A kertészeti ágazat is egyre gyakrabban szembesül az aszályos időszak okozta károkkal, és várakozások szerint a jövőben a növények fejlődését és termőképességét leginkább a vízhiány befolyásolhatja. Számos országban, ahol elegendő vízkészlet áll rendelkezésre, jelenleg is öntöznek, ugyanakkor az öntözés akár ronthatja is a termés minőségét, és világszerte hozzájárulhat a vízforrások kimerüléséhez. Hatékony vízfogyasztással jelentős mennyiség lehetne megtakarítható. Például a szabályozott, csökkentett mennyiségű öntözés és a gyökerek részleges szárazon tartása a gyümölcsültetvényekben mérsékelheti a vízfelhasználást és fokozhatja a növények tűrőképességét a kedvezőtlen környezeti hatásokkal szemben. Ezek a stratégiák ígéretesek, de még nem kellően kidolgozottak ahhoz, hogy a víz megtakarítása mellett jó termésminőséget érjünk el. Számos tanulmányban foglalkoztak különféle fajok esetében az öntözött és öntözés nélkül nevelt növények összehasonlító elemzésével. A szárazságstressz molekuláris háttere intenzíven kutatott terület és már több génről bebizonyították, hogy szerepet játszanak ebben a komplex jelátviteli folyamatban. Ugyanakkor mindezidáig csak néhány, a stresszrezisztenciáért felelős gént határoztak meg, és a génműködés, a fehérjék, illetve a növény fenotípusa közötti összefüggések még kevésbé ismertek.

Számtalan kísérlet bizonyította a szabadföldi vízhiány teljes körű negatív hatását, amely csökkent növekedéshez vagy szélsőséges esetben a növény halálához vezethet. A szárazság egyik legismertebb hatása hogy a gázcserenyílások bezáródnak, ami a párologtatás csökkentésével a vízvesztést akadályozza. Ugyanakkor ennek a pozitív hatásnak nagy ára van: csökken a szén-dioxid felvétele. A fotoszintetikus aktivitás csökkenésével nemcsak a termések szervesanyag-ellátása mérséklődik, de a sejtekben oxidatív stressz alakulhat ki. Mivel az oxidatív stressz hatására antioxidáns hatású vegyületek halmozódnak fel, több eredmény arra utal, hogy a szárazságnak kitett növények egészségvédő hatása fokozódhat. Egy nemrég megjelent publikáció szerint az abiotikus stressz hatására romlik a gyümölcs íze, de a tápértéke megnő. Vagyis, ha az összefüggés számszerűsíthető lenne, szabályozott mértékű vízhiánnyal optimalizálhatnánk a termés mennyiségét és minőségét. Mivel szabadföldi körülmények között ritkán fordul elő, hogy csak egyetlen stresszfaktor van jelen, a növény válaszreakciója számtalan kölcsönhatás eredőjeként alakul ki. Ezért a növénykísérletek során a szabadföldi körülményeket kell lemásolni, ahol a növények kedvező és kedvezőtlen időszakok váltakozása során fokozatosan szoknak hozzá a talaj vízhiányos állapotához. A továbbiakban bemutatunk néhány olyan folyamatot, amelyek révén a vízhiány a termés minőségére hat.

A vízhiány hatása a gyümölcsök organoleptikus tulajdonságaira

A legfőbb organoleptikus minőségi paraméterek, a külső megjelenés, a méret, az állag és az íz, számos genetikailag meghatározott folyamat eredményeként alakulnak ki. Régóta ismert a vízhiánynak a termés növekedésére és mennyiségére gyakorolt negatív hatása, ugyanakkor a termés minőségének befolyásolása változó lehet a gyümölcsérés hátterében álló komplex folyamatok miatt. A vízhiány mértéke és időzítése nagyon lényeges paraméterek, ráadásul a különböző növényfajokat eltérő érzékenység jellemzi.

A gyümölcs fejlődésére és növekedésére gyakorolt hatás

A sejtosztódás, sejtmegnyúlás és az érés a fő gyümölcsfejlődési fázisok. Szőlőbogyók esetében negatív vagy semleges hatása volt a vízhiánynak a kezelés időzítésétől függően. Az olajbogyónál és a körténél nem volt semmilyen hatás kimutatható, kivéve a súlyos vízhiányt. Ez esetben a szerves vegyületek (asszimiláták) hiánya hátrányosan befolyásolta a sejtosztódást, amit a paradicsomtermések molekuláris és szövettani vizsgálatával is igazoltak. Ugyanakkor a sejtmegnyúlás határozottan gátolt volt olajbogyó, szőlő, körte és paradicsom esetében. A gyümölcsérés vízhiány következtében felgyorsult az őszibaracknál, almánál és avokádónál is. A stressz hatására az endogén etilénszint megemelkedett, ami az érési folyamat egyik kulcsvegyülete mind az utóérő (paradicsom, alma és banán), mind a nem utóérő gyümölcsök (szamóca, citrom és szőlő) esetében.

A gyümölcs állagára gyakorolt hatás

A gyümölcs állaga a fogyasztók szempontjából az egyik legfontosabb tulajdonság, nagymértékben befolyásolja az organoleptikus minőséget az íz, az aroma, a pulton tarthatóság és szállíthatóság tekintetében. Számos vizsgálatban foglalkoztak a vízhiány gyümölcskeménységre gyakorolt hatásával, de ez fajonként nagyon eltérőnek bizonyult. A körténél például nagyobb lett a húskeménység, de a kajszinál, kivinél és az almánál nem. A legvalószínűbb magyarázat szerint azért alakult így, mert a vízhiány a gyümölcs állagára a sejtek méretén, turgor nyomásán, az oldott anyagok transzportján és az ozmotikusan aktív anyagok felhalmozódásán keresztül gyakorol hatást. A teljes szárazanyagtartalom vagy oldható szárazanyag-tartalom illetve a húskeménység közötti pozitív összefüggést valóban kimutatták paradicsom és kivi esetében. A szárazságstressz változást idéz elő a sejtfal összetételében és fizikai tulajdonságaiban. Az oxidatív stressz hatására felhalmozódó antioxidáns vegyületek szintén befolyásolják a húskeménységet. Például az aszkorbinsav (C-vitamin) kísérleti körülmények között képes a paradicsom pektinjeit oldani, ami magyarázhatja, hogy a kis aszkorbinsav-tartalmú paradicsomok húskeménysége jelentősebb marad a hűtőtárolás során. Kivi, alma és körte esetében bizonyították, hogy a vízhiány növelte a szüret utáni pulton tarthatóságot, ugyanakkor kajszi esetében nem volt kimutatható hasonló ös�- szefüggés.

A gyümölcs ízére gyakorolt hatás

Az oldható cukrok és a szerves savak (főként almasav és citromsav) határozzák meg nagyrészt a gyümölcs ízét. Paradicsom esetében a vízhiány hatására emelkedett a cukortartalom, fajtától és a kezelés idejétől függően. A legjelentősebb mértékű pozitív hatást a közvetlenül érés előtt bekövetkező vízhiány idézte elő. Ugyanakkor a savtartalomra gyakorolt hatás jóval ellentmondásosabb volt a különböző kísérletekben. A változatos cukor- és savtartalmat az is okozhatja, hogy leggyakrabban friss tömegre számítva adják meg, így a termés víztartalma, szárazanyag-tartalma is befolyásolhatja az értékeket. A csökkent szénasszimiláció is mérsékelheti a cukortartalmat, míg a szerves savak mennyisége növekszik. Paradicsomban a cukoranyagcsere fő enzimei az invertázok. Vízhiány hatására a sejtek közötti térben az invertáz enzim aktivitása csökken, ami a termés idő előtti elrúgásához vezető molekuláris folyamatok egyik első lépése. Őszibarackban a szárazságstressz hatására felszaporodó abszcizinsav a szorbitol-oxidáz enzim aktivitásának növelésével stimulálja a cukor-felhalmozódást, de csak enyhén vízhiányos állapotban. A friss fogyasztású gyümölcsök esetében nemcsak az egyes cukorvegyületek és szerves savak mennyisége befolyásolja a termés ízét, hanem sokkal inkább a cukor/sav arány, amit az időjárás, a gyümölcs tömege és szervesanyag- tartalma is befolyásol.

A gyümölcsaromára gyakorolt hatás

Minden friss gyümölcs tartalmaz illékony szerves vegyületeket, amik egyedi illatát, aromáját határozzák meg. Például a paradicsomban több mint 400 ilyen vegyületet azonosítottak. A szőlőbogyóban a vízhiány növeli az illatanyagok mennyiségét, különösen a norizoprenoidokét. Almában, paradicsomban és szamócában is hasonló változásról számoltak be. Ugyanakkor az aromát kialakító vegyületek felhalmozódásával a gyümölcsök mérete csökkent. A jövőben különösen nagy figyelmet fordítanak a vízhiány időzítésének és mértékének vizsgálatára, mert az illékony szerves vegyületek és/vagy prekurzoraik szintézise a gyümölcsnövekedés idején veszi kezdetét, majd arányaik az érés során jelentősen megváltoznak. Ráadásul a vegyületek egy része nem a gyümölcsszövetben halmozódik fel, hanem onnan kiszabadul, így az intakt gyümölcs aromatartalma nem azonos a teljes aromaprofillal.

Az egészségvédő vegyületekre gyakorolt hatás

A gyümölcsök számos egészségvédő vegyületet tartalmaznak, például terpenoidokat, polifenolokat és aszkorbinsavat. Kifejezetten nagy lehetőséget jelent az egészségvédő vegyületek felhalmozása a kertészeti terményekben, amelynek érdekében agronómiai és genetikai eszközök is igénybe vehetők. Az összes olyan tényező, ami kulcsszerepet játszik e vegyületek felhalmozódásában, mint például a kis mértékű stresszfolyamatok, különösen ígéretesek. A polifenol-tartalmat a szárazság pozitívan befolyásolja, akár 40 %-kal is megnövelheti. A karotinoidok esetében más a helyzet, negatív és pozitív hatás egyaránt kimutatható, mely szélsőértékek között akár másfélszeres különbség is lehet. Hasonló a helyzet az aszkorbinsav esetében is. Fontos azonban kihangsúlyozni, hogy a különböző hatásokat a genetikai tényezők és az évjárathatás jelentősen befolyásolják, ahogyan a kezelések időtartama és erőssége is meghatározó. A szárazságstressz kétféle módon befolyásolja az egészségvédő vegyületek mennyiségét, és ez a kétféle út nem feltétlenül választható külön, néha egymásra is hatnak. Az első során a szárazság csökkenti a levelek gázcserenyílásainak vízpáravezetőképességét, ennek következtében csökken a fotoszintetikus aktivitás is. A gyümölcsökben kevesebb lesz az elsődleges anyagcsere-termékek mennyisége, amely vegyületek a fenolok és karotinoidok előanyagai. A másik hatás, hogy a szárazság oxidatív stresszfolyamatot idéz elő, melynek következtében közvetve vagy közvetlenül megnő az antioxidáns vegyületek koncentrációja. Korábban úgy vélték, hogy az elsődleges anyagcsere-termékek mennyisége határozza meg az egészségvédő vegyületek keletkezését a termésekben. Később azonban cáfolták ezt a hipotézist. Az egyértelmű, hogy a sejtek kiegyensúlyozatlan redox állapota egyaránt elősegíti a karotinoidok keletkezését és felhalmozódását a levelekben és a gyümölcsökben.

Chronica Horticulturae cikkét referálta
Dr. Halász Júlia
és Dr. Hegedűs Attila