Efficacy of chlorine dioxide for disease control on stored potatoes

The post-harvest application of chlorine dioxide (ClO₂) was evaluated as a disease suppressant for stored potatoes. Chlorine dioxide was prepared by acidifying a buffered sodium chlorite solution with a food grade acid.In vitro studies verified the effectiveness of C1O₂ at low concentrations (ED₅₀ = 2 to 122 ppm) againstErwinia carotovora (soft rot),Fusarium spp. (dry rot) andHelminthosporium solani (silver scurf). Evaluations of tubers inoculated withPhytophthora infestans (late blight) andFusarium spp. or infected withH. solani and then treated with ClO₂ either going into storage or through the humidification system resulted in a lack of disease suppression. Inconsistent performance of C1O₂ in storage appeared to be a result of several contributing factors. Chlorine dioxide concentrations varied greatly (up to six-fold), depending upon the method of activating and diluting sodium chlorite solutions. Chlorine dioxide is a gas soluble in water and, therefore, is easily released from solution (25% –75% loss) into the air when applied as an aqueous spray. Chlorine dioxide reacts quickly with the tuber and associated organic matter, thereby reducing the effectiveness. Applying higher than currently registered rates may be necessary to achieve measurable disease suppression.     

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.     

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.

     

Changes in chlorpropham residues in stored potatoes

Chlorpropham (CIPC)³ concentrations were measured in peel samples of tubers taken from large commercial potato storages and from test bins after aerosol application. Tuber samples were taken at different levels within the pile and at numerous sites near the surface. The minimum concentration of CIPC in the peel layer for complete inhibition of sprouting was estimated to be 20 ppm. Immediately after commercial application of CIPC, 99% of the sample sites had concentrations high enough to completely inhibit sprouting, and residues in the peel were generally highest in samples obtained from the surface and from the bottom of the pile. CIPC concentrations decreased during the storage season in nearly all sites tested. Storages differed in the rate at which CIPC was lost. Mean peel residues fell below the level necessary for sprout inhibition in some storages but not in others. The rate of CIPC loss increased at the same time that air movement to maintain the desired temperature increased. With the 20 ppm threshold level as a guide, it is possible to monitor commercial storages for sprout-inhibition status. Retreatment before peel residues drop below 20 ppm can extend sprout inhibition in storage.     

Estimation of weight loss in stored potatoes by determination of their ash content

Zusammenfassung Gewichtsverluste w?hrend der Kartoffellagerung wurden gew?hnlich berechnet, indem gewogene Muster in Netzen ans Lager gelegt und bei der Auslagerung wieder gewogen wurden. Diese Methode ist beschwerlich und gleichzeitig auch Fehlern verschiedenen Ursprungs unterworfen. Eine andere Methode, die diese Nachteile nicht aufweist, wird vorgeschlagen. Diese beruht auf der Bestimmung eines unver?nderlichen Bestandteiles vor und nach der Lagerung einerseits und der Ermittlung des Verh?ltnisses dieses Bestandteils zum Frischgewicht an diesen Daten andererseits. Es wird darauf hingewiesen, dass Bestimmungen des Aschegehaltes oder von darin enthaltenen specifischen Komponenten, zum Beispiel Kalium oder Phosphor, dieser Anforderung entsprechen würden. Eine zufriedenstellende Anwendung dieser Methode setzt voraus, dass der Aschegehalt in den gelagerten Kartoffeln ziemlich konstant ist, und es wird notwendig sein festzustellen, wie gross ein Muster sein muss, um eine repr?sentative Angabe zu gew?hrleisten. Ferner ist grosse Genauigkeit bei der Analyse erforderlich. Eine Abweichung von zum Beispiel 0,9 auf 1,0 im Prozentgehalt an Asche ergibt eine Differenz von 10% im Gewicht der 1 kg Asche enthaltenden Kartoffeln, was mehr ist als der Gewichtsverlust w?hrend der Lagerung oftmals betr?gt. Eine ziemlich gute übereinstimmung zwischen den wirklichen und den mittels Ascheanalysen vor und nach der Lagerung errechneten Gewichtsverlusten, ist in unsern Ergebnissen erzielt worden, indem Muster von 1,5 kg verwendet wurden (Tabelle). Genügende Genauigkeit dürfte bei Verwendung von Mustern von 3–5 kg zu erreichen sein. Es ist notwendig, den Luftstrom und die Temperatur im Muffelofen zu kontrollieren. Besondere Aufmerksamkeit muss der Tatsache gewidmet werden, dass die Temperatur im Ofen von Ort zu Ort differieren kann. Sofern ein Flammenphotometer verfügbar ist, wird vorgeschlagen, die Berechnungen auf der Basis von Kalium auzustellen, das leicht mit einer Genauigkeit von 1% bestimmt werden kann.

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Résumé On évalue habituellement les pertes de poids pendant le stockage des pommes de terre en enfermant des échantillons pesés dans des filets dans le magasin et en les repesant à l'enlévement. Cette méthode est à la fois incommode et passible d'erreurs pour de multiples causes. Une autre méthode est proposée qui est basée sur la détermination d'un constituant invariable des tubercules avant et après le stockage et sur la relation de celui-ci au poids frais à ces moments. Il est suggéré que les déterminations de la teneur en cendre ou de constituants spécifiques de celleci, par exemple le potassium ou le phosphore, pourraient rencontrer cette exigence. Une application satisfaisante de la méthode présuppose que la teneur en cendre des pommes de terre stockées est raisonnablement constante et qu'il y aura lieu de déterminer l'importance nécessaire de l'échantillon pour obtenir une représentation valable. En outre, une grande précision de l'analyse est essentielle. Ainsi une variation de 0,9 à 1,0 dans le pourcentage de cendre se traduit par une différence de 10% dans le poids d'une quantité de tubercules contenant 1 kg de cendre, soit une différence plus grande que la perte habituelle de poids pendant la conservation. Nos résultats, basés sur des échantillons de 1,5 kg (tableau) donnent une bonne concordance entre les pertes réelles de poids et celles calculées des analyses de cendre avant et après la conservation; il se peut qu'une précision suffisante puisse être obtenue en utilisant des échantillons de l'ordre de 3 à 5 kg. Il est nécessaire de régler le courant d'air et la température dans le four à moufle. et il y a lieu d'accorder une attention spéciale au fait que la température peut varier d'un endroit à l'autre dans le four. Si on utilise le photomètre à flamme, l'auteur propose de baser les calculs sur le potassium, qui peut être déterminé avec une précision de 1%.

     

Volatile monitoring as a technique for differentiating betweenE. carotovora andC. sepedonicum infections in stored potatoes

The volatile production characteristics of ring rot (Corynebacterium sepedonicum) and soft rot (Erwinia carotovora) infected potatoes were investigated under controlled conditions in order to assess the monitoring of volatiles as a technique for differentiating between the infections in stored potatoes. Total volatile production/unit time was much greater from soft rot due to more rapid development after infection. Total volatile production during the period required for the development of the soft rot infection was similar to the output detected during the longer period required for the development of the ring rot infection. The volatile profiles of the two pathogens featured a number of commonly shared metabolites, but one compound was unique to the ring rot infections and two compounds were unique to the soft rot infections. There were also consistent disease-specific changes in the relative concentration of many of the metabolites detected in the volatile profiles.     

The production of growth-suppressing volatile substances by stored potato tubers

Summary The sprout-suppressing constituent(s) of the volatiles may be removed by a solution of silver sulphate in 96% H₂SO₄ or by aqueous solutions of mercuric acetate or chloride. but not by 96% H₂SO₄ alone, suggesting that they may be olefinic, ethereal and/or sulphur-containing. Ethylene may be produced in very small quantities, insufficient to be an active olefinic constituent.     

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.     

The relationship between temperature and sprout growth in stored seed potatoes

Summary Sprout growth in a range of European cultivars was studied over two seasons at constant temperatures from 2 to 25°C, with an additional 33 (day)/22°C (night) treatment in the second season. There were only minor differences in the response of the cultivars and the optimum for sprout growth was at 15–18°C in all cases, when measured over an extended period, but initially sprout growth was more rapid at 23–25°C. Sprout growth at 23–25°C was frequently arrested by sub-apical necrosis, and at these temperatures the sprouts remained short enough for the tubers to be planted by hand without desprouting.