北卡罗来纳州的发现有望为红薯农民节省“数百万美元”
发布日期：罗利 — 北卡罗来纳州立大学的研究人员已经确定了一种收获后处理方法，可以显著减少因 Covington 红薯内部坏死而造成的作物损失。北卡罗来纳州约有 90% 红薯属于 Covington 品种。这种处理方法将为北卡罗来纳州红薯生产商节省数百万美元。
科文顿品种的红薯产量高，块根形状均匀，味道鲜美，营养丰富，易于储存。然而，在该品种商业化推出后的几年内，种植者和消费者开始注意到红薯内部出现黑点或斑点。
“内部坏死已经成为该行业的一个大问题，因此红薯委员会决定我们需要一个工作组来从整个学院来研究这个问题，”第三代红薯生产商大卫·戈德温 (David Godwin) 说，他曾在 北卡罗来纳州红薯委员会 担任多个职务。“当你遇到一个你真的不知道发生了什么的问题时，你需要让农业和生命科学各个领域和方面的人来解决这个问题。”
内部坏死发生在根部最靠近藤蔓的末端。图片由 Jonathan Schultheis 和 HortTechnology 提供，论文《收获前去除藤蔓以及固化时间和温度影响‘Covington’ 红薯内部坏死的发生率和严重程度》。
内部坏死是一种生理性疾病，不是由害虫或病原体引起的，红薯根部内部会出现黑点和斑块。这些黑斑只出现在根部最靠近藤蔓的末端。如果不切开根部，生产商就无法判断根部是否发生内部坏死。
据该工作组负责人、园艺科学系教授兼推广专家乔纳森·舒尔泰斯 (Jonathan Schultheis) 介绍，2010 年和 2011 年对红薯储藏室的调查发现，90% 的储藏室至少有一些根部出现内部坏死。在大多数情况下，在所检查的红薯中，只有不到 10% 出现这些微小的黑斑或斑点。然而，少数生产商的根部受感染的面积超过 30%，其中一些症状更为严重，因此无法销售。
通过改变固化过程（一种促进根部愈合割伤和擦伤并在收获后、储存在阴凉储藏室之前将淀粉转化为糖的热处理），舒尔泰斯和工作组找到了一种方法，大大降低了卡温顿红薯内部坏死的发生率和严重程度。
上个月，该工作组以在《园艺技术》杂志上发表的论文的形式与科学界分享了这一解决方案。在第一组实验取得成功后，他们于 2017 年与红薯生产商分享了这一解决方案。
多次实验
舒尔泰斯说，在确定固化条件是导致内部坏死的重要因素之前，工作组研究了许多不同的可能原因。
两位植物病理学家 Lina Quesada-Ocampo 和 Zvezdana Pesic-Van Esbroeck 排除了病毒、细菌和真菌是造成内部坏死的原因。园艺科学研究员 Katie Jennings 排除了除草剂。昆虫学家 Anders Huseth 帮助工作组排除了杀虫剂。前园艺科学研究生 Chen Jiang、园艺科学教授 Penny Perkins-Veazie 和名誉教授 Sylvia Blankenship 研究了植物激素乙烯。植物分子遗传学家 Anna Stepanova 从分子水平研究了这个问题。
排除所有潜在原因后，工作组开始检查生长条件和储存条件。
大卫·戈德温 (David Godwin) 是第三代红薯种植户，曾在北卡罗来纳州红薯委员会担任过多个职务。（照片摄于 2016 年）。
为了找到更明确的答案，舒尔泰斯、戈德温和甘薯行业的其他几位关键人物提出了一项研究，以了解内部坏死的主要原因。舒尔泰斯和舒尔泰斯的前硕士生费尔南多·蒙特罗·德·埃斯皮诺萨·巴塞尔加 (Fernando Montero de Espinosa Baselga) 与北卡罗来纳州的主要甘薯种植者和包装商协调了这项研究。他们从六家生产商那里获取根茎，然后在六个不同的储存设施中固化和储存，同时监测固化温度和相对湿度。
通过比较在不同商业生长条件下生长并在不同商业设施中储存的根，很明显收获后立即的固化条件对内部坏死的发生率和严重程度有明显的影响。
与此同时，蒙特罗·德·埃斯皮诺萨·巴塞尔加在一项更具控制性的研究中评估了在三个合作农场和下海岸平原/坎宁安研究站五种不同生长条件下种植的红薯。舒尔泰斯说，在这项已发表的研究中，他将根部在 75 度或 85 度的温度下固化三天、一周、两周、三周或五周。他发现，较低的固化温度和较短的固化时间大大降低了根部内部坏死黑斑的百分比。
该工作组于 2017 年与北卡罗来纳州红薯行业分享了这些结果，并更新了科文顿红薯的推荐固化条件。
非常宝贵的解决方案
“我心里明白，如果内部坏死问题一直存在，北卡罗来纳州的红薯产业将不会像现在这样规模庞大，”戈德温说，他于 1987 年毕业于北卡罗来纳州立大学，获得生物和农业工程学士学位。“这个品种的问题越来越严重，我们开始失去买家。我们可能会失去 Covington 这个品种，我认为我们的种植面积也不会像现在这么大。”
舒尔泰斯同意，新的固化条件极大地帮助了北卡罗来纳州的红薯产业，并认为领导这个工作组并参与寻找解决方案是他职业生涯中最有价值的成就之一。
“最重要的是，这为该行业节省了数百万美元的作物损失，”舒尔泰斯说。“一位种植者打电话给我，告诉我他在一个季节因内部坏死而损失了一百万美元。这种解决方案还有助于维护北卡罗来纳州生产的优质红薯的声誉。”
舒尔泰斯补充说，除了工作组中的跨学科研究人员之外，如果没有推广人员、研究站人员和合作农场的帮助，就不可能找到解决内部坏死的方法。
“我认为北卡罗来纳州植物科学计划是我们让北卡罗来纳州立大学所有不同院系和学院参与帮助我们发展北卡罗来纳州农业的一种方式，”戈德温说。“我认为这将解决很多问题，更经济，也更快。这就是红薯委员会在经济和政治上支持该计划的原因。”
事实上，北卡罗来纳州红薯生产商的一些跨学科工作已经在进行中。作为北卡罗来纳州公共服务研究所“大数据促进红薯种植”项目的一部分，电气和计算机工程系研究员 Mike Kudenov 正在研究一种新系统，该系统将能够检测红薯的内部损伤，无论是由内部坏死还是病虫害引起的。
除了舒尔泰斯 (Schultheis)、蒙特罗·德·埃斯皮诺萨·巴塞尔加 (Montero de Espinosa Baselga) 和奎萨达-奥坎波 (Quesada-Ocampo) 之外，《HortTechnology》论文的其他作者还包括生物与农业工程系的迈克·博耶特 (Mike Boyette) 以及园艺科学系的基思·斯塔克 (Keith Starke) 和大卫·蒙克斯 (David Monks)。
内部坏死工作组由北卡罗来纳州农业研究服务中心、北卡罗来纳州合作推广中心、北卡罗来纳州红薯委员会、金叶基金会和科文顿基金会资助。
这篇文章最初发表在《农业与生命科学学院新闻》上。
（c）北卡罗来纳州立大学
原文来源： WRAL 技术线