Detection of disease in stored potatoes by volatile monitoring

The feasibility of early disease detection in potato storages by the monitoring of volatiles was investigated usingErwinia carotovora as a model storage pathogen (soft rot) in both laboratory and commercial site tests. Volatiles were collected by cryogenic air liquefaction and concentrrated on Tenax-GC adsorbent. Analyses by gas chromatography and mass spectroscopy identified acetone, ethanol, and 2-butanone being produced in abnormal concentrations during host-soft rot incubations in a controlled environment. Preliminary comparisons between diseased and normal commercial bins at different storage sites (two cultivars) indicated soft rot infection also created abnormally high concentrations of the above three volatiles, with most notable differences in 2-butanone concentrations. The criteria of selection for volatiles for possible use as incipient disease indicators are discussed in terms of the composite rate of pathogenic destruction within a potato pile. Additional volatiles identified from potatoes inoculated withE. carotovora include: acetaldehyde, methyl acetate, ethyl acetate, propanethiol, hydrogen sulfide, methyl sulfide, methyl disulfide, n-propanol, and isobutanol.     

Effect of a combination of chlorine dioxide and thiophanate-methyl pre-planting seed tuber treatment on the control of black scurf of potatoes

The pre-planting seed tuber treatments of chlorine dioxide (ClO₂), thiophanate-methyl (TPM), and a combination treatment of ClO₂, followed by TPM, were evaluated for control of stem canker and black scurf (Rhizoctonia solani), and storage rots; black scurf, common scab (Streptomyces scabies), dry rot (Fusarium spp.) and silver scurf (Helminthosporium solani) on potato (Solanum tuberosum L.) cv. Kennebec. Field experiments were conducted in two consecutive years, 1999 and 2000, at the Agriculture and Agri-Food Canada Research Farm in Harrington, Prince Edward Island (PEI), Canada. The combination treatment of ClO₂ (200 μg g⁻¹) and TPM (50 g active ingredient100 kg⁻¹ of tubers) significantly (P=0.05) reduced stem canker and black scurf on progeny tubers at harvest and after storage. The low incidence of scab and dry rot in untreated controls hindered the evaluation of the efficacy of the combination treatment and also showed that conditions were not favourable for disease development during this period at Harrington. The combination treatment was not effective on silver scurf in storage. A comparison among control, ClO₂, TPM, and the combination treatment indicates that pre-planting ClO₂ treatment may have killed the majority of the black scurf sclerotia on the tuber surface and that the combination of TPM fungicide treatment following ClO₂ treatment gave protection to progeny tuber by suppressing the growth of the R. solani. A higher marketable yield was observed in the combination treatment as compared with the untreated control. Phytotoxicity was not observed in tubers treated with the combination treatment.     

Sprouting tendency of stored potatoes

Summary The rest period of the potato tuber is here defined as the time following the lifting when internal inhibition prevents the tuber from sprouting. The dormant period is the subsequent time when the tuber does not sprout owing to unfavourable external conditions. The sum of the periods denotes the sprouting tendency at the storage temperature used, here 4–5°C. The sprouting tendency varies particularly between varieties but also between years and places of cultivation. The concepts of rest and dormancy are often very practical to use but from a theoretical point of view there may be no reason for separating them. They are two parts of the same physiological process ranging from strong sprout inhibition to vigorous sprout growth. Thus, rest or dormancy does not depend on qualitative but quantitative differences in the endogenous amounts of growth regulating substances.

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Zusammenfassung Die Kartoffel ist unf?hig, zur Zeit der Ernte und einige Zeit danach zu keimen, selbst nicht wenn sie günstigen ?usseren Bedingungen ausgesetzt wird. Diese Unf?higkeit h?ngt mit einer inneren Hemmung zusammen; die Knolle befindet sich in der Keimruhe. Wenn diese Hemmung vorbei ist, ist die Knolle unter günstigen Bedingungen f?hig zu keimen, aber diese Entwicklung ist zu dieser Zeit natürlich nicht wünschenswert. Das beste Mittel, das Auskeimen zu verhüten, besteht darin, dass die Lagertemperatur tief genug gehalten wird (sofern die Knollen nicht für die technische Verarbeitung bestimmt sind). Es muss aber daran erinnert werden, dass sie jederzeit nach dem Ende der Keimruhe eine potentielle Keimf?higkeit besitzen. Man sagt, die Knolle befinde sich im Ruhezustand, und dieser Zustand mag manchmal bis zum Auspflanzen dauern. Bei den in Schweden üblichen Lagertemperaturen von 4–5°C beginnt jedoch die Knolle gew?hnlich schon am Lager auszukeimen. Die Zeit, die von der Ernte bis zum spontanen Auskeimen verstreicht, ist die Summe aus Ruheperiode, RP, und Keimruheperiode, DP, hier als Keimbildungstendenz bei der angegebenen Temperatur bezeichnet. Vom pflanzenphysiologischen Standpunkt aus sind die Begriffe ‘Ruhezeit’ und ‘Keimruhe’ sehr anfechtbar. Gewiss gibt es immer einige Zellteilungen und Verl?ngerungen in den Spitzenmeristemen, aber die Ver?nderungen sind zu Beginn der Lagerperiode sehr gering. Ruhe und Keimruhe müssen als praktische Begriffe angesehen werden, die für den stufenweisen Prozess von der strengen Keimhemmung bis zur starken Keimf?higkeit w?hrend der Lagerzeit angewendet werden. Die Grenze zwischen Ruhe und Keimruhe h?ngt vom Kriterium ab, das für das Ende der Ruhezeit, gew?hlt wurde. Aus Tabelle 1 geht hervor, dass es in der Keimbildungstendenz ziemlich grosse Sortenunterschiede gibt. Einige Sorten m?gen auch die gleiche Keimbildungstendenz haben aber das Verh?ltnis RP zu DP kann umgekehrt sein, was in der Regel heisst, dass keine Korrelation zwischen diesen Eigenschaften besteht. Infolgedessen nimmt die Keimhemmung in ungleichen Raten w?hrend den verschiedenen Lagerungsphasen ab. Die gleiche Situation kann nachgewiesen werden, wenn die Ergebnisse einer Sorte über verschiedene Jahre verglichen werden. Folglich beeinflussen Wetter und andere Bedingungen die Keimungsneigung ebenso wie die Beziehung zwischen RP und DP. Die gleichen Arten von Ver?nderung würden wahrscheinlich bei ?nderung der Lagertemperatur entstehen. Der Einfluss des Anbauortes ergibt, wie aus Tabelle 2 hervorgeht, das gleiche Bild der Ver?nderung. Sorte, Anbauort, Jahr und Lagertemperatur beeinflussen nicht nur die Keimbildungstendenz, sondern auch das potentielle Auskeimen beim Auspflanzen und damit die Staudenentwicklung und die n?chste Ernte. Von einem pflanzenphysiologischen Standpunkt aus dürften die Keimbildungstendenz am Lager und die potentielle Keimf?higkeit zur Zeit des Auspflanzens von einem Gleichgewicht zwischen den endogenen Mengen der wachstumhemmenden und wachstumf?rdernden Substanzen abh?ngen. Auxine, Gibberelline und Hemmstoffe scheinen wesentliche Teile in diesem physiologischen Mechanismus zu sein, dessen Beschaffenheit durch die erw?hnten Variabelen bestimmt wird. Viele Publikationen weisen auf diese Erkl?rung hin, aber eingehendere Untersuchungen auf diesem Gebiet sind n?tig.

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Résumé Le tubercule de pomme de terre est incapable de germer à l'arrachage, et un certain temps après, méme s'il est placé dans des conditions extérieures favorables. Cette incapacité dépend d'une inhibition interne; le tubercule est en repos. Quand l'inhibition cesse, le tubercule est capable de germer dans des conditions favorables mais, naturellement, le développement des germes n'est pas souhaitable à ce moment. Le maintien d'une température suffisamment basse est le meilleur moyen d'empcêher la germination, pour autant que les tubercules ne soient pas destinés aux préparations industrielles, mais il ne faut pas perdre de vue que les tubercules possèdent une capacité potentielle de germer pendant tout le temps qui suit la fin de la période de repos. Le tubercule est dit être en dormance et pareille situation peut parfois s'étendre jusqu'à la plantation. Cependant, à la température de stockage la plus courante en Suède, 4–5°C, le tubercule commence habituellement à germer pendant la période de conservation. Le temps s'écoulant entre l'arrachage et la germination spontanée constitue la somme de la période de repos, RP, et de la période de dormance, DP, dénommée ici la tendance à germer à la température actuelle. Du point de vue ‘physiologie du plant’ les concepts de repos et de dormancy sont très discutables. Il y a certainement toujours quelques divisions cellulaires et élongations dans les méristèmes apicaux mais ces changements sont insignifiants au début de la période de conservation. Repos et dormance doivent étre considérés comme des concepts pratiques appliqués à l'évolution graduelle allant, au cours de la période de conservation, de la forte inhibition de la germination à la forte capacité germer. La limite entre repos et dormance dépends des critères choisis pour définir la fin de la RP. Il ressort du tableau I qu'il y a de très grandes différences variétales dans les tendances à la germination. Au surplus, certaines variétés peuvent avoir les mêmes tendances à germer mais les rapports RP à DP peuvent étre inversés, ce qui généralement signifie qu'il n'y a pas de dorrélation entre les deux propriétés. Conséquemment, i'inhibition de la germination diminue à une vitesse irrégulière au cours des différentes phases de la conservation. On peut rencontrer la même situation si on examine le comportement d'une variété au cours de plusieurs années. Donc, les conditions climatiques et autres influencent la tendance à la germination aussi bien que les relations entre RP et DP. Les mêmes types de variation apparaitraient probablement si la température de conservation variait. L'influence du lieu de culture, qui ressort clairement du tableau 2, donne également la méme physionomie de variation. Variété, lieu de culture, année et température de conservation n'affectent pas seulement la tendance à germer mais ont aussi une influence sur le pouvoir germinatif lors de la plantation et conséquemment sur l'état du développement et de la récolte suivante. Du point de vue ‘physiologie du plant’ la tendance à germer pendant la conservation et l'aptitude potentielle à germer à la plantation peuvent dépendre de l'équilibre entre les quantités endogénes d'inhibiteurs de croissance et de substances stimulant celle-ci. Auxines gibberellines et inhibiteurs semblent étre des parties intégrantes de ce mécanisme physiologique dont l'état est déterminé par les variables mentionnées. Beaucoup de publications rapportent cette explication mais des recherches plus détaillées sont nécessaires dans ce domaine.

     

Efficacy of soil fumigants for control of Verticillium wilt of potatoes

Soil fumigation with materials containing methyl isothiocyanate, 1, 3-dichloropropene, or trichloronitromethane, alone or in combination, delayed “early maturity disease” symptoms caused byVerticillium dahliae Kleb, in potatoes and increased yields. Soil fumigation increased the crop value as much as $818 per acre, depending on the material and rate, used when potatoes were grown for two consecutive years following fumigation. With the exception of trichloronitromethane, fall fumigation was as effective or more effective than spring fumigation.     

Quality of stored potatoes improved by chemical treatment

A combination spray of CIPC, thiabendazole, and chlorine applied to potatoes at time of storage negated the detrimental effect of CIPC when applied to freshly harvested tubers. It also prevented sprouting and reduced the incidence of pressure bruise. The application of thiabendazole and chlorine reduced Fusarium tuber rot and the degree of tissue degradation around wounds, thereby increasing tuber quality.     

Amino acid composition of freshly harvested and stored potatoes

Total amino acid contents of several important U.S. potato cultivars grown in Maine, Idaho and The Red River Valley are listed along with nitrogen content. Differences in amino acid content among cultivars were roughly proportional to differences in total nitrogen. The effect of storage on amino acids in two cultivars was minor. The limiting essential amino acids compared to egg were MET and the sulphur amino acids.     

CIPC and 2,6-DIPN sprout suppression of stored potatoes

A five-year storage season study using small-scale bins was undertaken to determine the effectiveness of 2,6-diisopropylnaphthlene (2,6-DIPN) in combination with isopropyl-N-(3-chlorophenyl)carbamate (CIPC) for sprout suppression of stored potatoes (Solanum tuberosum L.). The study environment simulated a commercial operation and the storage bins held up to 4,500 kg of tubers. Russet Burbank potatoes were tested for four storage seasons, and for one season the bin space was split between Ranger Russet and Snowden potatoes. Sprout suppression was measured as percent acceptable for fresh pack (%AFP), defined as sprouts ≤3 mm in length. When 2,6-DIPN was used alone at 8.3 mg kg^-1 fw, it only provided short-term sprout suppression. Sprout suppression responses for the two chemicals were similar for Russet Burbank, Snowden and Ranger Russet. When 2,6-DIPN was used in combination with CIPC, a significant increase in sprout suppression was observed. In addition, when the two chemicals were used in combination, the amount of CIPC could be reduced by as much as 50% while still maintaining equal or better sprout suppression as compared to CIPC alone. For overall long-term sprout suppression, the best treatment was a combination of CIPC and 2,6-DIPN, each at 16.6 mg kg^-1.