Slutrapport för projektet Mangan och zink kan minska angreppen av rotröta i rödklöver under fältförhållanden (V AEL)

Transkript

1 Slutrpport för projektet Mngn och zink kn minsk ngreppen v rotröt i rödklöver under fältförhållnden (V AEL) Ev Stoltz & Ann-Chrlotte Wllenhmmr, Hushållningssällskpet/HS Konsult AB, Örero

2 2

3 Smmnfttning Rödklöver (Trifolium prtense L.) är en ärnde komponent i svensk växtodling men uthålligheten är sviktnde och klöverhlten minskr över tiden pg. sjukdomsngrepp orskde v rotröt. Meknismer som kn stärk plntns försvr är ytterst ngelägn tt undersök. Syftet vr tt undersök effekten v mngn (Mn)- och zink (Zn) tillförsel på utvecklingen rotröt i rödklöver under fältförhållnden, smt tt undersök om upptg v mikronäring i rödklöver odld i renestånd skiljer sig från rödklöver smodld med timotej vid tillförsel v Mn och Zn. Ett fältförsök etlerdes och Mn och/eller Zn tillfördes på utsäde, till jord och ld. Inre sjukdomsindex (SI i) v rotröt grderdes och koncentrtionen v minerlnäringsämnen i röttern nlyserdes. Sjukdomsindex v rotröt tenderde tt minsk v Mn-tillförsel i renestånd men i smodling med timotej fnns ing liknnde tendenser. De osäkr resultten kn ero på tt ngreppsgrden vr låg vilket är normlt under insåningsåret. Koncentrtionern v minerlnäring vr oftst något lägre i rödklöverröttern vid smodling med timotej jämfört med i renestånd i kontrollehndlingrn utn tillförsel v Mn och Zn. Rotkoncentrtionern v näringsinnehåll påverkdes v åde odlingssystem och ehndling med Mn och Zn eftersom signifiknt interktioner hittdes l. för fosfor och or. Generellt ökde koncentrtionen v de flest ämnen då Mn och/eller Zn tillfördes i åde smodling och renestånd. För tt få en helhetsild fortsätter undersökningen i smm försök med ytterligre tillförsel v Mn och Zn under vllår 1. Där kommer, förutom minerlämneskoncentrtion i roten och rotrötns utveckling, även skörd och skottkoncentrtion v minerlnäring tt undersöks. 3

4 Innehållsförteckning Smmnfttning... 3 Bkgrund... 5 Hypoteser... 5 Mteril och metod... 6 Fältförsök... 6 Grdering v rotröt... 6 Sttistik... 7 Resultt... 7 Sjukdomsindex v rotröt... 7 Växtnäringsinnehåll... 7 Diskussion Slutstser och fortstt undersökningr Referenser

5 Bkgrund Rödklöver (Trifolium prtense L.) är en ärnde komponent i svensk växtodling och är den vnligste proteingrödn i slåttervllr. Uthålligheten hos rödklöver är sviktnde och klöverhlten minskr över tiden pg. sjukdomsngrepp orskde v rotröt, och redn efter två vllår är klöverndelen krftigt reducerd (Rufelt, 1986; Wllenhmmr et l., 2014). Ptogen svmpr som finns i jorden; Fusrium venceum, Cylindrocrpon destructns, Phom infekterr den frmväxnde roten, och pågående undersökningr med DNA-teknik visr tt smtlig ptogener finns i roten redn en månd efter sådd och ökr efter hnd (Wllenhmmr et l., 2014). Meknismer som kn stärk plntns försvr är ytterst ngelägn tt undersök. Mikronäring ingår i fler v växtens försvrsmeknismer och tillförsel kn vr en möjlighet tt minsk utvecklingen v rotröt. Viktig ämnen är mngn (Mn) och zink (Zn) (Mrschner, 1995). Mngnn är nödvändigt för iosyntesen v lignin som stärker cellväggen och skyddr växtern från infektion v svmpr. Zink ehövs för tt cellmemrnen sk håll ihop och förhindr läckge v sockerrter. Sockerrter på cellytn kn utnyttjs v ptogenern och ökr risken för infektion. Vi hr tidigre vist ett smnd melln minskde rotkoncentrtioner v Mn, Zn och koppr och öknde ngrepp v rotröt i rödklöver i egn fältundersökningr (Stoltz & Wllenhmmr, 2012). Högst sjukdomsngrepp och lägst koncentrtion v mikronäringsämnen fnns i de äldst vllrn med de störst ngreppen. I växthus tillfördes olik mikronäringsämnen till jorden, och resultten visde tt tillförsel v Mn och Zn hämmde utvecklingen v rotröt. Smodling v olik rter gynnr i llmänhet näringsupptget hos växter (Stoltz & Ndeu, 2013), men konkurrens melln olik rter kn också led till lägre koncentrtioner vid smodling (Li et l., 2004). Koncentrtionen v näringsämnen i rödklöver i renestånd kn därför skilj sig från rödklöver smodld med gräs. Syftet vr tt undersök effekten v Mn- och Zntillförsel på utvecklingen rotröt i rödklöver under fältförhållnden, smt tt undersök om upptg v mikronäring i rödklöver odld i renestånd skiljer sig från rödklöver smodld med timotej vid tillförsel v Mn och Zn. Hypoteser Hypotesern vr tt 1. Tillförsel v Mn och Zn minskr utvecklingen v rotröt i rödklöver. 2. Smodling med timotej ökr upptget v mikronäringsämnen i rödklöverröttern. 5

6 Mteril och metod Fältförsök Ett fältförsök etlerdes på Åkery, väster om Örero. Försöksplnen redoviss i tell 1. Försöket hde en rndomiserd lock design med fyr upprepningr. Tell 1. Försökspln över fältförsök Led Gröd Mikronäringsämne Behndling A (kontroll) SW Ares - - B SW Ares mngn utsäde + ld C SW Ares zink utsäde + jord D SW Ares mngn +zink utsäde + ld/jord mngn + jord zink E SW Ares + tim. - - F SW Ares + tim. mngn utsäde + ld G SW Ares + tim. zink utsäde + jord H SW Ares + tim mngn +zink utsäde + ld/jord mngn+jord zink Behndling med mikronäring Utsädesehndling Utsäde v rödklöver (SW Ares) ehndldes med Norotec Mngn (5 l/ton) eller Norotec Zink (5 l/ton) i försöksetningsmskin (led B, C, F och G enligt tell 1). Utsädet till ehndlingrn med åde Mn och Zn (led D och H) fick 3 l/ton v respektive produkt. Behndling v ld och jord Zinksulft sprutdes på jorden smm dg som sådden utfördes och mngnsulft sprutdes på plntor (utvecklingsstdium 1 enligt Hlling (2005)) och jord den 4 juli (tell 1). Läge och jordrt Fältförsökets läge, jordrt och kemisk egenskper smt sådtum redoviss i tell 2. Tell 2. Försökens läge, mrkkemisk egenskper och sådtum Försökens läge Jordegenskper (i profil 0-25 cm från ytn) Så- Försökplts Longitud, ph mullhlt lerhlt snd/grovmo P-AL K-AL dtum ltitud (%) (%) (%) (mg 100g -1 ) (mg 100g -1 ) Åkery, N: ,9 4, ,7 12 juni Örero E:15 4 Grdering v rotröt I mitten v novemer grävdes 10 rödklöverplntor per rut upp. Röttern tvättdes, deldes och inre sjukdomsindex (SI i) v rotröt edömdes genom estämning v ndel mörkfärgd rotyt enligt Rufelt (1986). En modifierd klssindelning nvändes där klss 1 deldes in i två olik klsser: klss 1 och klss 1. De rötter som hde en mycket liten mörkfärgning hmnde i klss 1 och de rötter där mörkfärgningen vr tydligre i klss 1. I övrigt följdes schemt v Rufelt (1986). Formels för eräkningen v index vr: SI i=((0 x N klss 0)+(10 x N klss 1)+(15 x N klss 1)+(50 x N klss 2)+ (75 x N klss 3)+(100 x N klss 4))/n Där SI i=inre sjukdomsindex, N = ntlet plntor i vrje klss och n = totl ntlet undersökt plntor (dvs 10). 6

7 Rotprovern torkdes, vägdes och nlyserdes på följnde näringsämnen: kväve, fosfor, klium, klcium, mgnesium, mngn, koppr, zink, or, järn, ntrium, svvel, luminium (Eurofins Food nd Agro Testing Sweden AB). Sttistik Resultten eretdes sttistiskt med JMP 9.0 (SAS Institute, 2010). Tukey s HSD test nvändes för tt definier vilk ehndlingr som vr signifiknt skiljd från vrndr (p>0,05). Resultt Sjukdomsindex v rotröt Inre sjukdomsindex (SI i ) v rotröt i rödklöverröttern vrierde men ing signifiknt skillnder melln ehndlingrn hittdes (figur 1). Behndlingrn där Mn ingick tenderde tt sänk SI i i renestånd, medn ehndlingen med enrt Zn inte påverkde rotrötn. I smodling med timotej vr SI i reltivt lik i ll ehndlingr. Sjukdomsutvecklingen ökde något med minerlehndling jämfört med kontroll. I renestånd hde kontrollehndlingen något högre SI i jämfört med kontrollen i smodlingen SI i Kontroll Mn Zn Mn + Zn Kontroll Mn Zn Mn + Zn Renest Smodl tim Figur 1. Inre sjukdomsindex (SI i ) v rotröt i de olik ehndlingrn med mikronäringsämen i rödklöver odld i renestånd eller smodld med timotej (p = ej signifiknt). Växtnäringsinnehåll I tell 2 redoviss inre sjukdomsindex v rotröt (SI i ), rotvikt v 10 rötter smt innehåll v mkro och mikronäringsämnen i röttern. Det fnns ing signifiknt skillnder melln de två odlingssystemen, dvs smodld eller odld i renestånd, i genomsnitt över ll ehndlingr för SI i, rotvikt eller något v minerlnäringsämnen. Vid en jämförelse v de olik minerlnäringsehndlingrn, med mngn och/eller zink, hde kontrollehndlingrn, i genomsnitt v de åd odlingssystemen, signifiknt lägst innehåll v B, Cu, Zn, totl mängd mkronäringsämnen (summn v N, P, K, Mg, C och S koncentrtionern) och totl mängd mikronäringsämnen (summn B, Cu, Mn och Zn koncentrtionern). Tillförsel v Mn+Zn resulterde i högst koncentrtion v B och totl 7

8 mängd mkronäringsämnen i röttern. Högst koncentrtion v Cu hittdes i ehndlingrn där Mn ingick. Högst Zn koncentrtion och totl koncentrtion v mikronäringsämnen fnns i de åd ehndlingrn med tillförsel v Zn (tell 2). För rotvikten fnns en signifiknt interktion melln ehndling och odlingssystem (p=0,049), men den vr inte tillräckligt stor för tt vis skillnder i Tukey s HSD test. Den lägst rotvikten hde ehndlingen där Mn+Zn tillförts i renestånd och de högst rotviktern hittdes i ehndlingrn där enrt Mn eller Zn tillförts i renestånd. Signifiknt interktioner melln ehndling och odlingssystem fnns även för rotkoncentrtionen v P, Mg, B, och Mn. Den högst koncentrtionen v P fnns i röttern i ehndlingen med Zn i plntor smodlde med timotej och den lägst i kontrollen v smm odlingssystem. För Mg och Mn vr interktionen inte så strk tt Tukey s HSD test visde någr skillnder. Den högst koncentrtionen v Mg fnns i ehndlingen med Mn+Zn i renestånd och den lägst fnns i smm ehndling i smodling med timotej. Den högst koncentrtionen v mngn fnns där Mn tillförts i smodling med timotej medn den lägst fnns i kontrollen v smm odlingssystem. Den signifiknt högst koncentrtionen v B hittdes då Mn+Zn tillförts i renestånd och de lägst då Mn tillförts i renestånd och i kontrollen vid smodling med timotej. Koncentrtionern vr generellt lägre i kontrollehndlingen där rödklöver smodlts med timotej jämfört med i reneståndskontrollen (tell 2). 8

9 Tell 2. Huvudeffekt för odlingssystem, ehndling och interktionen melln dem för sjukdomsindex v rotröt (SI i ), vikt (v 10 rötter) och rotkoncentrtionern v minerlnäringsämnen. Huvudeffekt eller interktion SI i Vikt N P K C N Mg Fe B Cu Mn Zn S Mcro 1 Micro 2 Odlingssystem (g) (% v ts) (mg/kg) (% v ts) (mg/kg) Renestånd 17,8 13,3 3,54 0,43 1,4 0,31 0,02 0, ,9 21,8 22,8 24,9 0,29 5,9 88,4 Sm timotej 15,9 13,0 3,46 0,44 1,4 0,30 0,02 0, ,7 21,6 23,6 24,9 0,29 5,8 88,7 Behndling Kontroll 17,3 12,6 3,44 0,42 1,3 0,29 0,02 0, ,9 Mn 16,2 14,4 3,46 0,44 1,3 0,31 0,02 0, ,5 Mn + Zn 15,8 12,7 3,59 0,44 1,5 0,31 0,02 0, ,8 Zn 18,1 13,0 3,51 0,44 1,4 0,31 0,02 0, ,1 Odlingssyst x eh Renest, Kont 20, Renest, Mn 15,5 14,9 Renest, Mn + Zn 16,3 10,8 Renest, Zn 19,3 14,8 Sm tim, kont 14,4 12,2 Sm tim, Mn 17,0 13,9 Sm tim, Mn+Zn 15,4 14,7 Sm tim, Zn 17,0 11,2 3,48 0,43 3,50 0,44 3,63 0,44 3,55 0,42 3,40 0,41 3,43 0,44 3,55 0,44 3,48 0,46 1,3 0,31 0,02 0,25 1,3 0,29 0,02 0,25 1,5 0,34 0,02 0,27 1,4 0,31 0,02 0,25 1,2 0,28 0,02 0,24 1,4 0,32 0,02 0,25 1,5 0,29 0,02 0,23 1,4 0,32 0,02 0,26 p (odlingssyst x eh) ns 0,049 ns 0,047 ns ns ns 0,041 ns 0,018 ns 0,033 ns ns ns ns Olik okstäver visr signifiknt skillnder melln ehndlingrn inom vrje huvudeffekt eller interktionen enigt Tukey s HSD-test (p<0,05) , , , , , , , ,5 18,5 23,9 23,4 20,9 18,3 23,8 24,0 21,0 24,5 24,3 20,3 22,3 18,8 19,8 23,8 26,0 22,3 24,3 21,5 24,3 21,8 21,3 23,5 21,6 24,3 27,0 23,3 29,8 0,28 5,6 0,28 5,8 0,30 6,1 0,30 5,9 79,4 87,5 94, ,3 0,29 5,7 82,5 20,5 0,28 5,7 83,0 27,5 0,31 6,1 96,5 29,5 0,29 5,9 91,8 20,3 0,27 5,5 76,3 22,8 0,29 5,8 92,0 26,5 0,29 6,0 92,3 30,0 0,32 5,9 94,3 CV 10,2 19,4 3,8 4,3 11,7 8,6 24,8 7,5 21,0 5,5 14,8 12,4 11,7 8,3 4,2 7,2 p (odlingssystem) ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns p (ehndling) ns ns ns ns ns ns ns ns ns 0,011 0,009 ns <0,001 ns 0,018 <0,001 9

10 Diskussion Vår undersökning v effekten v Mn- och Zntillförsel på utvecklingen v rotröt i rödklöver odld i renestånd eller smodld med timotej är till vår kännedom den först som utförts i Sverige. Resultten visr tt effekten v mikronäringsämnen skiljer sig melln odlingssystem. Hypotes 1, tt tillförsel v Mn och/eller Zn minskr utvecklingen v rotröt i rödklöver, överrensstämde delvis med resultten. Sjukdomsindex v rotröt tenderde tt minsk v Mn-tillförsel i renestånd vilket överrensstämmer med tidigre undersökningr i växthus. I smodling med timotej däremot, fnns ing tendenser till lägre sjukdomsngrepp då Mn tillfördes. Tillförsel v zink hde ingen effekt på utvecklingen v rotröt i något v odlingssystemet i motsts till hypotes 1 och tidigre växthusförsök. De osäkr resultten kn ero på tt ngreppen är reltivt låg insåningsåret. Större effekter vänts i äldre vllr. Resultten överrenstämde inte med hypotes 2 dvs. tt smodling med timotej ökr upptget v mikronäringsämnen i rödklöverrötter. Kontrollehndlingrn, utn tillförsel v Mn och Zn, i de olik odlingssystemen visr tt koncentrtionern v minerlnäring oftst vr något lägre vid smodling med timotej än i renestånd. Rotkoncentrtionern v näringsinnehåll påverkdes v åde odlingssystem och ehndling med Mn och Zn eftersom signifiknt interktioner hittdes l. för fosfor och or (Tell 2). Generellt ökde koncentrtionen v de flest ämnen då Mn och eller Zn tillfördes i åde smodling och renestånd. Slutstser och fortstt undersökningr Ing tydlig effekter på rotröteindex v Mn- och Zn tillförsel kunde hitts insåningåret vilket troligtvis eror på tt ngreppen inte hunnit lir så stor. Tillförsel v Mn tenderde tt minsk sjukdomsindex i rödklöver odld i renestånd. Tillförsel v Mn och Zn påverkde rotkoncentrtionen v ndr minerlnäringsämnen i växten. Dett påverkr troligtvis tillväxt och koncentrtion v ämnen i grönmss. För tt få en helhetsild kommer ytterligre undersökningr tt utförs med fortstt tillförsel v Mn och Zn. Skörd, rotrötns utveckling och minerlnäringskoncentrtioner i åde skott och rot fstställs vllår 1. Referenser Hlling M, Schem för estämning v ljväxterns utvecklingssttdier. Lindström J, McAfee M, Aertion studies on rle soil, 2: The effect of grss ley or cerel on the structure of hevy cly. Swed J Agr Res 19, Mrschner H, 1995 Minerl Nutrition of Higher Plnts. Acdemic Press, London. Rufelt A, Studies on Fusrium root rot of red clover (Trifolium prtense L.) nd the potentil for its control. Sveriges Lntruksuniversitet. Inst, för växt- och skogsskydd, Uppsl. Doktorsvhndling. 33 s. SAS Institute, SAS Institute inc. Cmpus Drive, uilding T, Cry, NC, USA. Stoltz E, Ndeu E, Intercropped mize nd f en influences the uptke of micronutrients in orgnic production. XVII. Interntionl Plnt Nutrition Colloquium Plnt Nutrition for Nutrient nd Food Security, August 2013, Istnul, Turkey. Proceedings Book, Stoltz E, Wllenhmmr A-C, Micronutrients reduce root rot in red clover (Trifolium prtense). J Plnt Dis Protect 119, Wllenhmmr A-C, Nilsdotter-Linde N, Jnsson J, Stoltz E, Rotröt påverkr uthålligheten hos vlllljväxter. Vllkonferens 2014, Uppsl 5-6 feruri. Sveriges Lntruksuniversitet, Institutionen för växtproduktionsiologi. Rpport Wllenhmmr A-C, Nilsdotter-Linde N, Jnsson J, Almquist C, Rotröt utmnr klövern. Arvensis, 1, Wlters DR, Binghm IJ, 2007 Influence of nutrition on disese development cused y fungl pthogens: implictions for plnt disese control. Ann. Appl. Biol. 151,