SLU och integrerat växtskydd

Transkript

1 SLU och integrerat växtskydd Erland Liljeroth, SLU Alnarp Vad är IPM? Exempel på IPM forskning vid SLU Hur minimera bekämpningsbehovet? Grundläggande forskning Förädling nya sorter Alternativ till pesticider? Växtstärkande medel? Tillämpade försök

2 Integrerat växtskydd definition Integrated pest management (IPM) is a pest management system that in context of the associated environment and the population dynamics of the pest species, utilizes all suitable techniques and methods (cultural, biological, ecological and chemical) in as compatible a manner as possible and maintains the pest population levels below those causing economic injury (Smith and Reynolds, 1966).

3 Integrated pest management Inoculative biological control Forecasting models Resistant varieties Trap cropping Semi chemicals mass trapping - disruption - aggregation Conservation biological control

4 Department of Plant Protection Chemical Ecology Biology AIM: To develop the understanding and sustainable use of and management of biological resources. In the context of plant protection. The research efforts are directed towards both basic and applied research. It Is an interdisciplinary constellations with good opportunities for strong research collaborations within and outside the department area Resistance Biology Integrated plant Protection Main research areas: Insect-Plant Interaction Insect-Microbe Interactions Insect-mammal-Interactions Main research areas: Resistance and susceptibility mechanisms Induced resistance Evolutionary forces of antagonistic interactions at population and field level

5 Integrated Plant Protection group Birgitta Rämert

6 Integrated Plant Protection Our mission Develop sustainable agro-ecosystems with resilience to pests and diseases based on ecological theory and the needs of current and evolving agriculture. Develop an interaction with practitioners and agricultural development actors within the context of pest management. Develop teaching activities in plant protection. Within this mission, we will address several focus areas: Multi-trophic interactions and their manipulation within integrated pest management Biological and cultural control strategies alone and in combination. Incorporation of semiochemicals into integrated pest management strategies Effects of biodiversity in agriculture on above and belowground pests and diseases. Using participatory research methods to increase the relevance of our research and facilitate implementation of the results. Extend teaching in plant protection to more of the relevant programs. Develop new pest management programs relying more comprehensively on biological and cultural control strategies than on chemical pesticides

7

8 Samverkan Grund - forskning Odlarorganisationer Tillämpad - forskning Rådgivar - organisationer Foto: Elisabeth Ögren

9 Web-based forecasting of Tortricids Tortricids Hedya nubiferana (Större knopvecklare) Spilonota ocellana (Lövträdsknoppvecklare) Cydia pomonella (Äpplevecklare) Adoxophyes orana (Sommarfruktvecklare) Archips rosana (Häcksommarvecklare) Archips podana (Skarpspetsadskalvecklare) Pandemis heparana (Tandbredvecklare) PhD: Patrick Sjöberg, Financed by: SLF och SLU Partnerskap Alnarp Photo: Patrick Sjöberg

10 Biologisk bekämpning Kål Kålflugan - Delia radicum Vuxen Predator och parasitoid - Aleochara bipustulata Puppa Ägg Nyttjande av synergieffekter mellan bevarande av naturliga fiender och inokulativ biologisk kontroll genom nischfördelning och selektiv biodiversitet. Doktorand: Linda-Marie Rännbäck Finansiär: FORMAS Biologisk bekämpning av lilla kålflugans två generationer genom en kombination av bevarande och inokulativ biologisk bekämpning Forskare: Belén Cotes, Finansiär: Formas Insektpatogen svamp? Larv Naturliga fiender Parasitstekel Trybliographa rapae

11 Biologisk bekämpning - Växtextrakt och Växthusförsök oljor Utveckling av integrerade bekämpningsstrategier mot mjöldagg I växthusgurka i samverkan med odlare Doktorand: Mira Rur Finansiär: SLF Foto: Mira Rur

12 Biological Control Äpplestekeln Development of Pest Management Strategies in Organic Apple Production in collaboration with Farmers utilizing Complementary Biological Control Strategies. Photo and drawing: Weronika Swiergiel PhD: Weronika Swiergiel Financed by: Formas, SLU Partnerskap Alnarp

13 % of sheltering slugs Aggregation compounds in slugs Search for semiochemical controlling behavioral aggregation in the invasive Spanish slug, Arion vulgaris Crowded p < Uncrowded p = 0.17 Abigail Walter Financed by: KSLA, Swedish Home Gardeners Association Control Marked Control Marked

14 Potatisbladmögel Två försök med identiska behandlingar Mosslunda 29 Aug, 2013 Vad är skillnaden? Försök 1 Försök 2

15 Resistensforskning i Alnarp Erland Liljeroth Svante Resjö Marit Lenman Laith Moushib* Ashfaq Ali* Mia Mogren Åsa Lankinen Therese Bengtsson Dharani Burra Per Mulenbock Kibrom Berhe Malin Dörre My Bengtsson Firuz Odilbekov Maria Srandh Salla Maartilla Kerstin Brismar Estelle Wera Itziar Frades Erik Alexandersson Erik Andreasson Resistensbiologi Leds av Prof. Erik Andreasson Institutionen för Växtskyddsbiologi, Alnarp Fredrik Levander, Marianne Sandin, Aakash Chawade, Lund Univ Francine Govers, Vivanne W. Wageningen Univ Ulrika Carlson Nilsson, SLU, Pete Hadley, Hutton Institute *Completed their PhD 2012/2013 Thanks to: SSF, Formas, SLU, Mistra, Region Skåne (Plant Link),

16 Många nya resistensgener behövs för att hålla jämna steg med evolutionen i patogenen Resistent klon: SW Inducerad resistens - vaccinering Klassiska resistensgener Nya signal- och funktionella molekyler/markörer Kvantitativ proteomik Långsiktigt men konkret resultat finns redan: Markör tagits fram för ny resistensgen att användas i förädling

17 IPM potatisbladmögel vad kan göras? Sortens grad av resistens. Undvika de mest mottagliga? Odlingstekniska åtgärder Prognossystem Växtstärkande medel som inducerar försvar Fungicider: anpassade doser och intervall Kombinationer med växtstärkande medel Sort-specifika rekommendationer På lång sikt: Nya resistenta sorter? Nya resistensegenskaper GMO?

18 Help to self-help against potato late blight Can induced resistance be used in practical plant protection combined with lower doses of fungicides? Beta-amino butyric acid (BABA) Phosphite Alkali salts of phosphite ions HPO 3 2- / H 2 PO 3 - Induce resistance in many plants Normally not found in plants, few cases in plant roots, in bacteria No direct effect on Phytophthora infestans Liljeroth et al. 2010, Bengtsson et al Taken up by plants but not metabolized Oxidized to Phosphate, PO 4 3-, by soil bacteria. harmless? Also direct effect against oomycetes Salts have long history in plant protection

19 Fältförsök bekämpning mot potatisbladmögel Sortens betydelse Kaliumfosfit (Proalexin) Växtstärkande medel med låg toxicitet Testas ensamt och i kombinationer med fungicider (Shirlan och Ranman Top) Effekt av bekämpning i olika sorter Effekt mot bladmögel och brunröta

20 Field trials Effect of Proalexin (Potassium phosphite) alone and in combination with: Shirlan (Fluazinam) Ranman Top (Cyazofamid) 2011: Proalexin, BABA Shirlan, Combinations Bintje, Ovatio, Seresta, Merano 2012: Proalexin, Ranman Top, Combinations Bintje, Ovatio, Seresta, Merano 2013: Proalexin, Ranman Top, Combinations Bintje, Sava, Seresta, Merano Randomized block design, 4 blocks Plot size: 20 m 2 Measurements: Late blight development Tuber rot after 3 months storage Yield

21 Percent infection 100 Late blight disease development curves, Cv. Ovatio Untreated control Shirlan 0,4 L/ha Shirlan 0,2 L/ha BABA 0,2 kg/ha Proalexin (Phosphite) 5 L/ha Proalexin+Shirlan 2,5+0,2 L/ha 0 27-jun 07-jul 17-jul 27-jul 06-aug 16-aug 26-aug 05-sep Date

22 Cv. Sava Aug 29, 2013 Ranman Top 0,5 L/ha = recom. full dose Phosphite (Proalexin) 5 L/ha = recom. dose Ranman Top 0,25 L/ha +Phosphite 2,5 L/ha Ranman Top 0,25 L/ha

23 Procent Infec on Percetn Infec on Betydelsen av partiellt resistent sort 100 Bintje, Dos-respons Ranman Top behandlad Kontroll sfit 7,5 L/ha sfit 5,0 L/ha sfit 2,5 L/ha jun 07-jul 17-jul 27-jul 06-aug 16-aug 26-aug 05-sep 15-sep Obehandlad Kontroll Ranman Top 0,5 L/ha Ranman Top 0,25 L/ha Ranman Top 0,125 L/ha 100 Sava Dos-respons Ranman Top behandlad Kontroll sfit 7,5 L/ha sfit 5,0 L/ha sfit 2,5 L/ha jun 07-jul 17-jul 27-jul 06-aug 16-aug 26-aug 05-sep 15-sep Obehandlad Kontroll Ranman Top 0,5 L/ha Ranman Top 0,25 L/ha Ranman Top 0,125 L/ha

24 Yield (ton/ha) 90 Skörd i förhållande till bladmögelangrepp Försök Bintje Sava AUDPC Grad av bladmögelangrepp

25 Rela ve AUDPC Rela ve AUDPC Dos-respons i olika sorter Phopsphite Dose-response Ranman Dose-response 0,600 0,600 0,500 0,500 0,400 0,400 0,300 Bintje Sava 0,300 Bintje Sava 0,200 Seresta Merano 0,200 Seresta Merano 0,100 0,100 0, Dose Phosphite (Proalexin), L/ha 0, ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 Dose Ranman Top, L/ha

26 Bladmögelangrepp efter behandlingar med Fosfit, Ranman Top och kombinationer med reducerade doser AUDPC=arean under sjukdomsutvecklingskurvan AUDPC AUDPC FirstHalf Bintje Sava Seresta Merano Bintje Sava Seresta 1 Obehandlad Kontroll 0,501 0,376 0,312 0,0945 0,0913 0, , Ranman Top 0,5 L/ha 0,219 0,081 0,074 0,0121 0,0003 0, , Ranman Top 0,25 L/ha 0,252 0,118 0,075 0,0141 0,0008 0, , Ranman Top 0,125 L/ha 0,301 0,178 0,086 0,0163 0,0029 0, , Fosfit 7,5 L/ha 0,355 0,150 0,102 0,0130 0,0023 0, , Fosfit 5,0 L/ha 0,373 0,247 0,140 0,0140 0,0017 0, , Fosfit 2,5 L/ha 0,429 0,324 0,223 0,0199 0,0164 0, , Ranman Top 0,25+Fosfit 2,5 0,229 0,087 0,070 0,0101 0,0003 0, , Ranman Top 0,125+Fosfit 1,25 0,276 0,169 0,078 0,0121 0,0009 0, , Ranman Top 0,125+Fosfit 2,5 0,264 0,145 0,076 0,0111 0,0005 0, , Ranman Top 0,125+Fosfit 5,0 0,251 0,099 0,075 0,0093 0,0002 0, , Ranman Top 0,5+Fosfit 5,0 2veckor 0,251 0,122 0,084 0,0101 0,0006 0, ,00005 Röd: Bästa behandling Grön: Näst bästa behandling

27 Percent control (disease reduction) at recommended dose Proalexin (K-phosphite) Fungicide 2011: Shirlan : Ranman Top Bintje Sava Ovatio Seresta Merano 0 Bintje Sava Ovatio Seresta Merano Degree of resistance Cultivars differ in response to phosphite Resistance score (Eur. Cult. Database): Bintje: 2-3 Sava: 5 Ovatio: 6 Seresta: 7-8 Merano:?

28 Brunröta Data från försök 2012 Viktsprocent Treatment Bintje Ovatio Seresta Merano Mean Untreated Control 0,7 0,0 3,1 15,4 4,81 Revus 0,6, Epok 0,5, Ranman Top 0,5 L/ha * 0,0 0,0 0,2 2,4 0,64 Ranman Top 0,5 L/ha 0,0 0,0 0,0 0,2 0,04 Ranman Top 0,25 L/ha 0,0 0,0 0,0 0,4 0,09 Proalexin (fosfit) 5 L/ha 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00 Proalexin (fosfit) 2,5 L/ha 1,0 0,0 1,0 2,6 1,15 Proalexin (fosfit) 1,25 L/ha 1,3 0,0 0,3 7,6 2,32 Ranman Top 0,25 + Proalexin 2,5 L/ha 0,0 0,0 0,0 0,2 0,05 Ranman Top 0,125 + Proalexin 3,75 L/ha 0,0 0,0 0,0 0,6 0,15 Ranman Top 0,5 + Proalexin 5 L/ha; 14 d 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00 Shirlan 0,4 L/ha 4,6 0,0 0,3 0,7 1,40 Shirlan 0,4 + Proalexin 2,5 L/ha 1,3 0,0 0,2 0,7 0,56 * Revus behandlingstillfälle 1,5,7,9,11,13 Ranman behandlingstillfälle 3,6,8,10 Epok behandlingstillfälle 2,4 Brunröta förekommer ganska slumpartat och korrelerar bara svagt med angreppsgraden på bladen! Sortens betydelse!! Fosfit och kombinationer har effekt mot brunröta

29 Tuber rot (% w/w) Tuber rot in relation to foliar infection rate combined results from Merano ,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 Foliar infection rate (raudpc)

30 Percent tuber rot (w/w) Percent tuber rot (w/w) Tuber rot in relation to foliar infection rate combined results from Bintje, Ova o, Sava, Seresta 30 Merano Control Ranman Top Phosphite Control Ranman Top Phosphite 0 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 raudpc 0 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 raudpc

31 Inoculation of tubers stored for 6 months Tubers from Phi-treated plots got smaller lesions Bintje Sava

32 PO 3 residues in tubers? Tuber tissue grinded in N 2 (mixed subsamples from 5 tubers) Extraction 10 mmtris-hcl Centrifuged Filtration Amicon Ultra-4 (3000 Da) Analyzed with ion chromatography (Borza 2014) Means of 3 replicate plots mg/kg FW tuber Treatment Cultivar PO4 PO3 Percent of total applied to field Untreated Sava 509±98 < 1 Merano 527±57 < 1 7,5 L Proalexin/ha 12 times Sava 502± ±43 30 Merano 485±39 204±24 35

33 I Sverige bara registrerat som gödningsmedel/växtst ärkare Hur göra?

34 IPM potatisbladmögel Sortval Anpassning av bekämpning till sort, undvika de mest mottagliga sorterna The European cultivated potato database Sammanställningar av resistensinformation sortförsök Dos-respons försök Odlingstekniska åtgärder Fältval Tidig sättning Vidareutveckling av prognosmodeller Kombinationer av åtgärder Växtstärkande medel sort fungicid Vidare undersöka verkan av fosfit, finns resthalter? Undersöka fler alternativa medel av låg toxicitet Samma bekämpningseffekt med mindre mängd fungicider bör bromsa utveckling av fungicidresistens Långsiktig grundforskning Nya resistensegenskaper Markörer till förädlingen, GMO-tekniker

35 Alternaria Sortförsök 2013 Alternaria i potatis ökande problem? Risk för fungicidresistens

36 Percent infection Finns resistensskillnader mellan sorter? jul 25-jul 14-aug 03-sep 23-sep Magnum Bonum (resistens kontroll) Aracy (resistent kontroll) A (mottaglig kontroll) Matilda (mottaglig kontroll) Fältförsök Utvecklat växthustestmetod

37 rela v AUDPC rela v AUDPC Sortförsök Alternaria 2013 Alternaria resistance, Food Cul vars Alternaria resistance, Starch Cul vars 0,140 0,140 0,120 0,120 0,100 0,100 0,080 0,080 0,060 0,060 0,040 0,040 0,020 0,020 0,000 Magnum Aracy Bonum (resistent) (resistent) Desiree Fakse Belana Folva Toluca Bintje 0,000 Magnum Aracy Bonum (resistent) (resistent) Kuras Avenue Stayer Actaro Nytt SLF-projekt/SJV 2014: Vad betyder sortens resistensgrad för bekämpningsresultatet? Bekämpningsstrategier Kan kombinationer med växtstärkande medel fungera mot Alternaria? Förekomst av mutationer för strobilurinresistens (Eva Edin, SLU Ultuna)

38 Alternariaförsök 2014, Nymö

39 Obehandlad Kardal 22 aug

40 60 Effekt av behandling i två sorter Kardal och Kuras % Alternaria infektion Kardal Control Kardal Early Fulldose Kuras Control Kuras Early Fulldose jun 30-jun 10-jul 20-jul 30-jul 09-aug 19-aug 29-aug 08-sep 2 ggr Revus top 4 ggr Signum

41 60 Effekt av halverad dos i två sorter Kardal och Kuras % Alternaria infektion Kardal Early Fulldose Kardal Early Halfdose Kuras Early Fulldose Kuras Early Halfdose jun 30-jun 10-jul 20-jul 30-jul 09-aug 19-aug 29-aug 08-sep

42 Genetisk analys av Alternaria solani i Sverige Förekomst av mutationer för minskad känslighet för strobiuringer (Eva Edin, SLU Ultina) PCoA plot * = F129L mutation F129L ger minskad känslighet mot särskilt azoxystrobin, men även mot pyraclostrobin

43 Försök % Alternaria infektion Kuras Control 2RevusTop+4Signum 2Amistar 3RevusTop+2amistar jul 30-jul 04-aug 09-aug 14-aug 19-aug 24-aug 29-aug 03-sep 08-sep

44 Integrerat växtskydd Integrerad ogräsbekämpning Anders TS Nilsson Sveriges Lantbruksuniversitet Inst. för biosystem och teknologi

45 Number of Products Antal godkända växtskyddsmedel (a.s.) i Europa Number of available pesticide products in Europe Existing 1000 products Excisting products New products (ECPA)

46 Växtskydd i förändring vägskäl Utmaningar EU:s lagstiftning, dir 91/414/EEC, reg 1107/2009 och dir 2009/128/EC Färre växtskyddsmedel begränsad användning Krav på IPM 8 allmänna principer Få/inga nya verkningsmekanismer hos växtskyddmedel och förlust av äldre Pesticidresistens Nya skadegörare invasiva arter

47 Utmaningar Avsaknad av ogräsmedel med nya verkningsmekanismer Inga nya verkningsmekanismer sedan 1980-talet

48 Önskvärt med ökad kunskap om indirekta kontrollåtgärders verkan Verkan av kombinationer av kontrollåtgärder (både direkta och indirekta). Additiv eller synergistisk verkan. Förebyggande verkan. Hur bygga upp/kombinera direkta och indirekta kontrollåtgärder för hållbara lösningar av ogräsproblem Hur använda en reducerad/minimerad mängd kemiska växtskyddmedel på ett optimerat sätt i integrerade koncept. När, var, hur? Även kemiska växtskyddmedel kommer inom överskådlig framtid ingå i integrerade kontrollstrategier men i minimerade mängder och på mera optimerat sätt. Herbicidresistens - undersökningar, strategier Friskvård! Forsknings- och utvecklingsbehov inom ogräsområdet

49 Integrerad ogräsbekämpning Växtföljd Odlings åtgärder Ogräsmedel Hållbar kontroll

50 Integrerad bekämpning Odlings- mekaniska biologiska kemiska åtgärder Mekaniska åtgärder Biologiska åtgärder Odlings åtgärder Växtskydds medel Synergi

51 Projekt med radhackning och radsprutning IWM-försök i vårraps, höstraps, åkerbönor, stråsäd: - Projekt där metodutveckling och utvärdering av kombinerad radhackning och radsprutning genomförs Finansieras av Jordbruksverket, Partnerskap Alnarp Medverkande organisationer: SLU, JTI, Hushållningssällskapet

52 Integrerad ogräsbekämpning genom radhackning och radsprutning Projekten är ett samarbete mellan: Anneli Lundkvist, Lars Andersson, Theo Verwijst, SLU, Uppsala Anders TS Nilsson, David Hansson, Allan Andersson, SLU, Alnarp Per-Anders Algerbo, Mikael Gilbertsson, JTI Per Ståhl, Maria Stenberg, Hushållningssällskapen

53 67% 37% 27% 30% 90% Efter: S. Moss & M. Hull

54 Samverkan Grund - forskning Tillämpad forskning Odlarorganisationer Rådgivar organisationer Information/kunskap om Sortresistens Hur man kombinerar/integrerar åtgärder Organismers biologi/ekologi Växtstärkare Biologisk bekämpning Kemiska medel Odlingssystem/Odlingsåtg ärder Foto: Elisabeth Ögren Samverkan inom SLU: Plattform Växtskydd

55 Tack till Birgitta Rämert, Växtskyddsbiologi och Anders TS Nilsson, Biosystem och Tecknologi som bidragit med information och bilder Och till er som lyssnat!!