Forskningsprogram för projektet

Transkript

1 . Forskningsprogram för projektet Hållbar produktion av vallbaljväxter i ekologiska odlingssystem Finansiering Ekhagastiftelsen Bakgrund Kväveförsörjningen i ekologisk odling baseras på den symbiotiska kvävefixeringen hos baljväxter som ingår i växtföljden och som därmed utgör själva grunden för all ekologisk odling. Studier av ekologiska gårdar visar att huvuddelen av denna tillförsel av kväve sker i fleråriga vallar med klöver och lusern[aw1] (Granstedt, 1990). Även andra fleråriga baljväxter kan förekomma som t ex käringtand. Ingående studier har genomförts av vallens förfrutsvärde på flera platser i Sverige och Finland (Granstedt & Baeckström, 2002; Nykänen & Granstedt, år) som har påvisat betydelsen av mängden nedbrukad biomassa i form av skörderester och rötter samt baljväxtandelens betydelse för vallodlingens kväveefterverkan. Mot den bakgrunden är det allvarligt i den mån vallarnas uthållighet försämrats, och den svaga uthålligheten hos rödklöver är ett stort problem (Frankow-Lindberg, 1989, Nykänen et al., 2000). Försvagningen av rödklöverplantorna orsakas främst av rotröta där patogena svampar b. la ur släktet Fusarium, Cylindrocarpon destructans, Phoma medicagino och Pythium spp ingår (Rufelt, 1986). Rotrötans stora utbredning i landets vallar visades av Rufelt (1979), och omfattande angrepp kartlades 2003 och 2004 i ekologiska vallar i Syd- och Mellansverige (Wallenhammar et al., 2005). Då undersöktes 137 fält i sju län och omfattande angrepp förekom. I stort sett samtliga av de undersökta plantorna vallår två var angripna, och svaga angrepp utbredda redan insåningsåret. I samband med inventeringen gjordes också en enkät på samtliga ca 100 gårdar, och många svar vittnade om ofta återkommande rödklöver. Nibble gård, Järna är ett exempel på en produktionsinriktning där ekologisk och biodynamisk odling pågått sedan talet, och där klöverandelarna under senare år har minskat dramatiskt efter det första vallåret samtidigt som skördarna har minskat påtagligt. En sammanställning har gjorts av vallskördarnas storlek samt baljväxtandelarna (tabell 1 och 2). Tabell 1 Totalskördar kg ts/ha av slåttervall Nibble[AW2] gård åren samt Medel Medel Vall I Vall II Vall III Tabell 2. Baljväxt andel (viktsprocent)i slåttervall Nibble gård åren samt Medel Medel Vall I Vall II

2 Vall III Vid en genomgång av vallarna på de aktuella gårdarna i Järna konstaterades våren 2013 i andraårsvallarna att rödklövern var helt utvintrad till följd av starka angrepp av klöverns rotröta, samtidigt som starka utvintringsskador konstaterades även på andra gårdar i området. I fältförsök i Götenetrakten där 18 rödklöversorter testas för rotröta, var skadorna i andraårsvallen i år också här så stora att rödklöverbeståndet i stort sett utraderats (SLF-projekt H11096). Barfrosten i mars månad var ödesdiger för redan infekterade plantor. Vallskördarna i andraårsvallarna (tabell 1) har generellt minskat med ca 50 % jämfört med skördarna på talet (Granstedt, 1992). Olika arter som vitklöver och lusern har prövats utan direkt synliga förbättringar och detta skulle dock behöva undersökas på ett mera systematiskt sätt i försök. Likande skulle också behöva göras med bland annat käringtand och andra arter som t ex esparsett (Onobrychis viciifolia Scop.), en nygammal proteingröda som rönt ökat intresse på senare år. Väl etablerad kan den ge höga skördar upp till 10 år (Virsen, 2012). Esparsett odlas framgångsrikt i demonstationsodlingar i Örebro Orsaker som diskuterats är uppförökning och ett ökat infektionstryck av såväl rotröta som växtparasitära nematoder av till följd av den baljväxtintensiva växtföljden. Sedan talet har växtföljdsomloppet minskat från sex år till fem år, vilket innebär ett år utan vall. Motsvarande förändring har genomförts på många gårdar och liknade baljväxtintensiva växtföljder i ekologisk odling är vanliga (Wallenhammar et al., 2005). Klöver är värdväxt för många växtparasitära nematoder exempelvis för stjälknematod (Ditylenchus dipsaci), potatisrötnematod (D. destructor), spiralnematod (Helicothylenchus och Rotylenchus), rotsårsnematod (Pratylenchus), klövercystnematod (Heterodera trifolii), rotgallnematod (Meloidogyne hapla), stubbrotsnematod (Trichodorus och Paratrichodorus) (Magnusson och Holgardo, 2013). I Norge har detta nyligen uppmärksammats, och eftersom få sorter är resistenta mot dessa organismer är kunskap om förekomsten av nematoder är viktig för att skapa väl fungerande växtföljder (Serikstad et al, 2013). För att få en mer heltäckande bild av orsaker till den svaga uthålligheten hos rödklöver är därför nematodundersökning ett viktigt komplement till studierna av svampsjukdomar i odlingssystem med stort inslag av vallbaljväxter. Det finns inga större skillnader i motståndskraft mot rotröta mellan olika sorter eller olika skördesystem (Wallenhammar, 2010, Wallenhammar et al. 2013). Av tradition har vallfoder producerats i samodling av flera arter, från att på 1800-talet bestå av arter (Osvald, 1969) har blandningarna under många år baserats på rödklöver som motor tillsammans med timotej och ängssvingel. I dagens ekologiska växtföljder förekommer rödklöver i odlingen i stort sett årligen (Wallenhammar et al., 2005), därtill kommer sent groende klöver som ogräs i ekologiska vallar av gräsfrö (Wallenhammar et al., 2013). I en nyligen avslutad undersökning av uthålligheten hos vallbaljväxter där b la omfattande undersökningar av rotröta hos olika vallbaljväxter (Wallenhammar et al, b) gjorts visades att angreppet i rödklöver redan insåningsåret var signifikant högre jämfört med blålucern, vitklöver och käringtand. Angreppsnivån ökade snabbt i rödklöver första vallåret medan övriga baljväxter behöll en betydligt lägre nivå hela försöksperioden.

3 För att minska infektionstrycket av rotröta i vallarna finns nu anledning att variera baljväxtkomponenten, eller odla baljväxterna i renbestånd.vi vill i renbestånd undersöka vitklöver (Trifoleum repens), käringtand(lotus corniculatus) och blålucern (Medicago sativa) som har provats i olika sammanhang i blandningar med gräs ( Frankow-Lindberg, Nilsdotter- Linde etc ect). Flera olika baljväxter och gräsarter och sorter finns ofta i fröblandningarna för att komplettera varandra. Det är dock svårt att styra så att förhållandet mellan gräs och baljväxt är jämn över tiden. Käringtand och blålucern liksom esparsett är konkurrenssvaga i täta bestånd (Holmegaard, 1987), och sås med fördel i renbestånd. Frågorna är många från rådgivare och odlare om vilka åtgärder som kan vidtas för att utöka uthålligheten hos rödklövern. Att växla mellan arter och odla baljväxter i renbestånd kan vara ett sätt[aw3] att nå stabilare produktionsnivåer av proteinfoder och samtidigt begränsa uppförökningen av rotröta och växtparasitära nematoder[aw4]. Syfte Mot bakgrund av ovanstående finns det stort behov av en inventering av växtföljder, förekommande sorter, baljväxtandel och vallskördarnas storlek på ekologiska gårdar på olika klimat och jordtyper i Sverige. Därutöver behövs direkta försök i anslutning till de aktuella gårdar där dessa problem är akuta. Målsättningen [AW5]är att identifiera odlingssäkra tillvägagångssätt att odla baljväxter för lokalproducerade proteinfodermedel. I dagens mjölkproduktion finns goda möjligheter att blanda olika vallfodertyper till ett foder av önskad kvalitet (Spörndly &Spörndly, 2013). Vi vill undersöka hållbarheten hos enskilda baljväxter i renbestånd där baljväxterna får optimala förutsättningar att etableras och utvecklas. Produktionsförmågan hos fem vallbaljväxterarter jämförs i renbestånd Frågeställningar Kan odling av vallbaljväxter i renbestånd ge stabila produktionsnivåer av proteinfoder? Kan uppförökningen av rotröta begränsas genom val av arter som angrips i mindre omfattning än rödklöver? Är förekomsten av växtparasitära nematoder i rödklövervallar underskattad? Kan dokumentation av praktiska odlingar ge värdefull information om växtföljdens inverkan på uppförökning av rotröta? Material och metoder Inventering av växtföljder Enkätundersökning Två gårdar i vardera sex län (Kristianstad, Uppsala, Östergötland, Halland, Örebro och Sörmland) som ingick i den tidigare utförda enkätundersökningen (Wallenhammar et al., 2005) väljs ut årligen 2014 och Då, valdes gårdar som var omlagda sedan år tillbaka och hög andel vall under lång tid prioriterades. Gårdens odlingshistoria

4 dokumenteras vad gäller andel vall i växtföljden mängd klöver i vallarna, gödsling, skördesystem, jordart. Fält med tvååriga rödklövervallar provtas. Provtagning följer utarbetad metodik enligt följande; På varje fält görs provtagning på 10 punkter jämt fördelade längs fältets diagonal. Fyra rödklöverplantor grävs upp per punkt. Samtidigt räknas antal klöverplantor /m 2. Plantorna tas med till lab där de tvättas i rinnande vatten. Därefter skärs plantorna itu och graden mörkfärgning i roten bestäms enligt en indexmetod (Rufelt, 1986). Angreppsnivå kopplas till odlingshistorik och övriga förutsättningar på gården. Jordprov för jordartsanalys och ph bestämning 10 plantprover för näringsanalyser Nematodprov tas med ett jordborr och 40 stick tas ut i ett W -mönster till cm djup. Ett prov bör väga 1,5 kilo. Fältförsök Två försöks anläggs på gårdar med kända problem, Nibble gård, Järna, och Sjögesta, Glanshammar.Jordarterna är på båda platserna mellanlera till styv lera och har bra kaliumförråd. Försöken skördas två gånger per år, och skörden vägs. Vallarna ligger i tre år och stallgödsel tillförs inte. Övervintringskapaciteten dokumenteras genom rutvis beståndsgradering på senhöste och på våren. Inför varje skörd graderas botaiskt utvecklingsstatdium rutvis.. Vid varje skörd tas ett representativt prov för bestämning av torrsubstansavkastning och botanisk sammansättning. Försöksplan A. Rödklöver, SW Ally 8 kg B. Vitklöver Sonja 4 kg C. Käringtand Oberhaunstedter 10 kg D. Blålucern Pondus 20 kg E. Esparsett[AW6] Ymp Korn eller korn/ärt används som insåningsgröda. Bestämning av sjukdomsangrepp Provtagning sker hösten insåningsåret och sedan varje vår. I varje ruta grävs 10 slumpmässigt utvalda plantor upp, och tas med til llaboratorium där de tvättas i rinnande vatten. Plantorna skärs itu och graden av mörkfärgning bestäms enligt Rufelt (1986) och sjukdomsindex beräknas. Från utvalda plantor görs bestämning av förekommande patogener artvis med utvecklad DNA-teknik (Wallenhammar och Almquist, 2013) Bestämning av nematodförekomst[aw7]

5 Nematodförekomst bestäms vid Nematodlaboratoriet, SLU, Alnarp. Analyser utförs avseende förekomst av cyst- rotgall- och frilevande nematoder i jord. Då cystor påträffas utförs en täthetsbestämning. Tidsplan Projekt planeras pågå under fyra år.. Aktivitet Anläggning av X fältförsök Skörd X X x analys av rötter X X X x Inventering fält av X X Fältprovtagningar X X Enkäter X X Lägesrapport X X X x Rapportering, publicering, konferens mm X X X Resultat och spridning av dessa Publicerings- och resultatförmedlingsplan för projektet Resultaten sammanställs årligen. Efter projektavslut sammanställs samtliga resultat i en slutrapport. Resultaten förmedlas enligt följande: Kommunikationskanal Populärvetenskapliga tidskrifter, tex. Nytt om forskning, SLF, Svenska Vallbrev, Tidningen Husdjur, Fakta Jordbruk, Arvensis, HS tidskrifter Muntliga presentationer lokalt och regionalt, ex regionala möten (Uddevalla, Linköping), Ämnesgrupp vall, medverkan fortbildning för rådgivare, Odling i Balans, Greppa Näringen Artiklar och presentationer vid internationella konferenser tex. EGF (European Grassland Motiv för val av kommunikationskanal och huvudsakliga mottagare Nå ut till lantbrukare, rådgivare, säljare, lärare och forskare. Nå ut till lantbrukare, rådgivare samt andra intressenter i ämnet. Skapa internationella nätverk Tidsplan för förväntad leverans av del- och slutresultat Efter resultat sammanställning vid varje års slut. Löpande resultatrapportering under projekttiden.

6 Federation) 2018 Internationell Vallkonferens. Nätpublicering ( ) Publicering i vetenskaplig tidskrift med refereegranskning, som tex Grass and Forage Science Relevans för näringen Webben är dagens största informationskälla. Nå ut internationellt. Löpande uppdatering på hemsidorna kommer att ske. Vid det tredje årets slut. Vid en bedömning av de ekonomiska förlusterna orsakade av allmän rotröta i landets vallar skall förutom skördeförlusten också kostnader för kvalitetsförändringar, minskad kvävefixering, ökad kväveutlakning vid täta vallbrott och utgifter för nyanläggning beaktas. För att nå ett väl balanserat vall proteinfoder som ger stabila produktionsnivåer avseende kvantitatet och kvalititet och ett bra förfruktsvärde till efterföljande stråsädesgröda krävs nytänkande avseede produktionssystemet av vallbaljväxter. Genom att odla vallbaljväxterna i renbestånd vill vi undersöka om uppförökningen av både jordbundna patogena svampar och växtparasitära nematoder minskar, i syfte att utforma optimala odlingssystem både på ekologiska gårdar och på gårdar med kombinerad animalie- och växtproduktion. Forskningsmiljö och kompetens Forskargruppen och dess kompetens i frågan Huvudsökande Agr D Ann-Charlotte Wallenhammar forsknings ledare vid HS Konsult AB och gästforskare vid inst f mark och miljö, Skara har lång erfarenhet av vetenskapligt arbete med växtodlingsfrågor. A-C W disputerade 1999 i ämnet växtpatologi och arbetar särskilt med problematiken kring jordbundna sjukdomar på oljeväxter, vete, klöver, potatis och sockerbetor och har ett stort intresse för utveckling av såväl analys som biologiska bekämpningsmetoder. Har haft och har stort engagemang i rödklöverproblematiken som delhandledare i doktorandprojektet Soil-borne Clover Diseases in Intensive Legume Cropping, projektledare för SLF- finansierade Uthålliga baljväxter för miljö- och kostnadseffektiv produktion, Snabb och säker diagnos av patogener på rödklöver i jord och rot samt värmebehandling av rödklöverfrö för ökad utsädeskvalitet och sammanhållande kraft i länsövergripande inventeringar av rotröta.. Har drivit forskningsprojekt inom ekologisk vallfröproduktion, där klöver varit i fokus under hela 2000-taletoch har stor erfarenhet av utsädesburna sjukdomar och olika biologiska saneringsmetoder genom egna projekt. A-C W deltar aktivt i ledningen av BioSoM (Biologisk markkartering), ett TEMA-program som drivs av SLU och näringen gemensamt, där det övergripande syftet är att bygga upp kunskap om jordbundna patogener och de faktorer som påverkar deras utveckling och skadepåverkan.. A-C W har stor erfarenhet av informationsspridning och ett rikt internationellt nätverk bland forskare inom området jordbundna sjukdomar. FD Eva Stoltz arbetar som forskare på HS Konsult AB. Hon är växtfysiolog och har arbetat i med sjukdomsangrepp i olika baljväxtarter. Hon har undersökt effekterna av mikronäring på utvecklingen av rotröta i rödklöver och medverkat i projektet Uthålliga vallbaljväxter för miljö- och kostnadseffektiv mjölkproduktion. Hon har undersökt sjukdomsangrepp i åkerböna i projektet Mer protein och minskat ogrästryck genom samodling av majs och åkerböna i ekologisk odling (SLF) och

7 i projektet Säkrare trindsädesodling till mogen skörd i ekologisk odling (SJV). Hon deltar aktivt i SLU/HS ämneskommitté vall- och grovfoder. Agronom Marie-Louise Albertson Juhlin är rådgivare I ekologisk odlingoch arbetar med projekt och utveckling vid Hushållningssällskapet, Kristianstad sedan år Marie- Louise har stort intresse av olika grödors inverkan på förekomsten av rotgallnematod och frilevande nematoder i ekologisk växtföljd med morötter och har undersökt detta i projekt fiansierat av Jordbruksverket, Forsknings Hon har stor erfarenhet av kompetensutveckling och har vidare drivit projket rörandedokumentation av ekologisk odling av hallon i tunnlar och björnbär och jordgubbar i växthus. Docent Artur Granstedt är sedan 1997 forskningsledare vid stiftelsen Biodynamiska Forskningsinstitutet i Järna och var innan dess ansvarig för samordningen av forskningen i ekologiskt lantbruk i Finland vid MTT som forskningsprofessor i ekologiskt Lantbruk Innan dess var AG statskonsulent i ekologiskt lantbruk i SLU mellan och disputerade 1990 inom ämnet växtnäringslära på avhandlingen: Fallstudier av kväveförsörjningen i alternativ odling. AG har särskilt ägnat sig åt studier av växtnäringskretsloppet i olika odlingssystem, jämförande studier av olika typer av stallgödsel i långliggande försök samt studier av vallens förfruktsvärde i ekologisk odling. Vallstudier har genomförrts i såväl Sverige och Finland och var i samband med detta handledare åt Aaira Nykkinen som disputera 2008 på avhandlingen; Nitrogen dynamics of organic farming in a crop rotation based on red clover (Trifolium pratense) leys. Referensgrupp Till projektet knyts en referensgrupp med Ulf Axelsson, Hushållningssällskapet, Skara, Nilla Nilsdotter-Linde, SLU, Uppsala och Erik Steen Jensen, SLU, Alnarp. Referenser Magnusson C. och Holgardo, R., 2013, Plant parasitic nematodes problems related to clover and organinc farming. p In: Loes, A-K., Askegaard, M, Langer, V., Partanen, K., Pehme, S.m Rasmussen, I., Salomon, E., Sørensen, P., Ullvén, K. and Wivstad, M. (eds). Proceedings Organic farming systems as a driver for change. NJF seminar.461. Bredsten, Denmark, August 2013 Serikstad G L, de Boer A och Magnusson C., 2013, Clover fatigue s reason for precaution in organinc farming. p In: Loes, A-K., Askegaard, M, Langer, V., Partanen, K., Pehme, S.m Rasmussen, I., Salomon, E., Sørensen, P., Ullvén, K. and Wivstad, M. (eds). Proceedings Organic farming systems as a driver for change. NJF seminar.461. Bredsten, Denmark, August 2013 Granstedt, A Fallstudier av kväveförsörjningen i ekologiskt lantbruk (Case studies of nitrogen supply in organic farming). Alternative Agriculture 4. Dissertation, Swedish University of Agricultural Sciences (in Swedish with English Summary.) Granstedt, A Case studies on the flow and supply of nitrogen in alternative farming in Sweden. Biological Agriculture and Horticulture, vol. 9, Holmegaard, J Grongödning og efteavgröder. Skarv publications, Holte, Danmark. Kjellenberg, L. and Granstedt, The K-trial. A 33 years study of the connections between manuring soils and crops. Biodynamic Research Institute. Järna Sweden (http.//jdb.se/publ/ktrial.pdf)

8 Granstedt, A. and Baeckström., G., Studies of the preceding crop effect of ley in ecological agriculture. American Journal of Alternative Agriculture. Granstedt, A. & Kjellenberg, L Organic and biodynamic cultivation a possible way ofincreasing humus capital, improving soil fertility and be a significant carbon sink in Nordic conditions. The Second Scientific ISOFAR Conference in Modena June Nykänen, A., Salo, T. & Granstedt, A Simulated cereal nitrogen uptake and soil mineral nitrogen after clover-grass leys. Nutrient Cycling in Agroecosystems. Nykänen, A., Granstedt, A., Laine, A. & Jauhiainen, L Residual effect of cloverrich leys on soil nitrogen and successive grain crops. Agricultural and Food Science. Roinila, P., Väaisänen, J. & Granstedt A Effects of different organic fertilization practices and mineral fertilization on potato quality. Biological Agriculture and Horticulture, vol. 21, no 2 pp Nykänen, A., Granstedt, A., Laine & Kunttu S Yields and clover contents of leys of different ages in organic farming in Finland. Biological Agriculture and Horticulture, vol. 18, Wallenhammar, A-C Wallenhammar, A-C, & Almquist, C. 2013a. Lägesrapport för SLF-projekt H Oktober Wallenhammar; A-C, Nilsdotter-Linde, N., Jansson, J., Stoltz. E., Lagerström- Bäckström, G. 2013b.Uthålliga vallbaljväxter för en miljö- och kostnadseeffektiv mjölkproduktion. Slutrapport SLF. Juni Publicerad litteratur med relevans för projektet Gruppens publikationer som är relevanta för projektet Vetenskapliga publikationer Stoltz E. & Wallenhammar A-C Micronutrients reduce root rot in red clover (Trifolium pratense). Journal of Plant Diseases and Protection 119, Konferensbidrag Modig P., Albertsson Juhlin M-L., Gunnarsson A., och Gissén C., Goal conflicts in long-term cropping system trials the example of carrots. P NJF seminarium.461. Bredsten, Danmark, Augusti 2013 Wallenhammar A.-C., Nilsdotter-Linde N., Jansson J. Stoltz E. & L.-Baeckström G Influence of root rot on the sustainability of grass/legume leys in Sweden. Grassland Science in Europe 13, Rapporter på svenska Käck Å, Olrog L, Wallenhammar A-C, Stoltz E, Almquist C, Levenfors J, Christensson E Säkrare trindsädsädesodling till mogen skörd i ekologisk odling. Art/sortförsök i trindsäd, med och utan inblandning av stråsäd. Slutrapport till Jordbruksverket, del 1, 28 Populärvetenskapliga artiklar Stoltz E Kan hög halt av mangan i rödklöver motverka allmän rotröta? Svenska Vallbrev, nr 1. AB LH Tryck Ulricehamn.