Projekt avseende undersökning av korrelationen mellan borhalt i rödklöverplanta, jord och fröproduktion

Transkript

1 Rapport för projekt /8: Projekt avseende undersökning av korrelationen mellan borhalt i rödklöverplanta, jord och fröproduktion Eva Stoltz & Ann-Charlotte Wallenhammar HS Konsult AB, Box 271, Örebro Foto: Eva Stoltz

2 Sammanfattning Produktionen av ekologiskt röd- och vitklöverfrö har ökat starkt under 2000-talet och variationen i skörd är stor. Äldre studier har visat att borgödsling kraftigt kan höja klöverfröskörd på jordar med låga bortal. Bor är ett lättrörligt ämne som kan lakas ut av ett kraftigt regn. I Sverige har många fält med klöverfröodlingar ett bortal under rekommenderat värde på 1 mg kg -1. Ingen i Sverige har tidigare undersökt borhalterna i olika delar av plantor i rödklöverfröodlingar samt sambandet med halterna i jorden. Syftet med denna studie var att undersöka hur borhalten i växt och jord påverkar rödklöverfröproduktionen. Undersökningar utfördes på ett rödklöverfält utanför Örebro, där åtta provrutor klipptes. Mängd bladmassa och frö i provrutorna mättes, borhalten i dessa delar samt i rötter analyserades. I rötterna bestämdes också sjukdomsangrepp av allmän rotröta. Från tre andra fält i Mellansverige där borhalten i jorden var känd samlades fröprover in och analyserades på bor. Resultaten visar att halten bor i bladmassan var ca 26 mg kg -1 vilket är under optimala halt (30-80 mg kg -1 ). Ovanjordiska delar dvs. skott och frö, hade högre borhalter i jämförelse med rötter vilket indikerar att bor behövs där. Inga samband mellan borhalt i jord och växtdelar kunde utläsas vilket kan bero på att halterna generellt var mycket låga. Något tydligt samband mellan borhalt i jord och skörd kunde inte konstateras. Den lägsta skörden uppmättes dock i fältet med lägst borhalt. Då tidigare studier klargjort att bor är viktigt för klöverfröproduktionen kan gödsling på jordar med låga borhalter leda till ökad rödklöverfröskörd. Denna studie visar att det finns många vit- och rödklöverfröodlingar i Sverige där borhalten i jorden är mycket låg, vilket kan hämma fröproduktionen starkt. Ytterligare studier med fältförsök krävs för att fastställa hur stor effekt en borgödsling har på skörden i svenska jordar samt när och hur gödslingen ska utföras för optimal effekt. Bakgrund Produktionen av ekologiskt röd- och vitklöverfrö har ökat starkt under 2000-talet (Pedersen & Larsson, 2008). Variationen i skörd är stor, och flera olika odlingstekniska projekt har genomförts i syfte att förbättra odlingsresultatet (Wallenhammar et al., 2007a; Wallenhammar, et al. 2007b). Att bor har stor betydelse för rödklöverfröproduktion är känt sedan länge. Äldre studier från Nya Zeeland har visat att en borgödsling kraftigt kan höja skörden av klöverfrö om marken har låga bortal (Johnson & Wear, 1967; Sherrell, 1983). Rödklöver (Trifolium pratense L.) är känsligare för borbrist i jämförelse med vitklöver (Trifolium repens L.), därför har borgödsling ännu större påverkan på rödklöverfröskörden (Sherrell, 1983). Undersökningar visar att bortillförsel ökar antalet frö producerat per blomhuvud i vitklöver, medan bortillförsel i rödklöver ökar både antalet blommor och antalet frö per blomhuvud (Johnston & Wear, 1967; Sherrell, 1983). Det har visats att bor bl.a. är viktig för blombildningsprocessen, befruktning och fröutveckling. Bor anses också öka pollen- och nektarproduktionen (Marshall et al. 1991; Dear & Weir, 2004). Om bor ger en ökad nektarproduktion leder det antagligen till ett ökat antal pollinatörer. Betydelsen av antalet pollinatörer för fröskördens storlek har visat sig vara mycket stor (Hawkins, 1961). Det ökade behovet av bor krävs endast vid fröproduktion, vid vallodling av vitklöver har borgödsling inte resulterat i någon skördeökning (Johnson & Wear, 1967), samma resultat har även demonstrerats för lucern (Mediago sativa L) (Dordas, 2006). Bor är en så kallad metalloid, ett mellanting mellan metaller och icke metaller. Bor finns oftast i form av borsyra B(OH) 3 i jorden vilket är lättrörligt och kan lakas ut vid kraftig nederbörd. Därför är det viktigt att kontrollera halten i jorden. Tillgängligheten av bor sjunker i lerjordar vid högt ph eftersom bor då finns som B(OH) 4- och binder till de positiva lerpartiklarna (Marschner, 1995). 2

3 Nu verkar kunskapen om bor i klöverfröodling till viss del vara bortglömd. Uppmätta borvärden i jord från linjekarteringsanalyser i Örebro län visade mycket låga värden på de flesta jordarna (<1 mg kg -1 bor) (Wallenhammar, ej publicerat). Dessa värden skulle vara för låga för odling av klöverfrö där halter över 1 mg kg -1 rekommenderas. Boranalyser har uteslutits i dagens markkarteringsanalyspaket, vilket leder till att lantbrukaren har dålig kunskap om borhalten i jorden. Detta medför att borbrist kan råda i ekologisk klöverproduktion eftersom borgödsling inte är tillåten enligt KRAVs regler om inte brist påvisas. Borbrist kan vara svår att upptäcka, men även en liten brist kan ha stor inverkan på fröskörden. I ett SLU EkoForsk-finansierat deltagardrivet forskningsprojekt om vallfröproduktion, har borhalten analyserats i jordprover som samlats in från deltagarnas klöverfröodlingar. Resultaten visas i tabell 1. Av elva prover låg endast ett över 1 mg kg -1. I vissa fält togs fler prover som visade på variationer inom fältet. Tabell 1. Borhalter i jord hos klöverfröproducenter i Mellansverige. Område Borhalt Växtslag Sala 0,6 Vitklöver Kungsör 0,7 1 Vitklöver Kungsör 1,3 1 Vitklöver Sala 0,6 Rödklöver Österbybruk 0,8 Vitklöver Sala 0,8 Vitklöver Storvreta 0,5 2 Rödklöver Storvreta 0,4 2 Rödklöver Örebro 0,5 3 Rödklöver Örebro 0,3 3 Rödklöver Fellingsbro 0,8 Rödklöver 1, 2, 3 Prover med samma siffra togs i samma fält Syftet med denna studie är att undersöka hur borhalten i växt och jord påverkar rödklöverfröproduktionen. Genom dessa undersökningar får vi en vägledning för fortsatta studier i ämnet. Material och metod Enligt det ursprungliga planen skulle fyra fält undersökas där bortalen i jord redan uppmätts (Rödklöverodlingarna i tabell 1). Men då tre av de fyra fälten redan skördats vid tidpunkten för undersökningens start, valdes istället att göra en utförligare undersökning på det oskördade fältet samt mindre studier på övriga fält. Fältet som valdes för den utförliga undersökningen ligger i Egersta, ca en mil väster om Örebro (Örebrofältet i tabell 1). Fröprover från de tre skördade fälten (Storvreta, Sala och Fellingsbro, tabell 1) uttogs av en av lantbrukarna samt av SW Seed dit fröskörden levererats från de övriga fälten. De tidigare uppmätta bortalen på det utvalda fältet i Egersta var 0,3 och 0,5. På åtta provplatser (0,25 m 2 ), togs jordprover och plantor. Bladmassan klipptes av jäms med markytan, därefter grävdes rötterna upp. Bladmassan torkades i en valltork och vägdes, blommorna plockades av och räknades. Blommorna gnuggades mellan händerna för att få fram frön. Sedan separerades frö 3

4 från annat växtmaterial genom att allt blandades i vatten i en behållare. Fröna sjönk till botten och resterande växtmaterial kunde hällas bort. Därefter torkades fröskörden i rumstemperatur och vägdes. Sjukdomangrepp av allmän rotröta bedömdes genom att rötterna skars itu och inre rotröteindex bestämdes i rötterna enligt Rufelt (1986). Sedan skalades rötterna för att ingen jord skulle kontaminera proverna. Borhalten analyserades i rot, skott och frö av Eurofins Food & Agro Sweden AB, Lidköping. För att jämföra borhalterna i den skördade frövaran som redan levererats till SW Seed, uttogs prover av leveranser från lantbrukare i Sala och Fellingsbro som skickades på boranalys. Fältet i Storveta var skördat men inte levererat till Svenska Foder, därför kunde prov fås från lantbrukaren. Medelvärden av borhalten i jordarna från dessa fält var 0,6, 0,8 och 0,45 mg kg -1. Rensad vara samt frökvalitet kunde erhållas från SW Seed och Svenska Foder. Resultat och diskussion Fältet där den utförligare studien utfördes Jordens borhalt i de åtta proverna varierade mellan 0,1 och 0,4 mg kg -1 (x= 0,24±0,09), vilket är mycket lågt. Redovisade värden är medelvärde (x) ± standardavvikelse. Optimal borhalt i jorden är drygt 1 mg kg -1 för vitklöver och drygt 2 mg kg -1 bor för rödklöver enligt Sherrell (1983). Koncentrationen av bor i roten var statistiskt signifikant lägre (x=19,1±2,0 mg kg -1 ) jämfört med koncentration i bladmassa och frö där nivån var lika (x=25,5±3,0 respektive x=26,0±2,7 mg kg -1 ) (figur 1). Den högre koncentrationen i bladmassa och frö är tecken på att bor har viktiga funktioner i ovanjordiska delar vilket överresstämmer med tidigare studier (Marschner, 1994; Dear & Weir, 2004). De uppmätta halterna i bladmassan är under optimala för rödklöver, vilket är mg kg -1 (Jones et al. 1991). Tabell 1 visar R 2 -värden för samband mellan de olika uppmätta parametrarna. Ett signifikant positivt samband erhölls mellan frövikt och antal blommor, dvs. fler blommor ger mer frö. Även frövikt och bladmassan hade ett relativt starkt positivt samband (tabell 1), vilket demonstrerar att fler plantor med mer bladmassa på en yta har fler frön. Bladmassan visade en tendens till ett negativt samband med borkoncentrationen i frö, dvs. större bladmassa gav lägre borhalt i fröet, vilket pekar på att blad och frö konkurrerar om bor (tabell 1, fig 2). Inget starkt samband fanns mellan borhalten i jord, blad eller rötter och de andra parametrarna. Det fanns en tendens till positivt samband mellan rotröteindex och frövikt, vilket indikerar att det är kostsamt för plantan att producera frö, dvs. plantan blir mer sjuk desto mer frön plantan producerar (tabell 1, fig 3). 4

5 B (mg kg-1) Rot Grönmassa Frö Figur 1. Borhalter i olika delar av rödklöverplantan (medelvärden±standardavvikelse). Tabell 1. R 2 -värden för sambanden mellan de uppmätta parametrarna. Borhalt (mg/kg) Borhalt (mg/kg) Antal Vikt Vikt blad- Rotröte- Jord Frö Blad Rötter blommor (st) frö (g) massa (g) index Jord 1 0,03 0,09 0,2 0,03 0,05 0,04 0,31 Frö 0,03 1 0,003 0,21 0,18-0,35 1-0,52-0,16 Blad 0,09 0, ,03 0,09 0,02 0,05 0,22 Rötter 0,2 0,21-0,03 1 0,03 0,03 0,08-0,16 Antal blommor (st) 0,03 0,18 0,09 0,03 1 0,89 2 0,36 0,21 Vikt frö (g) 0,05-0,35 0,02 0,03 0, ,46 0,37 Bladmassa (g) 0,04-0,52 0,05 0,08 0,36 0,46 1 0,16 Rotröteindex (g) 0,31-0,16 0,22-0,16 0,21 0,37 0, negativt värde visar att sambandet är negativt. 2 Statistiskt signifikant samband 5

6 35 30 B i frö (mg kg -1 ) R 2 = 0, Bladmassa (g) Figur 2. Samband mellan halt av bor i frö och bladmassa. Rotröteindex R 2 = 0, ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Vikt frö (g) Figur 3. Samband mellan rotröteindex och frövikt per provruta (0,25 m 2 ). Jämförelser av borhalt i frö från olika fält I tabell 2 redovisas resultaten av boranalyserna av frön och skörden från de tre skördade fälten, samt från fältet i Örebro där den utförligare studien gjordes. Uppgifterna om fröskörd och kvalitet har erhållits från SW Seed (Fellingsbro och Sala) och Svenska Foder (Storvreta). Fröskörden från Örebrofältet är baserad på frömängden i de klippta rutorna. Det finns ingen bra korrelation mellan borhalt i jord och skörd men extremt låga borhalter i jorden i Örebrofältet har resulterat den lägsta skörden (tabell 2). Det finns många andra faktorer som styr skörden, t.ex. var väderleken vid skörd inte optimal då det var en mycket regnig höst. Det fanns en tendens att 6

7 halten bor i frö minskar med ökad skörd (figur 4), dvs. borhalten blir utspädd vid högre skörd. Detta är ett tecken på att bor ackumuleras i fröet eftersom det har en viktig funktion även för grobarheten (Marschner, 1995). En annan anledning till skillnader av borhalt i frö mellan platserna kan vara de olika rödklöversorterna, Sara är tetraploid (4n) medan de andra sorterna är diploida (2n). Eftersom bor påverkar grobarheten av fröet (Marschner, 1995), är det viktigt att borhalten i fröet är tillräckligt hög. I denna studie hittades inga samband mellan grobarhet och borhalt, halten bor i frö var relativt lika på de olika platserna där grobarheten analyserats. Många andra faktorer än bor kan också påverka grobarheten bl.a. angrepp av Fusarium svampar (Lager & Johnsson, 2002), och den regniga hösten kan ha bidragit till att frön börjat gro i fält innan skörd. Men om borhalt i frö och bladmassa är liknande även vid större bortillgänglighet, borde den optimala borhalten i frö vara densamma som för bladmassa dvs. mellan mg kg -1. Tabell 2. Borhalt i frö, jord och mängd och kvalitet av skörd på fyra olika rödklöverfält i Mellansverige. borhalt (mg kg -1 ) råvara rensad vara grobarhet 1 hårda frön abnorma frön döda frön Lokal Sort frö jord (kg ha -1 ) (kg ha -1 ) (%) (%) (%) (%) Fellingsbro Bjursele (2n) 22 0, Sala Bjursele (2n) 20 0, Storvreta Rajah (2n) 22 0, Örebro Sara (4n) 26 0,2 ea 70 ea 2 ea ea ea 1 grobarhet = normala + hårda frön 2 ea = ej analyserat Rensad vara (kg ha -1 ) R 2 = 0, Borhalt i frö (mg kg -1 ) Figur 4. Förhållandet mellan borhalt i frö och skörd (rensad vara). 7

8 Sammanfattningsvis var halterna av bor i jordproverna från det undersökta fältet mycket låga med ett medeltal på 0,24 mg kg -1. Låga borvärden uppmättes också i bladmassan hos rödklöverplantorna. Då tidigare studier visat att bor är viktigt för klöverfröproduktionen kommer gödsling på jordar med låga borhalter leda till ökad rödklöverfröskörd. Denna studie visar att det finns många vit- och rödklöverfröodlingar i Sverige där borhalten i jorden är mycket låg, för låg för optimal klöverfröproduktion. Ytterligare studier med fältförsök krävs för att fastställa hur stor effekt en borgödsling har på rödklöverskörden i svenska jordar samt när och hur gödslingen ska utföras för optimal effekt. Referenser Dear, B.S. & Weir, R.G Boron deficiency in pastures and field crops. AGFACTS, NSW Agriculture. ISSN Dordas, C Foliar boron application improves seed set, seed yield, and seed quality of alfalfa. Agron, J. 98, Hawkins, R.P. Observations on the pollination of rd clover by bees. I. The yield of seed n relation to the numbers and kinds of pollinators. Annals of Applied Biology 49, Johnson, W.C. & Wear, J.I. Effect of boron on white clover (Trifolium repens, L) seed production. Agronomy Journal, 59, Jones, Jr., J. Benton, Benjamin Wolf, & Harry A. Mills Plant Analysis Handbook 1. Methods of Plant Analysis and Interpretation. Macro-Micro Publishing, Inc. Lager, J. & Johnsson, L Seed-borne fungi affect field emergence in red clover. Journal of Plant Disease and Protection Marschner, H Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press, London. Marshall, A.H., Khrbeet, H.K. & Hides, D.H Influence of boron on the reproductive growth of with clover (Trifolium repens L.) cultivars. Ann. Appl. Biol. 119, Pedersen, T. & Larsson, G Skördenivåer i ekologisk vallfröproduktion Jordbruksverket & Svensk Raps AB. Hämtat från: Rufelt, A Studies on Fusarium root rot of red clover (Trifolium pratense L.) and the potential for its control. Sveriges Lantbruksuniversitet. Inst, för växt- och skogsskydd, Uppsala. Doktorsavnahdling. 33 s. Sherrell, C.G Effect of boron application on seed production on New Zeeland herbage legumes. New Zeeland Journal of Experimental Agriculture 11, Wallenhammar, A-C., Ståhl. P., Cristianson. B. & Andersson, L. 2007a. Weed regulation in organic ley seed of Trifolium pratense and Trifolium repens by cutting. In: Proceedings of the 6 th International Herbage Seed conference, Sandefjord, 17-20, June. Norway. Wallenhammar, A-C., Ståhl, P. & Anderson, L. E. 2007b. Weed regulation and crop establishment in organic ley seed of Trifolium pratense., Phleum pratense L. and Festuca pratensis L. In: Proceedings of the 6 th International Herbage Seed conference, Sandefjord, June, Norway. 8