Gräsplantans anpassning till vinterstress

SGF: Modern banskötsel Malmö, Göteborg, Stockholm, Sundsvall, November 2016 Gräsplantans anpassning till vinterstress agnar.kvalbein@nibio.no The Turfgrass Research Group Tatsiana Espevig Agnar Kvalbein Trygve S. Aamlid Trond Pettersen Jan Tangsveen Wendy Waalen Pia Heltoft

Från försöksprojekt 2014 2017: Optimal applikation av kväve och svavel på hösten för Bättre vinteröverlevnad hos fleråriga gräs med hänsyn till grönytor Norwegian Greenkeepers Association Norwegian Golf Course Owners Tapiola GC, Finland Kungliga Drottningholm GC, Sverige Hauger GC, Norway Keilir GC, Iceland Roskilde GC, Denmark

En del gräsarter har förmåga att överleva vintrar med översvämning och is.

1. Ekonomisk inverkan av vinterskador på nordiska golfbanor 2. Vinterstress i de nordiska länderna 3. Gräsarternas tolerans mot vinterstress 4. Härdning/anpassning 5. Presentation av projektet om höstapplicering 6. Ljusets effekt under härdningsprocessen Nordic turf grass winter stress management seminars 2016-17 23.11.2016 4

Nordisk undersökning 2015 NIBO/NGF/STERF Länk till en frågeenkät sändes ut till alla golfklubbar i de nordiska länderna från golfförbunden och en del greenkeeperorganisationer. Klubbarna instruerades att ge svar genom deras mest kvalificerade person (normalt course manager). En del frågor handlade om erfarenheter av vinterskador de sensate 5 åren, andra handlade om den senaste vintern (2014). För att eliminera variationer mellan golfhål, blev den svarande intstruerad att fokusera på en typisk green på golfbanan för att beskriva situationen. 23.11.2016 5

Svarsfrekvens DEN FIN ICE NOR SWE Antal golfbanor (ungefärlig.) 150 160 60 170 470 Antal svarande 70 23 37 76 106 Antal svarande som svarade på alla frågor 45 19 25 59 102 Antal svarande på samtliga frågor i procent av totalt antal golfbanor 30 12 41 35 22 23.11.2016 6

Länkar till svaren på frågeenkäten Overview http://web.easyresearch.se/app/reportlogin.aspx?r=3854636.69265494 Denmark http://web.easyresearch.se/app/reportlogin.aspx?r=3965771.78287421 Finland http://web.easyresearch.se/app/reportlogin.aspx?r=3965772.46117874 Iceland http://web.easyresearch.se/app/reportlogin.aspx?r=3965773.96683195 Norway http://web.easyresearch.se/app/reportlogin.aspx?r=3965774.58979569 Sweden http://web.easyresearch.se/app/reportlogin.aspx?r=3965775.83764265 Notera att du kan välja lämpligt nordiskt språk för att läsa rapporten 23.11.2016 7

Tabell 2. Antal år som öppnandet av banan fördröjdes på grund av vinterskador under perioden 2010-2014. Antalet svar inom parantes. antal år (av 5) med DEN FIN ISL NOR SWE försenad öppning (37) (17) (22) (52) (97) medel ------------------------- % ------------------------ 0 38 47 68 35 36 45 1 16 12 18 40 33 24 2 24 12 0 12 19 13 3 14 18 5 10 9 11 4 3 6 5 4 0 3 5 5 6 5 0 2 4 SUM 100 100 100 100 100 100 23.11.2016 8

Genomsnittlig försening av golfbanans öppnande beroende på vinterskador under perioden 2010 2014. antalet svar inom parantes Försening av golfbanans öppnande DEN (32) FIN (17) ICE (18) NOR (54) SWE (97) Average veckor ----------------------------- % ----------------------------- 1-2 53 65 83 71 63 67 3-4 31 24 17 27 35 27 5-6 13 12 0 2 1 5 7-8 3 0 0 0 1 1 SUM 100 100 100 100 100 100 23.11.2016 9

Normal tidsåtgång för att fullständigt läka skador på greener DEN (33) FIN (18) ICE (22) NOR (54) SWE (97) Average weeks ----------------------------- % ----------------------------- 1-2 12 6 0 6 4 5 3-4 30 39 23 11 31 27 5-6 27 33 32 35 34 32 7-8 18 17 14 20 21 18 > 8 12 6 32 28 10 18 SUM 100 100 100 100 100 100 Längsta tiden relaterat till kallare förhållanden eller mer rödsvingel? 23.11.2016 10

Uppskattade kostnader för att reparera vinterskador på green och fairways (personal, utrustning, frö, gödsel) etc.). Extra expenses DEN (35) FIN (18) ICE (22) NOR (53) SWE (95) Average euro ( ) ----------------------------- % ----------------------------- < 3 000 40 17 59 38 42 39 3 000-6 000 26 28 14 30 36 27 6 000-9 000 11 28 14 9 11 15 9 000-12 000 9 17 5 6 4 8 12 000-18 000 9 0 9 9 2 6 18 000-24 000 3 0 0 0 3 1 24 000-30 000 3 11 0 0 0 3 30 000-35 000 0 0 0 2 1 1 35 000-45 000 0 0 0 2 1 1 45 000-60 000 0 0 0 2 0 0 > 60 000 0 0 0 2 0 0 SUM 100 100 100 100 100 100 1010 golfbanor 39% cost 0, 27% cost 4000, 15% cost 7000.. Snittkostnad reparation 5.800 Norway 7.560 23.11.2016 11

Uppskattad inkomstbortfall beroende på vinterskador per år med signifikanta vinterskador. Loss of income DEN (32) FIN (18) ICE (20) NOR (51) SWE (93) Average euro ( ) ----------------------------- % ----------------------------- < 3 000 44 44 25 22 19 31 3 000-6 000 9 0 20 25 29 17 6 000-9 000 13 28 10 12 8 14 9 000-12 000 3 17 15 8 14 11 12 000-18 000 13 0 5 10 13 8 18 000-24 000 9 6 15 4 3 7 24 000-30 000 3 0 5 0 2 2 30 000-35 000 3 0 0 4 2 2 35 000-45 000 0 0 0 2 1 1 45 000-60 000 3 6 5 4 1 4 > 60 000 0 0 0 10 8 3 SUM 100 100 100 100 100 100 Genomsnittligt inkomstbortfall 11.000 Norway: 15.600 23.11.2016 12

Kostnad beroende på vinterskador Totalkostnad minimum Norge Norden k EURO Kostnad för att reparera skador 1075 4800 Inkomstbortfall i år med stora skador 2307 9686 SUM 3381 14486 Minimum per golfbana Norge Norden k EURO k EURO Reparationskostnader 6 5 Inkomstbortfall 14 10 SUM 20 14 23.11.2016 13

Vilken är den ekonomiskt mest betydande orsaken till vinterskador på dina greener? 23.11.2016 14

Vinterskador relaterad till latitud 23.11.2016 15

64 65 65 70 Is och vattenskador dominerar 60 Snömögel dominerar 55 Europe_satellite_orthographic.jpg

Vilken gräsart var dominerande på greener förra sommaren? Här är de mest dominerande arterna 23.11.2016 17

Vilken vinterskada dominerar på de olika gräsarterna? 23.11.2016 18

Baserat på de mest dominernade arterna skapade vi en mer komplex figur över greengräsbestånden. 23.11.2016 19

Vinterskador på olika greenkonstruktioner Is och vatten Frysning och uttorkning Snömögel 23.11.2016 20

Höstgödsling 2015. Results from NGF/STERF/NIBIO survey Winter Injuries on Nordic golf courses. % 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Sista kvävegivan på hösten DAN (36) FIN (18) ICE (22) NOR (51) SWE (97) August Sept Before frost 23.11.2016 21

70 Extra tillförd kalium eller järn 60 50 % 40 30 20 10 0 DAN (36) FIN (18) ICE (22) NOR (51) SWE (97) Potassium Iron 23.11.2016 22

Vinterstress i de nordiska länderna Låg temperature och tillräckligt med ljus: köldhärdning vinterhärdning (förmåga att tåla vinterstress) varierar genom vintern. Ett antal miljöfaktorer (e.g. hög temperatur) kan starta avhärdning. Autumn vinterhärdning Spring Risk för vinterskador Stresses: Slitage Inre isbildning Låg temp svamp Utstrålning & vind Tjälspräng ning & / frusen jordl Förlängt mörker Istäcke översväm ning Mycket ljus & låg temp Stress: cellulär nivå Cell störningar Sjukdomar uttorkning Näringsbrist/ svält kvävning Fotoinhibetering

Från toppen: Faktorer som bestämmer tolerans mot vinterstress Skötsel Genetiskt Miljö Givor Dränering Täckning Arter Ekotyper jord klimat sjukdomar Vinteröverlevnad hos grönytegräs Skydd mot mikrober Cryoprotektorer Organisk reserv Molekulära förändringar köldhärdning Avkänning av låga temperaturer

STERF och the Canadian Turfgrass Research Foundation har finansierat en ny serie på tio texter som handlar om skötsel för bättre vinteröverlevnad. Nu tillgängliga på engelska 3 nu översatta till svenska 23.11.2016 25

Grässarters tolerans mot vinterstress Denna rankning är baserad på försöksytor som inte är besprutade med fungicider! 23.11.2016 26

Grässarters tolerans mot vinterstress Brunven, Agrostis canina När den är köldhärdad mer resistent mot vinterskador än andra vener (Agrostis sp.) Verkar ha en låg andning som härdad och har en excellent tolerans under istäcke (överlevde 119 dagar i vår test 2013) 23.11.2016 27

Grässarters tolerans mot vinterstress Rödsvingel, Festuca rubra Rankad högt beroende på att den har en god resistens mot snömögel jämfört med vener. Skillnade emellan underarter gäller också tolerans mot vinterstress. Tätvuxen svingel (ssp commutata) är den mest motståndskraftiga mot vinterstress jämfört med svingel med korta utlöpare (ssp litoralis or trichophylla) En del populära sorter är mindre toleranta mot vinterstress såsom Ballaire, Calliope eller Barcrown Vi har funnit att rödsvingel inte tål istäcke lika bra som vener och att återetablering av rödsvingel efter vinterskador går långsamt. 23.11.2016 28

Grässarters tolerans mot vinterstress Trampgröe, Poa supina Har endast testats några få år men har rankats högt på Island och i inlandet i Skandinavien. Växer lateral och läker förmodligen mindre fläckar under näringsrika och fuktiga förhållanden. Notera den ljust gröna färgen vilket kan skapa en fläckig golfbana. Överlever kort klippning. Slitagetest på NIBIO Landvik. Photo: T. S. Aamlid 23.11.2016 29

Grässarters tolerans mot vinterstress Krypven / Rödven, A.stolonifera / A.capillaris Dessa är resistenta mot is/vatten/uttorkning (abiotiska vinterskador), men är mindre toleranta mot snömögel (biotiska skador). Särskilt Rödven kan få kraftiga skador av vintersvamp. Det är betydande skillnader mellan sorter. En del norska sorter har visat på en mycket god vinteröverlevnad. 23.11.2016 30

Vitgröe vs krypven, överlevnad Photo by A. Maddocks Fairway torvad med krypven förra hösten Illustration from Dr. Michelle DaCosta s presentation STERF seminar at Gjøvik Nov 2014.

Grässarters tolerans mot vinterstress Kärrgröe (Poa trivialis) Flerårigt rajgrass (Lolium perenne) Dessa gräsarter är inte toleranta mot vinterstress, men några använder frön av dessa arter för att reetablera döda greener. Vitgröe (Poa annua) Denna naturligt förekommande gräsart har en remarkable förmåga att anpassa sig till lokala förhållanden och det finns skillnader I tolerans mot vinterstress. Vitgröe som växer under varierande, kustnära klimat har visat sig ha större resistens mot vinterskador än ekotyper på greener I kallare kontinentalklimat. Förklaringen till detta ligger förmodligen I snötäcke som skyddar mot låga frystemperaturer. Jämfört med andra gräsarter är vitgröe mycket mottaglig för snömögel och all annan vinterstress. 23.11.2016 32

s 100% död flerårig rajgräs, men Poa annua överlevde. Massachusetts, våren 2014. Photo: Michelle DaCosta 23.11.2016 33

Härdning är en förutsättning för att utnyttja den fulla genetiska potentialen hos grönytegräset Bra vinteröverlevnad beror på en kombination av gräsets genetiska egenskaper och Miljöfaktorer som startar upp härdningen av gräsplantan. 23.11.2016 34

Härdning och avhärdning är beskriven i två faktablad från STERF HANDBOOK TURF GRASS WINTER SURVIVAL WARM SPELLS DURING THE WINTER.. Och de kanske kan hjälpa dig att förstå varför vissa fotsteg är skadliga och andra inte 23.11.2016 35

Acklimatisering(härdning) Låga dagstemperaturer och mindre ljus Växande gräsplanta Härdning Avhärdning Plantnivå bladsaftsnivå Cellnivå Blad slutar växa Torrsubstanshalten ökar Energi sparad Ökad temperatur eller energibrist Kolhydrater lagras I tillväxtpunkten och I stolonerna Energireserver byggs upp Membraner omkonstrueras så att vatten kan passera enklare. Produktion of anti-frysprotein och kolhydrater Is bildas huvudsakligen utanför cellen och kristaller inne I cellen är små. 23.11.2016 36

Hur anti-frys proteiner (AFP) reducer kristallstorleken i plantor b-f: Former hos iskristaller under olika koncentrationer av AFP g-j: Extrakt från ickehärdade (NA) och köldhärdade (CA) vinter råg blev snabbfruset vid -50 C och sedan satta att rekristallisera under 8 och 58 minuter vid -7 C. Extrakt från ickehärdade plantor blev större. Extrakt från köldhärdad planta växte inte. Detta bevisar att blad hos köldhärdade plantor av vinterråg innehåller hämmare mot rekristallisering. Griffit & Yaish: Antifreeze proteins in overwintering plants: a tale of two activities. Tends in Plant Science Vol9 No.8 August 2004. 23.11.2016 37

Vänligen gå inte på green vid frost Gräset kan bli skadat!! 23.11.2016 38

Rajgräs L. perenne 23.11.2016 39

Härdning skyddar också plantan mot skadegörare. I vinterråg har man funnit att en del av anti-frysproteinerna också har en snömögelhämmande effekt. Ickehärdade plantor kan producera proteiner som enbart hämmar tillväxten av snömögel. Härdade plantor Ickehärdade plantor Griffit & Yaish: Antifreeze proteins in overwintering plants: a tale of two activities. Tends in Plant Science Vol9 No.8 August 2004. 23.11.2016 40

Hur kan vi förbättra härdningen? Lite man kan göra åt temperaturen, men ljus är en viktig faktor. Motorsåg är ett användbart redskap. Vi har bevisat det! 23.11.2016 41

Höstgivor av gödselmedel Bakgrund: Tradition med höga kalium (K) och järn (Fe) givor American way: «Sen höstgödsel» med kväve Forskningsprojekt 2008-2010 med sen höstgödsling (20 kg N/ha) på 18 Nordiska golfbanor. I huvudsak positive resultat. Är det miljömässigt acceptabelt att använda kväve på senhösten? Lloyd et al 2011. Low-temperature Nitrogen Uptake and Use of Three Cool-season Turfgrasses under Controlled Environments.HortScience 46 (11):1542-1549 23.11.2016 42

NGF/STERF/NRC/NGA/FNG projekt: Optimal applicering av kväve och svavel för bättre vinteröverlevnad hos fleråriga gräs Med tungdpunkt på grönytegräs Förkortat namn: Höstapplikationer Parallella fältförsök på NIBIO Landvik och NIBIO Apelsvoll. Landvik: På en lysimeter för att analysera kväveläckage Apelsvoll: halfa greenen I skugga Lysimeter green där dränvatten kan samlas upp från vart enskild försöksruta 70% ljus reduktion 23.11.2016 43

Experiment över två wintrar 2014-2016 Två gräsarter: Krypven (CB) (Agrostis stolonifera) Vitgröe (AMG) (Poa annua) Etablerat vart år islutet av juni. CB Independence sått med 7g/m2. AMG etablerad med 8 kg hålpipepluggar från Borregaard GC, Sarpsborg (50 år gammal Poa green) 23.11.2016 44

Gödselbehandlingar: Content of nutrients in the six different fertilizers. Treatment N P K Mg Ca S Fe Mn Zn Cu Mo 1. No N 0.00 0.16 0.76 0.08 0.09 0.11 0.011 0.0043 0.0023 0.0005 0.00036 2. Low N 0.40 0.16 0.77 0.08 0.09 0.14 0.011 0.0043 0.0023 0.0005 0.00036 3. Med N 0.80 0.16 0.77 0.08 0.09 0.14 0.011 0.0043 0.0023 0.0005 0.00036 4. High N 1.20 0.16 0.77 0.08 0.09 0.14 0.011 0.0043 0.0023 0.0005 0.00036 5. No S 0.80 0.16 0.77 0.08 0.09 0.0 0.011 0.0043 0.0023 0.0005 0.00036 6. High S 0.80 0.16 0.78 0.08 0.09 1.27 0.011 0.0043 0.0023 0.0005 0.00036 «Hemmagjord» gödselblandning. Mängderna av övriga näringsämnen var tillräckliga även vid höga kvävegivor. De olika kvävenivåerna markerade med röd text. 23.11.201 6 45

Kg N/100 m2 per week Experiment behandlingar i projektet höstgivor av gödsel: Veckovisa givor av flytande gödsel med minskade givor under perioden när lufttemperaturen beräknades minska från 12-1 C 12 C 10 September 0,14 Höstgödsling P.annua & A.stolonifera 1 C 3 December 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

Overview of the AUTUMN APPLICATION experiments Faktorer testede På båda platserna: Arter N-nivå S-nivå WP 1-2 (2014-2016) WP 3-4 (2014-2016) WP6 (2016-2017) Fält experiment Sol versus skugga fält experiment med lysimeter. N-läckage prover prover Lab tester: 1.Resistans mot M.nivale 2. frys resistans 3. Resistans mot kvävning Fullskale demonstration försök på golfbanor baserad på resultat från de vetenskapliga experimenten

Nya data från detta forskningsprojekt NEWS from Autumn application Utan andra referenser. 23.11.2016 48

% disease Sjukdomsutveckling, Apelsvoll hösten 2014. 70% skada versus fullt naturligt ljus % disease 7 6 5 4 3 2 1 % sjukdomar, A.stol under naturliga ljusförhållanden 0 15- sep- 29- sep- 13- okt- 27- okt- 7 6 5 4 3 2 1 % sjukdomar, A.stol. under skuggiga Förhållanden, 0 15- sep- 29- sep- 13- okt- 27- okt- Low N Norm N High N Norm N, no S Norm N, high S % Sjukdomar, Poa, under naturliga ljusförhållanden, 40 35 30 25 20 15 10 5 0 15- sep- 29- sep- 13- okt- 27- okt- % sjukdomar, Poa, under skuggiga förhållanden 40 35 30 25 20 15 10 5 0 15- sep- 29- sep- 13- okt- 27- okt- Low N Norm N High N Norm N, no S Norm N, high S 23.11.2016 49

0-5 Frystolerans (LT 50 ) Effekt av skugga. Genomsnitt över två år December December March March Light Shade Light Shade NEWS from Autumn application -10-15 C -20-25 -30-35 A.stol P.annua 23.11.2016 50

regrowth (mm) 9 Vår återväxt, A.stol, Apelsvoll, 2015 8 7 6 5 4 shade natural light 3 2 1 0 Low N Norm N High N Norm N, no S Norm N, high S 23.11.2016 51

Skuggans effekter på istäcke Konstgjort istäcke: Skörade plantpluggar vakuumförpackades i plastpåsaroch lagrades vid -1 C tills de planterades i krukor. Vi mätte antalet levande skott (första året) och återväxt som % täckning samt torrsubstansen hos bladproduktionen (andra året) i krukorna efter två veckor i tillväxtkammare 18 C, ljus och näringslösning. 2015: antalet levande skott 2016: % grästäcke och DM produktion 23.11.2016 52

Growing number of tillers Growing number of tillers Återväxt efter luftfri behandling ( % turf coverage % turf coverage A.stolonifera 2014/15 A.stolonifera 2015/16 25 20 15 10 5 120 100 80 60 40 20 0 6 8 10 12 14 0 0 6 8 10 12 14 Weeks Weeks Green in natural light Green in 70% shade Green in natural light Green in 70% shade 60 Poa annua 2014/15 120 Poa annua 2015/16 50 100 40 30 20 10 80 60 40 20 0 2,5 3 3,5 4 4,5 0 0 2,5 3 3,5 4 4,5 23.11.2016 53

Sammanfattning: Ljus på hösten är mycket viktig för gräsets vinteröverlevnad. Skugga: Ökar märkbart skadornas omfattning Reducerar frystoleransen hos gräsplantan Ser ut som det har mindre påverkan på skador från istäcke (Luftfria förhållanden) 23.11.2016 54

På fotbollstadium kan härdningen reduceras genom att använda: Skyddande dukar Artificiellt ljus Markvärme Vi har inga försöksdata 23.11.2016 55