Hansson, David
Miniträda och mellangröda - en ny strategi mot nattskatta, bägarnattskatta och frilevande nematoder i en ekologisk växtföljd med potatis, morot och lök
MOTIVERING
Inledning
Nattskatta och bägarnattskatta betraktas som några av de allvarligaste ogräsproblemen i radodlade grönsaker. Båda arterna bildar en långvarig fröbank, vilket ställer krav på långsiktiga lösningar. I både ekologisk och integrerad produktion är det därför nödvändigt att utveckla strategier som omfattar både indirekta och direkta bekämpningsåtgärder i växtföljden. I ekologisk produktion är det kostnaderna, för framförallt handrensning, som begränsar lönsamheten i odlingen. I integrerad odling är det bristen på godkända herbicider som anses hota den svenska produktionen av bl.a. lök och morot. I detta projekt vill vi utvärdera effekten av en växtföljd som erbjuder möjlighet till såväl passiv (hindrad fröspridning) som aktiv (stimulerad uppkomst) reducering av fröbanken. Genom att bl.a. inkludera miniträda (falska såbäddar som utförs under högsommaren) under två år, i en femårig växtföljd. Miniträdan genomförs efter tidigt skördade grönsaker respektive efter helsädesskörd av råg. Genom användandet av ettårig vall, mellangrödor och höstsådd spannmål som ”konkurrenskraftiga avbrottsgrödor”, skapas ytterligare möjligheter för effektiv bekämpning av nattskatta/bägarnattskatta i ekologiska odlingssystem med potatis, morot och lök. Inom projektet undersöks om denna växtföljd även minskar populationen av frilevande nematoder.
Syfte, mål, frågeställning och relevans
Projektets syfte är att utvärdera ett nytt odlingssystem i ekologisk produktion som är designat för att tillgodose behovet av effektiv odling av grönsaker på friland samtidigt som ogräsen, framförallt nattskattorna och frilevande nematoder hålls på en acceptabel nivå. Målet med projektet är att i en ekologisk växtföljd undersöka hur en ny ogrässtrategi med miniträda under högsommaren och en mellangröda på sensommaren påverkar 1) svårbekämpade annuella ogräs som nattskatta samt perenna ogräs och 2) förekomsten av frilevande nematoder.
Huvudhypotesen är att en växtföljd, med radodlade grödor i kombination med höstsådd spannmål, mellangrödor och ettårig vall, som tillåter såväl passiv som aktiv reduktion av nattskattans och bägarnattskattans fröbank är tillräcklig för att hålla nere dess populationer.
Delhypoteser: a) Ogräsharvning i form av falska såbäddar (miniträda) vid en tidpunkt när nattskattornas frön är som mest groningsvilliga (slutet av maj till slutet av juli) bidrar till att tömma fröbanken (aktiv reducering). b) Odling av konkurrensstark höstsådd gröda som råg och rågvete respektive konkurrensstarka mellangrödor och ettårig vall bidrar till att tömma fröbanken genom att minimera rekryteringen av frön till fröbanken (passiv reducering).
Genomförs detta projekt bör följande resultat kunna presenteras för näringen:
i) en strategi för effektiv bekämpning av två arter nattskatta, som idag är problemogräs, med tanke på ogräskonkurrensen, potatisbladmögel och torrfläcksjuka, i både ekologisk och konventionell produktion.
ii) en ekonomisk och realistisk växtföljd som ger möjlighet till effektiv bekämpning av nattskatta genom "aktiva" och "passiva" metoder.
iii) en effektiv kontroll av andra annuella ogräs utöver nattskatta samt perenna ogräs.
iiii) kunskap om vilken effekt som denna växtföljd, med har med miniträda och mellangröda, har på frilevande nematoder.
Bakgrund
Nattskatta (Solanum nigrum) har sedan länge setts som ett problemogräs i radodlade grödor, medan bägarnattskatta (S. physalifolium) först under de senaste decennierna etablerat sig som ett allvarligt ogräsproblem i södra Sverige särskilt i radodlade grödor med låg konkurrens såsom potatis, sockerbetor, majs och morot. Sen sådd/sättning gynnar nattskattorna som fordrar relativt hög groningstemperatur. De har grunda rotsystem som gynnas av bevattning.
Bägarnattskattan utgör ett problem inte bara genom konkurrensen med grödan utan också genom att den kan angripas av och uppföröka potatisbladmögelsvampen (Phytophthora infestans) (Andersson et al., 2003; Grönberg et el., 2012). Det har visat sig att uppförökningen av bägarnattskatta kan selektera fram aggressivare populationer av potatisbladmögel med kortare latenstid och ökad sporulering (Andersson et al., 2003). Kontrollen av bägarnattskatta utgör därför en viktig del i strategier för integrerad bekämpning av potatisbladmögel. Båda arterna kan även angripas av och sprida torrfläcksjuka (Alternaria solani, A. alternata). Torrfläcksjukan är en allvarlig potatissjukdom som ökat under de senaste åren. Vårt klimat förutspås bli varmare i framtiden och detta kan medföra att bägarnattskattans utbredningsområde utvidgas norrut (Eckersten et al., 2007).
Båda arterna av nattskatta är vårgroende. Groningsvila induceras av höga temperaturer under juli-augusti. Denna groningsvila bryts av låga temperaturer på senhösten. I ett försök med nattskatta i sockerbetor utfördes falska såbäddarna i mitten av april, vilket inducerade nattskattorna till att gro (Hansson & Svensson, 2007). Groning och uppkomst är normalt som störst under perioden slutet av maj till mitten av juli (Taab & Andersson, 2009a). Optimal temperatur för groning hos nattskatta är 26-30 °C (Taab & Andersson, 2009b), vilket förklarar den sena uppkomsten i fält (personlig observation). Det höga temperaturkravet medför att nattskattorna gynnas av grödor som sås sent med stort radavstånd och som ej är konkurrens-kraftiga. Även bevattning, vilket är vanligt i odling av grönsaker och potatis, gynnar de båda ogräsen eftersom det skapar bra förhållanden för både groning och tillväxt. Framförallt bägar-nattskatta, som har ett grunt rotsystem (Wuolo, 2003), gynnas av bevattning. Goda tillväxtför-hållanden med liten konkurrens bidrar till att nattskattorna kan bygga upp en stor reserv av långlivade frön i marken, vilket är speciellt uttalat i radsådda grödor. I motsvarande grad missgynnas arterna av höstsådda grödor som har ett kraftigt och konkurrenskraftigt bestånd vid tidpunkten för nattskattornas uppkomst. Även en tidigt vårsådd och konkurrenskraftig gröda som korn och havre kan förväntas hämma nattskattornas uppförökning.
Kontrollen av nattskatta/bägarnattskatta i ekologisk odling sker till stor del med hjälp av mekaniska och manuella åtgärder, och med herbicider och hackning i integrerad odling. I båda typerna av odlingssystem finns ett mycket stort behov av effektiva kontrollstrategier som utnyttjar både indirekta åtgärder, som varierad växtföljd med konkurrensstarka grödor, och direkta åtgärder t.ex. i form av miniträda (falska såbäddar).
I beskrivningen av projektet använder vi oss av begreppen ”aktiva” och ”passiva” åtgärder för att reducera fröbanken. Med passiva åtgärder menas här att vi, genom att odla huvudgrödor och mellangrödor som missgynnar nattskattorna, hindrar eller minskar fröproduktionen och därmed nyrekryteringen till fröbanken. Genom att frön äts upp eller bryts ner så reduceras fröbanken. Aktiva åtgärder innebär att vi stimulerar groningen av frön genom olika former av jordbearbetning, för att sedan döda dem vid en senare överfart. Detta kan ske genom att tillämpa falska såbäddar i form av miniträda. Viktigt vid denna typ av aktiv reducering av fröbanken är att bearbetningen sker vid rätt tidpunkt, d.v.s. när fröna är som mest groningsvilliga och det finns fukt i marken. Utöver miniträdan bör även radhackning, radhackning med fingerhjul, kupning och handhackning/handrensning vara aktiva åtgärder som reducerar fröbanken av nattskatta. I den föreslagna mångsidiga växtföljden försöker vi maximera kontrollen av nattskattorna i kulturer med stora radavstånd genom att kombinera aktiva åtgärder (miniträda) efter tidig skörd av grönsaker eller helsäd med passiva åtgärder (mellangrödor, höstsådda grödor och ettårsvall).
I Sverige begränsas skördeförlusterna hos morot genom att reducera antalet nematoder i jorden innan moroten sås. Reduceringen uppnås genom en god växtföljd där grödor, som inte är värdväxter för nematoden Meloidogyne hapla, odlas före morötterna (Rölin, 2003). Faktorer som påverkar populationsstorleken av M. hapla är växtföljd, ogräsförekomst, jordtemperatur samt markfuktigheten. Den sistnämnda faktorn ger till följd att skador främst förekommer på lätta jordar.
Både förfrukten och eventuell mellangröda kan påverka nästa huvudgrödas skörd både positivt och negativt. De lämnar olika mängd kväve i marken och kan påverka skördens storlek positivt genom att förbättra markens struktur och mullhalt. Förfrukten och mellangrödan kan också vara bärare av sjukdomar och skadegörare som överförs och påverkar efterföljande gröda negativt, men kan också reducera problem med markskadedjur och skadliga mikroorganismer.
Så gott som alla korsblommiga växter innehåller glukosinolater som vid nedbrukning i marken kan hydrolyseras av enzymet myrosinas till isotiocyanat, ett ämne som verkar sanerande i marken (Brown & Morra 1997; Fahey et al. 2001). Saneringseffekten beror på flera faktorer varav de viktigaste är storleken på biomassa¬produktionen, glukosinolaternas typ och koncentration.
Vitsenap och oljerättika som mellangröda har visat sig reducera antalet betcystnematoder (Olsson 2009), och olika sorter av oljerättika är framtagna och klassificerade efter deras egenskaper mot betcystnematoder. Men effekten på frilevande nematoder är begränsad (Albertson Juhlin 2011).
Växtparasitära nematoder är beroende av tillgången på lämpliga värdväxter under växt-säsongen. Ett stort problem med frilevande nematoder är att resistenta sorter inte är tillgängliga och endast ett fåtal icke-värdväxter är kända. Dessutom är de flesta ogräs utmärkta värdväxter för dessa nematoder. Långvarig svartträda kan vara ett effektivt sätt att minska populationer av växtparasitära nematoder (Hallmann et al. 2005), men detta är inte en hållbar lösning ur miljösynpunkt med tanke på de negativa effekterna rörande växtnärings-läckage, erosion och mullhaltssänkning. På nematodinfekterad mark, eller för att förebygga uppförökning av nematoder, måste odlarna i stället välja grödor och mellangrödor, dvs. en växtföljd som inte uppförökar de nematoder man vill undvika.
MATERIAL OCH METOD
I en femårig mångsidig ekologisk växtföljd med huvudgrödorna; färskpotatis, morot, lök, råg och rågvete i kombination med mellangrödor och vall utvärderas hur nattskattans population förändras under växtföljdsomloppet. Motivet till att vi har valt en relativt kort växtföljd i detta projekt är att odlare med frilandsgrödor sällan anser sig har råd till långa växtföljder ur ekonomisk synpunkt.
Alla grödor i växtföljden odlas under projektets tre år i ett radomiserat fyrblocksförsök, enligt principen ”alla grödor varje år” (se Bilaga 1). På så sätt minimeras effekten av olika årsmåner jämfört med om endast en gröda odlas per år i växtföljden. Försöket kommer att förläggas på en försöksplats i östra eller södra Skåne med konstaterat problem med nattskatta. Kostnad för detta försök beräknas till ca 853 000 kr för år 2014. För att få säkrare och mer generalliserbara rekommendationer om denna bekämpningsstrategi mot nattskatta har medel sökts från SLF.
Ogräspopulationens utveckling, främst nattskattorna, i denna växtföljd kommer att jämföras med populationen i odlarens egen ordinarie växtföljd, på samma fält där försöket ligger. Genom uttagning av jordprov på olika djup under mitten av juni månad varje försöksår bedöms nattskattornas populationsutveckling via fröbankens storlek och vitalitet. Fröbanksprover tas på 0-5, 5-15 respektive 15-25 cm djup. Fröbanksproverna kan ge svar på vilka bekämpningsmetoder i kombination med grödorna som har störst reducerande effekt på fröbanken i växtföljden.
Parallellt med förändringen i nattskattornas fröbank sker ogräsräkning/ogräsavläsning i de olika försöksleden för att bedöma de enskilda bekämpningsåtgärdernas effekt mot nattskatta och andra ogräs. Detta utförs vid 3-4 tillfällen under varje odlingssäsong. För att möjligöra en ekonomisk utvärdering av växtföljden kommer skördens storlek och yttre kvalitet översiktligt att bedömas. Detta sker även med tanke på att mekaniska bekämpningsmetoder såsom radhackning med fingerhjul och kupning ingår i försöket. I växtföljden bekämpas ogräset främst genom mekaniska metoder och de ogräs som överlever handrensas i morot och lök.
I försöket studeras de frilevande nematoderna populationsutveckling. I växtföljden finns bl.a. morot, lök och potatis, vilka kan uppföröka nematoder. Vi kommer därför att undersöka möjligheten att ha sanerande mellangrödor mot nematoder i växtföljden. Det innebär att det varje vår kommer att tas prov på förekomsten av frilevande nematoder i varje parcell.
Projektet bör helst pågå under fem år (3+2 år) för att se hela växtföljdens potential och dess påverkan på nattskattornas ogräsbank. Värdefulla resultat kommer att erhållas inom den treåriga period som ansökan omfattar, men vi kommer att söka medel för att följa hela växtföljdsomgången från olika finansiärer.
Försöken föreslås genomföras i samarbete med HS Kristianstad, Mattias Zetterstrand och Per Modig, som har stor erfarenhet av växtflöjdsförsök och ekologisk grönsaksproduktion. Föreslagna försöksplatser/försöksvärdar: Nicklas Göransson Köpingehus lantbruks AB (Nära Helgegården, HS Kristianstad) nordöstra Skåne alternativt vid Borrby nära Sandby gård HS Kristianstad, sydöstra Skåne. Båda försöksplatserna har problem med nattskatta. Till projektet knyts en referensgrupp med odlare, rådgivare och forskare (se rubrik ”Samarbete med”).
Försöksplan i det femåriga försöket (se även Bilaga 1):
År 1. Färskpotatis, Miniträda i juli + Mellangröda* sås ca 1 aug (t.ex. Sarepta senap, Vitsenap, Oljerättika, Facelia, Bovete) **)
År 2a. Lök, Råg + Insådd av vall (Sådd av råg och vall sker strax efter skörd av lök)
År 2b. Morot, Råg + Insådd av vall (Sådd av råg och vall sker strax efter skörd av morot)
År 3. Råg, Helsäd eller till tröskmognad där vallen putsas, Miniträda i juli + Mellangröda*
sås ca 1 aug (t.ex. Sarepta senap, Vitsenap, Oljerättika, Facelia, Bovete). Första försöksåret korn med insådd av vall **)
År 4a. Morot, Rågvete + Insådd av vall (Vallen sås på våren år 5 med CMN- långfinger-harv)
År 4b. Lök, Rågvete + Insådd av vall (Vallen sås på våren år 5 med CMN- långfinger-harv)
År 5. Rågvete till tröskmognad eller som helsäd. Vallen växer vidare efter tröskningen och skördas eller putsas med t.ex. betesputs. Första försöksåret havre med insådd av vall **)
Kommentarer till försöksplanen:
* Sanerande mellangrödor mot frilevande nematoder p.g.a. potatis, morot och lök i växtföljden (Julin 2010).
**) Mellangröda resp. vall skördas eller putsas med t.ex. en betesputs i slutet av oktober. Därefter bearbetas jorden grunt, med t.ex. jordfräs, tallriksredskap. På våren plöjs eller djupbearbetas marken, för att snabbt få upp jordtemperaturen.
***) Parcellstorlek: Parcellbredd ca 12 m och längd ca 20 m (lök och morot ca 6 m breda).
I bilaga 1 anges bekämpningshypotesen för varje år i växtföljden.
TIDSPLAN
Projektet planeras pågå under 3 år med start 1 februari 2014. Slutredovisning av
projektet sker februari 2017. Fältförsöket kommer att utföras under 2014-2016.
KOMPETENS INOM PROJEKTET
Forskare David Hansson (AgrD), Institutionen för biosystem och teknologi, som har doktorerat på SLU Alnarp, har arbetat i gränszonen mellan teknologi och biologi med tillämpning inom ogräsbekämpning under många år. Han har under de senaste åtta åren varit projektledare i tre projekt som utformats enligt forskningsmetodiken ”deltagardriven forskning” och som finansierats av Jordbruksverket. Forskningen har genomförts ute hos odlare. Han har under många år bedrivit forsknings- och försöksverksamhet inom området ekologisk produktion.
Lars Andersson
Disputerade år 1995. Därefter har han fortsatt att forska och undervisa vid SLU. År 1999 blev Lars docent och år 2010 befordrades han till professor. Han har under flera år studerat bägarnattskattans och nattskattans groningsegenskaper och fenologi, bland annat som handledare för en doktorand. Sedan år 2012 är Lars samverkanslektor i växtproduktion med fokus på ogräs.
Sven-Erik Svensson, Universitetsadjunkt, (Civilingenjör). Han har under många år bedrivit undervisning och försöksverksamhet inom områdena fältmaskiner för jordbruk och trädgårdsodling samt ogräsbekämpning i integrerad och ekologisk produktion.
Jan-Eric Englund, Universitetslektor i statistik. Har under många år arbetat med försöksdesign och fungerar som statistisk expert i projektet.
EKONOMI
Den totala kostnaden för projektet om försöket läggs ut på 1 försökplats (löner, Lkp, OH-kostnader, försökskostnader, resor etc.) beräknas till; 853.400 kr för år 2014, 869.400 kr för år 2015 och 884.700kr för år 2016. De ökade kostnaderna för 2015 och 2016 består främst av ökade lönekostnader.
Om försöket placeras på två försöksplatser beräknas de totala kostnaderna till; 1.186.800kr för år 2014, 1.203.200 kr för år 2015 och 1.278.700 kr för år 2016.
Kostnaderna för det första försöksåret 2014 blir (om 1 försöksplatser): Löner (inkl. lkp) 340.700 kr, försökskostnad HS Kristianstad (225.000 kr för en plats, 430.000 kr för två platser), övriga försökskostnader, resor, material, analyser etc. 79.200 kr, omkostnadspålägg 208.500 kr.
ÖVRIG FINANSIERING
För att få säkrare och mer generalliserbara rekommendationer om denna bekämpningsstrategi mot nattskatta har medel sökts från SLF.
I ett fältförsök, med fokus på bekämpning av nattskatta, har följande huvudgrödor ingått i en ekologisk växtföljd; färskpotatis, plantlök, morot, råg och rågvete. I försöket ingick även mellangrödorna facelia (honungsört) och oljerättika samt engelskt rajgräs som insådd bottengröda i spannmålen.
Denna projektredovisning grundar sig på erfarenheter från de tre första åren (2014-2016) i den femåriga växtföljden. Efter hela omloppet ges troligen en betydligt bättre möjlighet till att beskriva hela växtföljdens potential med dess påverkan på ogräsens fröbank, grödornas förfruktsvärde samt kväve- och nematoddynamiken.
Fröbanksanalyser och ogräsräkning visar att ogräsen påverkas beroende på vilka förfrukter, grödor och ogräsbekämpningsinsatser som ingått i försöket. Resultatet pekar hitintills på att antalet ogräs i fröbanken påverkas mest av förfrukten och i mindre utsträckning av det senaste odlingsåret grödor och bekämpningsinsatser.
Försöket visar att framför allt lök, men även morot, är grödor med dålig ogräskonkurre-rande förmåga. En ogräskonkurrerande förfrukts positiva effekt på ogrässituationen visas dock i lök och morot när de odlas året efter färskpotatis/miniträda/facelia respektive vårkorn/oljerättika. I dessa fall ökar inte antalet ogräs i fröbanken i någon större utsträckning.
Antalet nattskattor minskade i fröbanken med ca 70 % efter havre med insått rajgräs. Även strategin med färskpotatis, miniträda och facelia minskade antalet nattskattor. Reduktionen av antalet nattskattor var ca 50 %. Antalet nattskattor var generellt störst under odlingssäsongen vid den 1:a ogräsavläsningen i början av maj.
Vårspannmål odlades under det första försöksåret och då fanns få plantor av åkerven i försöket. När vårspannmål byttes mot höstspannmål under följande år blev åkerven det dominerande ogräset i höstspannmålen.
I försöket gav plantlök och morot en stor reduktion av antalet stubbrotsnematoder (Trichodorus+Paratrichodorus) och rotsårsnematoder (Pratylenchus). När rågvete med rajgräs odlas efter morot eller plantlök, så ökar antalet stubbrots¬nematoder.
Mängden kväve i jordprofilen 0-90 cm förändras starkt från höst till vår beroende på vilken huvudgröda samt vilka mellan- och bottengrödor som odlas. Lök och morot med efterföljande höstspannmål (råg resp. rågvete) verkar minska N-min i jordprofilen från höst till vår. När de andra huvudgrödorna kombineras med mellangrödorna facelia, oljerättika eller rajgräs, så fanns förhållandevis mer kväve i form av N-min kvar i det översta jordskiktet 0-30 cm på våren. Skörderesultatet från de tre första åren visar att vi uppnår en hög produktion av färskpotatis, plantlök och morot.
Sammanfattningsvis visar resultatet från växtföljdsförsöket att problemogräset nattskatta går att kontrollera med hjälp av den valda strategin. Antalet ogräs i fröbanken påverkas mest av förfrukten och mindre av det senaste odlingsårets grödor och ogräsbekämpningsinsatser. Försöket visar att lök och morot, som normalt har dåliga ogräskonkurrerande egenskaper, kan odlas utan att uppföröka ogräs i någon större utsträckning, när de odlas efter ”förfrukter” med goda ogräskonkurrerande egenskaper som potatis/miniträda/facelia alt. vårkorn/oljerättika.