NC States upptäckt förväntas rädda sötpotatisbönder "miljoner dollar"

Publiceringsdatum: 25 september 2020

RALEIGH — Forskare från NC State har bestämt en behandling efter skörd som avsevärt minskar skördförlusten på grund av intern nekros i sötpotatis från Covington. Cirka 90% av North Carolinas sötpotatis är av sorten Covington. Denna behandling kommer att spara NC sötpotatisproducenter miljontals dollar.

Sötpotatissorten Covington ger ett högt utbyte av ganska likformigt formade lagringsrötter som är läckra, näringsrika och lagras bra. Men inom några år efter att sorten släpptes kommersiellt började odlare och konsumenter märka svarta fläckar eller fläckar på insidan av sötpotatisen.

"Intern nekros höll på att bli ett stort problem i branschen, så sötpotatiskommissionen beslutade att vi behövde en arbetsgrupp för att titta på detta från hela skolan", säger David Godwin, en tredje generationens sötpotatisproducent som har tjänstgjort på North Carolina Sweet Potato Commission i ett antal roller. "När du har ett problem där du verkligen inte vet vad som händer, måste du få någon från alla områden och aspekter av jordbruk och biovetenskap att arbeta med det."

Inre nekros finns i änden av roten närmast där vinstocken var. Bild med tillstånd av Jonathan Schultheis och HortTechnology paper Borttagning av vinstockar före skörd, och härdningstid och temperatur påverkar förekomsten och svårighetsgraden av intern nekros i "Covington" sötpotatis.

Intern nekros är en fysiologisk störning, inte orsakad av ett skadedjur eller patogen, där sötpotatisen utvecklar svarta fläckar och fläckar på insidan av roten. Dessa svarta fläckar finns bara i änden av roten närmast där vinstocken var. Producenterna kan inte säga om en rot har inre nekros utan att skära i den.

Enligt Jonathan Schultheis, en professor och förlängningsspecialist vid Institutionen för trädgårdsvetenskap som ledde arbetsgruppen, fann en undersökning av lagringsrum för sötpotatis 2010 och 2011 att 90% av lagringsrummen hade åtminstone några rötter med inre nekros. I de flesta fall hade mindre än 10% av de undersökta sötpotatisarna dessa minimala svarta fläckar eller fläckar. Ett fåtal producenter hade dock mer än 30%-påverkade rötter, några med svårare symtom, vilket gjorde dem inte säljbara.

Genom att ändra härdningsprocessen – en värmebehandling som uppmuntrar rötterna att läka skärsår och skavsår och omvandlar stärkelse till socker efter skörd och före lagring i ett svalt lager – fastställde Schultheis och arbetsgruppen en metod för att avsevärt minska förekomsten och svårighetsgraden av intern nekros i Covington sötpotatis.

Förra månaden delade arbetsgruppen lösningen med forskarsamhället i form av en artikel publicerad i tidskriften HortTechnology. De delade lösningen med sötpotatisproducenter 2017, efter att den första uppsättningen experiment visade sig vara framgångsrik.

MÅNGA EXPERIMENT

Innan man fastställde att härdningsförhållandena var en betydande faktor i intern nekros, tittade arbetsgruppen på ett antal olika möjliga orsaker, sa Schultheis.

Lina Quesada-Ocampo och Zvezdana Pesic-Van Esbroeck, två växtpatologer, uteslöt virus, bakterier och svampar som orsak till inre nekros. Katie Jennings, en forskare inom trädgårdsvetenskap, uteslöt herbicider. Anders Huseth, entomolog, hjälpte arbetsgruppen att utesluta insekticider. Chen Jiang, en före detta doktorand i trädgårdsvetenskap; Penny Perkins-Veazie, professor i trädgårdsvetenskap; och Sylvia Blankenship, professor emerita; tittade på växthormonet eten. Anna Stepanova, en växtmolekylär genetiker, tittade på problemet på molekylär nivå.

Efter att alla dessa potentiella orsaker uteslutits övergick arbetsgruppen till att undersöka odlingsförhållandena och lagringsförhållandena.

David Godwin är en tredje generationens sötpotatisproducent som har suttit i North Carolina Sweet Potato Commission i ett antal roller. (Bild från 2016).
För att nå ett mer definitivt svar kom Schultheis, Godwin och flera andra nyckelpersoner inom sötpotatisindustrin på idén till en forskningsstudie för att förstå huvudorsaken till inre nekros. Schultheis och Fernando Montero de Espinosa Baselga, en före detta masterstudent i Schultheis', samordnade studien med viktiga sötpotatisodlare och packare i NC. De tog rötter från sex producenter och härdade och lagrade dem vid sex olika lagringsanläggningar, samtidigt som de övervakade härdningstemperaturerna och den relativa luftfuktigheten.

Genom att jämföra rötter odlade under olika kommersiella odlingsförhållanden och lagrade i olika kommersiella anläggningar blev det tydligt att härdningsförhållandena omedelbart efter skörd hade en uttalad effekt på inre nekrosförekomst och svårighetsgrad.

Samtidigt utvärderade Montero de Espinosa Baselga sötpotatis odlad under fem olika odlingsförhållanden på tre partnergårdar och Lower Coastal Plain/Cunningham Research Station i en mer kontrollerad studie. I denna publicerade studie botade han rötterna vid antingen 75 grader eller 85 grader i tre dagar, en vecka, två veckor, tre veckor eller fem veckor, sa Schultheis. Han fann att en lägre härdningstemperatur och kortare härdningstid kraftigt minskade andelen rötter med de svarta fläckarna av inre nekros.

Arbetsgruppen delade dessa resultat med sötpotatisindustrin i North Carolina 2017 och uppdaterade de rekommenderade härdningsvillkoren för sötpotatis från Covington.

Ovärderlig LÖSNING

"Jag vet i mitt hjärta att North Carolina sötpotatisindustrin inte skulle existera idag i samma storlek och allt, om vi fortsatte att ha det interna nekrosproblemet", säger Godwin, som tog examen från NC State 1987 med en kandidatexamen i biologisk och jordbruksteknik. "Det började bli ett sådant problem med sorten, vi började tappa köpare. Vi skulle ha förlorat Covington som sort och jag tror inte att vi skulle ha i närheten av det antal hektar vi har nu."

Schultheis håller med om att de nya härdningsvillkoren avsevärt har hjälpt sötpotatisindustrin i North Carolina, och tror att spetsen för arbetsgruppen och att vara en del av att hitta en lösning var en av de mest givande prestationerna i hans karriär.

"Sammanfattningen är att detta har sparat industrin miljontals dollar i skördförlust," sa Schultheis. "En odlare ringde upp mig och berättade att han förlorade en miljon dollar på grund av inre nekros på en säsong. Denna lösning bidrog också till att upprätthålla North Carolinas rykte för den högkvalitativa sötpotatis vi producerar.”

Förutom de tvärvetenskapliga forskarna i arbetsgruppen, skulle det inte ha varit möjligt att bestämma lösningen för intern nekros utan hjälp av förlängningsagenter, forskningsstationspersonal och partnergårdar, tillade Schultheis.

"Jag ser NC Plant Sciences Initiative som ett sätt som vi kan få alla olika avdelningar och högskolor i NC State involverade i att hjälpa oss att växa jordbruk i North Carolina," sa Godwin. "Jag tror att det kommer att lösa många problem, mer ekonomiskt och mycket snabbare. Det var därför Sötpotatiskommissionen stödde initiativet ekonomiskt och politiskt.”

Faktum är att en del av det tvärvetenskapliga arbetet för NC-sötpotatisproducenter redan är igång. Som en del av NC PSI:s Big Data for Better Sweet Potatoes-projekt arbetar Mike Kudenov, en forskare vid institutionen för el- och datateknik, på ett nytt system som ska kunna upptäcka inre skador i sötpotatis, oavsett om de är orsakade genom inre nekros eller skadedjur och sjukdomar.

Förutom Schultheis, Montero de Espinosa Baselga och Quesada-Ocampo, inkluderar andra författare på HortTechnology-papperet Mike Boyette, vid institutionen för biologisk och jordbruksteknik, och Keith Starke och David Monks, båda vid institutionen för trädgårdsvetenskap.

Den interna nekrosarbetsgruppen finansierades av North Carolina Agricultural Research Service, North Carolina Cooperative Extension, North Carolina Sweet Potato Commission, Golden LEAF Foundation och Covington Endowment.

Det här inlägget publicerades ursprungligen i College of Agriculture and Life Sciences News.

(c) NC State University

Ursprunglig artikelkälla: WRAL TechWire