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Daccak D, Lidon FC, Coelho ARF, Luís IC, Marques AC, Pessoa CC, Brito MDG, Kullberg JC, Ramalho JC, Silva MJ, Rodrigues AP, Campos PS, Pais IP, Semedo JN, Silva MM, Legoinha P, Galhano C, Simões M, Pessoa MF, Reboredo FH. Assessment of Physicochemical Parameters in Two Winegrapes Varieties after Foliar Application of ZnSO 4 and ZnO. PLANTS (BASEL, SWITZERLAND) 2023; 12:1426. [PMID: 37050051 PMCID: PMC10097101 DOI: 10.3390/plants12071426] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Figures] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/07/2023] [Revised: 03/17/2023] [Accepted: 03/21/2023] [Indexed: 06/19/2023]
Abstract
One-third of the world's population is suffering from "hidden hunger" due to micronutrient deficiency. Zinc is acquired through diet, leading its deficiency to the development of disorders such as retarded growth, anorexia, infections, and hypogeusia. Accordingly, this study aimed to develop an agronomic workflow for Zn biofortification on two red winegrapes varieties (cv. Castelão and Syrah) and determine the physicochemical implications for winemaking. Both varieties produced in Setúbal (Portugal) were submitted to four foliar applications of ZnSO4 or ZnO (900 and 1350 g ha-1, respectively), during the production cycle. At harvest, Zn biofortification reached a 4.3- and 2.3-fold increase with ZnO 1350 g ha-1 in Castelão and Syrah, respectively (although, with ZnSO4 1350 g ha-1 both varieties revealed an increase in Zn concentration). On a physiological basis, lower values of NDVI were found in the biofortified grapes, although not reflected in photosynthetic parameters with cv. Syrah shows even a potential benefit with the use of Zn fertilizers. Regarding physical and chemical parameters (density, total soluble solids, dry weight, and color), relative to the control no significant changes in both varieties were observed, being suitable for winemaking. It was concluded that ZnSO4 and ZnO foliar fertilization efficiently increased Zn concentration on both varieties without a negative impact on quality, but cv. Castelão showed a better index of Zn biofortification and pointed to a potentially higher quality for winemaking.
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Affiliation(s)
- Diana Daccak
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Fernando C. Lidon
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Ana Rita F. Coelho
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Inês Carmo Luís
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Ana Coelho Marques
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Cláudia Campos Pessoa
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Maria da Graça Brito
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - José Carlos Kullberg
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - José C. Ramalho
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
- Plant Stress & Biodiversity Lab, Centro de Estudos Florestais (CEF), Laboratório Associado TERRA, Instituto Superior Agronomia (ISA), Universidade de Lisboa (ULisboa), Quinta do Marquês, Avenida da República, 2784-505 Oeiras, Portugal;
- Plant Stress & Biodiversity Lab, Centro de Estudos Florestais (CEF), Laboratório Associado TERRA, Instituto Superior Agronomia (ISA), Universidade de Lisboa (ULisboa), Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa, Portugal
| | - Maria José Silva
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
- Plant Stress & Biodiversity Lab, Centro de Estudos Florestais (CEF), Laboratório Associado TERRA, Instituto Superior Agronomia (ISA), Universidade de Lisboa (ULisboa), Quinta do Marquês, Avenida da República, 2784-505 Oeiras, Portugal;
- Plant Stress & Biodiversity Lab, Centro de Estudos Florestais (CEF), Laboratório Associado TERRA, Instituto Superior Agronomia (ISA), Universidade de Lisboa (ULisboa), Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa, Portugal
| | - Ana Paula Rodrigues
- Plant Stress & Biodiversity Lab, Centro de Estudos Florestais (CEF), Laboratório Associado TERRA, Instituto Superior Agronomia (ISA), Universidade de Lisboa (ULisboa), Quinta do Marquês, Avenida da República, 2784-505 Oeiras, Portugal;
- Plant Stress & Biodiversity Lab, Centro de Estudos Florestais (CEF), Laboratório Associado TERRA, Instituto Superior Agronomia (ISA), Universidade de Lisboa (ULisboa), Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa, Portugal
| | - Paula Scotti Campos
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
- Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária, I.P. (INIAV), Quinta do Marquês, Avenida da República, 2780-157 Oeiras, Portugal
| | - Isabel P. Pais
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
- Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária, I.P. (INIAV), Quinta do Marquês, Avenida da República, 2780-157 Oeiras, Portugal
| | - José N. Semedo
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
- Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária, I.P. (INIAV), Quinta do Marquês, Avenida da República, 2780-157 Oeiras, Portugal
| | - Maria Manuela Silva
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Paulo Legoinha
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Carlos Galhano
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Manuela Simões
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Maria Fernanda Pessoa
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
| | - Fernando H. Reboredo
- Departamento de Ciências da Terra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (F.C.L.); (A.R.F.C.); (I.C.L.); (A.C.M.); (C.C.P.); (M.d.G.B.); (J.C.K.); (M.M.S.); (P.L.); (C.G.); (M.S.); (M.F.P.); (F.H.R.)
- Centro de Investigação de Geobiociências, Geoengenharias e Geotecnologias (GeoBioTec), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Campus da Caparica, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica, Portugal; (J.C.R.); (M.J.S.); (P.S.C.); (I.P.P.); (J.N.S.)
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Malviya D, Thosar R, Kokare N, Pawar S, Singh UB, Saha S, Rai JP, Singh HV, Somkuwar RG, Saxena AK. A Comparative Analysis of Microbe-Based Technologies Developed at ICAR-NBAIM Against Erysiphe necator Causing Powdery Mildew Disease in Grapes ( Vitis vinifera L.). Front Microbiol 2022; 13:871901. [PMID: 35663883 PMCID: PMC9159358 DOI: 10.3389/fmicb.2022.871901] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/08/2022] [Accepted: 04/11/2022] [Indexed: 11/13/2022] Open
Abstract
Globally, Erysiphe necator causing powdery mildew disease in grapevines (Vitis vinifera L.) is the second most important endemic disease, causing huge economic losses every year. At present, the management of powdery mildew in grapes is largely dependent upon the use of chemical fungicides. Grapes are being considered as one of the high pesticide-demanding crops. Looking at the residual impact of toxic chemical pesticides on the environment, animal, and human health, microbe-based strategies for control of powdery mildew is an emerging technique. It offers an environment-friendly, residue-free, and effective yet safer approach to control powdery mildew disease in grapes. The mode of action is relatively diverse as well as specific to different pathosystems. Hence, the aim of this study was to evaluate the microbe-based technologies, i.e., Eco-pesticide®, Bio-Pulse®, and Bio-Care 24® developed at the Plant-Microbe Interaction and Rhizosphere Biology Lab, ICAR-NBAIM, Kushmaur, against grape powdery mildew and to integrate these technologies with a safer fungicide (sulfur) to achieve better disease control under organic systems of viticulture. The experiments were conducted at four different locations, namely, the vineyards of ICAR-NRCG, Rajya Draksha Bagayatdar Sangh (MRDBS), and two farmers' fields at Narayangaon and Junnar in the Pune district of Maharashtra. A significantly lower percent disease index (PDI) was recorded on the leaves of grape plants treated with Eco-Pesticide®/sulfur (22.37) followed by Bio-Pulse®/sulfur (22.62) and Bio-Care 24®/sulfur (24.62) at NRCG. A similar trend was observed with the lowest PDI on bunches of Eco-pesticide® /sulfur-treated plants (24.71) followed by Bio-Pulse®/sulfur (24.94) and Bio-Care®/sulfur (26.77). The application of microbial inoculants singly or in combination with sulfur has a significant positive impact on the qualitative parameters such as pH, total soluble solids (TSS), acidity, berry diameter, and berry length of the grapes at different locations. Among all the treatments, the Bio-Pulse®/sulfur treatment showed the highest yield per vine (15.02 kg), which was on par with the treatment Eco-Pesticide®/sulfur (14.94). When compared with the yield obtained from the untreated control, 2.5 to 3 times more yield was recorded in the plants treated with either of the biopesticides used in combination with sulfur. Even in the case of individual inoculation, the yield per vine was approximately two times higher than the untreated control and water-treated plants across the test locations. Results suggested that microbial technologies not only protect grapevines from powdery mildew but also enhance the quality parameters with increased yield across the test locations.
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Affiliation(s)
- Deepti Malviya
- Plant-Microbe Interaction and Rhizosphere Biology Lab, ICAR-National Bureau of Agriculturally Important Microorganisms, Maunath Bhanjan, India
| | - Ratna Thosar
- ICAR-National Research Centre for Grapes, Pune, India
| | | | - Shital Pawar
- ICAR-National Research Centre for Grapes, Pune, India
| | - Udai B Singh
- Plant-Microbe Interaction and Rhizosphere Biology Lab, ICAR-National Bureau of Agriculturally Important Microorganisms, Maunath Bhanjan, India
| | - Sujoy Saha
- ICAR-National Research Centre for Grapes, Pune, India
| | - Jai P Rai
- Department of Mycology and Plant Pathology, Institute of Agricultural Sciences, Banaras Hindu University, Varanasi, India
| | - Harsh V Singh
- Plant-Microbe Interaction and Rhizosphere Biology Lab, ICAR-National Bureau of Agriculturally Important Microorganisms, Maunath Bhanjan, India
| | - R G Somkuwar
- ICAR-National Research Centre for Grapes, Pune, India
| | - Anil K Saxena
- Plant-Microbe Interaction and Rhizosphere Biology Lab, ICAR-National Bureau of Agriculturally Important Microorganisms, Maunath Bhanjan, India
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