Slika 1: Capsicum annuum L.. 'Chili-AS Rot'

Kmetijstvo je zaradi vse pogostejših ekstremnih vremenskih razmer pred številnimi izzivi, med njimi je tudi pomanjkanje vode, s katero se srečujejo tudi pridelovalci čilijev. Čili postaja vse bolj pomembna vrsta, saj raziskave v zadnjem desetletju dokazujejo, da se učinkovine lahko uporabijo tako prehranske kot v zdravstvene, farmacevtske namene. Prav zato se njihova pridelava povečuje, v zadnjih 40 letih je narasla za več kot 40 krat. 

Izr. prof. dr. Ana Slatnar je pojasnila zakaj so raziskovali vpliv režimov namakanja na pridelavo čilija: »Čili sodi v skupino plodovk, ki jo sestavljajo toplotno zahtevne rastline, zato je njihova pridelava omejena na območja, kjer se povprečne dnevne temperature gibajo med 15° in 30° C. Klimatske razmere primerne za vzgojo čilija narekujejo, da temperature ne smejo biti dalj časa višje od 30° C.«

Pomemben vidik pridelave čilija poleg temperaturnih zahtev je tudi namakanje, zato je bil pomemben vidik raziskave, kako prihraniti pri količini porabljene vodi, ki postaja vse bolj pomembna in cenjena zato njena raba v kmetijstvu postaja vse bolj razionalna. Pri načrtovanju raziskave so se odločili za deficitno namakanje, kar pomeni, da so dodano količino vode rastlini zmanjšali. Pri tem so v izhodišča zapisali, da pričakujejo manjšo količino pridelka in hkrati boljšo notranjo kakovost izdelka. Raziskave v zadnjih letih so pokazale, da pri odkupu čilija, ne igra vloge samo količina pridelka, ampak tudi notranja kakovost. Le ta je še posebej pomembna pri izbranem modelni rastlini, sorti 'Naga Morich'. 

Cilj raziskave vpliva deficitnega namakanja dveh sort pripadajočim različnim vrstam čilija  

 
Slika 2: Capsicum chinense Jacq. 'Naga Morich'

Cilj raziskave je ugotoviti vpliv namakanja na dve sorti čilija, na sorto 'Chili-AS Rot', ki pripada vrsti Capsicum annuum in sorti 'Naga Morich', ki pripada vrsti Capsicum chinense. Preučevali so, kako deficitno namakanje, torej namakanje z 50 % poljske kapacitete, vpliva na vrednost primarnih in sekundarnih metabolitov pri obeh sortah. Sorti sta si namreč po pekočini precej različni, sorta Chili-AS Rot vsebuje približno 30.000 Scovillovih enot, sorta 'Naga Morich' pa vsebuje približno 1.000.000 Scovillovih enot. Sorta 'Naga Morich' je bolj pekoča sorta, ki se uvršča na zgornjo lestvico, zato je notranja kakovost pri tej vrsti zelo pomembna. 

Scovillova enota je enota s katero določamo pekočino v čiliju. Mednarodna lestvica pekočine ponazarja, koliko  skodelic vode potrebujemo, da pekočina izgine. 

V času trajanja poskusa je povprečna temperatura bila 23° C in 60% relativne zračne vlage, kar je omogočalo optimalno pridelavo. Rastline so gojili v šotnem substratu, pri čemer so polovico obravnavanih rastlin namakali do poljske kapacitete, polovice pa deficitano, do 50 % poljske kapacitete. 

Pri namakanju rastlin do točke poljske kapacitete je bilo namakanje do 10 kPa (sila vezave vode) z vsebnostjo vode med 30% in 60%, pri vrednosti do 50% poljske kapacitete pa smo količine vode vzdrževali med 16% in 20%.  

 
Slika3: Meritve vsebnosti vode (%) ter matričnega potenciala (kPa) za sorto Capsicum a. 'Chili-AS Rot' (A1,B1) ter sorto Capsicum c. 'Naga Morich' (A2,B2)

S prehodno študijo so ugotovili, da vsebnost nad 75 kPa povzroča rastlinam velik stres, kar rastlina pokaže z venenjem in tudi odpadanja cvetov, zato te meje med samim poskusom niso želeli doseči/preseči.

Med rastno sezono s skladno s tehnološko zrelostjo plodov pobirali pridelke po posameznih sortah. Ob zaključku poskus pa so izmerili tudi velikost in premer rastline rastline, stehtali maso korenisnkega sistema. V odvzetih plodovih so izmerili vsebnost primarnih sladkorjev, organskih kislin, skupnih fenolov in tudi dveh najbolj pogostih kapsaicinoidov.  

Razlika v količini pridelka je bila pri sorti 'Chili-AS Rot' dvakrat manjša, pri sorti 'Naga Morich' pa kar trikrat

Izr. prof. dr. Ana Slatnar je predstavila rezultate raziskave: »Količina pridelka je z deficitnim namakanjem padala. Pri sorti 'Chili-AS Rot' je padla iz 30 plodov na rastlino na 15 plodov na rastlino, pri sorti 'Naga Morich' pa iz 44,7 plodov na rastlino na 15 plodov na rastlino. V povprečju se je razvilo manjše število plodov, so bili pa plodovi težji.«

Razlike so bile opazne tudi pri  volumnu rastline in koreninskem sistemu

 
Slika 4: Rastlini 'Naga Morich'‚ izpostavljeni različnim režimom namakanja

Rastline namakane do poljske kapacitete so razvile manjši rodni volumen za tvorjenje samih plodov.

Razlika med vsebnostjo primarnih in sekundarnih metabolitov v plodovih

 
Slika 5: Ekstrakcijski vzorci 

V perikarpu plodov dveh vrst čilijev so določili tri sladkorje, sedem organskih kislin, skupne fenolne snovi in dva kapsaicinoida. Kapsaicin in dihidrokapsaicin sta bila določena s pomočjo HPLC-MS sistema. Po končanem poskusu so sistem HPLC-MS nadgradili s z uporabo sistema HPLC s tandemskim kvadrupol masnim spektrometrom, kjer se s spremljanjem tandemskih reakcij (SRM) z veliko natančnostjo določi vsebnost posameznega kapsaicinoida. 

Rezultati analize so pokazali, da je v plodovih vzgojenih z deficitnim namakanjem, torej pri namakanju z manjšo količino vode, prišlo do padca nekaterih metabolitev. Deficitno namakanje je zmanjšalo vsebnosti sladkorjev pri obeh vrstah med 8 % in 18 %.

 
Slika 6: Prerez čilija

Kar se tiče skupnih fenolnih spojin je raziskava pokazala, da je pri obeh vrstah, kjer so bile rastline namakane s poljsko kapaciteto prišlo do večje vsebnosti skupnih fenolnih kislin. Rastline sorte 'Chili-AS Rot' namakane pri poljski kapaciteti so imele 84,7 mg (1056 mg GAE/100 g SS) oziroma 13 % več skupnih fenolnih spojin v primerjavi z deficitno namakanimi rastlinami.

Najpomembnejša skupina metabolitov v plodovih, ki so jo preučevali, so bili kapsaicinoidov in sicer kapsaicin in dihidrokapsiecin, ki skupaj predstavljata 90 % kapsaicinoidov v plodu. Ugotovili so, da so dobili nasprotujoče si rezultate. Sorta 'Chili-AS Rot' je imela pri deficitnem namakanju za 60 % manjše vsebnosti kapsaicinoidov v primerjavi s plodovi vzgojenimi z namakanjem pri poljski kapaciteti. Pri sorti 'Naga Morich' pa je bilo ravno obratno. 

Ugotovitve raziskave 

Raziskovalci po potrdili prvo predvidevanje, da deficitno namakanje privede do zmanjšanja količine pridelka ter da je namakanje do poljske kapacitete optimalno namakanje, ki nam daje količinsko večji pridelek. Potrebno pa je povedati, da je količino vode za namakanje do poljske kapacitete večja pri deficitnem namakanju, na kar moramo biti pozorni posebej v okoljih, kje je vode manj.  
Raziskava je bila opravljena na šotnem rastnem substratu, ki v vrtnarstvu predstavlja zelo pomemben rasni medij, niso pa to klasična mineralna tla. Zato so predhodno pripravili umeritvene krivulje s katerimi so določili potrebne količine vode za namakanje s katerim so ustvarili posamezni režim namakanja (poljska kapaciteta, 50% poljske kapacitete).

 
Tabela 1: Vsebnosti kapsaicina ter dihidrokapsaicina v rastlinah izpostavljenih dvema načinoma namakanja.

Dokazali so tudi, da imajo rastline, namakane do poljske kapacitete, več skupnih sladkorjev, askorbinske kisline in skupnih fenolnih spojin. Deficitno namakanje pa prikaže različne rezultate vsebnosti kapsaicinoidov pri različnih sortah in vrstah. Rezultati torej kažejo, da je potrebno študije namakanja pri različnih sortah čilija, z različno vsebnostjo kapsaicinoida, opraviti za vsako sorto posebej, saj pri različnih vrstah oziroma sortah ne dosežemo istega odziva.

Rezultati raziskave so pomembno doprinesli k novim spoznanjem metabolnega odziva rastlin čilijev na sušni stres, kar bo pripomoglo k razvoju inovativnih in okolju prijaznih tehnoloških postopkov.