Biofumigation med senap i växtföljd för potatis

Ett forskarteam i Manitoba har funnit framgång med att använda senapbiofumigering för att befria fält från Verticillium vilja.

Redaktörens anmärkning: Denna intervju har redigerats för längd och tydlighet. 

Spud Smart (SS): Vad är biofumigation?

Haider Abbas (HA): Biofumigation är undertryckandet av jordburna skadedjur och sjukdomar genom användning av växter som producerar hämmande kemikalier. I de flesta fall hackas dessa biokemiska växter och införlivas i jorden så att de kan frigöra sin hämmande kemikalie. Senap är en välkänd biofumigant.

Senap och de flesta andra växter från brassicafamiljen producerar kemikalier som kallas glukosinolater. När glukosinolater kommer i kontakt med vatten och enzymer som finns i växtceller, omvandlas de till en annan grupp av föreningar som kallas isotiocyanat. Och det är dessa isotiocyanater som ger senap dess biofumigationskraft. Teoretiskt, med ökningen av biomassaproduktionens glukosinolatnivåer, ökar också nivåerna i en biofumigantgröda.

På tal om kontroll av jordburna skadedjur genom biofumigationsprocessen, har senap visat sig kontrollera en mängd olika jordburna skadedjur. Dessa inkluderar verticillium rhizoctonia, fusarium, pythium, sclerotinia, vanlig sårskorpa och olika nematoder. Användningen av senap som bioumigant har också visat en minskning av skador orsakade av trådmask.

SS: Hur fungerar senap som biofumigant?

När du använder senap eller någon annan gröda som biofumigant är det viktigt att känna till den riktade skadegöraren och dess livscykel. De biofumigerande grödorna bör införlivas när skadegöraren finns i den övre markprofilen, det vill säga cirka 15 till 20 centimeter. Sådatum bör planeras i enlighet med detta för att grödan ska ha maximal biomassa vid tidpunkten för inblandning.

Såningshastigheter bör baseras på skadedjuret du riktar in dig på - en senap bör sås cirka 60 dagar innan skadedjuret kommer att finnas på fältet. Så du bör verkligen känna till ditt fält eftersom mycket senap bör införlivas i jorden innan fröproduktionen börjar i senap. Utsåddsmängder bör planeras i enlighet med detta för att grödan ska ha nått maximal biomassa vid tidpunkten för inblandning. Och beroende på sort och växtförhållanden tar det cirka 60 till 70 dagar att uppnå maximal biomassaproduktion där. Senapssorter är också mycket viktiga i detta avseende.

SS: Vilka senapstyper har använts för biofumigation i Manitoba?

HA: Senap finns i många varianter men inte alla sorter är lika effektiva när det kommer till biofumigationsprocessen. Vissa senapssorter producerar mer glukosinolatnivåer jämfört med andra. Faktum är att vissa sorter har fötts upp endast för biofumigation. Till exempel är Caliente Rojo en sort som föds upp för biofumigationsändamål. Caliente Rojo växer snabbt och används vanligtvis på våren eller sensommaren och föds upp speciellt för biofumigation eftersom den innehåller mycket höga nivåer av glukosinolater.

På MCDC, Manitoba Crop Diversification Centre, har vi testat fyra senapssorter inklusive Caliente Rojo, AC Vulcan, Andante, AAC Brown 18.

SS: Vilka är de bästa metoderna för att använda biofumigation för att förebygga sjukdomar?

HA: För bästa resultat bör jordens pH vara över 5.5. Om fältet har ett pH lägre än 5.5 kanske biofumigationsprocessen inte blir framgångsrik. För optimala resultat bör jordens pH vara så nära som möjligt. Utöver nyckeln till framgångsrik biofumigation är gödningsmedel också mycket viktigt för produktionen av biomassa och svavel är avgörande för produktionen av glukosinolater. Kväve appliceras beroende på fältets näringshistoria, och svavelhalten bör justeras i förhållande till den valda kvävehalten, i förhållandet sex till ett.

Att hantera alla dessa faktorer framgångsrikt hjälper till att öka biomassaproduktionen som också ökade glukosinolatnivåerna i senapsgrödan. Det kommer inte att vara fel att säga att biomassa och glukosinolater är faktorer som är grundläggande för framgången med biofumigation. Bevattning är också en annan faktor för bästa resultat, senap behöver åtta till nio tum vatten - ungefär hälften av det fyra till fem tum behövs under den första månaden för att hålla sängen fuktig.

SS: Hur fungerar inkorporering?

HA: Det sista steget i denna process är jordinkorporering. Några överväganden bör tas i beaktande när man införlivar senapsgrödan i jorden. Och senapsgrödor bör införlivas i jorden innan den har nått full blomning. Inkorporeringsprocessen bör göras när jorden har en bra nivå av fukt och inte inkorporera senap när jorden är torr. Det är också nyckeln till ett framgångsrikt biokommunikationssyfte.

Senap måste tillsättas omedelbart efter klippning, 80 procent av gasningsmedelsgasen kommer att släppas ut under de första 20 minuterna efter klippning och efter inblandning bör pH-värdet rullas och packas för att fånga gasningsmedelsgasen i jorden. Slutligen, när inkorporeringsprocessen är klar, lämna fältet ostört i minst 14 dagar för att säkerställa att allt växtmaterial kan brytas ner.

SS: Varför är biofumiganter specifika för region?

ZF: Inte alla dessa senapssorter har motsvarande biofumigeringspotential när det gäller Verticillium vissna eller hantera någon av dessa andra specifika skadedjur eller patogener som försöker bli angripna. Och även i dessa fall där du försöker angripa Verticillium vissnesjuka, så har du till exempel Caliente Rojo-sorterna, du fick rätt senap men om du använder fel metod kommer detta att leda till en misslyckad biofumigering.

I de samtal jag hade om biofumigation av senap i Manitoba 17 och 18, när odlare experimenterade på egen hand, var de första resultaten frustrerande och de trodde inte att det fungerade. Problemet visade sig vara situationen med rätt senap och den felaktiga metoden, som hindrade processen från att komma över mållinjen. Så det är viktigt att du kopplar ihop det de två och det är här det blir avgörande att se till att senapen och metoden verkligen har verifierats experimentellt i din region.

Det finns ett ganska stort antal människor som har provat biofumigation av senap i andra provinser med varierande resultat. Det är viktigt att ta hänsyn till deras överväganden för några av dessa lokala anpassningar. Vi började med ett protokoll från USA för biofumigation med Caliente Rojo. Detta protokoll i sig utvecklades ursprungligen i Italien och anpassades till USA, så det är logiskt att vi var tvungna att göra ytterligare förändringar för att lyckas i Manitoba. Jag förväntar mig att andra regioner måste göra liknande anpassningar.

SS: Varför behövs bevattning?

ZF: Vi behöver verkligen bevattna Caliente för att få den stora biomassan hittills, med uppåt åtta eller nio tum som lagts ner under två månader. Fyra till fem tum appliceras vanligtvis under den första månaden för att hålla såbädden fuktig. Vissa odlare undviker extra bevattning med tidig plantering, istället för att plantera i slutet av juli, för att hålla fröbädden fuktig med mindre vatten.

Men när man pratar med odlare i hela Manitoba är det ovanligt att ha dedikerade pivoter. Så behovet av att irrigate har verkligen varit akilleshäl av hela processen, vilket är en del av det som fick Haider och jag att fragmentera projektet i flera olika idéer som vi utforskar tillsammans för tillfället.

Ett fragment utforskar vad vi kan göra med torrmark Caliente Rojo – finns det andra fördelar med biofumigering som kan utforskas? Ett annat fragment klargör om Caliente Rojo-fälten med större biomassa kan uppnå Verticillium hantering av vissnesjuka. Det tredje fragmentet är där Haider och jag undersöker om andra senapssorter kan uppnå Verticillium hantering med torrlandsproduktion.