Oczekuje się, że odkrycie stanu Karolina Północna zaoszczędzi „miliony dolarów” hodowcom słodkich ziemniaków

RALEIGH — Badacze ze stanu NC opracowali zabieg po zbiorach, który znacznie zmniejsza straty w plonach spowodowane wewnętrzną nekrozą słodkich ziemniaków z Covington. Około 90% słodkich ziemniaków w Karolinie Północnej należy do odmiany Covington. Dzięki temu zabiegowi producenci słodkich ziemniaków w Karolinie Północnej zaoszczędzą miliony dolarów.

Odmiana słodkich ziemniaków Covington daje duży plon dość równomiernie ukształtowanych korzeni spichrzowych, które są pyszne, pożywne i dobrze się przechowują. Jednak w ciągu kilku lat od wprowadzenia tej odmiany na rynek hodowcy i konsumenci zaczęli zauważać czarne plamy lub plamy na wewnętrznej stronie słodkich ziemniaków.

„Martwica wewnętrzna stawała się poważnym problemem w branży, dlatego Komisja ds. Słodkich Ziemniaków zdecydowała, że potrzebujemy grupy zadaniowej, która zajmie się tą sprawą z całej uczelni” – powiedział David Godwin, producent słodkich ziemniaków w trzecim pokoleniu, który pracował w Komisja ds. słodkich ziemniaków w Karolinie Północnej w wielu rolach. „Kiedy masz problem, w którym tak naprawdę nie wiesz, co się dzieje, musisz zaangażować do pracy kogoś z każdej dziedziny i aspektu rolnictwa oraz nauk przyrodniczych”.

Martwicę wewnętrzną stwierdza się na końcu korzenia, najbliżej miejsca, w którym znajdowała się winorośl. Zdjęcie dzięki uprzejmości Jonathana Schultheisa i artykułu HortTechnology Usuwanie winorośli przed zbiorem oraz czas dojrzewania i temperatura wpływają na częstość występowania i stopień nasilenia martwicy wewnętrznej słodkich ziemniaków „Covington”.

Martwica wewnętrzna jest zaburzeniem fizjologicznym, niewywołanym przez szkodnika ani patogena, w wyniku którego na słodkich ziemniakach pojawiają się czarne plamy i plamy po wewnętrznej stronie korzenia. Te czarne plamy znajdują się tylko na końcu korzenia, najbliżej miejsca, w którym znajdowała się winorośl. Producenci nie są w stanie stwierdzić, czy korzeń ma wewnętrzną martwicę, bez nacięcia go.

Według Jonathana Schultheisa, profesora i specjalisty ds. rozbudowy na Wydziale Nauk Ogrodniczych, który kierował grupą zadaniową, badanie pomieszczeń do przechowywania słodkich ziemniaków w latach 2010 i 2011 wykazało, że 90% z tych pomieszczeń miało przynajmniej niektóre korzenie z wewnętrzną nekrozą. W większości przypadków mniej niż 10% zbadanych słodkich ziemniaków miało te minimalne czarne plamki lub plamki. Jednakże kilku producentów miało więcej niż 30% porażonych korzeni, niektórzy z poważniejszymi objawami, co uniemożliwiało ich sprzedaż.

Zmieniając proces peklowania – obróbkę cieplną, która pobudza korzenie do gojenia się skaleczeń i otarć oraz przekształca skrobię w cukier po zbiorze i przed przechowywaniem w chłodnym pomieszczeniu – Schultheis i grupa zadaniowa ustalili metodę znacznie zmniejszającą częstość występowania i nasilenie martwica wewnętrzna słodkich ziemniaków Covington.

W zeszłym miesiącu grupa zadaniowa podzieliła się rozwiązaniem ze społecznością naukową w formie artykułu opublikowanego w czasopiśmie HortTechnology. Podzielili się rozwiązaniem z producentami słodkich ziemniaków w 2017 r., gdy pierwsza seria eksperymentów zakończyła się sukcesem.

Liczne eksperymenty

Schultheis powiedział, że przed ustaleniem, czy warunki utwardzania są istotnym czynnikiem wywołującym martwicę wewnętrzną, grupa zadaniowa przyjrzała się szeregowi różnych możliwych przyczyn.

Lina Quesada-Ocampo i Zvezdana Pesic-Van Esbroeck, dwie patolodzy roślin, wykluczyły wirusy, bakterie i grzyby jako przyczynę martwicy wewnętrznej. Katie Jennings, badaczka nauk ogrodniczych, wykluczyła herbicydy. Entomolog Anders Huseth pomógł grupie zadaniowej wykluczyć środki owadobójcze. Chen Jiang, były absolwent nauk ogrodniczych; Penny Perkins-Veazie, profesor nauk ogrodniczych; i Sylvia Blankenship, emerytowany profesor; przyjrzał się hormonowi roślinnemu etylenowi. Anna Stepanova, genetyk molekularny roślin, spojrzała na problem na poziomie molekularnym.

Po wykluczeniu wszystkich potencjalnych przyczyn grupa zadaniowa zajęła się badaniem warunków uprawy i przechowywania.

David Godwin jest producentem słodkich ziemniaków w trzecim pokoleniu i pełnił wiele funkcji w Komisji ds. Słodkich Ziemniaków w Karolinie Północnej. (Zdjęcie z 2016 roku).
Aby uzyskać bardziej ostateczną odpowiedź, Schultheis, Godwin i kilka innych kluczowych osób w branży słodkich ziemniaków wpadło na pomysł przeprowadzenia badania badawczego mającego na celu zrozumienie głównej przyczyny martwicy wewnętrznej. Schultheis i Fernando Montero de Espinosa Baselga, były student studiów magisterskich w Schultheis, koordynowali badanie z kluczowymi plantatorami i firmami pakującymi słodkie ziemniaki w Północnej Karolinie. Pobrali korzenie od sześciu producentów, a następnie je zamarynowali i przechowywali w sześciu różnych magazynach, monitorując temperaturę peklowania i wilgotność względną.

Porównując korzenie uprawiane w różnych komercyjnych warunkach uprawy i przechowywane w różnych obiektach handlowych, stało się jasne, że warunki peklowania bezpośrednio po zbiorze miały wyraźny wpływ na częstość występowania i nasilenie martwicy wewnętrznej.

W tym samym czasie Montero de Espinosa Baselga ocenił słodkie ziemniaki uprawiane w pięciu różnych warunkach uprawy w trzech gospodarstwach partnerskich oraz w stacji badawczej Lower Coastal Plain/Cunningham w bardziej kontrolowanym badaniu. W tym opublikowanym badaniu utwardzał korzenie w temperaturze 75 lub 85 stopni przez trzy dni, jeden tydzień, dwa tygodnie, trzy tygodnie lub pięć tygodni, powiedział Schultheis. Odkrył, że niższa temperatura utwardzania i krótszy czas utwardzania znacznie zmniejszają odsetek korzeni z czarnymi plamami martwicy wewnętrznej.

Grupa zadaniowa podzieliła się tymi wynikami z branżą słodkich ziemniaków w Karolinie Północnej w 2017 r. i zaktualizowała zalecane warunki peklowania słodkich ziemniaków z Covington.

BEZCENNE ROZWIĄZANIE

„W głębi serca wiem, że przemysł słodkich ziemniaków w Karolinie Północnej nie istniałby dzisiaj w tej samej wielkości i w ogóle, gdybyśmy nadal mieli problem z martwicą wewnętrzną” – powiedział Godwin, który ukończył NC State w 1987 r., uzyskując tytuł licencjata w dziedzinie inżynieria biologiczna i rolnicza. „Rozmaitość stawała się tak poważnym problemem, że zaczynaliśmy tracić nabywców. Stracilibyśmy odmianę Covington i nie sądzę, że mielibyśmy liczbę akrów zbliżoną do obecnej”.

Schultheis zgadza się, że nowe warunki peklowania znacząco pomogły przemysłowi słodkich ziemniaków w Karolinie Północnej i uważa, że przewodnictwo grupie zadaniowej i udział w poszukiwaniu rozwiązania było jednym z najbardziej satysfakcjonujących osiągnięć w jego karierze.

„Konkluzja jest taka, że pozwoliło to branży zaoszczędzić miliony dolarów na stratach w plonach” – powiedział Schultheis. „Jeden hodowca zadzwonił do mnie i powiedział, że w ciągu jednego sezonu stracił milion dolarów z powodu martwicy wewnętrznej. To rozwiązanie pomogło również utrzymać reputację Karoliny Północnej ze względu na wysokiej jakości produkowane przez nas słodkie ziemniaki”.

Oprócz interdyscyplinarnych badaczy wchodzących w skład grupy zadaniowej określenie rozwiązania dotyczącego martwicy wewnętrznej nie byłoby możliwe bez pomocy agentów firmy Extension, personelu stacji badawczej i gospodarstw partnerskich, dodał Schultheis.

„Postrzegam Inicjatywę NC Plant Sciences Initiative jako sposób na zaangażowanie wszystkich wydziałów i uczelni stanu NC w pomoc w rozwoju rolnictwa w Karolinie Północnej” – powiedział Godwin. „Myślę, że rozwiąże to wiele problemów w bardziej ekonomiczny i znacznie szybszy sposób. Dlatego Komisja ds. Słodkich Ziemniaków wsparła tę inicjatywę finansowo i politycznie”.

W rzeczywistości część interdyscyplinarnych prac dla producentów słodkich ziemniaków NC już trwa. W ramach projektu NC PSI Big Data for Better Sweet Potatoes Mike Kudenov, badacz z Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, pracuje nad nowym systemem, który będzie w stanie wykryć wewnętrzne uszkodzenia słodkich ziemniaków, niezależnie od tego, czy są one spowodowane przez martwicę wewnętrzną lub szkodniki i choroby.

Oprócz Schultheisa, Montero de Espinosa Baselga i Quesada-Ocampo, innymi autorami artykułu HortTechnology są Mike Boyette z Wydziału Inżynierii Biologicznej i Rolniczej oraz Keith Starke i David Monks, obaj z Wydziału Nauk Ogrodniczych.

Wewnętrzna grupa zadaniowa ds. martwicy została ufundowana przez North Carolina Agricultural Research Service, North Carolina Cooperative Extension, North Carolina Sweet Potato Commission, Golden LEAF Foundation i Covington Endowment.

Ten post został pierwotnie opublikowany w College of Agriculture and Life Sciences News.

(c) Uniwersytet Stanowy NC

Oryginalne źródło artykułu: WRALTechWire