Pre-harvest factors influencing different models of strawberry cultivation

Cultivated strawberry (Fragaria x ananassa) currently plays a key role in the global market, driven by strong consumer demand due not only to its appreciated sensory attributes, such as flavour and aroma, but also to its high nutritional value. However, achieving high levels of productivity and fruit quality remains a major challenge for the sector. In particular, strawberry quality is strongly influenced by pre-harvest factors, including genotype, environmental conditions and the cultivation systems. Strawberry crops exhibit marked variability in agronomic performance and fruit quality as a result of the interaction among these factors. Therefore, the aim of this thesis was to evaluate the effects of the interaction between genotype, environmental conditions and cultivation systems on the productive and qualitative parameters of strawberry, in order to identify cultivation strategies capable of optimizing yield and fruit quality. To investigate the role of genotype in determining strawberry productivity and quality, this study focused on the comparison of different cultivars evaluated in a breeding environment over three consecutive years, allowing an assessment of yield stability over time. The results revealed that substantial variability among genotypes, with only one genotype (AN16,53,54) maintaining consistent and statistically stable total yield across the three years, confirming the importance of genetic stability as a key criterion in breeding programs. In addition, the interaction between genotype and nursery plant material (tray and frigo) was evaluated, highlighting that both productive and qualitative responses depend not only on the genetic background but also on the propagation method adopted. The effect of the environment was further investigated through the comparison of genotype performance in two different growing areas: central Italy (Agugliano, Ancona) and south-eastern Spain (Almonte, Huelva). The two environments showed sufficient pedoclimatic differences to indue distinct productive responses. In particular, some genotypes exhibited better adaptability to the Italian environment. Whereas others expressed their productive potential more effectively under Spanish conditions, confirming the crucial role of environmental adaptability in defining the optimal cultivation area for a given cultivar. Finally, the impact of the cultivation system was assessed by evaluating protected soilless systems and the use of peat-free or peat-reduced substrates. The experimental trials demonstrated that substrates with little or no peart content can achieve productive performances comparable to those of traditional substrates, especially when used in mixtures, such as perlite-coconut fibre blends or formulations including wood fibre in combination with other components. Moreover, protected soilless systems allowed greater control over crop management, extended the production period and significantly reduced nickel content in the fruits, thereby contributing to improved food safety.

La fragola coltivata (Fragaria x ananassa) riveste oggi un ruolo di primaria importanza nel mercato globale, grazie all’elevata domanda da parte dei consumatori, attribuibile non solo alle sue apprezzate caratteristiche sensoriali, quali sapore e aroma, ma anche al suo elevato valore nutrizionale. Tuttavia, il raggiungimento di alti livelli di produttività e qualità del frutto rappresenta una sfida rilevante per il settore. In particolare, la qualità della fragola è fortemente condizionata dai cosiddetti fattori pre-raccolta, che comprendono il genotipo, le condizioni ambientali e il sistema di coltivazione adottato. Le fragole, infatti, mostrano una marcata variabilità in termini di prestazioni agronomiche e qualitative in funzione dell’interazione tra questi fattori. Pertanto, l’obiettivo della presente tesi è valutare l’effetto dell’interazione tra genotipo, condizioni ambientali e sistemi di coltivazione sui parametri produttivi e qualitativi della fragola, al fine di individuare strategie colturali in grado di ottimizzare resa e qualità del frutto. Al fine di comprendere il ruolo del genotipo nel determinare le caratteristiche produttive e qualitative della fragola, la ricerca si è concentrata sul confronto tra diverse cultivar in un ambiente di breeding per tre anni consecutivi permettendo una valutazione della stabilità produttiva nel tempo. I risultati hanno evidenziato una marcata variabilità tra i genotipi, con un solo genotipo (AN16,53,54) in grado di mantenere livelli di produzione totale constanti e statisticamente stabili nei tre anni, confermando l’importanza della stabilità genetica come criterio chiave nei programmi di miglioramento genetico. Inoltre, è stata valutata l’interazione tra genotipo e tipologia di pianta da vivaio (tray e frigo), mettendo in evidenza come la risposta produttiva e qualitativa dipenda non solo dal patrimonio genetico, ma anche dalla forma di propagazione adottata. Parallelamente, l‘effetto dell’ambiente è stato investigato mediante il confronto delle prestazioni di diversi genotipi coltivati in due areali differenti, l’Italia centrale (Agugliano, Ancona) e Sud-Est della Spagna (Almonte, Huelva). I due ambienti hanno mostrato differenze pedoclimatiche sufficienti a determinare risposte produttive differenti. In particolare, alcuni genotipi hanno evidenziato una migliore adattabilità all’ambiente italiano, mentre altri hanno espresso il loro potenziale produttivo in modo più efficace in Spagna, confermando il ruolo cruciale dell’adattabilità ambientale nella definizione della destinazione colturale di una cultivar. Infine, l’impatto del sistema di coltivazione è stato analizzato valutando sistemi fuori suolo in ambiente protetto e l’utilizzo di substrati alternativi alla torba. Le prove sperimentali hanno dimostrato che substrati privi o a ridotto contenuto di torba sono in grado di garantire prestazioni produttive comparabili ai substrati tradizionali, soprattutto quando utilizzati in miscele, come nel caso della combinazione perlite-fibra di cocco o la presenza della fibra di legno in combinazione con altri ingredienti. Inoltre, i sistemi fuori suolo protetti hanno consentito un maggiore controllo della coltivazione, l’estensione del periodo produttivo e una significativa riduzione del contenuto di nichel nei frutti, contribuendo così al miglioramento della sicurezza alimentare.