Biofumigering med sennep i potetvekstskifte

A team of researchers in Manitoba have found success using mustard biofumigation to rid fields of Verticillium ønsker.

Redaktørens kommentar: Dette intervjuet er redigert for lengde og klarhet. 

Spud Smart (SS): Hva er biofumigering?

Haider Abbas (HA): Biofumigering er undertrykkelse av jordbårne skadedyr og sykdommer gjennom bruk av planter som produserer hemmende kjemikalier. I de fleste tilfeller blir disse biokjemiske plantene hakket og innlemmet i jorda slik at de kan frigjøre deres hemmende kjemikalier. Sennep er et godt kjent biofumigant.

Sennep og de fleste andre planter fra brassica-familien produserer kjemikalier som kalles glukosinolater. Når glukosinolater kommer i kontakt med vann og enzymer som finnes i planteceller, omdannes de til en annen gruppe forbindelser kalt isotiocyanat. Og det er disse isotiocyanatene som gir sennep sin biofumigeringskraft. Teoretisk sett, med økningen i biomasseproduksjonen av glukosinolatnivåer, økes nivåene også i en biofumigant-avling.

Når vi snakker om kontroll av jordbårne skadedyr gjennom biofumigeringsprosessen, har sennep vist seg å kontrollere en rekke jordbårne skadedyr. Disse inkluderer verticillium rhizoctonia, fusarium, pythium, sclerotinia, vanlig skurv og rekke nematoder. Bruken av sennep som bioumigant har også vist en nedgang i skader forårsaket av trådorm.

SS: Hvordan fungerer sennep som biofumigant?

Når du bruker sennep eller annen avling som et biofumigant, er det viktig å kjenne til skadedyret og dens livssyklus. Biofumigant-avlingene bør inkorporeres når skadedyret er tilstede i den øvre jordprofilen, som vil være ca. 15 til 20 centimeter. Sådatoer bør planlegges deretter for at avlingen skal ha maksimal biomasse på tidspunktet for inkorporering.

Såhastigheter bør være basert på skadedyret du sikter mot - en sennep bør sås ca. 60 dager før skadedyret vil være til stede i feltet. Så du bør virkelig kjenne feltet ditt, siden mye sennep bør inkorporeres i jorden før frøproduksjonen begynner i sennep. Såhastigheter bør planlegges tilsvarende for at avlingen skal ha nådd maksimal biomasse på tidspunktet for inkorporering. Og avhengig av variasjon og vekstforhold, tar det omtrent 60 til 70 dager å oppnå maksimal biomasseproduksjon der. Sennepskultivarer er også veldig viktige i denne forbindelse.

SS: Hvilke sennepstyper har blitt brukt til biofumigering i Manitoba?

HA: Sennep finnes i mange varianter, men ikke alle varianter er like effektive når det gjelder biofumigeringsprosessen. Noen sennepsvarianter produserer mer glukosinolatnivåer sammenlignet med andre. Faktisk har noen varianter blitt avlet for det eneste formålet med biofumigering. For eksempel er Caliente Rojo en sort som er avlet for biofumigeringsformål. Caliente Rojo vokser raskt og brukes vanligvis om våren eller sensommeren og avles spesielt for biofumigering da den inneholder svært høye nivåer av glukosinolater.

På MCDC, Manitoba Crop Diversification Centre, har vi testet fire sennepsvarianter, inkludert Caliente Rojo, AC Vulcan, Andante, AAC Brown 18.

SS: Hva er de beste praksisene for å bruke biofumigering som en sykdomsforebyggende?

HA: For best resultat bør pH i jorda være over 5.5. Hvis feltet har en pH lavere enn 5.5, kan det hende at biofumigeringsprosessen ikke blir vellykket. For optimale resultater bør pH i jorda være så nært som mulig. I tillegg til nøkkelen til vellykket biofumigering, er gjødsel også svært viktig for produksjonen av biomasse, og svovel er avgjørende for produksjonen av glukosinolater. Nitrogen tilføres avhengig av feltets næringshistorie, og svovelmengden bør justeres i forhold til den valgte nitrogenmengden, i forholdet seks til én.

Å håndtere alle disse faktorene på en vellykket måte hjelper til med å øke biomasseproduksjonen som også økte glukosinolatnivåene i sennepsavlingen. Det vil ikke være feil å si at biomasse og glukosinolater er faktorer som er grunnleggende for suksessen med biofumigering. Vanning er også en annen faktor for best resultat, sennep trenger åtte til ni tommer vann - omtrent halvparten av det fire til fem tommer er nødvendig i løpet av den første måneden for å holde sengen fuktig.

SS: Hvordan fungerer inkorporering?

HA: Det siste trinnet i denne prosessen er jordinkorporering. Noen få hensyn bør tas i betraktning når man inkorporerer sennepsavlingen i jorda. Og sennepsavlinger bør inkorporeres i jorda før den har nådd full blomst. Inkorporeringsprosessen bør gjøres når jorda har et godt fuktighetsnivå og ikke innlemme sennep når jorda er tørr. Det er også en nøkkel til vellykket biokommunikasjonsformål.

Sennep må inkorporeres umiddelbart etter klipping, 80 prosent av gassgassen vil slippes ut i løpet av de første 20 minuttene etter klipping og etter innarbeiding bør pH rulles og pakkes for å fange gassgassen i jorda. Til slutt, når inkorporeringsprosessen er fullført, la feltet stå uforstyrret i minst 14 dager for å sikre at alt plantemateriale kan brytes ned.

SS: Hvorfor er biofumiganter spesifikke for regionen?

ZF: Not all of these mustards have the equivalent biofumigation potential when it comes to Verticillium wilt or managing any of these other specific pests or pathogens that are trying to be targeted. And even in these cases where you’re trying to target Verticillium wilt, then you have the Caliente Rojo cultivars for example, you got the correct mustard but if you apply the incorrect method, this will lead you to an unsuccessful biofumigation.

I samtalene jeg hadde om sennepsbiofumigering i Manitoba i '17 og '18, da dyrkere eksperimenterte på egenhånd, var de første resultatene frustrerende og de trodde ikke det fungerte. Problemet viste seg å være situasjonen med riktig sennep og feil metode, som hindret prosessen i å komme over målstreken. Så det er viktig at du parer den de to, og det er her det blir viktig å sikre at sennepen og metoden virkelig har blitt eksperimentelt verifisert i din region.

Det er en god del mennesker som har prøvd sennepsbiofumigering i andre provinser med varierende resultater. Det er viktig å ta hensynet deres til noen av disse lokale tilpasningene. Vi startet med en protokoll fra USA for biofumigering med Caliente Rojo. Denne protokollen i seg selv ble opprinnelig utviklet i Italia og tilpasset USA, så det er fornuftig at vi måtte gjøre ytterligere endringer for å lykkes i Manitoba. Jeg forventer at andre regioner må gjøre lignende tilpasninger.

SS: Hvorfor er det nødvendig med vanning?

ZF: Vi trenger virkelig å vanne Caliente for å få den store biomassen så langt, med oppover åtte eller ni tommer som er lagt ned over to måneder. Fire til fem tommer påføres vanligvis den første måneden for å holde såbedet fuktig. Noen dyrkere unngår ekstra vanning med tidlig planting, i stedet for å plante i slutten av juli, for å holde frøbedet fuktig med mindre vann.

Men når man snakker med dyrkere over hele Manitoba, er det uvanlig å ha dedikerte pivoter. Så behovet for irrigate har virkelig vært akilleshælen av hele prosessen, som er en del av det som førte til at Haider og jeg fragmenterte prosjektet i flere forskjellige ideer som vi utforsker sammen for øyeblikket.

One fragment explores what we can do with dryland Caliente Rojo — are there other benefits to biofumigation that can be explored? Another fragment clarifies if the Caliente Rojo fields with bigger biomass are able to achieve Verticillium wilt management. The third fragments is where Haider and I are exploring if other mustards are able to achieve Verticillium management with dryland production.