Sergey Banadysev, doctor in de landbouwwetenschappen, hoofd van het fokprogramma van Doka-Gene Technologies LLC
De schadelijkheid van virusziekten bij aardappelen neemt gestaag toe. In de afgelopen jaren komt de schade ervan niet alleen tot uiting in een afname van de opbrengst, maar ook in een verslechtering van de commerciële kwaliteit van knollen. Necrotische stammen van YBK-, VLK-, mop-top- en rattle-virussen maken aardappelen niet-standaard, terwijl de symptomen van nieuwe stammen op de bladeren steeds minder uitgesproken worden. Vooral het Y-virus wordt problematisch (foto 1-4). Er zijn geen resistentiegenen voor de necrotische stammen; het is onmogelijk om met klassieke selectiemethoden rassen met hoge resistentie te creëren. Overweging van de biologie en kenmerken van pathogenen van virale ziekten is niet het onderwerp van dit artikel (er is meer dan voldoende informatie over dit onderwerp), we zullen ons concentreren op de analyse van de beschikbare mogelijkheden om hoogwaardig zaadmateriaal te verkrijgen voor virale ziekten.
Allereerst moet u het concept van hoge kwaliteit verduidelijken. De vereisten van de normen voorzien in strikte beperkingen van de externe manifestatie van virale ziekten, en in een aantal landen, waaronder de Russische Federatie, is de interne, latente infectie van knollen bovendien beperkt. Tegelijkertijd zijn er veel nuances in het reguleren van toleranties voor virale ziekten, en sommige zijn significant (tabel 1). Laten we de details uitzoeken.
Op het eerste gezicht lijken de Nederlandse normen voor latente infectie erg streng: slechts 1,4% tolerantie bij de elite. Maar de handleiding van de interne analyseprocedure van de NAK legt dit uit en maakt het duidelijk. Verplicht is de beheersing van latente infectie van de categorie superelite en hoger. De analyse wordt uitgevoerd met PCR en alleen op het Y-virus. 50 knollen worden gecombineerd in één PCR-monster. Een batch wordt als standaard beschouwd als niet meer dan één op de vier monsters, of niet meer dan twee op de acht monsters, of drie van de twaalf monsters een positieve reactie vertonen, afhankelijk van het totale aantal knollen in het te analyseren monster. Een tolerantie van 12% wordt verkregen vanuit de aanname dat er in een steekproef van 0,6 knollen slechts één besmet is. Maar in het ideale geval kunnen theoretisch alle 50 knollen in een gecombineerd monster van 50 knollen worden geïnfecteerd. En dan moet het cijfer van de daadwerkelijke verborgen infectie van de partij 50% zijn, niet 25%.
De realisten bij het beoordelen van latente infectie zijn de Schotten en de Amerikanen. Schotland is de thuisbasis van een van de vijf Highly Approved High Grade (HG) EU Potato Seed Protected Areas. Dat wil zeggen, dit is een productiezone van materiaal van de hoogste kwaliteit. Certificeringsregels vereisen echter geen verplichte verificatie van latente infectie. Ja, het wordt aanbevolen om het te doen, maar het niveau van latente infectie heeft geen invloed op de certificatieresultaten. In de Verenigde Staten worden knolinfecties beoordeeld met de klassieke bodembeheersingsmethode. In het najaar worden monsters genomen van alle batches die zijn gecertificeerd en naar Hawaï of Florida worden verzonden. Er is geen winter, knollen worden onmiddellijk in de grond geplant en geëvalueerd door de visuele manifestatie van virale ziekten tijdens het groeiseizoen. En terecht, niet elke verborgen infectie wordt weerspiegeld in de bladeren en gewassen, soms blijft het jarenlang latent zonder schade aan te richten. In februari worden resultaten verkregen met een specifieke feitelijke manifestatie van de bestaande virale ziekten op de nakomelingenplanten. Kopers van zaden krijgen hetzelfde beeld, maar later. Deze informatie bepaalt het eindresultaat van de jaarlijkse certificering en de belangrijkste lente-implementatie wordt uitgevoerd rekening houdend met deze informatie.
De UNECE, Duitsland, Frankrijk normen S-1 voorzien ook in en gebruiken de beoordeling van virussen in direct nageslacht. Na het oogsten is het noodzakelijk om monsters van 100 knollen te nemen, in een kas te groeien en de manifestatie van virale ziekten op de bladeren te evalueren. In wezen is dit ook bodembeheersing, alleen in gesloten grond een duurdere optie. Laboratoriumtests worden alleen uitgevoerd in controversiële gevallen. Maar er is een tegenstrijdigheid in dezelfde S-1-standaard, aangezien de mogelijkheid om niet alleen de visuele, maar ook de laboratoriummethode te gebruiken, wordt genoemd in het gedeelte over de evaluatieprocedure. Specialisten begrijpen dat door ELISA of PCR meerdere keren meer virale planten worden gedetecteerd dan visueel.
Wat betreft de latente besmettingspercentages die GOST 33996-2016 in 2018 in de Russische Federatie introduceerde, ze voorzien in laboratoriumtests, zonder een visuele beoordeling van de volwassen nakomelingen, en zijn uniek in termen van uitleg. Volgens de nieuwe norm is alleen een beoordeling van de latente besmetting van het oorspronkelijke zaadmateriaal verplicht: SSE en hoger. Maar de notitie biedt enorme kansen voor geïmproviseerde en improvisatie: “Notitie. Voor veel superelite, elite en reproductie pootaardappelen die in omloop komen in landen die de norm hebben overgenomen, worden laboratoriumtesten uitgevoerd op verzoek van de producent of leverancier van pootaardappelen. De maximaal toelaatbare normen voor het beperken van virale en / of bacteriële infectie volgens de resultaten van laboratoriumonderzoek van knolmonsters kunnen in overleg (contracten) worden vastgelegd voor de levering van pootaardappelen in overleg tussen partijen. Voor de partijen van de categorie ES mag het maximale niveau van UVK-beperking volgens de resultaten van laboratoriumtests niet meer dan 10% bedragen. " Deze drie voorstellen hebben de standaard veranderd van een strikt en ondubbelzinnig document in juridische onzin, een bron om de relaties van producenten en klanten te verduidelijken, een klachteninstrument. Hoe kan men toestaan (in wezen de standaard vervangen) en vertrouwen op de overeenstemming van de partijen over kwaliteitskwesties, omdat de belangen van de verkoper en de koper hier niet samen kunnen vallen. Hoe kunnen dezelfde standaarden voor verschillende categorieën worden vastgesteld, omdat een afname in kwaliteit als het onvermijdelijk reproduceert. En een andere bepaling van standaard 33996-2016 - de beoordeling van latente infectie met virale ziekten - mag worden uitgevoerd door zowel ELISA als PCR. Ondanks het feit dat de gevoeligheid van deze methoden varieert met een grootteorde. Maar de norm is goedgekeurd en van kracht, naleving van de normen en vereisten is verplicht voor alle zaadbedrijven.
Momenteel wordt in alle landen met ontwikkelde aardappelteelt op een zogenaamde virusvrije basis aardappelzaad geproduceerd. De kweek van cellen en weefsels in combinatie met thermochemotherapie en microklonale vermeerdering maakt het mogelijk om het oorspronkelijke zaadmateriaal te verkrijgen zonder virusgehalte in aardappelcellen. Maar u moet twee punten begrijpen: nul betekent niet een volledige afwezigheid, maar de mogelijkheid aanwezig te zijn in een hoeveelheid die onder de gevoeligheidsdrempel van de beschikbare moleculaire diagnostische methoden ligt. En het verwijderen van virussen betekent niet dat aardappelen resistent moeten worden tegen virussen. Zonder betrouwbare bescherming tegen herinfectie met virale ziekten, wordt gezond aardappelzaad een type F-1-hybriden, waarbij alleen de eerste generatie uitstekende resultaten geeft, en bij daaropvolgende reproductie treedt een sterke afname van de prestaties op. De aankoop van pootaardappelen voor een teeltjaar in regio's met een stressvol klimaat en een hoge besmettelijke achtergrond wordt op grote schaal toegepast, ook in het zuiden van de Russische Federatie. Maar met een dergelijk schema om zaadmateriaal te leveren, moeten de zaden in voldoende hoeveelheid en tegen een redelijke, betaalbare prijs zijn. Het hele punt van de productiefase van veldaardappelen is om betaalbare zaadvolumes te maximaliseren en tegelijkertijd herbesmetting te beperken. Vrijwel alle verplichte en bijzondere organisatorische, methodologische en technologische maatregelen en operaties zijn hierop gericht. Het is onmogelijk om een met een virus geïnfecteerde plant en knollen te genezen, en de strijd tegen virale ziekten komt tot uiting in het voorkomen van plantinfectie door bladluizen en mechanisch. Laten we eens kijken naar enkele van de belangrijkste aspecten van het beheer van virale ziekten die op het hoogste niveau moeten worden aangepakt.
1. Boekhouding en reactie op de dynamiek en soortensamenstelling van virusluizen. De overdracht van virussen door bladluizen van zieke naar gezonde planten, samen met de initiële infectie van het plantmateriaal en mechanische overdracht, is de belangrijkste reden voor herinfectie van pootaardappelen. De meeste virussen blijven virulent en blijven enkele uren in de mond van bladluizen. Gedurende deze tijd kunnen bladluizen tientallen kilometers vliegen van de tuin, naar de stortplaats, van lage kwaliteit zaaien en in zaadkwekerijen terechtkomen. Het is noodzakelijk om dit proces praktisch continu te observeren in zaadteeltvelden - van het planten tot het volledig drogen van de toppen. Opgemerkt moet worden dat in alle landen van de ontwikkelde aardappelteelt bladluismonitoring wordt uitgevoerd met een aanzienlijke deelname van budgetfinanciering en de betrokkenheid van vooraanstaande onderzoeksinstituten. Bij de certificering moet rekening worden gehouden met de resultaten van de monitoring en de reactie daarop door zaadbedrijven. Zo werkte de staatsdienst voor plantenbescherming in ons land. Momenteel wordt om de een of andere reden in de Russische Federatie alleen aardappelen gemonitord voor de coloradokever, wat geen probleem is bij de commerciële aardappelteelt. Daarom moet elk professioneel zaadbedrijf zelfstandig bladluisvectoren bestrijden met behulp van standaardtechnieken. En het is vrij transparant en verenigd, je hoeft alleen de belangrijke details te kennen. De basis van het bladluiscontrolesysteem zijn de gele vallen van Merike (foto 5). Ze moeten net boven de planthoogte worden geïnstalleerd, op een gebied waar alle planten in de directe omgeving van het aardappelveld zijn vrijgemaakt. (Gewasbeschermingsprofessionals kunnen een redelijk nauwkeurige schatting krijgen van het aantal bladluizen door rechtstreeks 100 bladeren van de bovenste, middelste en onderste laag langs de diagonaal van het veld te bekijken.)
Gevleugelde bladluizen moeten wekelijks worden verzameld en de soortensamenstelling moet worden bepaald. Het vermogen om virussen te dragen in verschillende soorten bladluizen verschilt aanzienlijk. De meest schadelijke - groene perzikluis (foto 6,7) heeft een efficiëntie gelijk aan één, alle andere hebben veel lagere coëfficiënten (tabel 2,3). De schadelijkheidsfactoren van bladluissoorten zijn voorgesteld door Engelse wetenschappers (Felton B. et al., 2013) en worden overal gebruikt. Ze verschillen voor het Y-virus en VLK, dat wil zeggen voor verschillende mechanismen van virusoverdracht. Bijzonder gevaarlijke soorten die aardappelen koloniseren, d.w.z. degenen die aardappelen bewonen, vormen vleugelloze vormen die ook virussen bevatten. Deze omvatten perzik, aardappel, grote aardappel, duindoorn, duindoornluizen. De overige beschouwde soorten koloniseren geen aardappelen, maar dragen tijdens het testen virussen over tijdens het testen van injecties op zoek naar gebruikelijke voedergewassen. Bepaling van de soortensamenstelling van gevleugelde bladluizen vereist een hoge kwalificatie en de aanwezigheid van een microscoop. Fundamentele identificaties van bladluizen werden 40-50 jaar geleden gepubliceerd en zijn nu een bibliografische zeldzaamheid. De nieuwste full colour atlassen van Duitsland (2000) en Nederland (2008) zijn te koop in online winkels van uitgevers. Er zijn gespecialiseerde sites over bladluizen, bijvoorbeeld aphid.aphidnet.org, maar daarop worden puur aardappelsoorten fragmentarisch gepresenteerd. Bij het analyseren van de inhoud van vallen mag men de mogelijkheid niet uit het oog verliezen om erin te komen krekels en psylliden (foto 8,9), die de kolom en het Zebra-chipsvirus dragen dat Europa al is binnengedrongen.
Foto 8. Krekels Foto 9. Psillida
Het aantal opgevangen bladluizen wordt omgerekend naar de vectordrukindex (IVD). Perzikluizen worden in reële eenheden in aanmerking genomen, alle andere soorten worden vermenigvuldigd met de schadelijkheidscoëfficiënt. In feite wordt het formaat van de schadelijkheid van perzikluizen in één meeteenheid vertaald. Dus als 20 stukjes aardappelluis worden gevangen, dan is het aantal 20x0,2 = 4 eenheden om de index te berekenen. De totale hoeveelheid perzikluis is de vectordrukindex. Het is logischer om de IVD voor niet-persistente bladluissoorten als de meest problematische te beschouwen. Een index van minder dan twee eenheden is volkomen veilig, groen. Van 2 tot 10 - gele kleur, staat van gereedheid, beschermende maatregelen nemen naar goeddunken van de onderneming. Een IED van meer dan 10 vereist het gebruik van beschermende uitrusting tegen bladluizen. Dit wordt geverifieerd door de certificeringsinstantie. Het niet nemen van beschermende maatregelen is de basis voor het verlagen van de klasse van zaden of het uitvaardigen van bevelen om de toppen te vernietigen. De drempelwaarde voor de bladluis (10 eenheden perzikluis) is vastgesteld in het kader van speciale onderzoeken naar de mate van infectie van zaadmateriaal bij verschillende vectordrukken. Infectie met virussen neemt aanzienlijk toe als het aantal bladluizen de drempel overschrijdt, bij kleinere hoeveelheden is het verschil tussen infectieniveaus niet significant. Dienovereenkomstig hebben beschermende maatregelen bij een groen en geel niveau van een IVD geen effect, hebben ze geen invloed op het niveau van infectie en heeft het geen zin om ze uit te voeren.
In sommige Europese landen wordt voor alle meetpunten de berekening van het totale (geaccumuleerde) IIA vanaf het begin van het groeiseizoen uitgevoerd (figuur 1). Grenswaarden van de totale IWD zijn vastgesteld, waarna de certificatiedienst opdracht geeft voor het maaien en verdrogen van toppen in zaaikavels. Wat is deze grenswaarde? In Nederland, IWD momenteel - 80 eenheden perzikluis (Haverkort A., 2018). Deze indicatoren zijn niet gespecificeerd in de nationale officiële certificeringsregels. Maar er wordt benadrukt dat bij het geven van een opdracht voor het maaien van toppen niet alleen rekening wordt gehouden met de geaccumuleerde vectordrukindex, maar ook met de resistentie van variëteiten tegen virale infectie (er is een officiële gradatie van gekweekte variëteiten volgens dit kenmerk), het aantal planten met symptomen van virussen, geïdentificeerd tijdens een veldinspectie, die beschermende maatregelen tegen bladluizen. Boeren krijgen twee (Nederland) tot drie (Schotland) dagen de tijd om aan het recept te voldoen. Het niet naleven van het voorschrift leidt tot weigering van certificering of verlaging van de zaadklasse.
Gekwalificeerde continue monitoring van bladluisvectoren van virale ziekten geeft een operationeel inzicht in het niveau van de infectieuze achtergrond en stelt u in staat beschermende maatregelen te nemen, niet routinematig, maar indien nodig, waardoor aanzienlijke bedragen worden bespaard op gewasbeschermingsmiddelen. Bovendien wordt er een waarschuwingsdienst voor bladluizen in de vroege zomer aangeboden aan zaadtelers in de EU. In het systeem van budgetonderzoeksinstituten functioneren meerdere zuigvallen (foto 10), die op grote hoogte dragers in de lucht detecteren. Eén zuigval geeft een nauwkeurige voorspelling binnen een straal van 100 km. U kunt alleen van een dergelijke dienst dromen, maar met de verstrekte informatie kunt u de controle op de juiste manier uitoefenen op het niveau van een individuele onderneming, door de ontvangen informatie om te zetten in operationele maatregelen om virale ziekten te beheersen, rekening houdend met de situatie die zich in een bepaald jaar en op specifieke gebieden heeft ontwikkeld. De lijst van deze maatregelen omvat verschillende technieken voor het isoleren en beschermen van zaadpercelen.
2. Ruimtelijke isolatie. De distributie van pootaardappelproductie in regio's met een minimale infectieuze achtergrond van virale ziektevectoren wordt toegepast in alle landen van de ontwikkelde aardappelteelt. In Nederland is de zaadproductie dus geconcentreerd op de noordelijke kustpolders (figuur 2).
Langetermijnwaarnemingen hebben bevestigd dat in dit gebied de besmettelijke achtergrond anderhalf keer zo laag is en dat het kritieke seizoensgebonden niveau van tijdelijke luchtweginfecties gemiddeld 26 juli optreedt, twee weken later dan in het zuiden van het land. (Haverkort A., 2018). Dit is duidelijk te zien in figuur 1: in het noorden is de IED groen, in het zuiden rood. Geconcludeerd kan worden dat in Zuid-Nederland de pootgoedproductie van aardappelen zeer riskant is, en over meer zuidelijke landen valt niets te zeggen. Maar vergeet de relativiteit niet. Als u niet tegen de grens van Nederland rust en heel België naar het zuiden rijdt, dan is er in het noorden van Frankrijk, in de kuststreek van het Engelse Kanaal, een zone met pootgoedproductie van dit land. Frankrijk staat op de tweede plaats in de wereld wat betreft export van pootaardappelen. Dit impliceert een hoogwaardig product, terwijl het Franse zaadproductiegebied 700 km ten zuiden van de Nederlandse polders ligt. Zaadtelers produceren vanwege het hoge niveau van technologie en organisatie waardevolle goederen, hoewel het om voor de hand liggende redenen niet mogelijk is om de resultaten van bladluiscontrole in het publieke domein te zien.
Het Schotse aardappelzaadgebied is geconcentreerd in het noordoosten, aan de kust (afb. 3). Als je kijkt naar de Engelse monitoring van bladluizen van de afgelopen jaren, dan is de besmettelijke achtergrond in deze zone twee keer lager dan in centraal Engeland. Maar het blijkt dat er in Schotland zelf gebieden zijn met nog minder bladluizen, in het zuidoosten, de grens met Noord-Ierland. Waarom telen ze pootaardappelen?
Vanzelfsprekend vanwege de mindere geschiktheid van het land voor mechanische compositie en rockiness. Als we ons alleen op bladluizen concentreren, dan zou de volledige zaadproductie van EU-aardappelen in Scandinavië logisch zijn. Er zijn bepaalde stappen in deze richting gezet. Letterlijk 200 km naar de poolcirkel, op de 64e breedtegraad, is er een Finse, een van de vijf Europese HG-zone van de zaadproductie van aardappelen (foto 14). Op een oppervlakte van 1000 hectare wordt er jaarlijks tot 30 duizend ton pootaardappelen geteeld. De klimatologische omstandigheden zijn minimaal voldoende: het groeiseizoen is van mei tot oktober, een zeer lange daglichttijd aan het begin van het groeiseizoen, het is koel en er is voldoende regen tot 300 mm (fig. 4).
De besmettelijke achtergrond van bladluizen werd grondig bestudeerd door onafhankelijke onderzoekers (Kirchner S. et al., 2013) met behulp van gele en zuigvallen. Per week vallen 20 tot 3000 bladluizen in de val (afb. 5). Maar onder hen zijn er slechts 10-20% van de virusdragers, de rest zijn niet-specifieke boom- en struiksoorten. Perzikbladluizen komen praktisch niet voor in het noorden, af en toe worden aardappelluizen aangetroffen.
De voortzetting van het artikel wordt gepubliceerd in het tijdschrift Potato System No. 3, 2020.
De agent