Wetenschappers van de Universiteit van Maine evalueren of kreeftenschalen nuttige microbiële gemeenschappen kunnen cultiveren die ziekteverwekkers in de bodem afweren. De nieuwe shell-to-spud-combinatie kan twee hoekstenen van het voedselsysteem van Maine met elkaar verbinden en de circulaire economie van de staat versterken.
Aardappelen zijn de belangrijkste landbouwgrondstof van Maine met een waarde van meer dan $ 215 miljoen in 2021, volgens een National Agricultural Statistics Service verslag. De waarde van het gewas zit in de wortels, waardoor het bijzonder vatbaar is voor bodemziekten. Het vroege aardappelsterftesyndroom, een schimmelpathogeen aanwezig in Maine, kan decimeren zoveel als de helft van een gewas in zwaar aangetaste velden.
Katie Ashley, een Ph.D. student in het laboratorium van universitair hoofddocent Jianjun Hao, beoordeelt hoe verschillende concentraties gekookte, gedroogde en gemalen kreeftenschelpen aardappelziekte kunnen voorkomen. Ross Sousa, een vierdejaars botanie uit Somerset, Massachusetts, heeft ook als laboratoriumtechnicus aan het project gewerkt. Naast de ziekteresistentie volgt het team ook microbiële gemeenschappen in de bodem, de totale gewasopbrengst en de opkomst, kracht, biomassa en hoogte van planten.
Het interessante ingrediënt is chitine, dat 75% van de exoskeletten van kreeften omvat en structurele ondersteuning biedt. Chitine is ook aanwezig in schimmel- en bacteriële pathogenen. Sommige van nature voorkomende bodemmicroben zijn gespecialiseerd in het afbreken van deze verbinding. Ashley veronderstelt dat het toevoegen van chitinerijke schelpen in de herfst deze nuttige microbiële gemeenschappen zal cultiveren, waardoor een verdedigingslinie tegen bodemplagen ontstaat.
De aanpak is niet zonder precedent; chitine uit andere soorten schelpdieren maakt al deel uit van geïntegreerde bestrijdingsprogramma's op boerderijen in Zuid-Korea, Japan en Californië. Op basis van dit eerdere werk dacht Ashley aanvankelijk ook aan oesterschelpen. Ze besefte al snel dat ze door hun rotsachtige aard moeilijk te vermalen zijn tot een bruikbare grondverbeteraar, en draaide zich om tot kreeft. Hers is de eerste studie om de schaaldier van de staat van Maine te gebruiken en de praktijk op aardappels toe te passen.
“We hebben het geluk dat we zowel een rijke landbouwproductie als een blauwe economie hebben. Het plaatst Maine in een zeer unieke positie”, zegt Ashley, die haar master in plantenpathologie behaalde aan UMaine.
“We hebben deze echt waardevolle bronnen; waarom gebruiken we ze nog niet? Dit biedt een kans om de aardappel- en kreeftenindustrie met elkaar te verbinden en bijproducten van schaaldieren te gebruiken die anders in de afvalstroom terecht zouden komen."
Het team voltooide dit najaar een kasproef met 90 planten op de campus van UMaine. Een proef op veldschaal in het groeiseizoen van 2023 zal percelen met verschillende concentraties chitine, compost en chemische fumigatie op Aroostook Farm in Presque Isle vergelijken. Ashley en Hao hopen dat telers in de regio ook delen van hun velden openstellen voor het onderzoek.
Voorlopige resultaten geven aan dat de wijziging ook de bovengrondse plantengroei met gemiddeld 200% ten goede komt. Kunstmest voor kreeftenschelpen is niet nieuw. Ashley's studie kan de gegevens opleveren om de groei naar een bredere markt te ondersteunen.
Hao's lab, de Roger Clapp Greenhouses en Aroostook Farm maken deel uit van het Maine Agricultural and Forest Experiment Station aan de R1 openbare onderzoeksuniversiteit van de staat.
De studie is een uitbreiding van een multistatelijke onderzoekssamenwerking van $ 10 miljoen, gefinancierd door het National Institute of Food and Agriculture van het Amerikaanse ministerie van landbouw (USDA) en geleid door de Universiteit van Minnesota. Hao is een co-hoofdonderzoeker van het project, dat tot doel heeft de belangrijkste bodemproblemen op aardappeltelers aan te pakken: de toenemende druk van bodemziekten ondanks begassing en afnemende bodemproductiviteit die de gezondheid van gewassen ondersteunt.
“Bodemmicro-organismen zijn de sleutel tot het verbeteren van de bodemkwaliteit en kunnen worden gemeten als een indicator van bodemgezondheid. Deze nuttige micro-organismen worden in hoge mate gedreven door bodemveranderingen zoals gewassen, plantenresten, dierlijke mest en in dit geval kreeftenmeel”, zegt Hao, die ook benoemingen heeft in UMaine's School of Food and Agriculture, en School of Biology and Ecology. .
Verdere ondersteuning werd geboden door een Graduate Student Research Grant van $ 14,260 van het Northeast Sustainable Agriculture Research and Education-programma van de USDA. Sousa ontving een beurs van UMaine's Centre for Undergraduate Research voor zijn werk aan het project.
Indien succesvol, zou Ashley's aanpak een alternatieve ziektebestrijdingspraktijk kunnen bieden voor aardappeltelers in Maine. Chemische inputs zijn de grootste bedrijfskosten voor de telers van de staat, volgens een 2008 rapport van de Maine Potato Board. Sommige, zoals chloorthalonil, dat sinds het begin van de jaren zeventig wordt gebruikt om de aardappelziekte te bestrijden, zijn het onderwerp geweest van toenemende controle en regelgeving.
"Het verminderen van de afhankelijkheid van pesticiden voor ziektebeheer ten gunste van het verbeteren van de microbiële bodemecologie kan zowel de landbouw als het milieu ten goede komen", zegt Ashley.
Het concept zou ook zorgen voor een nieuwe markt voor bijproducten van de kreeftenindustrie. Volgens de Maine-departement van mariene hulpbronnen, landde het in 100 een vangst van 2021 miljoen pond.
Curt Brown, een zeebioloog bij de in Saco gevestigde leverancier en verwerker Ready Seafood, schat dat schelpen 25% van het gewicht van kreeften uitmaken. Bijna de helft van de vangst van Maine wordt verwerkt in plaats van levend verkocht, en die schelpen zijn grotendeels bestemd voor stortplaatsen. Een nieuwe markt voor dit bijproduct zou die afvalstroom doen wegebben.
Ready Seafood en Luke's Lobster in Portland leverden allebei kreeftenschelpen voor Ashley's studeerkamer.
“Dit onderzoek heeft het zeer reële potentieel om een afvalstroom om te zetten in een inkomstenstroom voor de kreeftenindustrie in Maine, terwijl het tegelijkertijd helpt om de waarde te verhogen van een ander iconisch Maine-product: de aardappel. Ik kan geen beter voorbeeld bedenken van een echt win-winscenario voor onze staat”, zegt Brown.
Ready Seafood heeft een gevestigde staat van dienst op het gebied van samenwerking met UMaine-onderzoeksprojecten, waaronder de Amerikaanse Lobster Settlement Index en het onderzoeken van technieken om het schelpverhardingsproces in recent vervelde kreeften te versnellen.
“Als openbare onderzoeksuniversiteit van Maine zijn connecties met de mensen en bedrijven die we bedienen van vitaal belang. Onze wetenschappers werken elke dag om kansen te verkennen en oplossingen te bieden voor onze gemeenschap hier in Maine en de samenleving in het algemeen”, zegt Diane Rowland, directeur van het Maine Agricultural and Forest Experiment Station en decaan van het College of Natural Sciences, Forestry, and Agriculture. dat toezicht houdt op het landbouw- en zeewetenschappelijk onderzoek van UMaine.
"We zijn zo dankbaar voor de voortdurende steun van partners zoals die in de aardappel- en kreeftenindustrie. Samen zetten we een silo-doorbrekende koers uit voor de werklandschappen en waterkanten van onze Maine.
Een bron: https://www.potatonewstoday.com