Efficacy of fumigants and biofumigants for the control of replant disease of American ginseng (Panax quinquefolius)

Abstract

Ginseng replant disease (GRD) prevents the successful production of a second ginseng crop on the same ground even decades after the first crop. A study was initiated in 2013 to compare the efficacy of fumigants and biofumigants at two sites: (1) a replant garden planted to ginseng one year after a crop had been harvested, and (2) a non-replant site in which ginseng had never been grown. Treatments included chloropicrin and metam-sodium fumigants covered in totally impermeable film (TIF), un-tarped metam-sodium, modified mustard seed meal (MSM), and a mustard-capsaicin product (MC), and both a tarped and un-tarped control. Treatments were applied in June and July 2013 and ginseng seeded in August 2013. Plant stand was assessed monthly throughout the trial beginning after germination in spring 2014, and yield and quality were assessed at harvest in 2016 (replant site) and 2017 (non-replant site). At the replant site, plant stand declined rapidly in the un-tarped control, MSM, and MC treatments in the seedling year with no roots surviving to harvest. Although all plots had some disease at harvest, chloropicrin, metam-sodium, and the tarped control significantly improved yield. Disease pressures were low at the non-replant site and there were no consistent differences among treatments. Using Koch’s postulates, the cause of the rot in the replanted plot was confirmed to be Ilyonectria mors-panacis, although other factors are likely involved in the disease. Plant parasitic nematodes were not present in the replant site suggesting they may not be important factors in replant disease severity.

Résumé

La maladie de la replantaion du ginseng exclut la possibilité d’obtenir une bonne seconde récolte sur la même parcelle, et ce, même des dizaines d’années après la première. Une étude a été lancée en 2013 pour comparer l’efficacité de fumigants et de biofumigants à deux sites : 1) un jardin de replantation planté en ginseng une année après la récolte; et 2) un site vierge où le ginseng n’avait jamais été cultivé. Les traitements incluaient les fumigants chloropricine et métam-sodium recouverts d’une pellicule totalement imperméable, un métam-sodium découvert, une farine modifiée de graines de moutarde (FMGM), un produit à base de moutarde-capsaïcine (MC) ainsi qu’un témoin recouvert et un autre, découvert. Les traitements ont été appliqués en juin et juillet 2013 et le ginseng a été semé en août 2013. La planche de plants a été évaluée chaque mois du test à partir de la germination au printemps 2014 et le rendement ainsi que la qualité ont été évalués lors de la récolte en 2016 (site de replantation) et 2017 (site vierge). Au site de replantation, la planche de plants a rapidement dépéri sur le témoin découvert, les traitements FMGM et MC ayant été appliqués durant l’année d’ensemencement, les racines n’ont pas survécu jusqu’à la récolte. Bien que toutes les parcelles affichassent une certaine incidence de maladie au moment de la récolte, la chloropricine, le métam-sodium et le témoin recouvert ont grandement contribué à améliorer le rendement. Les risques de maladie étaient faibles au site vierge et il n’y a pas eu de différences notables entre les traitements. En se basant sur les postulats de Koch, la cause du pourridié dans les parcelles de replantation a été confirmée en tant que Ilyonectria mors-panacis, bien que d’autres facteurs aient possiblement contribué à provoquer la maladie. Il n’y avait pas de nématodes phytoparasites dans le site de replantation, suggérant que ce ne sont probablement pas des facteurs importants quant à la gravité de la maladie associée à la replantation.

Keywords:

• fumigation
• ginseng
• Ilyonectria mors-panacis
• Panax quinquefolius
• replant disease

Mots clés:

• fumigation
• ginseng
• Ilyonectria mors-panacis
• maladie de la replantaion
• Panax quinquefolius

Acknowledgments

We also thank Douglas Agricultural Services, Agrospray Ltd., Scotland Agromart, Max Underhill’s Farm Supply, Sylvite Agri-Services Ltd., Engage Agro, MPT Mustard Products & Technologies Inc., and the University of Guelph Pest Diagnostic Clinic for their financial support of this project. We also thank Engage Agro and MPT Mustard Products & Technologies Inc. for donation of product for the trials.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Supplementary data

Supplemental data for this article can be accessed online here: https://doi.org/10.1080/07060661.2023.2196518

Additional information

Funding

This trial was funded by Agriculture and Agri-Food Canada through the Canadian Agricultural Adaptation Program (CAAP), the Growing Forward 2 (GF2) initiative and the Ontario Ginseng Growers Association.