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Relatório Técnico - 2018 (Sinópse)

Relativamente ao solo do campo Moledo, os teores de matéria orgânica e condutividade eléctrica são substancialmente inferiores, comparativamente aos campos Casal Galharda e Boas Águas, porém o pH não variou de forma significativa entre os três campos experimentais. Neste enquadramento, os campos Casal Galharda e Boas Águas, porque possuem uma condutividade 60-70% mais elevada, detêm um teor de sal mais elevado. Assim, independentemente do grau de tolerância da espécie vegetal em causa, há um maior dispêndio de energia para conseguir absorver água (efeito osmótico) prejudicando os seus processos metabólicos essenciais.

O solo do campo Moledo, relativamente aos campos Casal Galharda e Boas Águas apresenta um teor de Ca, K, Mg e Zn mais baixo (55% - 60%, 98,5% - 89,4%, 78,9% - 62,5% e 47,0% - 31,3%, respectivamente). A nível complementar aponte-se ainda que, embora as características físicas e químicas da água variem de forma heterogenia consoante o parâmetro considerado, os teores em Ca²⁺ da água no campo Casal Galharda são substancialmente menores relativamente aos campos Moledo e Boas Águas (72,2% - 70,3%, considerando o furo com 100 metros), ainda que os teores de carbonatos predominem neste campo (13,3% - 25,8%, considerando o furo de 100 metros). Neste enquadramento, verificou-se ainda que a morfologia geral dos terrenos, nos campos Moledo e Boas Águas apresentam uma variação pouco acentuada na altitude, comparativamente ao campo Casal Galharda. Dado que a morfologia do terreno condiciona fortemente a drenagem das águas de superfície, o Campo Moledo apresenta maior aptidão para a acumulação de águas superficiais, e/ou infiltração, seguindo-se o campo Casal Galharda.

Considerando a influência do clima no processo de biofortificação em Ca, nos três campos experimentais subsistiram factores atípicos na região, não sendo de excluir algum efeito prejudicial no metabolismo de acumulação de Ca nos frutos. Aponte-se que durante a Primavera de 2018 a temperatura média do ar foi inferior ao normal, tendo-se constatado ainda que Julho foi o mais frio desde 2000 e Agosto o 2º mais quente dos últimos 88 anos (depois de 2003). Note-se, contudo, que tendo as pulverizações iniciado em meados de Maio, a quantidade de precipitação entre Março e Maio, foi 429 mm (i.e., cerca de 200 % do valor médio e foi a 3ª Primavera mais chuvosa desde 1931 (depois de 1936 e 1956).

O itinerário técnico de biofortificação em cálcio adoptou o conjunto de acções usuais na cultura de batata (variedades Rossi, Agria e Picasso). Nos campos Moledo, Boas Águas e Casal Galhardo após a tuberização efectuam-se 4 aplicações folheares com cloreto de cálcio ou, em alternativa, nitrato de cálcio. Verificou-se então no campo Moledo, após a 3ª pulverização, que as acumulações dos diferentes elementos minerais não induziram toxicidade, quantificando-se algumas variações nas folhas e tubérculos dos diferentes tratamentos que terão decorrido da elasticidade metabólica intra-específica, razão porque também não se visualizaram sintomas de toxicidade associados à morfologia externa dos frutos nesta fase do desenvolvimento. Aponte-se, contudo que, as pulverizações para biofortificação promoveram o decréscimo das taxas da fotossíntese líquida e condutância estomática, com o consequente aumento da eficiência instantânea do uso da água (apenas após a 3ª aplicação folhear). O decréscimo da fotossíntese líquida poderá estar ligado a reduções de eficiência máxima e actual do PSII e do rendimento quântico do transporte fotossintético de electrões. Estes impactos foram normalmente mais evidentes após a 4ª aplicação das soluções de biofortificação na dose máxima de ClCa₂ e nas duas doses mais altas de Ca(NO₃)₂. Contudo, tendo em conta o objectivo de aumentar o nível de cálcio no tubérculo sem afectar negativamente a produção, a ligação dos dados de ecofisiologia com os valores de acumulação de cálcio na batata e com a produção alcançada considera-se que os impactos ao nível do metabolismo fotossintético detectados foram residuais.

À colheita o índice de biofortificação média (considerando a totalidade dos tubérculos, com aferição por espectrofotometria de absorção atómica) em Ca variou substancialmente nos diferentes campos experimentais (entre 4,7% – 33%, 4,6% – 14% e 9,5% – 33,3%, nos campos Moledo, Casal Galharda e Boas Águas, respectivamente), ainda que não se tenham obtido diferenças significativas entre os tratamentos (i.e., com pulverização com cloreto de cálcio ou nitrato de cálcio) dos diferentes campos experimentais. Neste enquadramento, verificou-se que os teores mais baixos de Ca no solo do campo Moledo não provocaram alterações significativas nas concentrações totais na variedade Agria. Contudo, considerando que os teores máximos de Ca detectados nos tubérculos da variedade Picasso foram substancialmente mais baixos (relativamente aos campos Moledo e Águas Boas), eventualmente, neste processo poderá considerar-se a acção, ainda que potencialmente limitada, da qualidade da água de rega (com teores de Ca²⁺ mais baixos). Aponte-se que as diferentes concentrações obtidas para os diferentes elementos minerais quando se utilizam técnicas de fluorescência por raios X ou espectrofotometria de absorção atómica, resultaram essencialmente de quatro factores: a) diferentes métodos de preparação das amostras (desidratação ou digestão ácida) para subsequente quantificação dos elementos; b) heterogeneidade no processo de enriquecimento das amostras em Ca (que irão determinar diferentes índices nas relações sinérgicas e antagónicas nos elementos minerais das amostras), pois durante o processo de pulverização a quantidade de cloreto de cálcio total que incide em cada planta poderá variar de forma substancial (o que determinará teores parcialmente diferenciados nas amostras do mesmo tratamento e que assim irão ser detectados durante o processo de quantificação); c) estando a absorção de cálcio condicionada pelos factores ambientais (vento, temperatura, radiação solar, humidade do ar, etc.), diferentes graus de exposição das amostras de cada tratamento a estes factores abióticos, pode favorecer a desidratação da calda de cloreto de cálcio pulverizada numas amostras em detrimento de outras (num mesmo tratamento), condicionando assim a absorção de cálcio; d) diferentes limites de detecção e quantificação em cada uma das técnicas utilizadas.

Considerando que a biofortificação em cálcio se traduz no desenvolvimento de um produto para consumo humano com características funcionais no plano fisiológico (nomeadamente prevenção face à osteoporose), constatou-se que, uma eventual transformação no sector agro-industrial, deverá considerar que nas variedades Agria, Picasso e Rossi, o Ca parece predominar (considerando a razão Ca/Mg) na região central do tubérculo. Note-se que a acumulação de Ca na zona central do tubérculo não foi confirmada quando se utilizou o sistema µEDXRF M4 Tornado (tendo-se verificado o oposto na variedade Agria, predominado nas zonas epidérmicas e central na variedade Picasso, e sem predominância nítida na variedade Rossi). Porem, estas aparentes discrepâncias poderão decorrer da dimensão / localização da amostra. De facto, a utilização do sistema μ-EDXRF M4 Tornado ™, para além da heterogeneidade das áreas definidas entre os tratamentos, efectua determinações sobre áreas de maior dimensão nos frutos, aspecto que tenderá a minimizar as diferenças nos teores entre a zona próxima da epiderme e da região central do fruto (relativamente à utilização de microscopia electrónica de varrimento, com espectroscopia dispersiva de energias de raios X - SEM-EDS). Relativamente aos restantes micro e macroelementos nutricionais subsistiram ainda variações apreciáveis na acumulação tecidular nos tubérculos das três variedades.

Equacionando as características físicas e químicas dos tubérculos à colheita, verificou-se que a altura, diâmetro e densidade média, não variaram entre os tratamentos das variedades Agria, Picasso e Rossi. Contudo, nestas variedades o peso seco apresentou variações significativas dos tratamentos e o teor de sólidos solúveis totais foi significativamente inferior em NCa4 na variedade Agria. Na variedade Picasso os teores de sólidos solúveis totais foram superiores em CCa3 e na variedade Rossi foram inferiores em NCa2 e superiores em NCa1.

Nos parâmetros colorimétricos da variedade Agria verificaram-se variações significativas em CCa1 e NCa2 (parâmetros L e a*, respectivamente) e na variedade Picasso também se constatou um teor mais negativo em NCa0,5 (parâmetro a*) e NCa1 (parâmetro b*). Na variedade Rossi o parâmetro L foi significativamente inferior em CCa12 e o parâmetro b* também foi inferior em NCa2. Nesta variedade também prevaleceram variações apreciáveis nos espectros de transmitância dos diferentes tratamentos.

Equacionando o efeito térmico (i.e., cozedura) sobre os tubérculos biofortificados, constatou-se que os perfis de temperatura não variaram de forma significativa nos diferentes tratamentos com cálcio, embora tenham subsistido algumas alterações nos parâmetros colorimétricos e nos perfis de textura após cozedura.

Relatório Técnico 2019 (Sinópse)

Considerando a influência do clima no processo de biofortificação em Ca, nos três campos experimentais, não se pode excluir algum efeito prejudicial no metabolismo de acumulação de Ca nos tubérculos. Aponte-se que em Portugal Continental, o período de Primavera, foi caracterizado por valores da temperatura média do ar superiores ao valor normal e pela quantidade de precipitação inferiores ao valor normal classificando-se como um período quente e seco. O valor médio da temperatura máxima (20.97 °C) foi muito superior ao valor normal, +2,26 °C e corresponde ao 7º valor mais alto desde 1931 (mais alto em 1997) e ao 4º mais alto desde 2000 (depois de 2017, 2015 e 2011). No que diz respeito ao período de Verão (junho, julho e agosto), Portugal foi classificado como frio em relação à temperatura do ar e seco em relação à precipitação. O valor da temperatura máxima do ar, 27,81 °C, foi superior ao normal, enquanto o valor médio da temperatura mínima do ar, 14,13 °C, sendo o valor mais baixo dos últimos 40 anos. Valores de temperatura mínima inferiores ocorreram em 17 % dos anos (desde 1931).

O itinerário técnico de biofortificação em cálcio adoptou o conjunto de acções usuais na cultura de batata (variedades Rosi, Agria e Picasso). Nos campos Moledo, Boas Águas e Casal Galhardo efectuou-se a plantação em 21/3/2019, 15/3/2019 e 15/5/2019, respectivamente. Após início da tuberização efectuam-se 7 aplicações foliares com cloreto de cálcio (12 e 24 kg ha^-1) ou, em alternativa, quelatado de cálcio (12 e 24 Kg ha^-1). Verificou-se em primeira instância, no campo Moledo e Boas Águas que, após a primeira aplicação foliar de quelatado de cálcio a 24 Kg ha^-1, foi possível observar-se uma elevada toxicidade, causando danos na planta, praticamente levando à sua morte. Como tal, apenas se procedeu a uma aplicação foliar de quelatado de cálcio a 24 Kg ha^-1 nas três variedades.

Verificou-se então no campo Moledo e Boas Águas, após a 4ª, 6ª e 7ª Aplicação foliar, que as acumulações dos diferentes elementos minerais não induziram toxicidade, quantificando-se algumas variações nas raízes, caules, folhas e tubérculos dos diferentes tratamentos que terão decorrido da elasticidade metabólica intra-específica. No campo Casal Galharda, verificou-se o mesmo, no entanto apenas após a 3ª aplicação foliar.

Aponte-se que, no que diz respeito à taxa de fotossíntese líquida (P_n), a dose de CaCl₂ 12 kg ha^-1 não teve impacto ao longo das avaliações em Agria, e mostrou um efeito moderadamente positivo (Picasso) ou negativo (Rossi), principalmente nas duas últimas avaliações (após as 6ª e 7ª aplicações). Estes efeitos poderão estar directamente relacionados com os valores na condutância estomática (g_s) (e consequentemente na taxa de transpiração, E) que se mantiveram, aumentaram ou diminuiram, respectivamente para as três variedades, por comparação aos seus controlos. A eficiência instantanea do uso da água (iWUE) apresentou algumas variações, mas mostrou valores semelhantes entre as plantas CaCl₂ 12 kg ha^-1 e controlo no final do ciclo de vida.

Os resultados mostram claramente que a dose de 24 kg ha^-1 de qualquer dos produtos é altamente tóxica (P_n, F_v/F_m, F_v’/F_m’, Y_(II)), principalmente nas cultivares Picasso e Rossi após a 6ª aplicação e mais para o final do ciclo de vida das plantas (que morreram antes dos restantes tratamentos). Mesmo a dose de 12 kg ha^-1 de Ca(EDTA) teve um impacto profundamente negativo, levando à necrose da maior parte das folhas, embora as que se desenvolveram posteriormente (última avaliação) mostrassem boa performance maquinaria fotossintética. Por outro lado, a dose de 12 kg ha^-1 de ClCa₂ teve apenas implicações moderadamente negativas na variedade Rossi (P_n, g_s, F_v/F_m, F_v’/F_m’, Y_(II)) e marginais em Agria e Picasso (na última até com impacto positivo em P_n, F_v’/F_m’, Y_(II)). Desta forma, dependendo do compromisso entre possíveis impactos na produção e o objectivo de maximizar a acumulação de Ca na batata, a utilização da dose 12 kg ha^-1 de ClCa₂ poderá ser equacionada.

Aponte-se que as diferentes concentrações obtidas para os diferentes elementos minerais quando se utilizam técnicas de fluorescência por raios X ou espectrofotometria de absorção atómica, resultaram essencialmente de quatro factores: a) diferentes métodos de preparação das amostras (desidratação ou digestão ácida) para subsequente quantificação dos elementos; b) heterogeneidade no processo de enriquecimento das amostras em Ca (que irão determinar diferentes índices nas relações sinérgicas e antagónicas nos elementos minerais das amostras), pois durante o processo de Aplicação foliar a quantidade de cloreto de cálcio total que incide em cada planta poderá variar de forma substancial (o que determinará teores parcialmente diferenciados nas amostras do mesmo tratamento e que assim irão ser detectados durante o processo de quantificação); c) estando a absorção de cálcio condicionada pelos factores ambientais (vento, temperatura, radiação solar, humidade do ar, etc.), diferentes graus de exposição das amostras de cada tratamento a estes factores abióticos, pode favorecer a desidratação da calda de cloreto de cálcio pulverizada numas amostras em detrimento de outras (num mesmo tratamento), condicionando assim a absorção de cálcio; d) diferentes limites de detecção e quantificação em cada uma das técnicas utilizadas.

Equacionando as características físicas e químicas dos tubérculos à colheita, verificou-se que a altura, diâmetro, densidade média, peso seco e sólidos solúveis totais não variaram entre os tratamentos das variedades Picasso, Rosi (excepto o peso seco) e Agria (exceptuando o teor de sólidos solúveis totais).

Na análise colorimétrica de varrimento na região espectral do visível (450 - 650 nm) dos tubérculos em fresco nas três variedades, ao longo do desenvolvimento da cultura e à colheita, verificou-se um pico de transmitância aos 550 nm, correspondendo à cor amarela, típica dos tubérculos.

Nos tubérculos das três variedades de batata os teores de lípidos não sofreram alterações em resposta aos tratamentos com Ca(EDTA). Relativamente ao CaCl₂, os teores de AGT reduziram 73% na var. Agria com o tratamento 24 kg ha^-1. Nas 3 variedades os tratamentos com Ca(EDTA) induziram algumas alterações na abundância relativa dos AG mais abundantes, C18:2 e C18:3, que só se refletiram no DBI da var. Agria (95 % de aumento) com o tratamento Ca(EDTA) 24 kg ha^-1, refletindo uma maior insaturação dos lípidos.

Equacionando o efeito térmico (i.e., cozedura) sobre os tubérculos biofortificados, constatou-se uma diferença de comportamento assinalável da textura das amostras cruas, com um perfil de textura mais recortado (maior número de picos) e com valores de dureza maiores quando comparadas com as amostras cozidas, com valores de dureza baixos, associados a baixo número de picos e perfil de textura pouco recortada. A textura das variedades Agria e Rosi apresentam resistência à penetração (dureza e trabalho de penetração) mais elevada. Em relação à cor, como esperado, também se observaram diferenças entre amostras entre as diferentes variedades quer nas amostras sem tratamento térmico quer nas amostras cozidas. Não se encontraram tendências marcantes no que se refere à influência da biofortificação nos resultados médios de textura e cor podendo-se referir, em termos gerais, que a biofortificação não influenciou os parâmetros físicos das amostras cruas e cozidas. Considerando a análise sensorial das três variedades, verificou-se que comparativamente ao controlo e aos dois tratamentos mais elevados de CaCl₂ e de Ca(EDTA), a apreciação global com base numa escala hedónica 5 pontos, variou entre 3,1 e 4,4. Salienta-se que nas três variedades de batata, o tratamento de biofortificação com Ca(EDTA) pareceu influenciar o painel de provadores no sentido positivo.

Relatório Técnico - 2020 (Sinópse)

Considerando a influência do clima no processo de biofortificação em Ca, nos três campos experimentais, não se pode excluir algum efeito prejudicial no metabolismo de acumulação de Ca nos tubérculos. Aponte-se que em Portugal Continental, o período de Primavera, foi caracterizado por valores da temperatura média do ar superiores ao valor normal, classificando-se como um período muito quente. O valor médio da temperatura máxima (20,60 °C), com uma anomalia de +1,89 °C, corresponde ao 5^o valor mais alto desde 2000. No que diz respeito ao período de Verão (junho, julho e agosto), foi classificado em Portugal continental como muito quente e muito seco. O valor médio da temperatura máxima do ar, 29,76 °C, foi superior ao normal em 2,13 °C, sendo o sexto valor mais alto desde 2000, enquanto o valor médio da temperatura mínima do ar, 15,08 °C, foi superior ao normal em +0,21 °C.

O itinerário técnico de biofortificação em cálcio adoptou o conjunto de acções usuais na cultura de batata (variedades Rossi, Agria e Picasso). Nos campos Moledo, Boas Águas e Casal Galharda efectuou-se a plantação em 16/03/2020, 12/03/2020 e 07/05/2020, respectivamente. Após início da tuberização efectuam-se 7 aplicações foliares com cloreto de cálcio (12 kg ha^-1) ou, em alternativa, quelatado de cálcio (12 Kg ha^-1).

Verificou-se no campo Moledo, Boas Águas e Casal Galharda, após a 3º, 5º e 7º Aplicação foliar, que as acumulações dos diferentes elementos minerais não induziram toxicidade, quantificando-se algumas variações nas raízes, caules, folhas e tubérculos dos diferentes tratamentos que terão decorrido da elasticidade metabólica intra-específica, razão pela qual não se visualizaram sintomas de toxicidade associados à morfologia externa dos tubérculos nestas fases do desenvolvimento.

Aponte-se que, os resultados deste ano (2020) mostram claramente que a aplicação de 12 kg ha^-1 de (Ca(EDTA) se mostrou tóxica, sendo portanto de evitar a sua aplicação nesta dose. Desde logo, destaca-se a morte das plantas numa fase anterior às plantas de controlo, a que se juntam importantes implicações negativas no comportamento fotossintético das plantas de Agria, Picasso e, em menor extenção, Rossi. De entre os impactos negativos observados contam-se reduções significativas na taxa de fotossíntese (e na iWUE), na eficiência fotoquímica do PSII (Fv/Fm, Fv’/Fm’), e no uso fotoquímico de energia e transporte de electrões (qL, Y(II)). Por contraponto, aumentaram os mecanismos de dissipação de energia (Y(NPQ), qN) devido à impossibilidade do seu uso desta na fotossíntese. Em contraste, em todas as variedades, a aplicação de 12 kg ha^-1CaCl₂ não encurtou o ciclo de vida das plantas, nem se observaram implicações negativas nos parâmetros estudados, por comparação ao controlo, contrariamente ao que se observou para a dose superior de 24 kg ha^-1 que se revelou tóxica (2019). Desta forma, do ponto de vista do funcionamento da maquinaria fotossintética foliar a dose de 12 kg ha^-1 e o produto CaCl₂ constituirá a melhor escolha.

À colheita o índice de biofortificação média em Ca (com recurso à quantificação por fluorescência de raios-X) dos tubérculos sem casca, oscilou entre 15,9 – 29,6% enquanto que com casca o índice máximo foi de 78,8 % no campo Moledo. Já no campo Casal Galharda oscilou entre 6,5 – 61,3% (nos tubérculos sem casca) e nos tubérculos com casca atingiu os 8,2%. Enquanto que no campo Boas Águas, o índice de biofortificação em Ca oscilou entre 17,1 – 37% (nos tubérculos sem casca) e apresentou um máximo de 88 % nos tubérculos com casca. Adicionalmente, também à colheita o índice de biofortificação média (considerando a totalidade dos tubérculos, com aferição por espectrofotometria de absorção atómica) em Ca variou substancialmente nos diferentes campos experimentais (entre 25 – 41,7%, 100 – 131,3% e 9,5 – 71,4%, nos campos Moledo, Casal Galharda e Boas Águas, respectivamente).

Equacionando as características físicas e químicas dos tubérculos à colheita, verificou-se que na variedade Rossi a altura, peso seco e sólidos solúveis totais apresentaram diferenças significativas entre tratamentos. Enquanto que nas variedades Agria e Picasso apenas se verificaram diferenças significativas no peso seco.

Na análise colorimétrica de varrimento na região espectral do visível (450-650 nm) dos tubérculos em fresco nas três variedades, ao longo do desenvolvimento da cultura e à colheita, verificou-se um pico de transmitância aos 550 nm, correspondendo à cor amarela, típica dos tubérculos.

Nos tubérculos das três variedades de batata o teor de ácidos gordos totais (AGT) não sofreu alterações em resposta aos tratamentos com Ca excepto na variedade Agria, em que o tratamento com Ca(EDTA) apresentou um aumento de AGT, que reflete um maior teor de lípidos. Nas 3 variedades os tubérculos de plantas controlo, o perfil de ácidos gordos caracterizou-se pela maior abundância (64-61%) de ác. linoleico (C18:2), seguido dos ácidos linolénico (C18:3) (27-23%), palmítico (C16:0) (13-7%), esteárico (C18:0) (3,3-1,8%) e oleico (C18:1) (0,61-0,41%). Este perfil verificou-se semelhante nas três variedades e não apresentou alterações nos diferentes tratamentos. Considerando a avaliação física nos tubérculos biofortificados, a textura não apresentou diferenças significativas entre as diferentes variedades, excepto na variedade Picasso na fracturabilidade. Relativamente às amostras cozidas, na dureza observaram-se diferenças significativas, sendo que as batatas biofortificadas em comparação às batatas controlo apresentaram uma dureza superior. Na análise sensorial, não se observaram diferenças significativas nas batatas dos campos Moledo e Casal Galharda, verificando-se apenas diferenças significativas nas batatas biofortificadas com CaCl₂ do campo Boas Águas, em que o painel de provadores “desgostou muito” da “consistência” e da “apreciação global”.