Projects / Programmes
Establishment of technological guidelines for irrigation of olives in Slovenia
| Code |
Science |
Field |
Subfield |
| 4.03.03 |
Biotechnical sciences |
Plant production |
Water, rural space, environment |
| Code |
Science |
Field |
| B006 |
Biomedical sciences |
Agronomics |
| Code |
Science |
Field |
| 4.01 |
Agricultural and Veterinary Sciences |
Agriculture, Forestry and Fisheries |
olive, climatic changes, drought, irrigation, olive oil, quality, biophenols, sugars
Researchers (15)
Organisations (2)
Abstract
In the last years the Slovenian olive growers and producers have faced problems to achieve constant yields and quality of olive oil due to the extreme weather conditions, especially because of the more frequent occurrence of the drought. In such situations they often irrigate by employing the principle of “crisis irrigation”. Numerous studies performed in the Mediterranean region have shown that for the cultivation of olive trees in areas where the water resources are extremely limited it is appropriate to use the principle of “deficient irrigation”. Despite of the smaller amount of water added compared to the optimal amount it is in this way possible to increase the productivity of the plants and at the same time provide a higher quality of olive oil and a better and sustainable use of water resources. However, the optimal amount of water in the irrigation treatment is very difficult to predict. The optimal amount depends on soil characteristics, meteorological parameters, agro-technical actions on the irrigation treatment, and specific response of the selected cultivar to water deficit. A technically accomplished pilot automatic irrigation system of olive trees was established in Slovenia in the prior research project that serves as reference olive orchard with the irrigation system. The study showed the positive effects of deficient irrigation system on the quality of olive oil, but due to variable weather conditions, it was not possible to study the factors that could influence the irrigation process. Moreover, the conditions that can be economically acceptable were not established. Due to the limited water resources, the use of water should be additionally rationalized. Therefore, it is necessary to upgrade the water irrigation system with additional irrigation treatments and determine the minimum amount of added water that has positive effect on the yield and quality. This research is going to contribute to a more rational use of water resources and at the same time to achieve better quality of olive oil of the cultivar ‘Istrska belica’ which is the leading one in representing 70% of all olive trees.
The aims of the research project are: 1) to study the impact of water stress on growth and fertility of olive trees and to determine the optimal irrigation treatment in each phenological period based on the results of monitoring of various agronomic characteristics and physiological parameters of olive trees, 2) to assess the impact of irrigation system on the quality and sensorial characteristics of olive oil with determination of primary metabolites of photosynthesis (sugars, sugar alcohols) and secondary metabolites (biophenols), 3) to study the biomarkers in association with the olive trees response to drought stress, 4) to determine the optimal irrigation treatment based on the results obtained in the study. The final aim of the project is to prepare technical guidelines for national strategy for irrigation of olive trees providing a good balance between size and quality of the crop and sustainable use of water resources.
In this project we are going to monitor the weather conditions and the phenological development stages of the olive trees depending on the irrigation treatment at the olive grove trial. Moreover, the physiological condition of the trees is going to be determined and the period when the olive trees will be subject to drought stress is going to be assessed. In addition, we are going to evaluate whether it is possible to improve the water balance of the plants with the selected irrigation treatments. In each phenological period the levels of the oleuropein, the total biophenols, sugars and sugar alcohols are going to be determined in olives and leaves samples. The quality of produced olive oil is going to be evaluated through the determination of chemical parameters and sensory analyses. Based on the results obtained in this study it is going to be possible to assess the perspective of the use of water
Significance for science
Rezultati projekta bodo pripomogli k postavitvi temeljev za pričetek novih raziskav oljke v nacionalnem prostoru. Z vzpostavljenim ter kontroliranim režimom namakanja oljk in pridobljenimi izkušnjami bomo v Sloveniji prvič raziskali kako sušni stres vpliva na fiziologijo oljk, s čemer bo omogočena tudi nadgradnja in podkrepitev dosedanjih raziskav o vplivih tehnoloških novosti na kemijske in senzorične značilnosti slovenskega oljčnega olja.
Kljub velikemu socialno ekonomskemu pomenu pridelave oljk in oljčnega olja, so raziskave o sintezi primarnih in sekundarnih metabolitov ter o vplivu stresnih situacij na njihovo sintezo v mednarodnem znanstvenem prostoru precej omejene, v Sloveniji pa novost. Glede na aktualne podnebne spremembe in pojav stresnih situacij, s katerimi se sooča sredozemski pridelovalni prostor, bodo tovrstne raziskave ključnega pomena za prilagajanje tehnologij v kmetijski pridelavi. Pri oljki še niso bili identificirani ključni geni, ki sodelujejo pri sintezi biološko pomembnih molekul in ki določajo kakovost končnega produkta – oljčnega olja. Prav tako še ni bil proučen vpliv stresnih situacij na izražanje teh genov, zato bo vzpostavljen, kontroliran poskus namakanja deloval kot stalno delujoč laboratorij na prostem in bo služil kot orodje za temeljne genetske raziskave za proučevanje izražanja pomembnejših genov v odvisnosti od agronomskih tehnologij in stresnih situacij ter za proučevanje fiziologije oljke.
Sušni stres, ki nastopi ob pomanjkanju rastlinam dostopne vode v tleh, negativno vpliva na metabolne procese, sprejem hranil ter na fotosintezo. V kolikor se vodni primanjkljaj pojavi v fazi razvoja, ki je za sušni stres najbolj občutljiva, lahko vpliva tudi na slabši razvoj generativnih organov, venenje listov ter posledično na kakovost in količino pridelka. Optimalni obrok namakanja, ki temelji na celotni dejanski evapotranspiraciji, lahko zagotovi maksimalne pridelke, vendar pa lahko pri nekaterih rastlinah negativno vpliva na akumulacijo olja, tvorbo eteričnih olj, zavira dozorevanje plodov ter vpliva na manjšo kakovost pridelka. Poznavanje razsežnosti problematike vodnega stresa pri gojenju oljk, ki na eni strani pozitivno vpliva na akumulacijo olja v plodovih in na drugi strani v ekstremno sušnih razmerah privede do kolapsa presnovnih procesov v rastlini, je temelj za nadaljnje raziskave vpliva sušnega stresa na generativne faze razvoja oljk s katerimi bomo določili optimalni prag stresa, ki bo zagotavljal uravnoteženo razmerje med velikostjo pridelka in vsebnostjo olja.
Prav tako je novost v slovenskem prostoru spremljanje primarnih metabolitov fotosinteze (sladkorji, sladkorni alkoholi) in sekundarnih metabolitov (biofenolov) v odvisnosti od namakalnega režima že v času dozorevanja tako v plodovih kot v listih. Tako bodo rezultati tovrstnega spremljanja najbolj zastopane sorte 'Istrska belica' novost tudi v mednarodnem prostoru.
Significance for the country
Kmetijstvo je gospodarska dejavnost posebnega družbenega pomena s temeljno nalogo zagotoviti zadostno preskrbo z varno hrano. Kmetijstvo se sooča z vedno novimi izzivi, ki izhajajo iz globalizacije svetovnega gospodarstva, rastočega števila prebivalstva in vpliva podnebnih sprememb. Slovenija z domačo pridelavo ne pokriva svojih potreb po kmetijsko-živilskih proizvodih. Zagotavljanje globalne prehranske varnosti je dolžnost vsake države, zato je povečevanje produktivnosti, prilagajanje tehnologij podnebnim spremembam in razvoj novih tehnologij lahko doseženo le s pomočjo vrhunsko usposobljenega in izobraženega kadra, ki se bo znal uspešno soočati z globalnimi izzivi. V pričakovanih razmerah večjih težav z oskrbo s hrano v svetovnem merilu in pa tudi zaradi spoznanj o negativnih okoljskih učinkih velikih transportov hrane, postaja vprašanje lokalne in regionalne samooskrbe s hrano ponovno pomembno. Zato mora Slovenija krepiti svojo proizvodnjo in si prizadevati za ekonomsko učinkovito pokrivanje dela svojih potreb po hrani in tam, kjer smo in bomo konkurenčni, tudi prispevati k globalni prehranski varnosti.
Slovenija z domačo pridelavo ne pokriva svojih potreb po kmetijsko-živilskih proizvodih. Največji primanjkljaj beležimo pri sladkorju in rastlinskem olju. S tega vidika je oljkarstvo nacionalnega pomena in s pridelavo lahko bistveno prispeva k večanju samooskrbe Slovenije z rastlinskimi olji. Zaradi težjih razmer pridelovanja (razdrobljenost zemljišč, terase, problem lastništva) se oljkarska panoga razvija kot dopolnilna dejavnost, ki pa lahko v veliki meri prispeva k izboljšanju družinskih prihodkov in je s tega vidika izredno pomembna gospodarska panoga. Strojna obdelava (predvsem obrezovanje in obiranje) je otežkočena, zato so stroški pridelave zelo visoki. In ker je konkurenca na mednarodnem trgu oljčnega olja vedno večja, je za slovensko oljkarstvo zelo pomembno, da lahko zagotavlja vrhunsko kakovost olja. In prav znanje na tem področju lahko pomaga panogi, da se razvija v smeri stalnega spremljanja mednarodnega trenda vrhunske kakovosti. Tako je tudi v luči vse težjih pridelovalnih razmer in vremenskih ekstremov v oljkarstvu nujno potrebno uvajati tehnologije namakanja.
Raziskave na področju namakanja predstavljajo novost v slovenskem prostoru, še posebno na področju oljkarstva. V Operativnih smernicah je opredeljena tudi strategija oljkarstva, ki jasno opredeljuje, da se je v panogi pojavila potreba po prilagoditvi tehnologije pridelave oljk podnebnim spremembam, kot tudi po upravljanju in obvladovanju s tveganji. Na podlagi rezultatov se bodo izdelale tehnološke smernice, ki bodo lahko omogočile pripravo strategije namakanja v panogi, prav tako pa bodo spoznanja koristna za celotno slovensko kmetijsko prakso.
Prav tako je namakanje nujno potrebno pri pridelavi namiznih oljk, saj potrošnik zahteva stalno kakovost, ki je pri namiznih oljkah odvisna prav od razmerja koščica/meso, ki je v sušnih razmerah popolnoma neustrezno.
Most important scientific results
Annual report
2016,
final report
Most important socioeconomically and culturally relevant results
Annual report
2015,
2016,
final report
