Rodale Institute indaga i collegamenti tra salute del suolo ed la salute umana attraverso i nostri studi volti ad analizzare densità dei nutrienti nei raccolti finiti.
Panoramica
Zucca invernale, "Tipi Butternut" (Cucurbita moschata Duch.), È coltivato su una vite e ha la buccia gialla con polpa carnosa arancione. La "Waltham", una popolare varietà di zucca, è apprezzata per la sua qualità nutritiva e il colore della carne. Il colore della carne è considerato un importante attributo di qualità nella zucca invernale per l'accettazione del prodotto da parte dei consumatori , poiché l'intensità del colore arancione è correlata al contenuto totale di carotenoidi, importanti fitonutrienti ,. La zucca invernale è una buona fonte nutritiva di minerali (potassio, fosforo, calcio, magnesio, ferro e selenio), vitamina C, E, K, vitamine B1, B2 e B6, fibre alimentari, carotenoidi, composti fenolici (flavonoidi e acidi fenolici ),.
La zucca butternut è ampiamente coltivata sia nelle piccole che nelle grandi fattorie negli Stati Uniti utilizzando sistemi di gestione coltivati. Negli Stati Uniti una delle risposte al degrado del suolo è stata la promozione di pratiche di lavorazione conservativa del suolo note come agricoltura ridotta o no-till. Uno dei metodi per ridurre la lavorazione del terreno nell'agricoltura biologica è il rotolamento e l'aggraffatura della coltura di copertura per fungere da pacciame residuo durante la coltivazione di colture orticole (Foto 1). Questa pratica elimina più coltivazioni durante la stagione di crescita, riducendo così il costo del carburante e il degrado della salute del suolo. Sebbene questi benefici siano stati ben stabiliti, mancano informazioni sull'impatto della gestione dell'agricoltura a ridotta lavorazione sulla qualità dei nutrienti dei frutti di zucca invernali conservati dopo la raccolta.
John e Aimee Good (Quiet Creek Farm) sono coltivatori di ortaggi biologici e coltivano un'ampia varietà di verdure su 10 acri a Kutztown, in Pennsylvania. Il loro sistema attuale include un Celli Spader per preparare letti e colture multiple durante la stagione. I prodotti erano interessati a testare e valutare una gamma di attrezzature per opzioni di lavorazione ridotta durante la coltivazione della zucca invernale al fine di prendere una decisione informata sui tipi di attrezzature in cui possono investire per trasformare il loro attuale sistema di allevamento in un sistema di lavorazione del terreno senza influire sulla qualità dei nutrienti della zucca invernale conservata dopo la raccolta.
Per rispondere a queste domande, Rodale Institute ha collaborato con la Goods nel 2017 per dimostrare e valutare l'uso di due metodi di lavorazione ridotta rispetto al metodo standard del coltivatore (coltivazione in stagione). Il sistema lavorato (metodo standard delle merci) è stato confrontato fianco a fianco con due metodi di lavorazione ridotta: la prima pratica di lavorazione ridotta era una tecnologia a basso input denominata BCS, un rullo con guida a terra di 2 piedi di larghezza piegatrice accompagnata da trapianto a mano. La seconda pratica era una tecnologia ad alto input denominata RC, una piegatrice a rulli larga 10 metri azionata da un trattore accompagnato da una trapiantatrice senza aratura (Foto 2A). L'obiettivo generale di questa dimostrazione era fornire ai prodotti e ad altri coltivatori opzioni di coltivazione ritenute sostenibili per la conservazione del suolo e il miglioramento della qualità dei frutti durante lo stoccaggio.
Prove dimostrative
In una prova dimostrativa presso la Good Farm, una miscela di colture di copertura di grano, veccia pelosa e trifoglio cremisi è stata creata nel settembre 2016. Nella primavera del 2017, il campo dimostrativo è stato contrassegnato per tre trattamenti: a) Coltivatore b) BCS ec) RC . La dimensione del diagramma di ciascun trattamento era di 10 piedi per 40 piedi con quattro repliche.
Negli appezzamenti designati come trattamento del coltivatore, la coltura di copertura è stata prima falciata a flagelli e il terreno è stato vangato due volte con Celli Spader, formando due file per appezzamento il 19 maggio 2017. La coltura di copertura nei trattamenti a lavorazione ridotta è stata arrotolato due volte con un BCS o con un RC il 24 maggio e il 1 giugno 2017 (Foto 2B).
Piantine di zucca butternut, 'Waltham', sono state trapiantate in due file per appezzamento con una distanza di 24 pollici tra le piante utilizzando una trapiantatrice a ruota idraulica per il trattamento standard, piantando a mano per BCS e utilizzando una trapiantatrice no-till per il trattamento RC . Le piante erano alimentate solo dalla pioggia. La zappatura manuale e due colture stagionali sono state effettuate il 22 giugno e il 10 luglio 2017. Nei trattamenti di lavorazione ridotta le erbe infestanti sono state estirpate a mano solo una volta.
Alla raccolta, i frutti sono stati raccolti da 10 piante per trattamento per replica il 29 agosto 2017 e sono stati stagionati per due settimane. Sono stati prelevati sottocampioni di frutta intera e conservati per 0, 30 e 60 giorni in una stanza fresca e buia. Alla fine di ogni data di conservazione, la buccia dei frutti veniva sbucciata e tagliata (Foto 3), la polpa fresca è stata tagliata a cubetti, posta in sacchetti di plastica ed è stata congelata a -20 gradi C.
I campioni congelati sono stati quindi liofilizzati, macinati e conservati immediatamente in barattoli di colore ambra scuro per proteggere i campioni macinati dalla degradazione dovuta alla luce UV. Sottocampioni sono stati inviati al Laboratorio del Dr. Reddivari della Purdue University per la quantificazione dei carotenoidi (luteina e α-carotene) e dei polifenoli totali. Per la quantificazione dei minerali, un'altra serie di sottocampioni è stata inviata all'Agricultural Analytical Services Laboratory (AASL) della Pennsylvania State University. Sebbene abbiamo valutato polifenoli totali, luteina, a-carotene e diversi nutrienti minerali (fosforo (P), potassio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), ferro (Fe) e manganese (Mn), in questo articolo web presentiamo i risultati riassunti su a-carotene e luteina (due antiossidanti) e tre minerali: solo P, Ca e Fe.
La concentrazione media di α-carotene e luteina nel frutto della zucca invernale è aumentata in modo significativo nei trattamenti di lavorazione ridotta (BCS e RC) durante la conservazione da 0 giorni a 60 giorni (Tabella 1). Tuttavia, nel trattamento standard dei coltivatori (coltivazione in stagione), le concentrazioni medie di α-carotene e luteina nella zucca invernale sono diminuite significativamente dopo 60 giorni di conservazione. Il calo è stato più pronunciato nella luteina rispetto all'α-carotene. La concentrazione media di P nel frutto della zucca invernale è aumentata in modo significativo con l'aumentare del periodo di conservazione da 0 a 30 e 60 giorni nei trattamenti BCS e RC rispetto al trattamento standard (Tabella 1). Tuttavia, la concentrazione di P nel trattamento standard dei coltivatori non è cambiata con il tempo di conservazione, in media dello 0.41%, ma era inferiore a quella del trattamento RC con lavorazione ridotta. La concentrazione media di Ca nel frutto della zucca invernale è aumentata in modo significativo e quasi raddoppiata nel trattamento BCS poiché il periodo di conservazione è aumentato a 60 giorni rispetto a quelli del trattamento standard dei coltivatori. Allo stesso modo, la concentrazione di Ca nella zucca invernale nel trattamento RC è aumentata dallo 0.13% allo 0.17%, ma l'aumento non è stato statisticamente significativo quando il periodo di conservazione è aumentato a 60 giorni. La concentrazione media di Ca nella frutta della zucca invernale non è variata in modo significativo nel trattamento standard dei coltivatori poiché la durata della conservazione è aumentata a 60 giorni, con una media dello 0.13%. La concentrazione media di Fe nella zucca invernale non variava in modo significativo nei trattamenti BCS e RC con l'aumento del periodo di conservazione, compreso tra 16 ppm e 22.5 ppm.
Giudizio
- I nostri risultati hanno mostrato che l'uso delle tecnologie a basso e alto input nella gestione della lavorazione ridotta ha migliorato la concentrazione di nutrienti di α-carotene, luteina, calcio e fosforo nella zucca invernale se conservata per 60 giorni.
- I coltivatori di ortaggi su piccola scala e su larga scala possono adottare sistemi di gestione della lavorazione ridotta per produrre la zucca invernale.
- I coltivatori di ortaggi che hanno risorse e capitali limitati possono iniziare a utilizzare il BCS con una piegatrice a rullo, una tecnologia a basso input economica, per terminare le colture di copertura mentre producono zucca invernale di alta qualità.
- Oltre a migliorare i livelli di nutrienti della zucca invernale quando si utilizza il metodo della tecnologia ad alto input, i coltivatori osserveranno riduzioni del tempo utilizzato per l'utilizzo di una piegatrice a rulli azionata da trattore per terminare la coltura di copertura e il trapianto rispetto a quelli a basso input sistema tecnologico.
Tabella 1. Impatto delle pratiche agricole di gestione sulla concentrazione media di α-carotene, luteina, fosforo e calcio nel frutto della zucca invernale se conservato a 0, 30 e 60 giorni, Kutztown, Pennsylvania.
