Käck, Åsa
Skumplöjning - en gammal teknik med
Delprojekt 1
Intresset för inhemsk odling av trindsäd som åkerböna och ärter har ökat under senare år. För den enskilde lantbrukaren har grödorna ett stort värde som omväxlingsgrödor till spannmål. De ger också ett minskat behov av kvävegödsling till efterföljande grödor tack vare förmågan till kvävefixering. Det totala arealen ärt och åkerböna uppgick 2010 till 36 100 ha. Intresset för åkerböna har ökat starkt och omfattade 13 000 ha varav 50 % producerades ekologiskt (SJV, 2011). Den ekologiska produktionen av ärt var 2700 ha.
En ökad inhemsk odling av trindsäd kan leda till ett minskat behov av importerad soja.
Dagens sojaodling har debatterats flitigt p.g.a. de miljöproblem som är kopplade till odlingen.
Den ekologiska odlingen är i hög grad beroende av baljväxter i växtföjden. I utfodringen av nötkreatur är trindsädesslagen i stort sett utbytbara mot varandra och lantbrukarna står ofta inför valet att odla den ena eller den andra.
Odlingssäkerheten för trindsäd anses sämre än för vårsäd. De båda trindsädesslagen har olika växtsätt och olika krav på klimat och växtplats. En rådande uppfattning är att åkerböna trivs bäst på lerjord i nederbördsrika områden och att ärter trivs bäst i torrare områden på väldränerade jordar (Hammar, 1991). Båda trindsädesslagen odlas dock med varierande resultat i såväl östra som västra Sverige och på olika typer av jordar. Ur växtföljdssynpunkt är det värdefullt att kunna odla fler trindsädesslag. Det var därför intressant att i denna undersökning jämföra odling av ärter och åkerböna till mogen skörd, under samma förutsättningar i samma fältförsök. Resultaten och erfarenheterna från projektet bör kunna ge lantbrukarna bättre underlag vid val av trindsädesgröda och odlingsteknik. Sortförsök i åkerböna respektive ärter har tidigare genomförts i fältförsök i ekologisk odling. Dock har båda trindsädesslagen inte testats i samma försök för att direkt kunna jämföras mot varandra. Däremot har höstvete, rågvete och råg testats i speciella art/sort-försök och där visat på intressanta skillnader mellan arter. (Larsson & Hagman, 2005).
I ekologisk produktion är den ogräskonkurrerande förmågan hos grödorna mycket viktig. Både åkerböna och ärter har här svagheter. Åkerböna anses konkurrera bra under växtsäsongen, men under senare delen av säsongen faller bladen av och det efterföljande insläppet av ljus gynnar ogräs. Åkerböna kan också, vid otjänliga betingelser som torka, bli kort och gles vilket ger svag ogräskonkurrerande förmåga. Ärterna är kortare och dagens bladfattiga ärtsorter ger större ljusinsläpp till ogräsen. Om ärterna dessutom skulle lägga sig, har ogräs stora möjligheter att växa igenom.
En intressant frågeställning i undersökningen var om ärter och åkerböna i blandning med spannmål skulle leda till fördelar vad gäller totalskörd, ogräskonkurrens, angrepp av skadegörare och risk för liggsäd. Tidigare undersökningar med ärter och havre i samodling har visat på positiva effekter (Bengtsson & Larsson, 1988). Om betingelserna ett år missgynnar trindsäden, kan spannmålsgrödan tänkas kompensera för detta, vilket skulle kunna leda till acceptabel totalskörd trots allt. I danska undersökningar med ärt och åkerböna i samodling med kornerhölls samma proteinskörd vid samodling som vid odling av proteingrödorna i renbestånd. Ogräsförekomsten var betydligt lägre vid samodling, liksom sjukdomsangreppen både i baljväxter och i korn, samtidigt var proteinhalten högre i samodlat korn (Hauggard-Nielsen, 2007). Under åren 1973-75 och 1981-85 gjordes omfattande försök med ärter och stråsäd i blandning. Målet var i första hand att studera effekten på stjälk/stråstyrka. Försöken visade, förutom bättre stjälk/stråstyrka, också en ökad totalskörd för blandningen i jämförelse med ärter och vårsäd odlade var för sig (Bengtsson, 1988). I senare studier har man också sett skördeökningar vid samodling mellan åkerböna/vete och åkerböna/majs i jämförelse med odling i renbestånd (Li et al. 1999; Pristeri, et al. 2006), vilket också visats av Djurle (2006). Detta kan bero på att baljväxter är effektivare att fixera kväve från luften i samodlingar vilket gynnar båda växtarterna (Hauggaard-Nielsen et al. 2001).
Alla baljväxter angrips av flera kända patogener och i jämförelse med andra grupper av kulturväxter är baljväxterna särskilt känsliga för just jordburna sjukdomar (Salt & Delaney, 1985, Persson et al., 1997), som kan orsaka stora skördebortfall. I ärt och bönor har vi specifika svåra jordburna patogener med relativt snabba förlopp, ärtrotröta på ärt (Bødker & Larsson, 1993) och olika rotfusarioser på böna (Zimmer & Platford, 1991). I undersökningar som utfördes i ekologiska odlingar av baljväxter av Levenfors et al. (2001), påträffades inte ärtrotröta på åkerböna men på Phaseolus-böna. En frågeställning är om samodlingen med stråsäd påverkar risken för angrepp.
Under senare år har åkerböna, odlade på vissa lokaler i Västergötland, drabbats av kraftiga angrepp av chokladfläcksjuka. Denna epidemi har begränsat tillväxten kraftigt och på så sätt även bidragit till ökad tillväxt av ogräs. (Lerenius& Mellqvist, 2006). Undersökningar pågår för att undersöka sjukdomsförloppet och bekämpning av utsädesburen smitta av bönbladmögel, Ascochyta fabae, (Djurle, 2006). Våra möjligheter att direkt bekämpa baljväxtsjukdomarna är små. Jordburen smitta kan, i princip, endast hållas under kontroll med hjälp av växtföljd. Möjligheterna att välja växtföljd begränsas dock starkt av avsättning för skördarna och tillgång på areal. Det finns rapporter om att havre producerar substanser, avenaciner, som kan begränsa tillväxt av växtpatogener. Därför undersökte vi om samodling med havre skulle kunna vara en alternativ metod för kontroll av jordburna patogener. Det är därför avgörande för odlingsresultatet att risken för angrepp minimeras. I denna undersökning har omfattande studier gjorts med syfte att klarlägga dessa risker.
Syfte
Projektets syfte var att i samma fältförsök pröva två ärtsorter och två sorter av åkerböna med och utan inblandning av stråsäd. Förutom skördenivå och kvalitet undersöktes också grödans förmåga att konkurrera med ogräs, och graden av angrepp av skadegörare. Stor vikt har lagts på
angrepp av svampsjukdomar, som kan vara ett stort problem i trindsädesgrödor.
Målet är att efter genomförda försök, kunna ge ekologiska lantbrukare bättre underlag för att välja det lämpligaste trindsädesslaget för det enskilda fältet, samt att ge svar på frågan om odlingen bör ske i renbestånd eller i samodling med stråsäd.
.
Delprojekt 2, Pollinering
Bakgrund
Pollinering är en viktig ekosystemfunktion i jordbruket som ger skördeökningar i flera av våra grödor. Vildbin (humlor och solitära bin) är de viktigaste pollinatörerna av vilda växter (Linkowski et. al, 2004). I grödor som åkerböna och rödklöverfrö är vildbin de viktigaste pollinatörerna. Vildbin är därmed en nyckelgrupp för ekosystemfunktion och hållbar utveckling i jordbrukslandskapet. En allvarlig trend i Västeuropa och Sverige är att förekomst och mångfald av vildbin minskar. Av de knappt 300 svenska vildbiarterna har nära en tredjedel blivit så sällsynta eller gått så kraftigt tillbaka att de har rödlistats. Minskningen tillskrivs i första hand degradering (hårdutnyttjande eller igenväxning) och fragmentering (habitatsplittring) av vildbins livsmiljöer, orsakade av förändrad markanvändning i det moderna jordbrukslandskapet (Linkowski et. al, 2004).
För att en blomma ska kunna sätta frukt måste pollen överföras till pistillens märke. För att öka sannolikheten till att pollenpartiklar når märket producerar växterna ett överskott av pollen. Produktionens storlek anpassas efter vilket sätt pollen överförs till märket. De vindpollinerande blommorna producerar mycket stora mängder pollen. De mesta blåser bort och bara enstaka pollenpartiklar hamnar, slumpvis, på pistillens märke. De insektspollinerande blommorna producerar mindre mängder pollen eftersom pollenet, med insekternas hjälp, dirigeras till pistillen (Free, 1993).
Hos så kallade självfertila växter kan det pollen som produceras på en plantas ståndare befrukta samma planta. Vissa av dessa växter behöver hjälp av insekter med pollineringen medan andra är självpollinerande (Free, 1993).
De flesta av våra odlade växter t.ex. rödklöver till fröproduktion och många vilda är självsterila och måste korspollineras för att sätta frukt. Det innebär att pollen som kommer från en planta måste överföras till pistiller som kommit ifrån en annan planta. Sådana växter är självsterila (Free, 1993). Korspollinering kan också ge en bättre skörd jämfört med självpollinering även i grödor som är självpollinerande vilket t.ex. gäller för oljeväxter där skördeökningar med 5-20 % uppmätts (Koltowski, 2005; Bommarco, 2010).
Ökat behov av proteinfoder
Den svenska målsättningen är att foder till ekologiskt uppfödda djur ska komma från ekologisk produktion. Det kan vara en konflikt trovärdighetsmässigt att i längden tillåta konventionella fodermedel i ekologisk produktion.
Med kravet på 100 % ekologiskt foder och den ökande efterfrågan på ekologisk mjölk och nötkött växer behovet av inhemskt producerade proteinfodermedel. Behovet av proteinfoder i ekologisk djurhållning uppskattas till ca 53 700 ton 2011. Skörden av proteingrödor i form av åkerböna, ärtor och raps var 2009,ca 18 600 ton (Pedersen & Andresen. 2011). Det visar att det finns ett stort underskott av svenskt proteinfoder. Om de ekologiska djuren i Sverige ska utfodras med enbar inhemskt foder måste arealen med proteingrödor öka med ca 15 000 ha (Pedersen & Andresen 2011).
Odlingssäkerheten för åkerböna är lägre än för spannmål. Det krävs kunskap om lämplig jordart, placering i växtföljden, ogräsreglering, känslighet för skadegörare mm. för att nå bra skördar. Avkastningen är dessutom beroende av bra väder under växtsäsong och i samband med skörd. Åkerböna har en lång växtsäsong. Den behöver 126-143 dagar för att nå full mognad (Eriksson, 2010). Vissa år, om till exempel hösten är regnig, är åkerbönan svår att skörda. En tidig och jämn avmognad är därför viktig
Pollinationsbiologi hos bönor
Åkerbönans (Vicia faba L) blommor är visserligen mer eller mindre självfertila (beroende på sort), men självpollinering förekommer i allmänhet i ringa omfattning. Långtungade humlor är de mest lämpade pollinatörer på grund av åkerbönornas djupa blommor. Korttungade arter besöker växten, men då oftast de s k extraflorala nektarierna (nektarier utanför växtens blomregion, vilket finns bl. a. hos några ärtväxter) eller når blommornas nektar genom att bita hål i blomställningens bas. Enbart polleninsamling förekommer också (Pettersson et al. 2004). Pollensamlande honungsbin och humlor är bra pollinatörer oberoende av tunglängd.
Åkerböna har 50 till 80 blommor per planta men en stor andel av blommorna och även omogna baljor tappas under säsongen. Det är framför allt de tidiga blommorna som sitter längst ner som fälls av. De första baljorna kommer oftast på sjunde och åttonde noden. Det är många faktorer som påverkar baljsättning, näring, vatten, förutsättningar för pollineringen, ljusintensitet etc. Vilken faktor som är begränsande variera troligtvis år från år (Free, 1993).
Effekt av pollinering på skörd
Det finns ganska få undersökningar gjorda med insektspollinering i åkerböna. I mitten av 1900- talet gjordes ett antal försök för att ta reda på hur förekomsten av bin påverkar skörden, antal baljor per planta samt antalet bönor per balja (Free, 1993). Ett led täcktes med nät för att förhindra insektpollinering. I det andra ledet, som också var täckt av nät, sattes bisamhälle in. Det tredje ledet var utan nät. Försöken visade att antalet baljor per planta och antalet bönor per balja var lägst i leden utan tillgång på pollinatörer. Skörden i leden med instängda bin var ungefär 50 % av skörden i ledet utan burar. Liknande undersökningar har utförts i Saud Arabien där liknande resultat erhölls, dvs. lägst skörd utan pollinatörer. Bikupor höjde skörden med 26 %, medan naturliga pollinatörer höjde skörden med 52 % (Ghamdi & Ghamdi, 2003).
Försöken från mitten av 1900-talet visade att åkerbönsplantorna i leden med pollinatörer producerade baljor längre ner jämfört med leden utan pollinatörer (Free, 1993). Var baljorna var placerade på plantan analyserades inte i de försök som genomförts i detta projekt.
Försök gjorda i åkerböna i Danmark i slutet av 1980- och början av 1990-talet visade att insektspollinering gav en genomsnittlig skördeökning på 27 % under en 5-årsperiod. Skördeökningen berodde främst på fler frön per balja (Nätterlund, 2007).
Tillgång på pollinatörer har dessutom visat sig påverka avmognaden. Den blir snabbare och jämnare underlättar därmed för skörd och torkning (Free, 1993).
Syfte
I detta delprojekt avsåg vi att undersöka om effektivare insektspollinering kan öka utbytet. Följande frågeställning undersöktes: Påverkas åkerbönans avkastning, vattenhalt, proteinhalt, tusenkornvikt och grobarhet av förekomsten av pollinatörer?
Delprojekt 1
För att kunna jämföra ärter och åkerböna ingick de båda arterna i samma försök. Två ärtsorter och två sorter av åkerböna, med och utan inblandning av stråsäd, odlades enligt försöksplan (tabell1). Förutom skördenivå och kvalitet undersöktes även grödornas förmåga att konkurrera med ogräs och angreppsgraden av skadegörare. Stor vikt lades på angrepp av svampsjukdomar, som kan vara ett stort problem i trindsädesgrödor.
Försöken lades ut på ekologiskt odlad mark på gårdar som även tidigare odlat trindsäd. Normal standard för dräneringsförhållanden och pH-värde eftersträvades och jordarterna varierade från mullrik sand till måttligt mullhaltig mellanlera.
Tabell 1. L7-660. Försöksår, försöksplatser och jordart
År Försök Gård Ort,län Jordart Anm.
2008 HR 8704 Säm Tanum (O) mmh.ML delvis skördat
2008 HR 8703 Dingle Nat.br.g Dingle (O) mr.Sa skördat
2008 HR 8706 Mosås Örebro (T) mmh.ML skördat, låg skörd, hög cv%
2008 HR 8705 Stjärnsund Askersund (T) mmhML kasserat
2009 HR 9710 Dingle Nat.br.g Dingle (O) mmh.ML skördat
2009 HR 9713 Mosås Örebro (T) mmh.ML skördat
2009 HR 9711 Berg Lysekil (O) mmh.ML delvis skördat
2009 HR 9712 Vanås Knislinge (L) mmhlMo delvis skördat, hög cv%
2010 HR 0710 Dingle Nat.br.g Dingle (O) mmh.ML skördat
2010 HR 0711 Bryngelsgård Grästorp (O) mmh.ML skördat
2010 HR 0712 Helleberga Borensberg (E) nmh.moLL skördat
2010 HR 0713 Sörbnäs Sköllersta (T) mr. moLL skördat
Tolv fältförsök lades ut i södra och mellersta Sverige 2008 -2010 (tabell 1). Varje försök hade fyra upprepningar. Försöksplanen presenteras i tabell 2. Av ärt användes sorterna Faust (SSd) och SW Clara och av åkerböna användes Marcel (SSd) och Paloma (SW). Paloma är vitblommig och har låg tanninhalt i fröet, medan Marcel är brokblommig. Havresorten var SW Belinda. Utsädesmängden i renbestånd var för ärter 100 grobara frön per m2 motsvarande 240 kg/ha och för åkerböna 55 grobara frön per m2 motsvarande 250 kg/ha. I blandsädesleden ersattes 30 % av den framräknade vikten trindsäd med havre motsvarande 70 och 75 kg/ha. Orsaken till att just 30 % inblandning av havre valdes, var att huvudgrödan skulle vara trindsäd, men att inslaget av vårsäd ändå skulle vara betydande.
Tabell 2. L7-660. Försöksplan.
Beteckning Behandling
A. Åkerböna Marcel (SSd)
B Åkerböna Paloma (SW)
C. Åkerböna Marcel (SSd)+ havre SW Belinda)
D. Åkerböna Paloma (SW) + havre SW Belinda
E. Ärter SW Clara
F. Ärter Faust (SSd)
G. Ärter SW Clara + havre SW Belinda
H. Ärter Faust (SSd)+havre SW Belinda
Försöksytorna gödslades på samma sätt som fältet i övrigt. Två fält, Mosås 2009 och Sköllersta 2010, gödslades före sådd med 600 kg Biofer 10-3-1 resp. 40 ton nötflytgödsel. Övriga försök var ogödslade.
Vägning av ogräsbiomassa utfördes då ärterna nått full höjd och åkerbönorna var ca 30 cm höga. Beståndshöjden mättes vid skörd. Gradering av skadegörare gjordes i förekommande fall. Generalprov av matjord togs vid anläggningen. Rutvisa skördeprover av kärna för ts och kemisk analys togs i samband med skörd. Generalprov uttogs och jorden analyseradess på: pH, P-, K- Ca- och Mg-AL, P-HCl och K-HCl, jordart och mullhalt. (Eurofins Food & Agro Sweden AB, Kristianstad). Rutvisa fröprover analyserades avseende ts och tot-N, rymdvikt, tusenkornvikt och proteinhalt. Fröprover från led med blandsäd delades upp på stråsäd, trindsäd och avfall och vikterna bestämdes för respektive fraktion. Arterna vägdes och analyserades var för sig vid Cereallaboratoriet, Svalöv. Om de rutvisa proverna inte räckte till, gjordes viktbestämning och analys ledvis med hjälp av de extra provpåsar som medföljde.
Gradering av missfärgade rötter i ärt och åkerböna
Gradering av sjukdomsangrepp på rötterna utfördes i samtliga försök början av juli, under baljsättningen, då utvecklingsstadiet för ärt varierade mellan 72- och 77 enligt Feller et al. (1995) och mellan 63-77 enligt Weber & Bleiholder (1990) för åkerböna på de olika försöksplatserna. Tio plantor av ärt respektive åkerböna uttogs slumpvis i varje parcell. Rötterna grävdes upp och sköljdes. I ärt bedömdes andelen missfärgade rötter med tydliga symtom av ärtrotröta (A. eutheiches) nedsänkta i vatten, och i åkerböna bedömdes andelen missfärgade rötter. Skadenivån på rötterna delades in i sex klasser enligt Persson et al. (1997); (0) inga symtom; (10) upp till 10 procent av rotytan missfärgad; (25) 50 procent av rotytan missfärgad; (50) hela rotsystemet missfärgat; (75) rötter och gröna delar av epikotylen missfärgad; (100) plantan död. Bestämningen gjordes i fält eftersom åkerbönans rötter mörknar efter upptag. Ett medelvärde för sjukdomsindex för varje behandling (SI) i en skala mellan 0 (frisk planta) och 100 (max angrepp) beräknades för varje behandling enligt följande formel:
där Xi är antalet plantor i varje klass och n är antal avlästa plantor.
Bestämning av bladfläckar på åkerböna
En rad olika svampsjukdomar angriper åkerbönans blad; Chokladfläcksjuka(Botrytis fabae), bönbladmögel (Peronospora viciae), bönfläcksjuka (Asochyta Fabae) och bönrost (Uromyces appendiculatus). För att säkerställa angreppen av chokladfläcksjuka i ett tidigt skede, innan symptomen är synliga, utvecklades en DNA baserad kvantitativ PCR- metod under 2008. Bladprover samlades in från några av försöken varje vecka under juli och augusti och förvarades i frys innan DNA- analys utfördes.
Tabell 3. Klassindelning för angripna blad.
Klass 0 1 2 3 4 5 6 7
Procent angripen bladyta 0 < 1.0 1-5 5-10 11-25 26-50 >50 Vissna
En okulär graderingsmetod av bladfläckar utvecklades i samarbete med Cecilia Lerenius, Jordbruksverket, Skara där skadenivån på plantorna klassificerades individuellt enligt tabell 3. Ett sjukdomsindex (SI) beräknades enligt följande formel:
Utveckling av PCR-metod för detektion och kvantifiering av B. fabae på blad från åkerböna
Bladprover samlades in veckovis av försöksutföraren, och förvarades i frys.
En metod baserad på s.k. realtids-PCR har utvecklats för detektion och kvantifiering av B. fabae på blad från åkerböna. Analysen består av följande steg:
1. Homogenisering av prov då samlingsprov ska undersökas
2. Extraktion av DNA (från samlingsprov eller från enskilda blad)
3. Rening av DNA
4. Amplifiering, detektion och kvantifiering av en gen hos B. fabae
DNA-extraktion och rening
Ett kommersiellt kit för extraktion av DNA har använts (E.Z.N.A. SP Plant DNA Miniprep Kit, Omega Bio-Tek). Under 2008 undersöktes samlingsprov. Frysta blad från åkerböna mixades och 2 g vägdes in i 50 ml rör. 10 ml CTAB och 30 μl Proteinase K tillsattes och proven inkuberades roterande minst 2 h i 60°C. Under 2009 och 2010 undersöktes enskilda blad. Totalt tre blad från varje provtagning vägdes in separat. 5 ml CTAB och 15 μl Proteinase K tillsattes och proven inkuberades roterande minst 2 h i 60°C. Därefter följde båda provtyperna samma protokoll. Efter 5 min centrifugering vid 1750 xg överfördes 1 ml av supernatanten till ett nytt 1.5 ml rör och 5 μl RNase tillsattes. Proven inkuberades sedan 15 min i 60°C följt av centrifugering under 1 min vid max hasighet. 600 μl supernatant blandades därefter med 210 μl SP2 och inkuberades 5 min i 4°C. Efter 10 min centrifugering vid 10 000 xg blandades 400 ml av supernatanten med 600 ml SP3 i ett nytt eppendorfrör. Sedan överfördes 650 μl av mixen till en microkolonn (blå) som centrifugerades 1 min 10000 x g.
Detta upprepades med resterande volym efter att uppsamlingsröret tömts. Kolonnen flyttades till ett nytt rör och 650 ml SPW tillsattes. Efter 1 min centrifugering vid 10 000 xg tömdes uppsamlingsröret och reningssteget upprepades. Därefter flyttades kolonnen till ett nytt uppsamlingsrör och centrifugerades 2 min >10000 x g (max). DNA eluerades i 100 ml förvärmd (60°C) EB buffert genom 1 min centrifugering vid 10000 xg efter 3-5 min inkubering i rumstemp. För att ta bort ämnen som kan störa PCR-reaktionen renades sedan extraktet med Wizard DNA Clean-Up System (Promega).
PCR
Primrar och prob
Ett primer/prob-set utvecklat av Suarez et al. (2005) har använts för amplifiering och detektion av en sekvens hos B. fabae (tabell 4). Primerparet amplifierar en sekvens på motsvarande 86 bp i genen för β-tubulin hos B. cinerea.
Tabell 4. Sekvenser för primrar och prob.
Primer/prob Sekvenser
Bc1F 5’-GTTACTTGACATGCTCTGCCATT-3’
Bc1R 5’-CACGGCTACAGAAAGTTAGTTTCTACAA-3’
Bc1P 5’-ATTTTGGCAGATTGATTACAGGGCAAACTTACA-3’
Realtids-PCR med TaqManMGB-prob
Samtliga analyser med realtids-PCR utfördes på en 7300 Real Time PCR System från Applied Biosystems i en totalvolym på 25 ml. Reaktionen bestod av 1 x TaqMan Universal PCR Mastermix (Applied Biosystems), 0.6 mM av varje primer, 0.2 mM av proben samt 5 ml DNA extrakt. Förhållandena för realtids-PCR-reaktionen visas i tabell 5.
Tabell 5. Temperaturprotokoll för realtids-PCR analysen
Process Tid (min:s) Temperatur (°C)
Denaturering 10:00 95
Amplifiering 45 cykler 00:15 95
01:00 60
Kvantifiering
Standardkurvan som användes för kvantifiering av mängden DNA i okända prover baserades på en plasmid innehållande den B. fabaespecifika målsekvensen som beställdes från Eurofins MWG Operon (Germany). Sekvensen som klonades visas i tabell 6. En 10-faldig spädningsserie av plasmidextraktet analyserades därefter i tre replikat med realtids-PCR och resultatet användes för att beräkna mängden specifikt DNA i okända prover.
Tabell 6. Sekvensen på 100 bp som ligerats in i plasmiden som i sin tur sedan har använts som standard.
AACGGTCGTTACTTGACATGCTCTGCCATTTTGTAAGTTTGCCCTGTAATCAATCTGCCAAAATCTTGTAGAAACTAACTTTCTGTAGCCGTGGTAAGGT
Statistisk bearbetning av resultaten
För sjukdomarna analyserades resultaten för ärt och åkerböna var för sig eftersom det är olika sjukdomar som angriper grödorna. En blandad linjär modell användes med sort, odlingssätt (renbestånd eller samodling) och försöksplats samt samspelet mellan dessa faktorer som fixa faktorer och block (plats) som slumpmässig faktor. Om inga signifikanta samspel hittads mellan de fixa faktorerna redovisas inte samspelen. Parvisa tester med Tukey´s HSD- metod användes för att identifiera skillnader mellan enskilda medelvärden om p<0,05. Data analyserades i JMP 9.0 (SAS Institute, 2010).
Delprojekt 2, Pollinering
Material och metoder
Varje fältförsök bestod av tre behandlingar:
A. Inga pollinatörer
B. Humlor
C. Normal pollinering
Försöksdesignen var ett randomiserat blockförsök med fyra upprepningar. Alla fyra försöken lades ut i befintliga fält med åkerböna. Försöksplats, sort, utsädesmängd, så- och skördetidpunkt redovisas i tabell 1. Åkerbönan var sådd på 12,5 cm radavstånd. Samtliga försöksplatser ogräsharvades efter uppkomst.
I behandling A (inga pollinatörer) stängdes pollinatörer ute genom att en bur, tömd på pollinatörer, placerades över åkerbönorna. I behandling B placerades också burar över åkerbönorna och inne i varje bur sattes ett humlebo bestående av 30-40 jordhumlor, Bombus terrestris, (Biobasic, Laholm) för att erhålla optimal pollinering. Behandling C hade inga burar för att efterlikna normala fältförhållanden.
Burar byggdes upp på plats i juni strax innan blomning . De var 2,70 x 9x1,30 m och täckta av ett finmaskigt nät upp (maskstorlek 1,35*1,35 mm). När åkerbönan var i begynnande blomning sattes humlebona ut. I burarna placerades även vattenskålar som försedde humlorna med vatten. Burarna monterades ner i mitten av augusti.
Skörd, grobarhet, tusenkornvikt och proteinhalt och vattenhalt i frö mättes rutvis i alla försök utom tre, år 2008 (HR 8901, HR 8903 och HR 8902). I de tre försöken uttogs ledvisa samlingsprov för bestämning vattenhalt och tusenkornvikt och statistisk bearbetning av dessa parametrar var därför inte möjlig, övriga parametrar analyserades rutvis. Analyserna utfördes på Svenska Cereallaboratoriet,, Svalöv. Från varje ruta plockas 20 plantor och antal baljor och antal frö per balja graderades. Höjden på plantorna vid skörd uppmättes rutvis.
Resultaten bearbetades statistiskt med ”Mixed procedure model” i SAS (Statistical Analysis System).
Sammanfattning av del 1.
En försöksserie med 12 fältförsök genomfördes under perioden 2008-2010 i Bohuslän, Närke, Västergötland, Östergötland och Skåne. Två sorter av åkerböna Marcel (Ssd) och Paloma (SW) och två sorter av ärt. SW Clara och Faust (Ssd), jämfördes med och utan inblandning av havre odlade till mogen skörd. Havreinblandningen av sorten SW Belinda i samodlingen utgjorde 30% av den framräknade utsädesmängden för trindsäden i renbestånd.
I undersökningen lades stor vikt vid att bestämma förekomst av missfärgade rötter i ärt och åkerböna samt att följa sjukdomsutvecklingen av chokladfläcksjuka i åkerböna. . Gradering av sjukdomsangrepp, dvs. missfärgning av rötter, utfördes i alla behandlingar i samtliga försök i början av juli under baljsättningen. En rad olika svampsjukdomar angriper åkerbönans blad. För att säkerställa angreppen av chokladfläcksjuka (Botrytis fabae) i ett tidigt skede, innan symptomen är synliga, utvecklades en DNA baserad kvantitativ PCR-metod under 2008. Bladprover samlades in från några av försöken varje vecka under juli och augusti och förvarades i frys innan DNA- analys utfördes.
Ärt drabbades hårdare av viltskador än åkerböna. I tre av de elva genomförda försöken kunde inte ärterna skördas p.g.a. viltskador, medan åkerbönan tröskades utan problem. Resultatet av de skördade försöken visade en relativt likartad skördenivå för ärt och åkerböna (3600-4500 kg/ha), sett som ett genomsnitt av de försök som skördats. Stora skillnader kan dock konstateras i enskilda försök, skördarna varierade mellan 200-4000 kg/ha för ärt och 500-6000 kg/ha för åkerböna. Proteinskörden var högst för åkerbönsorten Paloma odlad i renbestånd med 950 kg/ha.
Vid samodling med havre tenderade totalskörden att öka med ca 400-500 kg/ha för samtliga sorter av ärt och åkerböna, men proteinskördarna blev lägre (500-800 kg/ha) p.g.a. havrens lägre proteinhalt. Inblandning av vårsäd visade en tydlig tendens till att minska ogräsmängden i både ärt och åkerböna med 37 respektive 32%.
Resultaten av sjukdomsgraderingarna visar att sjukdomsindex (SI) av rotangrepp i åkerböna tenderade att variera mer mellan år än mellan försöksplatserna samma år. I ärt var variationen stor även mellan försöksplatserna samma år vilket tyder på att rotangreppen i åkerböna är årsmånsberoende medan angreppen i ärt är mer platsberoende. I vissa fall kan dock platsen spela stor roll för rotangreppen i åkerböna som visades på en av försöksplatserna 2010. Där var angreppen var dubbelt så höga jämfört med övriga platser samma år. Rotangreppen kan inte minskas genom sortval eller odlingssätt, dvs. renbestånd eller samodling med havre (SW Belinda) och andel inblandning som använts i vare sig ärt eller åkerböna. Båda arterna visar liknande mönster för hur skördenivån påverkas av angreppens styrka. Skörden kan variera trots låga sjukdomsangrepp, som andra faktorer styr över såsom väderlek. Den högsta ärtskörden på 4843 kg/ha hittades på försöksplatser med låga rotangrepp, SI<10. När angreppen ökar (SI>20 i åkerböna och SI>40 i ärt) sjönk i regel skördarna, men det fanns undantag med höga skördar trots höga angrepp i båda arterna.
Vid jämförelse av sjukdomsindex på de olika försöksplatserna i de båda grödorna finns tecken på att vissa platser har högt SI i en gröda med inte i den andra. Detta visar att olika svampar angriper åkerböna respektive ärt vilket också tidigare visats. Behovet av att analysera jorden för innehåll av jordbundna patogener är stort.
Utvecklingen av bladfläckar varierade mellan år och försöksplats. Resultaten visar att angrepp av bladfläckar inte kan reduceras genom val av sort eller odlingssätt. Med den utvecklade real-tids PCR-metoden är det möjligt att upptäcka chokladfläcksjuka innan angrepp är synliga. Tekniken ger unika möjligheter att studera hur angreppet utvecklas i olika bestånd och sorter.
Sammanfattning av delprojekt 2 Pollinering
Under tre år, 2008 – 2010, genomfördes 12 försök i syfte att undersöka hur förekomst av pollinatörer påverkar åkerbönans avkastning, proteinhalt, tusenkornvikt, grobarhet samt vattenhalt vid skörd.
Varje fältförsök bestod av tre behandlingar:
A. Inga pollinatörer
B. Humlor
C. Normal pollinering
Försöken visar en skördeökning, i enskilda försök, mellan 1 - 52 % vid förekomst av pollinatörer. Ett medeltal av skörden från 12 försöksplatser under åren 2008, 2009 och 2010 visar att avkastningen är signifikant högst i behandlingen med normal pollinering och signifikant lägst i behandlingen utan pollinatörer. Skillnaden i skörd mellan leden utan pollinatörer och normal pollinering är 21 %. Både antalet baljor per planta och antalet bönor per balja ökar vid insektspollinering.
Avkastningen påverkas även av tusenkornvikten. Tusenkornvikten är i medeltal högst (467,7 g) i ledet med humlor och lägst (449,9 g) i ledet utan pollinatörer. Ledet med humlor skiljer sig signifikant från övriga led. I de enskilda försöken har det varierat mellan leden vart den största respektive lägsta tusenkornvikten har erhållits. Det tyder på att andra faktorer, som till exempel vatten och ljusintensitet, också påverkar tusenkornvikten.
Ett medeltal visar högst grobarhet i behandlingen med normal pollinering och lägst utan pollinatörer. Skillnaderna är nästan signifikanta med p= 0,0504.
Proteinhalten varierade mellan försöksplatserna. I medeltal var proteinhalten lägst i ledet utan pollinatörer, dock var skillnaderna mycket små och inte signifikanta.
Vattenhalten var signifikant högst i behandlingen utan pollinatörer och lägst i ledet med normal pollinering. Det skiljer 5 % mellan ledet utan pollinatörer och ledet med normal pollinering. Ledet utan pollinering har haft högst vattenhalt i varje enskilt försök utom två, Ed 2008 & Tun 2010. Där var det högst vattenhalt i ledet med humlor. Skillnaderna mellan leden i de försöken var dock mycket små.
Vid jämförelse av ledet utan pollinatörer med ledet med naturlig pollinering kan följande slutsatser dras:
God tillgång till pollinatörer vid blomning påverkade:
Avkastningen, som ökade med i medeltal 21 %
Antalet bönor per planta, som ökade med i medeltal 23 % (från ca 23 till ca 28 stycken)
Vattenhalten vid skörd, som blev 5 % lägre eftersom avmognaden blir snabbare och jämnare
Grobarheten, som förbättrades med ca 8 %
Tillgång på pollinatörer påverkar inte:
Proteinhalt
Tillgång på pollinatörer har viss påverkan på:
Tusenkornvikten