柑橘属,原产于亚热带亚洲,属于亚科种类和顺序无患子目的芸香科(Agouillal et al ., 2017年)。如今,柑橘占世界水果生产的最大部门每年生产超过1亿吨(李et al ., 2006年)。柑橘类水果中富含的天然的营养成分,如糖、有机酸、维生素C和类黄酮,只在最近几年,吸引了越来越多的关注由于营养和有益的对人类健康的影响(特纳Burri, 2013年)。在所有柑橘、橙子占超过一半的世界柑橘生产和交易最广泛的水果,其次是官员、酸橙和柠檬和葡萄柚(食品农业组织 2017年)。在欧洲,意大利西班牙之后第二个橙色生产国。意大利橙生产主要集中在地中海地区,特别是在西西里和卡拉布里亚,其产量占~ 63和全国总产量的19%,分别(贝蒂尼, 2018年)。多年生常绿树木,柑橘全年需要水分和养分的果园效率更高(戴维斯和Albrigo, 1994年)。柑橘类水果的质量受到多种因素的影响,其中施肥中发挥着关键作用。种植者可以调节果实品质开发修改的阳离子(K、Ca、Mg)或阴离子(N, P和S)土壤溶液的组成。在上个世纪,世界人口的不断增长,紧随其后的是更高的粮食需求,导致农民几乎完全依赖于合成矿物肥料。这些化学物质的优点是毫无疑问的,因为他们可以提高作物产量,允许农民在更少的土地种植更多的粮食。另一方面,合成矿物肥料负责许多环境问题,例如贡献的富营养化淡水系统和沿海地区,造成污染土壤、地下水和空气(et al .,总理 2018年)。

在这种背景下,扭转这一趋势的大规模使用合成肥料,digestate的作用非常重要。它是一个有机土壤改良剂获得最后的厌氧消化过程。Digestate富含有机质稳定和生育等元素氮、磷和钾,因此它可以用作肥料主要农作物(搜集et al ., 2018年;朱塞佩et al ., 2020年)。这个底物,而最初的生物质送入厌氧消化植物,更均匀,水分含量较高。这种情况由于干物质生物降解的细菌消化器中包含,负责沼气生产(Nkoa, 2014年)。此外,digestate保留的主要生育元素(宏观和几乎所有的内消旋-和微量元素)和更少的可降解有机碳的部分没有转化成甲烷或股份有限公司₂;出于这个原因,它是更稳定的,它返回到土壤(汉斯·埃德尔, 2013年)。事实上,厌氧消化的结果为减少不稳定的有机物质,但不减少氮、磷和钾的供应初始生物量(瓦伦蒂et al ., 2018年, 2020年)。

digestate作为肥料的使用是一个重要的农艺策略不仅因为生育元素的存在,也因为可能关闭的碳和养分循环。后者数据可持续农业的关键原则之一,给人们带来了物质的中心复苏的持续农业生产(慕拉诺岛et al ., 2021年;搜集et al ., 2022年)。在过去的几年,digestate对土壤质量的影响已被广泛研究(Alburquerque et al ., 2012年;Muscolo et al ., 2017年;Doyeni et al ., 2021年),带来巨大的社会经济和环境效益的农业系统。但是,我们所知,只有一些实验工作(猜拳et al ., 2021年;Panuccio et al ., 2021年)研究如何影响果实品质pluriannual农作物。因此,我们建立了一个实验来测量多少digestate的使用会影响柑橘类水果的质量参数。

抗坏血酸、总酚类、类黄酮和其他物理化学参数的柑橘对待digestate相比获得了水果处理传统的矿物肥料,在同一个农场。

这个目的,橙色水果(柑橘、cv华盛顿肚脐和Tarocco Scire)收集在三个不同的农场位于西西里岛。每个农场我们杰出的两个相邻的字段。所有的培养条件是相同的,但我们改变了化肥使用:在实验领域,只有digestate每年施肥传播;同时,在传统的,只有合成肥料。

然后,鲜榨的柑橘类果汁获得的不同领域进行了分析确定物理化学参数和抗氧化剂,如抗坏血酸的含量、总酚类黄酮等。重要的是要强调的比较了柑橘果实品质参数收集在同一农场,这意味着统计分析认为这些差异取决于治疗(常规或digestate)。

众所周知,使用生物质agro-energy用途,通过厌氧消化过程中,沼气的生产。少得多,然而,digestate是厌氧消化过程的副产品,它是一个产品,其中包含土壤肥力的主要元素,使其适合作为肥料的主要农作物。

农艺使用digestate作为肥料对生育能力的贡献是重要的元素取代合成肥料。同样重要的是关闭的可能性碳和养分循环的关键因素理解基于重用的复苏和可持续农业生产过程的废料(金et al ., 2022年)。

后digestate沼气工厂生产过程,通常情况下,它的机械进行分离。这个阶段最重要的是可以获得的两个分数digestate:液体一个叫澄清或“可用泵抽吸的”和一个固体称为固体或“palable”(朱塞佩et al ., 2020年)。这种分离是由于更大的效率在管理digestate公司水平和农业用途。

这两个分数产生的分离过程有一个非常不同的施肥。固体部分被称为“palable”因为它的干物质含量高于20%,给它更大的一致性。提出了氮以有机形式和氮/磷比率转移有利于磷(彭et al ., 2020年)。它有一个更大数量的有机物质比液体分数。在农业领域是最合适的分数被用作土壤改良剂,代表了一种有效的替代肥料,帮助维持土壤的有机物质供应。这个分数可以使用每当需要实施缓慢的有机肥料,可以慢慢转移的营养土(曾et al ., 2022年)。

液体分数是“可用泵抽吸的”,因为它有一个低数量的干物质。它有一个低数量的有机物和氨氮的含量更高形式,它可以代表70 - 90%的总氮和氮/磷比率转移有利于氮(彭et al ., 2020年)。这是一个现成的肥料,能迅速释放营养作物。此外,由于显著缓解渗透进入土壤后蔓延,液体的分布比例的digestate可以减少氨排放到大气中浅埋(穆勒, 2015年)。埋葬的技术也会降低造成的气味影响digestate注入,避免烦恼当地居民(Orzi et al ., 2018年)。

与上述传统形式的digestate,在本文中,我们已经考虑进一步创新形式的digestate被称为“微型滤波器digestate。”所示 图1,微型滤波器digestate从液体digestate获得分数,被膜等膜分离技术的过程在一个创新的植物被称为“微滤”。

这是一个机械分离液体的分数,没有任何预处理。

所示的创新实验微滤装置 图1可以获得一个微型滤波器可以使用液相与核、灌溉施肥,确保中包含的最大营养和水分利用效率。微型滤波器允许,事实上,从微型滤波器相排除粒子大于50微米,可以挡住滴迷宫的核系统(Manetto et al ., 2022年)。

在本实验条件下,微型滤波器digestate代表大约60%的液体内digestate微型滤波器和保留,平均1.5干物质的-8%。在这个解决方案有很多化合物用于农作物施肥,最重要的无疑是氮以氨的形式,在总数的70 - 90%的比例溶解氮。

微型滤波器产生digestate为了提供永久的作物灌溉施肥(如柑橘、橄榄树、葡萄和饲料仙人掌属植物)与核系统中,存储后坦克附近的灌溉施肥。

目前,灌溉施肥与灌溉用水digestate混合是一种实践尚未普及。这是因为chemical-physical digestate特点,即使已经澄清了固液分离处理,导致堵塞问题分配器的相当大的整体质量和效率的操作。

强化分数获得半固态膜等膜分离技术创新之后,通常与一个相对干物质含量高,约20%以上。通常,这个分数是混合的液体可用泵抽吸的分数digestate。

最好的方式使用这个微型滤波器部分由配电系统中暂时允许贡献尽可能一致的要求作物,营养和水分利用效率的最大化。

通常,在地中海地区,digestate竞争力与化肥,因为它是分散在整个领域,导致了巨大的努力来收集和运输。物流链的主要障碍是它的运输成本,而不是它的化学特性。最大的旅行距离高度变量和强烈依赖于采用的物流解决方案。

此外,digestate微量过滤可以的关键因素:(a)优化digestate的管理,扩大其日历和扩散的可能性;在“特定的方式”(b)增强的液体分数digestate同时减少使用矿物肥料;(c)减少排放的气味问题,氨,温室气体,硝酸盐的损失的水(营养)的使用效率最大化;(d)的发病率减少运输成本,因为它使用在高收入多年生作物。

柑橘收获的物理化学和营养参数并给出了三种不同的果园 表3。数据分组根据施肥制度与化肥与Digestate(控制)。此外,氧自由基吸收试验报告的结果图( 图2)。

关于农场1,结果表明,土壤的治疗与digestate增加了果汁产量以及可滴定酸度。相反,总可溶性固体高的果汁从柑橘获得传统受精(15.31°白利糖度与12.26°白利)。此外,它可以观察到,抗坏血酸的含量和黄烷酮类果汁,都由高效液相色谱分析,被使用digestate负面影响土壤改良剂(71.12和64.11毫克/ 100毫升,434.3和269.6 mg / L,分别)。

同样的趋势可以观察到的总多酚,决定使用Folin-Ciocalteau试验,其值分别为89.3 mg / L的汁处理液体digestate和103.6 mg / L肉来自常规治疗,分别。

最后,没有明显的pH值变化时观察到传统化肥和digestate被用作修改。也一样CIELab指数皮和果肉和抗氧化活性决定使用氧自由基吸收试验( 图2)。

关于农场2,两次发生以来,分别需要考虑。

第一个丰收导致水果大多数类似的物理化学参数之间的两个治疗方法。汁率的值,pH值、固溶与digestate水果受精时没有表现出显著差异与常规治疗相比化学物质。

同时,高效液相色谱法分析测定维生素C含量和黄烷酮类浓度给两个研究团体之间的结果没有明显不同。

另一方面,滴定酸度的观察差异显著,高的肉从柑橘获得常规治疗(0.69% vs 0.94),和总酚含量,相反,造成积极影响液体digestate用作肥料时(106.6 vs 91.1 mg / L)。

水果的颜色,测量的显著差异之间的指标观察两组样品。柑橘皮的受精与液体digestate显示更高的b^*c^*值,导致亮黄色。当涉及到果肉,L^*和h^*指标结果明显不同,为柑橘digestate处理较低的值。测定抗氧化活性的氧自由基吸收试验进行,结果显示研究的两组之间无显著差异( 图2)。

由于柑橘类水果农场2中收获属于简历Tarocco Scire(血橙),花青素的测定进行了。这些值明显不同的两组:研究发现更高浓度的花青素被发现从橘子汁处理液体digestate(317和205 mg / L)。

“第二丰收组织”发生在农场2显示出类似的肉产量以及可比CIElab皮和果肉的坐标,当两组进行对比研究。

此外,滴定酸度值与digestate柑橘种植施肥高相比传统受精柑橘(0.87% vs 0.96)。相反,其他物理化学参数,如pH值和总可溶性固体,导致较低的值汁从水果获得微型滤波器处理digestate。

光谱光度测量的决心,即。,total polyphenols content and anthocyanins concentration, showed higher values for fruits treated with conventional fertilizers. The same trend was followed by total flavanones concentration (205 vs. 167.6 mg/L). No significant differences were observed for antioxidant activity, determined by means of ORAC assay ( 图2)。

过去农场参与这项研究,农场3两丰收。

第一个导致水果和肉与理化参数两组调查之间的明显不同。特别是果汁产量、果汁的pH值以及总可溶性固体高样品生长在土壤肥沃的化学物质。另一方面,内容是从树上摘水果的维生素C治疗digestate显著不同的和更高的收获相比传统受精果园(44.36和39.58毫克/ 100毫升)。总黄烷酮类的浓度,计算的三种最具代表性的类黄酮的总和,以及抗氧化活性,没有显著差异,显示类似的数据( 图2)。

此外,CIElab坐标的值的差异,特别是皮参数,如b^*c^*,和h^*值,观察,导致更高的值digestate组。至于纸浆颜色坐标,所有的参数都是两个土壤之间的治疗相比明显不同。

在第二个收获,显著不同的结果:肉产量较低的水果相比digestate对待一个获得柑橘治疗传统(47.43% vs 35.92)。低pH值和总可溶性固体橘子汁得到的液体digestate对待。

显著差异被发现在水果的次生代谢物。水果收集的植物种植在土壤与液体digestate修改显示的最高数量的维生素C(36.79和27.64毫克/ 100毫升)和总多酚(117.7 vs 96.5 mg / L)。同样的趋势出现了黄烷酮类浓度(432.46 vs 334.95 mg / L),其中橘皮苷被发现在两组最丰富的黄烷酮。

最后,果肉颜色被发现显著差异:L^*,一个^*b^*c^*值高的水果生长在树上对待digestate灌溉相比传统。抗氧化能力获得使用的值分析显示两组之间无显著差异( 图2)。

在本研究工作中,两个不同的肥料(传统的矿物肥料和digestate)及其对柑橘类水果的理化参数的影响,进行比较,目的是进一步测试一个创新环保施肥策略的潜在好处。

表3报告收集的水果的质量特征参数的三种不同的农场。在这些标记中,滴定酸度,表示为%柠檬酸和总可溶性固体,报告为°白利度是两个最重要的问题。果汁中的酸含量会减少和柑橘类水果的成熟,主要是因为这些化合物作为呼吸底物的使用,同时,新物质的合成。的酸度值记录在目前的研究范围从0.49(农场3)1.13%的柠檬酸(农场1)。另一个变化,可以观察到在汁水果的发展是糖积累。在这方面,总可溶性固体值测定,因为他们代表糖含量的主要指标。获得TSS的值介于11.95(农场3)到15.31(农场1)。酸含量和糖的趋势在当前研究同意上述声明(廖et al ., 2019年),显示最高可滴定酸度值都伴随着糖含量最低的值。

液的pH值在正常范围内(3.52 - -4.13)。正如预期的那样,pH值降低果汁的酸度。

柑橘品质的另一个指标是外部柑橘皮的颜色,这也是通常用作选择标准在整个供应和消费链(Selvaggi et al ., 2023年)。在当前的研究中,颜色参数,定量定义成三维的色调,色度,轻盈,显示变化之间的两个研究小组(digestate和常规施肥)。研究人员(拜耳和佩里 1992年;Saija et al ., 1998年;Pallottino, 2010年)属性皮颜色变化的成熟过程,在此期间叶绿素浓度降低和类胡萝卜素含量增加。

在这项研究中,维生素C(抗坏血酸)值的橘子生长在不同施肥条件下进行了比较。橙果汁分析了实验研究表明维生素C的值由36.79(农场3)至64.11毫克/ 100毫升(农场1)当肉来自水果(Del阿莫et al ., 2008年)digestate对待,而抗坏血酸含量被发现的范围从27.64到71.12毫克/ 100毫升为肉体从柑橘类水果中获得商业肥料处理。值获得的发现在这项研究中证实了其他作者(马蒂et al ., 2009年;马蒂et al ., 2015年;Rapisarda et al ., 2010年;Chanson-Rolle et al ., 2016年)。

此外,作为占主导地位的集团在柑橘类黄酮,黄烷酮类浓度已经确定。在这个实验工作,的浓度三黄烷酮类,即narirutin、橘皮苷、和didymin量化。

水果收集的结果在第一次收获在农场农场2和第二次收获3表明,使用digestate,刺激植物资源重新分配的主要代谢次生代谢物生产,推动合成黄烷酮类。特别是,柑橘在农场收集2在第一次收获显示增加了黄烷酮类的集中了近10%,而增加29%的观察期间收集的水果农场3中第二个收获。这些结果与之前的研究结果相一致报告更高水平的次生代谢物在有机胡萝卜(Sharma et al ., 2012年),甜辣椒(Del阿莫et al ., 2008年)和西红柿(Panuccio et al ., 2021年)。

在每个测试汁,橘皮苷代表最丰富的黄烷酮之间的值由85.38和347.9 mg / L。narirutin是第二个最丰富的黄烷酮在果汁(值的范围从30.56到206.60 mg / L), dydimin是所有研究果汁中标识的小类黄酮(值的范围从8.09到53.79 mg / L)。获得的数据为本研究的目的是在协议与科学文献中可用(Mondello et al ., 2000年;加图索et al ., 2007年;Selli, 2007年),橙汁的测试提出了一个类似的黄烷酮类的概要文件。

另一个类的类黄酮,研究在目前的研究工作是花青素,水溶性色素负责青蓝色的颜色的水果和蔬菜。因为这些颜料可以发现只有在血橙,其内容是决定只对柑橘中收集农场2 (cv Tarocco Scire),其值的范围从146.5到369.0 mg / L,条理清楚地可以在文献中找到的结果(Rapisarda et al ., 2000年;Fabroni et al ., 2016年)。

本研究强调使用的液体分数的可能性digestate为土壤补充橙色增长和质量获得许多好处。最重要的柑橘类水果参数的质量,还取决于营养供应,进行评估,对于大多数物理化学的决心,可比的结果得到了两组之间没有负面影响质量参数当digestate用作肥料。

相反,在某些情况下(第一个收获在农场农场2和第二个收获3),生物活性化合物研究的内容,即。、维生素C、总黄烷酮类和总多酚,正受到digestate作为土壤改良剂的使用。

考虑到总体农艺表现,digestate取代合成肥料可以是一个有用的选项,避免负面影响传统矿物肥料。因为这个环保的土壤改良剂拥有巨大的潜力,有意向评估它在未来的实验中对其他作物。

原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。

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