一个全新的世界:通过病虫害管理研究打开国际市场bob体育登录
密歇根州立大学bob体育登录的一个研究小组正在开发消除蓝莓蛆的新技术,使密歇根州的种植者能够将蓝莓出口到新的国际市场。
1916年,新泽西州一名蔓越莓种植者的女儿和美国农业部(USDA)植物学家收获了第一批商业作物——高丛蓝莓。bob体育合法吗在此之前,蓝莓被认为是不可能驯化和不切实际的农业生产。
今天,在第一批蓝莓从农场走向餐桌的一个多世纪后,全球每年生产超过12亿磅蓝莓,其中一半以上产自美国。美国高丛蓝莓委员会(USHBC)估计,到2019年,北美蓝莓产量将增加25%,因此它们的前景一片光明。
作为美国蓝莓的主要产地,密歇根州有机会通过海外出口市场扩大业务。然而,利用这些资源并不像把蓝莓装箱,然后装到开往法国或香港的船上那么简单。在密歇根种植者和利润丰厚的欧洲和亚洲市场之间存在着几个障碍,其中最主要的障碍是一种不到三分之一英寸长的苍蝇。
自蓝莓行业诞生以来,蓝莓蛆蝇一直是蓝莓种植者的主要害虫。雌性果蝇在单个蓝莓中产卵25-100个卵,幼虫在蓝莓中孵化,并在大约三周的时间内吃掉果实。幼虫落入土壤,化蛹,等待整个冬天,在下一个季节变成成虫。
贸易障碍
蓝莓蛆蝇于1914年首次被报道,原产于北美东部的主要蓝莓种植区,在整个密歇根州都很常见,但自然寄生虫物种和综合虫害管理实践的结合使种植者能够有效地控制它,防止它造成的损害。
然而,它并不存在于大多数海外市场,也没有任何针对它的天然防御。这使得蓝莓成为检疫害虫,一些贸易伙伴不接受来自密歇根的蓝莓,因为它会带来潜在的风险。这是密歇根州立大学(MSU)农业生物BOB体育研究昆虫学家鲁弗斯·艾萨克斯(Rufus Isaacs)正在努力bob体育登录解决的问题。
“美国的种植者有很多有效管理蓝莓蛆蝇的方法,”密歇根州立大学昆虫学教授和密歇根州立大学推广专家艾萨克斯说。但中国和澳大利亚等贸易伙伴没有这种害虫,也没有制定出控制它的战略。他们高度关注防止蓝莓蛆进入,所以我们还需要一些策略,确保在水果运输之前,任何幸存下来的蓝莓蛆都被消灭掉。”
为此,USHBC找到艾萨克斯,组建了一个研究小组,制定策略,在收获后消除蓝莓果实中的蓝莓蛆,以满足潜在贸易伙伴的进口标准。bob体育登录在美国农业部特种作物贸易援助项目的资助下,他们与美国农业部加州农业研究局的科学家合作,提议测试三种不同的收获后技术,以清除蓝莓的蓝莓蛆,并确保这种害虫不会扩散到其原生范围之外。bob体育登录该团队选择测试多种方法,为种植者提供多种选择,并确保小型和大型种植者都有可行的方法实施到他们的操作中。
艾萨克斯实验室的博士后研究员菲利普·范宁(Philip Fbob体育登录anning)负责管理项目团队的大部分日常运作。
范宁说:“在密歇根州立大学,我们正在努力帮助蓝莓种植者利用全球对蓝莓作物日益增长的需求。”“这意味着要研究小种植者现在可以实施的做法,以及为有资源的种植者研究新的技术方法。”
如果没有密歇根蓝莓种植者的合作,测试这些方法是不可能的。种植者提供了大量干净的水果,而其他人则允许进入废弃的田地,这些田地提供了受感染的水果来源,范宁收集这些水果并将其作为有价值的测试对象交付给团队。
范宁说:“这在很大程度上是一个由行业主导的项目。“他们认识到消灭这种害虫和打开出口市场的价值,正在与我们合作,帮助改善蓝莓的营销。”
三管齐下的战略
为了控制害虫和延长水果的寿命,在水果农业中已经普遍使用的一种方法是冷藏。bob体育合法吗在这种方法中,收获的水果被放置在专门的低温室中,大约两到三周。在此期间,害虫的活动大大减缓,减少了发展和消耗,并最终导致它们的死亡。对于一些害虫,如昆士兰果蝇,单靠这种方法就足以完全消灭它们。
范宁说:“冷藏在帮助我们消除蓝莓蛆方面有很大潜力,而且它还有一个额外的好处,即无论种植者的经营规模如何,都相对容易实施。”“我们目前的测试已经在小规模的实验层面上取得了成功。当我们把它投入商业规模时,我们必须看看会是什么样子,但到目前为止,它很有前景。”
研究小组正在探索的第二种技术是利用物理定律来获得对害虫的优势。通过将蓝莓储存在低压室中,可以将内部压力降低到典型空气压力的2%左右,研究小组希望提高熏蒸气体的功效,从而杀死任何不必要的侵扰。
在减压条件下,引入的气体膨胀得更快,并深入到储存的水果中,原因很简单,阻挡它们的其他分子要少得多。
密歇根州立大学园艺系教授兰迪·博德里(Randy Beaudry)在过去两年里一直在研究低压储存技术,研究了包括菠菜、草莓和玫瑰在内的多种作物。他的团队证明,对于这些种植者的需求,这不是一个可行的解决方案,但在蓝莓的例子中看到了它的潜力。
Beaudry解释说:“这些低压系统已经在园艺中使用了一段时间,作为延长植物贮藏寿命的一种方式,所以这种设备已经为种植者提供了商业规模。”“我们正在研究的是,我们是否能对它进行改造,帮助我们消灭害虫,为旧技术找到新用途。”
在过去的六个月里,Beaudry的团队一直在测试不同浓度的二氧化硫。团队成员计划在项目期间每年测试一种气体。虽然Beaudry测试的每一种化合物都能迅速降解,对健康影响的风险很小,但研究小组还将评估它们对人类食用的安全性。
虽然Beaudry的团队还没有将蓝莓蛆的数量降低到国际贸易可以接受的水平,但他仍然对这项技术的潜力持谨慎乐观态度。
博德里说:“到目前为止,我们已经进行了初步测试,杀死了很多昆虫。”“为了保证水果出口安全,你必须杀死99.999%的香蕉,而我们还没有做到这一点。我们一直在测试受虫害非常严重的水果,可能我们在自然害虫水平更高的水果上看到了更积极的结果,就是你在田间看到的那种。”
在密歇根州立大学食品安全工程师Sanghyup Jeong的研究范围内,该团队正在探索的第三种也是最后一种技术,使用辐照技术杀死蓝莓蛆。在去除水果、蔬菜和肉类中的害虫、致病细菌和其他微生物而不影响其营养价值方面,辐照是一种越来越普遍的做法。
Jeong是密歇根州立大学生物系统和农业工程系的助理教授,正在与密歇根州的一家公司合作开发食品安全系统的辐照技术。通过这个合作伙伴,Jeong可以使用一个试验规模的设施,能够以接近商业水平处理蓝莓批次。
Jeong说:“我们使用的是x射线辐射,它比其他形式的技术耗能更低,因此对种植者来说更具成本效益。”“它不仅让大型种植者可以使用它;这让我们能够帮助更多的人。”
在之前的研究中,郑和一个bob体育登录食品安全研究团队证明了辐照技术对大肠杆菌和沙门氏菌等关键细菌病原体的功效。现在,他正试图将其扩大到更复杂的生物,包括蓝莓蛆。
展望未来
虽然蓝莓蛆蝇项目仅处于为期三年的第一个阶段,但该团队已经看到了进展。
范宁说:“我们确实看到,通过这些技术,我们可以显著减少蓝莓蛆。”“从今年到目前为止的工作来看,我们可以有一个类似于我们在葡萄等其他出口水果中使用的程序。在这个项目结束时,应该可以消除蛆。”
在接下来的两年里,该团队将进行早期实验,并将其扩大到商业水平,以确保他们的发现对该领域的种植者仍然实用。bob体育登录研究重点还将集中在确保这些技术能保持水果质量上,以确保消费者继续享受新鲜的蓝莓,这些蓝莓正迅速成为超市全年的主食。
成功意味着将为600多名密歇根蓝莓种植者提供新的机会,以发展他们的业务,并将密歇根蓝莓销往全球各地。
艾萨克斯说:“种植者、加工商和营销人员都对通过获得新工具来对抗蓝莓蛆等常见害虫来扩大市场的前景非常感兴趣。”“这个项目是对行业需求的直接回应,这就是我们在密歇根州立大学试图做的事情。”
本文发表在《未来》杂志上,该杂志由密歇根州立大学AgBioResearch每年出版两次。BOB体育bob体育登录欲查看过去的期货,请访问www.futuresmagazine.msu.edu.欲了解更多信息,请发邮件给编辑霍莉·惠茨斯通whetst11@msu.edu或打电话517-355-0123.