Impact of crown shapes, irrigation and fertilizer methods on the biochemical composition of apple fruit

The research was performed in 2021-2022 in an orchard planted in 2015 and located on the laboratory plot of Federal Horticultural Center for Breeding, Agrotechnology and Nursery (Moscow region). Objects of study included Spartan and Common Antonovka apple varieties, on a semi-dwarf clone rootstock 54-118. The research was aimed at studying the impact of crown shapes, irrigation and fertilizer methods on the biochemical composition of apple fruit. The impact of the studied factors on the biochemical composition of apple fruit when grown on sod-podzolic soil was established to depend on the biological characteristics of the variety and to manifest itself in different ways. The Spartan variety, when the spindle-shaped crown was formed, revealed the decrease in the vitamin C content by 7.1-11.2 % compared to the other two forms of crowns. Drip irrigation increased this rate by 9.5 % compared to the control, and the fertilizer methods had no significant differences. The spindle-shaped crown of the Common Antonovka variety, on the contrary, increased the content of ascorbic acid, as did the combination of drip irrigation with N₁₂₀K₁₅₀ in the form of solid fertilizers. The studied factors and their interaction had no significant impact on the total amount of sugars and the content of soluble dry substances in the fruits of the Spartan apple variety. The titratable acidity largely depended on the biological characteristics of the variety. The Common Antonovka variety had much higher titratable acidity than the Spartan variety. The highest indicators were specific for the combinations of drip irrigation with N ₁₂₀K₁₅₀ in the form of solid fertilizers with a spindle-shaped crown (0.7%) and drip irrigation with N₁₂₀K₁₅₀ fertigation with a semi-flat crown and cutting of the central extension shoot in the Common Antonovka variety (1.63%). The sugar-acid ratio was influenced by both the crown shape and drip irrigation in combination with fertilizer methods. The highest values of the sugar-acid ratio in the Spartan variety were revealed during the formation of a column-type crown (20.1), and in the Common Antonovka variety – with a spindle-shaped crown (7.7). The content of nitrates in apple fruit in all variants of the experiment was significantly lower than the MAC.

1. Щербаков В. Д. Химико-технологические качества плодов интродуцированных сортов яблони. Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. Материалы XXI Международной научной конференции, Красноярск, 2018:302-307.

2. Куликов И. М., Воробьев В. Ф., Хроменко В. В., Коновалов С. Н., Кадыкало Г. И., Павлова А. Ю., Джура Н. Ю., Лисина А. В., Селиванов В. Г. Основные направления инновационного развития садоводства и питомниководства в России: научное издание. М.:ФГБНУ «Росинформагротех», 2017, 132 с.

3. Трунов Ю. В., Соловьев А. В. Состояние и перспективы развития садоводства в России. Вестник // Мичуринского государственного университета: Научно-производственный журнал. 2012;3:41-48.

4. Кузин А. И., Рыбакова Н. С., Трунов Ю. В., Трунова Л. Б., Амплеева А. Ю., Тарова З. Н. Влияние некорневых подкормок и различных способов внесения минератьных удобрений на биохимический состав плодов яблони и его изменение в процессе хранения в обычной атмосфере. // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2013;5:8-14.

5. Коновалов С. Н. Влияние удобрений на минеральное питание, рост, развитие и плодоношение яблони колонновидной. // Плодоводство и ягодоводство Юга России 2011; 11(5): 13.

6. Коновалов С. Н. Минеральное питание яблони колонновидной. Научные основы минерального питания и применения удобрений в насаждениях плодовых культур. Воронеж: Кварта, 2011:93-98.

7. Коновалов С. Н., Бобкова В. В. Удобрение яблони колонновидной и продуктивность растений на дерново-подзолистой почве. // Селекция и сорторазведение садовых культур. Орел: ВНИИСПК.2017;7(1-2):60-63.

8. Коновалов С. Н., Бобкова В. В. Адаптивность яблони колонновидной при органоминеральной системе удобрения на дерново-подзолистой почве. Научное обеспечение устойчивого развития плодоводства и декоративного садоводства. Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию ВНИИЦиСК и 85-летию Ботанического сада «Дерево Дружбы» 2019:209-213.

9. Седов Е. Н., Макаркина М. А., Серова З. М., Янчук Т. В. Результаты селекции яблони на улучшение биохимического состава плодов. // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2019;3:42-47 DOI: 10.30850/vrsn/2019/3/42-47.

10. Седов Е. Н., Корнеева С. А., Янчук Т. В. Роль отечественной селекции в совершенствовании сортимента яблони в России. // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. 2021;4:17-19. DOI: 10.30850/vrsn/2021/4/17-19.

11. Ширко Т. С., Ярошевич И. В. Биохимия и качество плодов. Минск: Наука i тэхнiка,1991, 294 с.

12. Villar-Salvador P., Uscola M., Jacobs D. F. The role of stored carbohydrates and nitrogen in the growth and stress tolerance of planted forest trees, New Forests.2015;46:813-839.

13. Cruz A. F., Almeida G. M., Wadt P. G.S., Pires M. C., Ramos M. L. G. Seasonal Variation of Plant Mineral Nutrition in Fruit Tress. Brazilian Archives of Biology and Technology.2019;62:e191803402019. https://doi.org/10.1590/1678-4324-2019180340

14. Kuzin A. I., Kashirskaya N. Ya., Kochkina A. M., Kushner A. V. Correction of Potassium Fertigation Rate of Apple Tree (Malus domestica Borkh.) in Central Russia during the Growing Season, Plans. 2020:9(10):1366. https://doi.org/10/3390/plants9101366.

15. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. – Орел, 1999. – 608 с.

16. Методы биохимического исследования растений / Под ред. А. И. Ермакова. Л.: Агропромиздат, 1987. 430 с.

17. Рефрактометр ИРФ-454 Б2М. Руководство по эксплуатации Г 34.15.051 РЕ. 16 с. chrome-extension://mhjfbmdgcfjbbpaeojofohoefgiehjai/index.html

18. ГОСТ 25555.0-82 Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения титруемой кислотности. Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2010, 79 с.

19. Кретович В. Л. Основы биохимии растений. М.:Высшая школа, 1964, 585 с.