Using DNA diagnostics to monitor disease suppressive cotton farming systems

Date Issued:2023-06-30

Abstract

DNA is a reliable indicator of background disease inoculum levels. The value of that background diseaseinoculumisthenareliableindicatorofspatialdiseaseriskandsubsequentcropyieldsolongas other crop production variables are eliminated or accounted for such as:

  • The pathogenic virulence of the strain of Verticillium
  • Fusarium
  • Plant population and uniformity.
  • Irrigation management
  • Nutrient availability and distribution – spatially and at depth
  • Compaction
  • Weather conditions

The cotton industry needs access to a diagnostic test for Fusarium oxysporum (F.ov). Fusarium is the dominant pathogen in southern Queensland and parts of the Macintyre and Gwydir Valleys. Not knowing the levels of F.ov thwarts the accuracy and scientific benefit of the Vert/BRR test in those valleys. This should be an imperative for future funding and research.

Inoculum maps are already being used to assist:

  • Target trial locations onto sites with known levels of background disease:
  • CSD to improve the site location of their V Rank and disease management trials.
  • CSD to assess the impact of certain Xtend Flex varieties have on resultant inoculum.


 

  • Chemical companies targeting low, medium or high levels of disease inoculum for efficacy trials.
  • Chemical companies testing products for efficacy can now also add the treatments impact on resultant inoculum.
  • Source sites with either Defoliating or Non Defoliating dominance.
  • Monitor the impact of alternative crops on disease inoculum levels. CAS are the primary service provider for monitoring disease levels as part of the Richard Williams Disease Initiative to identify crop management practices that can assist with on-farm disease management. It is a grower participatory project to encourage growers and consultants to assess the value and cost of alternative practices across different farming systems and environments.

It is premature to make any recommendations on the predictive Yield Loss Risk as determined by DNA inoculum levels for BRR and Verticillium. Further research, taking into account the strain of Verticillium, is required for any yield loss thresholds to be set. Having said that, it does enable prioritisation of fields, to be planted to cotton, based on inoculum population densities and spatial distribution.

Cotton consultants now have these DNA diagnostics as a reliable tool for the detection, measurement and management of cotton disease on behalf of their clients. Consultants have the responsibility of protecting their clients crops from biotic threats, of which disease is often the most damaging. Disease management takes a long term and integrated approach. No longer should the grower be solely responsible for crop sequencing and field preparation, consultants need to be actively involved to in crop management earlier during the preceding years and during the fallow period. Consultants can use these disease inoculum measurements, to run their own trials and case studies.

  • to establish their own field thresholds,
  • assess the efficacy of specific agronomic practices such as crop rotations, N management, irrigation management and
  • assess any yield impact of crop products and/or the impact of resultant inoculum levels.

Over time, by taking many more data points and with the advent of Interpretive Machine Learning, these and other data sets will provide the basis for establishing not only the direct interactions of Inoculum x Disease x Yield, but also their responses to specific weather conditions. For example, for a particular field with known inoculum levels, physical and chemical soil properties and elevation…what will the yield outcome be in a Decile 2 rainfall (hot and dry) year v a Decile 9 rainfall year (wet and cool). This could be further refined into specific weather Deciles for rainfall and temperature during specific crop stages (Day Degrees) x Month. Intuitively then and ultimately, yield loss estimates could be used relative to known objective measurements and according to a long range weather forecast. Similar retrospective findings could be associated with the confirmation of the virulence of the strain of Verticillium for each field.

Show Full Details

This item appears in the following categories