NC State's opdagelse forventes at spare søde kartoffelbønder for 'millioner af dollars'

Udgivelsesdato: 25. september 2020

RALEIGH — Forskere i NC State har bestemt en behandling efter høst, der reducerer afgrødetab på grund af intern nekrose i Covington søde kartofler markant. Omkring 90% af North Carolinas søde kartofler er af Covington-sorten. Denne behandling vil spare NC søde kartoffelproducenter for millioner af dollars.

Covington-varianten af søde kartofler producerer et højt udbytte af ret ensartet formede lagerrødder, der er lækre, nærende og opbevares godt. Inden for få år efter sortens kommercielle udgivelse begyndte avlere og forbrugere dog at bemærke sorte pletter eller pletter på indersiden af de søde kartofler.

"Intern nekrose var ved at blive et stort problem i industrien, så Sweet Potato Commission besluttede, at vi havde brug for en taskforce til at se på dette fra hele kollegiet," sagde David Godwin, en tredjegenerations sød kartoffelproducent, som har tjent på North Carolina Sweet Potato Commission i en række roller. "Når du har et problem, hvor du virkelig ikke ved, hvad der sker, er du nødt til at få nogen fra alle områder og aspekter af landbrug og biovidenskab til at arbejde på det."

Intern nekrose findes i den ende af roden, der er tættest på, hvor vinstokken var. Billede udlånt af Jonathan Schultheis og HortTechnology-papiret Fjernelse af vin før høst, og hærdningsvarighed og temperatur påvirker forekomsten og sværhedsgraden af intern nekrose i 'Covington' sød kartoffel.

Intern nekrose er en fysiologisk lidelse, ikke forårsaget af et skadedyr eller patogen, hvor de søde kartofler udvikler sorte pletter og pletter på indersiden af roden. Disse sorte pletter findes kun i den ende af roden, der er tættest på, hvor vinstokken var. Producenterne kan ikke se, om en rod har indre nekrose uden at skære i den.

Ifølge Jonathan Schultheis, en professor og udvidelsesspecialist ved Institut for Havebrugsvidenskab, der ledede taskforcen, viste en undersøgelse af søde kartoffellagerrum i 2010 og 2011, at 90% af lagerrummene havde mindst nogle rødder med intern nekrose. I de fleste tilfælde havde mindre end 10% af de undersøgte søde kartofler disse minimale sorte pletter eller pletter. Nogle få producenter havde dog mere end 30%-angrebne rødder, nogle med mere alvorlige symptomer, hvilket gjorde dem ikke salgbare.

Ved at ændre hærdeprocessen - en varmebehandling, der tilskynder rødderne til at hele sår og skrammer og omdanner stivelse til sukker efter høst og før opbevaring i et køligt lagerrum - har Schultheis og taskforcen bestemt en metode til i høj grad at reducere forekomsten og sværhedsgraden af intern nekrose i Covington søde kartofler.

I sidste måned delte taskforcen løsningen med det videnskabelige samfund i form af et papir offentliggjort i tidsskriftet HortTechnology. De delte løsningen med søde kartoffelproducenter i 2017, efter at det første sæt eksperimenter viste sig at være vellykket.

MANGE EKSPERIMENTER

Før det blev fastslået, at hærdningsbetingelserne var en væsentlig faktor i intern nekrose, så taskforcen på en række forskellige mulige årsager, sagde Schultheis.

Lina Quesada-Ocampo og Zvezdana Pesic-Van Esbroeck, to plantepatologer, udelukkede vira, bakterier og svampe som årsag til intern nekrose. Katie Jennings, en forsker i havebrugsvidenskab, udelukkede herbicider. Anders Huseth, entomolog, hjalp taskforcen med at udelukke insekticider. Chen Jiang, en tidligere kandidatstuderende i gartnerividenskab; Penny Perkins-Veazie, professor i havebrugsvidenskab; og Sylvia Blankenship, professor emerita; så på plantehormonet ethylen. Anna Stepanova, en plantemolekylær genetiker, så på problemet på molekylært niveau.

Efter at alle disse potentielle årsager var udelukket, henvendte taskforcen sig til at undersøge vækstbetingelserne og opbevaringsforholdene.

David Godwin er en tredjegenerations sødkartoffelproducent, som har tjent i North Carolina Sweet Potato Commission i en række roller. (Foto fra 2016).
For at nå frem til et mere endegyldigt svar kom Schultheis, Godwin og flere andre nøglepersoner i sødkartoffelindustrien på ideen til et forskningsstudie for at forstå hovedårsagen til intern nekrose. Schultheis og Fernando Montero de Espinosa Baselga, en tidligere masterstuderende i Schultheis', koordinerede undersøgelsen med de vigtigste NC-sødekartoffelavlere og -pakkere. De slog rødder fra seks producenter og hærdede og opbevarede dem på seks forskellige lagerfaciliteter, mens de overvågede hærdningstemperaturerne og den relative luftfugtighed.

Ved at sammenligne rødder dyrket under forskellige kommercielle dyrkningsbetingelser og opbevaret i forskellige kommercielle faciliteter, blev det klart, at hærdningsforholdene umiddelbart efter høst havde en udtalt effekt på intern nekroseforekomst og sværhedsgrad.

Samtidig vurderede Montero de Espinosa Baselga søde kartofler dyrket under fem forskellige dyrkningsbetingelser på tre partnerfarme og Lower Coastal Plain/Cunningham Research Station i en mere kontrolleret undersøgelse. I denne offentliggjorte undersøgelse helbredte han rødderne ved enten 75 grader eller 85 grader i tre dage, en uge, to uger, tre uger eller fem uger, sagde Schultheis. Han fandt ud af, at en lavere hærdningstemperatur og kortere hærdetid i høj grad reducerede procentdelen af rødder med de sorte pletter af indre nekrose.

Taskforcen delte disse resultater med North Carolina søde kartoffelindustrien i 2017 og opdaterede de anbefalede hærdningsbetingelser for Covington søde kartofler.

uvurderlig løsning

"Jeg ved i mit hjerte, at North Carolina søde kartoffelindustrien ikke ville eksistere i dag i samme størrelse og det hele, hvis vi fortsatte med at have det interne nekroseproblem," sagde Godwin, der dimitterede fra NC State i 1987 med en bachelorgrad i biologisk og landbrugsteknik. "Det var ved at blive sådan et problem med sorten, at vi begyndte at miste købere. Vi ville have mistet Covington som en sort, og jeg tror ikke, vi ville have i nærheden af det antal hektar, vi har nu."

Schultheis er enig i, at de nye hærdningsbetingelser i høj grad har hjulpet North Carolina søde kartoffelindustrien, og mener, at det at stå i spidsen for taskforcen og være en del af at finde en løsning var en af de mest givende bedrifter i hans karriere.

"Bundlinjen er, at dette har sparet industrien for millioner af dollars i afgrødetab," sagde Schultheis. "En avler ringede til mig og fortalte mig, at han mistede en million dollars på grund af intern nekrose på en sæson. Denne løsning hjalp også med at bevare North Carolinas omdømme for de søde kartofler af høj kvalitet, vi producerer."

Ud over de tværfaglige forskere på taskforcen ville det ikke have været muligt at finde løsningen for intern nekrose uden hjælp fra forlængelsesagenter, forskningsstationspersonale og partnerlandbrug, tilføjede Schultheis.

"Jeg ser NC Plant Sciences Initiative som værende måden, hvorpå vi kan få alle de forskellige afdelinger og colleges i NC State involveret i at hjælpe os med at dyrke landbrug i North Carolina," sagde Godwin. "Jeg tror, det vil løse en masse problemer, mere økonomisk og meget hurtigere. Derfor støttede Sødkartoffelkommissionen initiativet økonomisk og politisk.”

Faktisk er noget af det tværfaglige arbejde for NC søde kartoffelproducenter allerede i gang. Som en del af NC PSI's Big Data for Better Sweet Potatoes-projekt arbejder Mike Kudenov, en forsker ved Institut for Elektro- og Computerteknik, på et nyt system, der vil være i stand til at opdage indre skader i søde kartofler, uanset om de er forårsaget. ved intern nekrose eller skadedyr og sygdomme.

Ud over Schultheis, Montero de Espinosa Baselga og Quesada-Ocampo omfatter andre forfattere på HortTechnology-papiret Mike Boyette, i Institut for Biologisk og Landbrugsteknik, og Keith Starke og David Monks, begge i Institut for Havebrugsvidenskab.

Den interne nekrose-taskforce blev finansieret af North Carolina Agricultural Research Service, North Carolina Cooperative Extension, North Carolina Sweet Potato Commission, Golden LEAF Foundation og Covington Endowment.

Dette indlæg blev oprindeligt offentliggjort i College of Agriculture and Life Sciences News.

(c) NC State University

Original artikelkilde: WRAL TechWire