News - Biologiese plaagbeheer: navorsers weet nou...
Biologiese plaagbeheer: navorsers weet nou hoe om klein nematodes na plase te vervoer
Vir die afgelope 18 jaar het navorsers van die Universiteit Stellenbosch (US) verskeie spesies nematodes wat natuurlik in Suid-Afrikaanse grond voorkom, bestudeer. In die proses is 'n handvol sulke rondewurm-spesies geïdentifiseer wat gebruik kan word om landbou-plae biologies te beheer. Die vraagstuk oor hoe om dié vorm van natuurlike plaagbeheer grootskaals te kan uitrol na plaaslike plase vir gebruik, is deur MSc Entomologie graduandus, me. Abongile Nxitywa, opgelos. Deur haar studies het sy vasgestel hoe om nematodes in hul duisende lewendig te stoor en te vervoer.
"Haar werk is die laaste stappie in agtien jaar se navorsing," vertel prof. Antoinette Malan, projekleier van die Nematode Laboratorium in die Departement Bewaringsekologie en Entomologie wat reeds sedert die vroeë 2000's verwante navorsing aan die US dryf.
Ms Nxitywa se bevinding open nou die deur vir geleenthede om die gebruik van nematodes binne die Suid-Afrikaanse landbou-omgewing te kommersialiseer. Soortgelyke kommersiële ondernemings is reeds onderweg in Amerika.
"Weens die biosekuriteit-risiko's betrokke, is dit altyd beter om eerder plaaslike spesies te gebruik in plaagbeheer," noem prof Malan.
Volgens berekenings word omtrent 2,5 miljoen nematodes benodig indien 'n mens een hektaar in 'n boord wil besproei teen plae soos kodlingmot, vals kodlingmot, kalanders en witluise. Om dit gereeld op 'n kommersiële skaal te doen sal 'n grootskaalse operasie behels. 'n Onderneming wat daarby betrokke wil raak, sal onder moet kan verseker dat dit 'n volhoubare, gereelde voorraad van nematodes aan kliënte kan verskaf.
Dis makliker gesê as gedaan. Volgens prof. Malan is al die voordelige spesies wat haar span studente sedert die vroeë 2000's geïdentifiseer het kleiner as een millimeter. Mens het besonderse goeie sig nodig om sommer een sonder die voordeel van 'n mikroskoop te sien beweeg.
Nematodes kom ook nie so algemeen voor soos wat 'n mens mag dink nie. Prof Malan sê dat oor die jare slegs 5% van grond-monsters wat sy oor die hele land versamel het, nematodes bevat het. Hierdie is daarna getoets om te bepaal watter teen plaaslike insekpeste soos kodlingmot en vals kodlingmot gebruik kan word.
Nematodes is parasities van aard. Hulle haak aan insekte en penetreer hulle liggame deur 'n opening soos 'n porie. Wanneer hulle binne is, skei hulle 'n bakterium af wat die insek dood.
Me. Nxitywa, afkomstig van Mthatha, sê dis omdat sy landbouwetenskap as skoolvak gehad het, dat sy dit ook as studieveld gekies het. Sy was reeds in haar derde jaar toe sy die eerste keer oor nematodes geleer het, maar op daardie stadium het die onderwerp haar geensins geïnteresseer nie. In haar vierde jaar as BScAgric student het sy saam met prof. Malan gewerk aan 'n verwante projek.
"Ek't danksy prof. Malan passievol oor hulle geraak," sê sy nou entoesiasties.
Me. Nxitywa het die graad BScAgric in Akkerbou en Plantpatologie in 2018 behaal. In 2019 het sy ses maande lank gewerk as navorsingsassistent in prof. Malan se Nematologie Laboratorium.
"Dit was gou duidelik dat sy 'n buitengewone vermoë het om hoogs tegnologies-gevorderde tegnieke te bemeester soos die molekulêre identifikasie van nematodes, en die suksesvolle in vitro massa-kweking van nematodes in vloeistof," vertel 'n trotse prof. Malan.
'n Departementele beurs is aan haar beskikbaar gestel, wat me. Nxitywa in staat gestel het om van navorsingsassistent tot nagraadse student oor te skakel.
Vir haar MSc-projek het me. Nxitywa die kwessie aangepak van hoe om die langtermyn bewaring en gebruik van parasitiese nematodes wat insekte aanval, te formuleer en te optimaliseer.
"Hul kommersialisering as biologiese beheer-agente word beperk deur hul kort raklewe. Ek wou 'n bewaringsmetode vind wat die stoor-tydperk kan verleng sonder om hulle minder infektief en effektief teenoor teiken-plaaginsekte te maak," verduidelik sy.
Dit was makliker gesê as gedaan, want te midde van die eerste Covid-19 grendeltyd was me. Nxitywa een van slegs 'n paar studente wat aanvanklik toegelaat is om terug te keer na die kampus. Sy was die enigste een van haar laboratorium wat toegelaat in die JS Marais-gebou waar die navorsingsfasiliteite van die US Departement Bewaringskologie en Entomologie geleë is.
Sy het op daardie stadium groot hoeveelhede van twee Suid-Afrikaanse nematode-spesies, Steinernema jeffreyense en Steinernema yirgalemense, nodig gehad om haar formulerings te toets. Die Covid-beperkings het egter beteken dat sy nie die voordeel gehad het van 'n navorsingsassistent of medestudent om haar te help om die rondewurms in groot hoeveelhede te kweek nie.
"Sy het nie toegelaat dat hierdie terugslag haar terughou nie, en het dadelik haar eie nematodes begin kweek," vertel prof Malan die verhaal. "Haar tyd as navorsingsassistent het handig te pas gekom, want sy kon 'n tegniek gebruik wat sy voorheen geleer het van Murray Dunn, 'n PhD student wat bio-reaktors gebruik in die massaproduksie van nematodes."
In die proses was me. Nxitywa in staat om meer as genoeg nematodes te kweek vir haar eksperimente.
"Daar was maar baie onsuksesvolle probeerslae en foute," erken me. Nxitywa.
Uiteindelik kon sy middel verlede jaar wegspring met haar navorsingsprojek: om 'n manier te vind om die klein organismes te bewaar en te vervoer vir verspreiding en gebruik op plase.
Sy het verskillende mediums getoets en uiteindelik op drie besluit. Een lyk soos deursigtige speelklei, terwyl diatomatiese grond (ook bekend as kieselgur) soos growwe seesand lyk. Nematodes kan bewaar word teen hoë konsentrasies van 700 000 nematodes per gram van diatomatiese grond. Alg-gebaseerde krale die grootte van dié wat gewoonlik op 'n armband gevind word, is ook getoets. Me. Nxitywa kon tot 5000 nematodes in een so 'n kraletjies vasvang.
"Diatomatiese grondformulering werk goed vir kommersiële toepassing as dit in water opgelos word, terwyl, in die geval van die kraletjies, hulle nuttig kan wees om nematodes stadig vry te stel op gewasse wat onderdag gekweek word, soos bloubessies," reken prof. Malan.
Me. Mxitywa het die onderskeie formulerings by verskillende temperature getoets, en gevind dat 14 grade Celsius optimaal is.
"Jy kan hulle by kamertemperatuur vir sowat vier weke hou, maar dan begin 'n soort fungus op die kweek-medium groei," verduidelik sy .
Na maande se eksperimente was dit 'n groot oomblik toe sy besef het dat sy in staat was om die nematodes vir minstens 8 weke lewend te hou onder optimale toestande.
Ter erkenning van haar werk het me. Nxitywa haar MScAgric-graad in Entomologie cum laude ontvang tydens die onlangse Maart-gradeplegtigheid van die US Fakulteit AgriWetenskappe.
Een van die vier artikels wat sy reeds as deel van haar tesis voorberei het, is reeds vir publikasie in die South African Journal of Enology and Viticulture aanvaar.
Prof. Malan sê haar navorsingspan se ideaal is nou dat 'n plaaslike kommersiële vennoot sal help om hul navorsingsbevindings tot 'n kommersiële produk te ontwikkel. Sy besef egter dat dit grootskaalse finansiële investering sal vereis. Meer navorsing in grootskaalse veldproewe sal ook nog gedoen moet word om die effektiwiteit en duursaamheid van die formulerings onder veld-toestande te toets.