varia dal 37 al 42%4. Secondo ricerche precedenti, quando il raccolto di girasole era sottoposto a stress idrico durante la fase di fioritura, la percentuale di contenuto di olio di girasole si riduceva drasticamente7. Una diminuzione del contenuto di olio di cartamo con l'aumento della siccità è stata segnalata da5, dove i risultati hanno mostrato una diminuzione significativa della resa di olio in condizioni di stress da siccità del 19,3%. Nella maggior parte dei casi la riduzione della resa in olio è inferiore alla riduzione della resa in semi, il che indica un aumento del contenuto di olio. Ma la grave siccità durante la fioritura e la fase delle gemme ha ridotto la resa in olio più della resa in semi, il che potrebbe essere dovuto alla diminuzione del contenuto di olio dei semi3. Quindi queste due fasi possono essere considerate le più sensibili allo stress da siccità.

A causa della necessità di conservare e fornire acqua, molte colture utilizzano ora piccoli sistemi di irrigazione. Gli esperimenti hanno rivelato che alcune piante rispondono positivamente al raccolto e alle sue qualità, mentre altre no8.

Gli scienziati stanno studiando gli aspetti fisici, meccanici, chimici e botanici dei semi da un punto di vista ingegneristico al fine di migliorare la produzione di semi mantenendo un'elevata qualità. Queste caratteristiche possono essere utilizzate per guidare la progettazione di attrezzature e processi per la produzione di sementi, come la semina, la raccolta, la lavorazione e il test di macchinari specifici per la pulizia e la selezione9,10,11. Ad esempio, la dimensione e la forma dei semi sono importanti sia per la loro separazione elettrostatica dai materiali indesiderati12. Inoltre, l'identificazione della forma del seme potrebbe essere importante per una previsione analitica del suo comportamento all'essiccazione13. La densità apparente, la densità reale e la porosità sono utili per dimensionare le tramogge dei cereali e le strutture di stoccaggio poiché possono influenzare la velocità di trasferimento di calore e massa durante le operazioni di aerazione e essiccazione14. I dati sulle qualità fisiche dei materiali agroalimentari sono significativi perché possono essere utilizzati come input per modelli che anticipano la qualità e il comportamento del prodotto nelle circostanze di semina, manipolazione, pre-raccolta e post-raccolta; e possono aiutare a capire come viene lavorato il cibo15.