Effect of Biofumigation on Population Densities of Pratylenchus spp. and Verticillium spp. and Potato Yield in Eastern Canada

Am J Potato Res. 2022;99(3):229-242. doi: 10.1007/s12230-022-09875-2. Epub 2022 Apr 13.

Abstract

Biofumigation has been proposed as an alternative to soil fumigation to manage soil-borne diseases including potato early dying disease complex (PED). This study examined the potential of using brown mustard (Mustard juncea) biofumigation to manage PED under rain-fed potato production in New Brunswick, Canada in two trials between 2017 and 2020 in comparison with chloropicrin fumigation and a conventional barley rotation. Biofumigation increased yield in one trial, but not in a second trial where the potato crop experienced severe drought, whereas chloropicrin fumigation increased yield in both trials. Biofumigation was effective in suppressing root-lesion nematode (RLN, Pratylenchus spp.) counts in both trials, but was ineffective in suppressing V. dahliae population density. Chloropicrin fumigation was effective in suppressing RLN counts and V. dahliae population density only in the hill where injected, but the effect was short-lived as the population density of V. dahliae in the hill increased to the level of the control in one potato growing season. Biofumigation may be an alternative to chloropicrin fumigation in managing PED, particularly in fields with high RLN population but relatively low Verticillium population density. However, neither biofumigation nor fumigation used alone may be sustainable in the short-term potato rotations commonly used in New Brunswick, and additional beneficial practices are required to sustain productivity in the long-term.

La biofumigación se ha propuesto como una alternativa a la fumigación del suelo para manejar las enfermedades transmitidas por el suelo, incluido el complejo de enfermedades de muerte prematura de la papa (PED). Este estudio examinó el potencial del uso de la biofumigación de mostaza marrón (Mustard juncea) para manejar la PED bajo la producción de papa de secano en New Brunswick, Canadá, en dos ensayos entre 2017 y 2020 en comparación con la fumigación con cloropicrina y una rotación de cebada convencional. La biofumigación aumentó el rendimiento en un ensayo, pero no en un segundo ensayo en el que el cultivo de papa experimentó una sequía severa, mientras que la fumigación con cloropicrina aumentó el rendimiento en ambos ensayos. La biofumigación fue efectiva para suprimir los conteos del nematodo lesionador de la raíz (RLN, Pratylenchus spp.) en ambos ensayos, pero fue ineficaz para suprimir la densidad de población de V. dahliae. La fumigación con cloropicrina fue efectiva para suprimir los conteos de RLN y la densidad de población de V. dahliae solo en el lomo del surco donde se inyectó, pero el efecto fue de corta duración ya que la densidad de población de V. dahliae en el surco aumentó al nivel del testigo en un ciclo de cultivo de papa. La biofumigación puede ser una alternativa a la fumigación con cloropicrina en el manejo de la PED, particularmente en campos con alta población de RLN pero densidad de población de Verticillium relativamente baja. Sin embargo, ni la biofumigación ni la fumigación utilizadas por sí solas pueden ser sustentables en las rotaciones de papa a corto plazo comúnmente utilizadas en New Brunswick, y se requieren prácticas benéficas adicionales para mantener la productividad a largo plazo.

Keywords: Crop rotation; Fumigation; Potato early dying; Root lesion nematodes; Solanum tuberosum; Verticillium wilt.