北卡羅來納州的發現有望為紅薯農民節省“數百萬美元”
發布日期：羅利 — 北卡羅來納州立大學的研究人員已經確定了一種收穫後處理方法，可以顯著減少卡溫頓紅薯因內部壞死而造成的作物損失。北卡羅來納州約 90% 的紅薯屬於卡溫頓品種。這種處理將為 NC 甘藷生產商節省數百萬美元。
卡溫頓品種的地瓜產量高，形狀相當均勻的貯藏根，味道鮮美、營養豐富、耐貯藏。然而，在該品種商業發布的幾年內，種植者和消費者開始注意到紅薯內部出現黑點或斑塊。
「內部壞死正在成為行業中的一個大問題，因此甘藷委員會決定我們需要一個特別工作小組來從整個學院的角度來研究這個問題，」曾在甘藷委員會任職的第三代甘藷生產商戴維·戈德溫(David Godwin) 說。 北卡羅來納州甘藷委員會 在許多角色中。 “當你遇到一個你真的不知道發生了什麼的問題時，你需要讓農業和生命科學各個領域和方面的人來解決它。”
在最靠近藤蔓的根部末端發現內部壞死。圖片由 Jonathan Schultheis 和 HortTechnology 提供，論文《收穫前去除藤蔓，以及醃製持續時間和溫度影響「卡溫頓」甘藷內部壞死的發生率和嚴重程度。
內部壞死是一種生理疾病，不是由害蟲或病原體引起的，紅薯的根部內部會出現黑點和斑塊。這些黑色斑點只出現在最靠近藤蔓的根部末端。生產者如果不切開根部就無法判斷根部是否有內部壞死。
根據領導工作小組的園藝科學系教授、推廣專家喬納森·舒爾泰斯介紹，2010年和2011年對甘藷儲藏室的調查發現，儲藏室中的90%至少有一些根部內部壞死。在大多數情況下，不到 10% 的受檢紅薯具有這些最小的黑色斑塊或斑點。然而，有些生產者的根部受到超過30%的影響，有些症狀更嚴重，導致它們無法銷售。
透過改變固化過程——一種促進根部癒合割傷和擦傷並將澱粉在收穫後和儲存在陰涼儲藏室之前將澱粉轉化為糖的熱處理——舒爾泰斯和工作組確定了一種方法，可以大大減少根部腐爛的發生率和嚴重程度。卡溫頓紅薯內部壞死。
上個月，工作小組以論文的形式與科學界分享了解決方案，該論文發表在《HortTechnology》雜誌上。在第一組實驗證明成功後，他們於 2017 年與甘藷生產商分享了這個解決方案。
大量實驗
舒爾泰斯說，在確定固化條件是內部壞死的重要因素之前，工作小組研究了許多不同的可能原因。
兩位植物病理學家 Lina Quesada-Ocampo 和 Zvezdana Pesic-Van Esbroeck 排除了病毒、細菌和真菌是內部壞死的原因。園藝科學研究人員凱蒂·詹寧斯排除了除草劑的可能性。昆蟲學家安德斯·胡塞斯 (Anders Huseth) 幫助工作小組排除了殺蟲劑的可能性。陳江，前園藝學研究生； Penny Perkins-Veazie，園藝科學教授；和西爾維亞·布蘭肯希普 (Sylvia Blankenship)，榮譽教授；看了植物激素乙烯。植物分子遺傳學家安娜·斯特潘諾娃（Anna Stepanova）在分子層面上研究了這個問題。
在排除所有這些潛在原因後，工作小組轉而檢查生長條件和儲存條件。
大衛‧戈德溫 (David Godwin) 是第三代甘藷生產商，曾在北卡羅來納州甘藷委員會擔任過多個職位。 （2016 年照片）。
為了得到更明確的答案，舒爾泰斯、戈德溫和甘藷產業的其他幾位關鍵人物提出了進行研究的想法，以了解內部壞死的主要原因。 Schultheis 和 Schultheis 的前碩士生 Fernando Montero de Espinosa Baselga 與北卡羅來納州的主要甘藷種植商和包裝商協調了這項研究。他們從六個生產商那裡取根，然後將它們固化並儲存在六個不同的儲存設施中，同時監測固化溫度和相對濕度。
透過比較在不同商業生長條件下生長並儲存在不同商業設施中的根，很明顯收穫後立即的固化條件對內部壞死的發生率和嚴重程度有顯著影響。
同時，Montero de Espinosa Baselga 在一項更具對照性的研究中評估了三個合作農場和下海岸平原/坎寧安研究站在五種不同生長條件下種植的紅薯。舒爾泰斯說，在這項發表的研究中，他在 75 度或 85 度的溫度下固化了三天、一周、兩週、三週或五週。他發現，較低的養護溫度和較短的養護時間大大降低了根部出現內部壞死黑色斑塊的比例。
該工作小組於 2017 年與北卡羅來納州甘藷產業分享了這些結果，並更新了卡溫頓甘藷的建議醃製條件。
寶貴的解決方案
「我心裡知道，如果我們繼續存在內部壞死問題，北卡羅來納州的甘藷產業就不會以同樣的規模存在，」戈德溫說。他 1987 年從北卡羅來納州立大學畢業，獲得了甘藷學士學位。生物和農業工程。 「這已經成為品種的一個問題，我們開始失去買家。我們就會失去卡溫頓這個品種，而且我認為我們的種植面積不會達到現在的水平。”
舒爾泰斯同意，新的醃製條件極大地幫助了北卡羅來納州的甘藷產業，並相信帶頭工作小組並參與尋找解決方案是他職業生涯中最有價值的成就之一。
「最重要的是，這為該行業節省了數百萬美元的農作物損失，」舒爾泰斯說。 「一位種植者打電話給我，告訴我他由於一個季節的內部壞死而損失了 100 萬美元。該解決方案還有助於維持北卡羅來納州生產的優質紅薯的聲譽。”
Schultheis 補充說，除了工作小組的跨學科研究人員之外，如果沒有推廣人員、研究站人員和合作農場的幫助，就不可能確定內部壞死的解決方案。
「我認為北卡羅來納州植物科學計畫是我們讓北卡羅來納州立大學所有不同系所參與幫助我們在北卡羅來納州發展農業的一種方式，」戈德溫說。 「我認為它將更經濟、更快地解決很多問題。這就是甘藷委員會在財政和政治上支持該倡議的原因。”
事實上，一些針對 NC 甘藷生產商的跨學科工作已經在進行中。作為 NC PSI 更好的紅薯大數據項目的一部分，電氣和計算機工程系的研究員 Mike Kudenov 正在開發一種新系統，該系統將能夠檢測紅薯的內部損壞，無論是由何種原因造成的由內部壞死或病蟲害引起。
除了 Schultheis、Montero de Espinosa Baselga 和 Quesada-Ocampo 之外，HortTechnology 論文的其他作者還包括生物和農業工程系的 Mike Boyette，以及園藝科學系的 Keith Starke 和 David Monks。
內部壞死工作小組由北卡羅來納州農業研究服務處、北卡羅來納州合作推廣中心、北卡羅來納州甘藷委員會、金葉基金會和卡溫頓基金會資助。
這篇文章最初發表在農業與生命科學學院新聞。
(c) 北卡羅來納州立大學
原文來源： WRAL 技術線