Ontwikkeling biotoets voor de detectie van het quarantaineaaltje Meloidogyne chitwoodi

16/11/2011 - A.W.W. van Gastel, J.H.M. Visser en G.W. Korthals - PPO-agv

Waar gaat dit over?

In het project 'Ontwikkeling biotoets voor de detectie van het quarantaineaaltje Meloidogyne chitwoodi’ is onderzoek uitgevoerd met als doel om lage besmettingen van het quarantaineaaltje Meloidogyne chitwoodi voorafgaand aan de aardappelteelt betrouwbaar te detecteren.

De biotoets, zoals deze is uitgevoerd in 2010, geeft bij een zeer lage beginbesmetting (Pi < 5) een zeer hoge eindbesmetting en daarmee een hoge detectiekans. Zelfs bij een beginbesmetting lager dan de detectiegrens is M. chitwoodi waargenomen tot een eindbesmetting van 8.000 juvenielen/100 ml grond.

Inleiding

Probleemstelling

Het maïswortelknobbelaaltje Meloidogyne chitwoodi komt steeds meer voor en vormt een grote bedreiging voor de akkerbouw en in het bijzonder de pootgoedsector. Omdat dit aaltje een zeer grillig verloop heeft in besmettingsniveaus en een zeer lage besmetting al schadelijk kan zijn voor een pootgoedteelt (nultolerantie), is detectie voorafgaand aan een aardappelteelt cruciaal. Om die reden is er vanuit de praktijk behoefte aan een betrouwbare (bio)toets voor Meloidogyne chitwoodi. In geval van een positieve uitslag kan de teler op tijd zijn bouwplan veranderen of andere maatregelen treffen en zodoende de negatieve gevolgen voor de bedrijfsvoering beperkt houden.
Een biotoets is mogelijk gevoeliger en kan eerder aantonen of er risico’s zijn voor een pootgoedteelt dan de gangbare (grond)detectiemethoden. Gevoeliger, doordat een grotere hoeveelheid grond wordt getoetst en er nog een vermeerdering plaats vindt op een goede waardplant (besmetting neemt toe en daarmee de detectiekans).

In 2010 is in opdracht van het Productschap Akkerbouw het ontwikkelen van de biotoets uitgevoerd in cementkuipen in de nematodentuin op PPO-agv.
De grond voor de biotoets was afkomstig van 14 verschillende veldjes van het proefveld van proeflocatie PPO Vredepeel. Op deze veldjes zijn in het teeltjaar 2009 twaalf verschillende groenbemesters aangelegd.

Doelstelling

Het ontwikkelen van een biotoets waarmee lage besmettingen van het quarantaineaaltje M. chitwoodi voorafgaand aan de aardappelteelt betrouwbaar kunnen worden gedetecteerd. Deze toetsmethode wordt ontwikkeld voor gebruik door telers op hun bedrijf en/of in de kas.

Onderzoek

Proefuitvoering biotoets

Op een proefveld van PPO-agv te Vredepeel zijn 14 veldjes van 6 x 6 meter gekozen met voornamelijk lage tot zeer lage M. chitwoodi-besmettingen. Uit de geselecteerde veldjes is een raster uitgemeten van 4,5 x 4,5 meter, een netto oppervlakte van 20,25 m2. In dit raster heeft de bemonstering van grond plaats gevonden. Per veldje zijn 400 steken genomen, 20 steken in de lengte en 20 steken in de breedte. De monstername is uitgevoerd op 4 mei 2010. De cementkuipen hebben een inhoud van 65 liter. De vochtige grond is gestoken met een 2,9 cm grondboor, 0-25 cm diep, en verzameld in emmers. Vervolgens is er met een landbouwboor van 1,2 cm, 0-25 cm diep, een grondmonster gestoken uit alle kuipen voor bepaling van de beginbesmetting (Pi). Uit het grondmonster is een submonster van 100 ml grond in het laboratorium gespoeld en het organisch materiaal is vier weken geïncubeerd. Hierdoor zijn zowel het aantal vrij in de grond levende juvenielen als het aantal levende eieren bepaald. Per kuip zijn de juvenielen op soort gedetermineerd.
Na de monstername van de beginbesmetting zijn de kuipen in de nematodentuin op PPO-agv geplaatst. De nematodentuin is overspannen met windbreekgaas.
Op 6 mei 2010 zijn per cementkuip 5 aardappelknollen (ras Asterix) gepoot in de maatsortering 35-50 mm. Asterix is een ras dat gevoelig is voor M. chitwoodi en is daarom gekozen als toetsras.
Vanaf eind mei, na het sluiten van het gewas, is er begonnen met de gewasverzorging, zoals het spuiten tegen Phytophthora en bladluizen. De bespuitingen werden uitgevoerd met een drukspuit volgens de gangbare praktijk. Gedurende het groeiseizoen is er een gewasbeoordeling uitgevoerd, waarbij de gemiddelde planthoogte is waargenomen.
Op 5 oktober zijn de aardappelen doodgespoten. Op 19 oktober zijn de kuipen uit de nematodentuin gehaald en 26 oktober zijn de aardappelen geoogst. De biotoets heeft dus een groeiseizoen van 25 weken gehad. Per kuip zijn de aardappelen geteld en gewogen. Daarna heeft er op 3 november een nabemonstering van de grond plaatsgevonden. Van alle kuipen is ca. 1 kg grond nabemonsterd voor de bepaling van de eindbesmetting (Pf). De aardappelen zijn op 13 december beoordeeld op symptomen van M. chitwoodi-aantasting.

Knolaantasting

Op 13 december is per kuip een monster van 30 aardappelknollen beoordeeld op knolaantasting (KAI). Het monster bestond uit aardappelknollen met een knolmaat boven de 35 mm. De aardappelen zijn beoordeeld op symptomen van M. chitwoodi-aantasting en ingedeeld in vijf klassen (tabel 1).

Tabel 1: Klasseindeling voor beoordeling van knolaantasting door Meloidogyne-soorten bij aardappel.
klassesymptomen (uitwendig)eipakketten onder de schil
0geen knobbelsnee
1geen knobbelsja
2< 30% knoloppervlak aangetastja
330-100% knoloppervlak aangetastja
4zwaar misvormdja

Op basis van deze classificatie is volgens onderstaande formules de KnolAantastingsIndex (KAI) berekend, waarbij n0, n1, n2, n3 en n4 het aantal knollen is in klasse 0, 1, 2, 3 en 4 en n01 het aantal knollen in klassen 0 en 1 samen.

Resultaten

Vermeerdering M. chitwoodi

Bij de determinatie tot op soort is van Meloidogyne spp. in alle monsters bij de begin- en eindbesmetting alleen Meloidogyne chitwoodi aangetoond.
De bepaling van de beginbesmetting (Pi) heeft een dag na de monstername van grond plaatsgevonden. Bij één kuip is een beginbesmetting van 0 (onder detectiegrens) waargenomen. Bij de andere kuipen was de beginbesmetting enkele juvenielen (3-15) Meloidogyne chitwoodi per 100 ml grond. Bij drie kuipen was de beginbesmetting tientallen juvenielen (27, 68 en 69) en bij één kuip enkele honderdtallen (255) Meloidogyne chitwoodi per 100 ml grond. De beginbesmettingen zijn, conform de opzet van de proef, relatief laag met enkele hogere dichtheden als controle. Bij alle grondmonsters is in de determinatiemonsters Meloidogyne chitwoodi aangetoond.
Na de oogst van de aardappelen is van elke cementkuip de eindbesmetting (Pf) bepaald.
Zowel bij de beginbesmetting als bij de eindbesmetting is in de kuipen geen besmetting waargenomen van Heterodera en Trichodoriden. De aantallen juvenielen zijn vastgesteld in de bemonstering van 5 mei (beginbesmetting) en van 3 november (eindbesmetting). Bij alle kuipen heeft een goede vermeerdering plaatsgevonden.De vermeerderingsfactor varieerde van 48 (bij object met hoogste Pi) tot ruim 8.200 (bij object met laagste Pi).

Knolopbrengst biotoets

Voor de bepaling van de opbrengst is een verdeling gemaakt voor de knolmaat 0-35 mm en de knolmaat boven de 35 mm. Deze keuze is gemaakt vanwege de beoordeling van de aardappelen (> 35 mm).

  • Er zijn verschillen in aantal knollen per maatverdeling, maar het totaalgewicht van alle kuipen ligt redelijk dicht bij elkaar.
  • Er is geen invloed van P. crenatus op de knolopbrengst. P. crenatus is niet schadelijk voor het gewas aardappel.

Symptoomontwikkeling biotoets

De mate van knolaantasting is bepaald voor een submonster van 30 aardappelen. Dit submonster is random genomen uit de totale knolopbrengst groter dan 35 mm per kuip. De aardappelen zijn beoordeeld op symptomen van M. chitwoodi. Met deze gegevens is de knolaantastingsindex (KAI) berekend. Bij deze index betekent 0 geen aantasting en 100 zeer zwaar aangetast.
De knolaantasting binnen de uitgevoerde biotoets verliep van geringe aantasting (KAI 6,3) tot zware aantasting (KAI 23,1) op de aardappelen.

Conclusies

De biotoets met het quarantaineaaltje Meloidogyne chitwoodi is in 2010 goed verlopen. Het aardappelras Asterix heeft bij alle kuipen een volwaardig gewas geleverd. Geen van de 14 kuipen is tijdens de groeiperiode komen te vervallen als gevolg van onvoldoende gewasontwikkeling.

De biotoets is uitgevoerd in de nematodentuin op PPO-AGV te Lelystad in cementkuipen. Na de teelt van de voor Meloidogyne spp. goede waardplant aardappel bleek dat in alle kuipen Meloidogyne spp. kon worden aangetoond. Bij alle kuipen heeft er vermeerdering van Meloidogyne spp. plaatsgevonden. De vermeerderingsfactor varieerde van 48 (bij de hoogste Pi) tot ruim 8.200 (bij de laagste Pi). Hierdoor is de detectiekans sterk toegenomen.

Er was in alle kuipen een goede symptoomexpressie op de aardappelen. De knolaantasting binnen de biotoets verliep van lichte aantasting (KAI 6,3) tot matige tot zware aantasting (KAI 23,1) op de aardappelen. In de kuipen was de knolopbrengst goed. De netto-opbrengst lijkt nauwelijks relatie te hebben met de begin- en eindbesmetting.

discussie

Binnen dit project heeft in 2008 en 2009 het ontwikkelen van een biotoets plaats gevonden in kuipen bij telers en in potten in de kas op PPO-AGV. In het onderzoeksjaar 2010 is gekozen voor de proefuitvoering in de nematodentuin. De klimatologische omstandigheden in de nematodentuin zitten tussen de praktijk (op het erf bij een teler) en de kas (PPO-AGV) in. Detectie van het wortelknobbelaaltje M. chitwoodi via een biotoets levert ten op zichtte van een standaard grondbemonstering een hogere detectiekans. In het onderzoek naar de ontwikkeling van een biotoets is gebleken dat de hoge detectiekans van de biotoets mogelijk het gevolg is van een aantal factoren. In de kuipen is sprake van een hogere wortelintensiteit, een hogere bodemtemperatuur, een langer groeiseizoen en vochtigere omstandigheden. Al deze factoren hebben een positieve invloed op de vermeerdering van M. chitwoodi.

Uit het onderzoek 2008-2010 is gebleken dat voor een teler de biotoets in cementkuipen, onder praktijkomstandigheden (op het erf), goed uit te voeren is en een hoge detectiekans heeft. De biotoets, zoals deze is uitgevoerd in 2010, geeft bij een zeer lage beginbesmetting Pi < 5) een zeer hoge eindbesmetting en daarmee een hoge detectiekans. Zelfs bij een beginbesmetting lager dan de detectiegrens is M. chitwoodi waargenomen tot een eindbesmetting van 8000 juvenielen / 100 ml grond.