Effect of exogenous bio-regulators on organically-managed Tahiti lime (Citrus latifolia Tanaka) fruit and essential oil productivity and quality

Abstract

Tahiti or Persian lime productivity is limited because of its high abortion rate (>90%). Scientific literature is short of information regarding ethylene inhibitors, cytokinins and brassinolide in this crop and even less on organic management. Bioregulators accepted for organic agriculture were foliarly sprayed on Tahiti lime trees during flowering at the AEE-Lajas, to evaluate their effect on fruit and essential oil yield, fruit quality and post-harvest deterioration. During the October-December 2011 flowering period the following bioregulators were evaluated: aminoethoxyvinylglycine (AVG, 302 mg per tree, once four weeks before harvest), an Ascophyllum nodosum seaweed extract (AN, 0.6 mg eq. kinetin per tree, 4 times every three weeks), a polypeptide, amino acid and alkyl glycerol-triglycerides emulsion from hydrolyzed shark tissues (AHS, 3.4 mg a.i. per tree, 5 times every two weeks), a vitamin B, a triacontanol and brassinosteroids plant compost based formulation (TB, 0.04 mg a.i. per tree, 4 times every three weeks), gibberellic acid 3 (GA3, 12 mg per tree, two times), gibberellic acid 4/7 (GA4/7, 0.67 ng per tree, 5 times), and 2 applications of 24 mg GA3 + 5 applications of 0.67 ng GA4/7 per tree. The experiment was repeated during the April-June, 2012 flowering period adding two treatments and a slight augment in gibberellic acid doses: gibberellic acid 3 (GA3, 50 mg per tree, 2 times), gibberellic acid 4/7 (GA4/7, 3.36 ng per tree, 5 times), and 2 applications of 50 mg GA3 + 5 applications of 3.36 ng GA4/7 per tree. The added treatments were a brasinolide application (BR) sprayed at the beginning and five weeks after flowering and the other treatment consisted of the existent AVG application plus a second one four weeks after the first for a total or ten treatments including the check trees (Check). Concordant with Flores et al. (2010), the final flower retention was less than 10 percent. The main abscission period was during flower bud differentiation which was mainly affected by endogenous hormone levels. AN and GA4/7 had higher fruit retention percentage than the check trees at the end of the project. AVG seemed to inhibit the decisive abscission effector ethylene for a period of time and along with GA4/7 and AN enhanced fruit quality. GA4/7 proved to be a weight, size, color and juice enhancer while GA3 did not seem to have a positive effect on this citrus species’ fruit yield nor quality apart of producing greener fruits. One single AVG application eight weeks before harvest had a consistent effect on juice content augmentation. AN and AHS applications produced a lasting and holistic fruit quality as long as water was available to the trees. TB did not seem to regularly affect fruit quality and storage. Terpenes in the lime essential oil were non-destructively confirmed in the fruit flavedo by near-infrared spectroscopy. Organically accepted pre-harvest application of exogenous plant growth regulators are useful for Tahiti lime fruit yield augmentation, post-harvest quality and storage enhancemen

La productividad del limón Tahití o lima Persa (Citrus latifolia) está limitada por su alta tasa de aborto de frutos (>90%). En la literatura científica hay poca información sobre efectos de inhibidores de etileno, citoquinina y brasinolida en este cultivo, y menos aun con manejo orgánico. Se asperjaron biorreguladores aceptables para producción orgánica al follaje de limón Tahití en floración en la EEA-Lajas, para evaluar su efecto en aceites esenciales en la cáscara, rendimiento y calidad de frutos y su deterioro post-cosecha. Durante la floración de octubre a diciembre de 2011 se evaluaron aminoetoxivinilglicina (AVG, 302 mg por árbol, aplicado una vez), un extracto del alga marina Ascophyllum nodosum (AN, 0.6 mg eq. kinetina por árbol, 4 veces), una emulsión de polipéptidos, aminoácidos y alquilglicerol-triglicéridos de tejidos hidrolizados de tiburón (AHS, 3.4 mg i.a. por árbol, 5 veces), una formulación de vitaminas, triacontanol y brasinoesteroides (TB, 0.04 mg i.a. por árbol, 4 veces), ácido giberélico 3 (GA3, 12 mg por árbol, 2 veces), ácido giberélico 4/7 (GA4/7, 0.67 ng por árbol, 5 veces), y 2 aplicaciones de 24 mg GA3 + 5 aplicaciones de 0.67 ng GA4/7 por árbol. Se repitió el experimento durante la floración de abril a junio de 2012 añadiendo dos tratamientos y un leve aumento en las concentraciones de giberelinas: ácido giberélico 3 (GA3, 50 mg por árbol, 2 veces), ácido giberélico 4/7 (GA4/7, 3.36 ng por árbol, 5 veces), y 2 aplicaciones de 50 mg GA3 + 5 aplicaciones de 3.36 ng GA4/7 por árbol. Los tratamientos añadidos fueron uno de una aplicación de brasinolida (BR) a las cinco semanas de floración y el otro tratamiento consiste de la aplicación existente de AVG más una segunda aplicación cuatro semanas luego de la primera para un total de 10 tratamientos incluyendo el control (C). Concordando con Flores et al. (2010) la retención final de flores fue menos del 10 por ciento. El principal periodo de abscisión ocurrió durante la diferenciación de yemas florales la cual es afectada fundamentalmente por niveles endógenos hormonales. AN y GA4/7 tuvieron el mayor porcentaje de retención final de frutos. AVG parece inhibir el efectuador decisivo de la abscisión, etileno, por un periodo de tiempo y junto con GA4/7 y AN mejora la calidad del fruto. GA4/7 probó mejorar el peso, tamaño, color y contenido de jugo mientras que el tan estudiado GA3 no parece tener efecto positivo alguno en el rendimiento o calidad de esta especie a parte de producir frutos más verdes. Una sola aplicación de AVG ocho semanas antes de cosechar tuvo un efecto consistente en aumentar el contenido de jugo en ambos experimentos. AN y AHS mejoraron el fruto de manera duradera y holística siempre que no hubiera estrés hídrico en los arboles. TB no pareció afectar la calidad y almacenamiento del fruto de manera consistente. Usando espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS), un método no-destructivo, se confirmó la presencia de terpenos en el flavedo. Estos resultados muestran que es posible aumentar la retención y la productividad de frutos, así como regular la post-cosecha en limón Tahití usando reguladores aceptables para producción orgánica.