Biologisk markkartering i fältförsök - DNA-baserad analys av jordburna växtsjukdomar

Jordprov från 43 fältförsök analyserade på förekomst av DNA från Plasmodiophora brassicae. P brassicae är den organism som orsakar klumprotsjuka på oljeväxter. I 26% av proven detekterades P.brassicae DNA och i 3 st >50 fg DNA g-1 jord. Jordprov från de sk bördighetsförsöken, startade 1957-1966 och provtagna vart 4:e, analyserades på förekomst av P.brassicae DNA. I försökens växtföljd ingår oljeväxt vart 4.e eller 6.e år. Försöksplatserna med en 4-årig växtföljd, förutom den med höga halter av kalciumkarbonat, visad sig nå höga halter (>1000 fg DNA g-1 jord) efter respektive 9, 11 och 12 oljeväxtgrödor. Skördarna var kraftig reducerade när angreppen var stora. Bland de 5 försöksplatser i Mellansverige med 6 år emellan oljeväxtgrödor detekterades DNA från P. brassicae endast i jord från en plats. Förloppet med ökande halter av DNA och en topp följd av nedgång när oljeväxter togs ut ur växtföljden var den samma i försöksled med varierande mängd gödsling med NPK..

xFlera av de svåra patogener på våra grödor är jordburna, dvs de är mikroorganismer som överlever i marken i väntan på att en lämplig värdväxt odlas igen och för att då återigen kunna angripa. När samma gröda odlas med få års mellanrum på ett fält ökar risken för kraftig uppförökning av dessa sjukdomsorsakade organismer med avsevärda skördeförluster som följd. En varierad växtföljd med grödor som inte är nära släkt minskar risken för uppförökning skördeförluster. De sk jordburna patogener överlever i fält med sk vilokroppar/ sporer som har olika grad av överlevnad beroende omständigheter som odlingsteknik, jordart och väder. Trots nyttan av känna till infektionsgraden av jordburna patogener så har traditionellt försök till sådan diagnos på enskilda fält varit mycket begränsade. Den har främst bestått av en möjlighet till resurskrävande tester av jord i krukor i växthus sk biotester för några av de svåraste sjukdomarna. Men på senare tid har metoder utvecklats som baseras på detektion och kvantifiering av artspecifika DNA-sekvenser. Med stöd från SLU och SLF har metoder utvecklats för kvantifiering av några av de viktigaste jordburna patogenerna i ett sk TEMA-forskningsprogram vid SLU kallat ”Biologisk markkartering av jordburna patogener” (BioSoM). Denna nya analysteknik har i detta projekt använts för att undersöka förekomsten av en svår patogen, klumprotsjuka på oljeväxter, på försöksplatser där avsikten hos försöksutföraren varit att testa odlingsvärdet av nytt sortmaterial. Metoden har också använts för att skatta förändringar över tid av förekomsten av sporer klumprotsjuka i två växtföljd där oljeväxter förekommer vart 4 eller av 6 år. Resultaten från inventering av fältförsökplatser för sortförsök pekar på att patogenen klumprotsjuka verkar vara sprid på vart 4:e fält i odlingsbygden i Skåne och Mellansverige. Det är därför framgent relevant att kontrollera förekomsten på den tänkta fältförsök platsen innan försök med oljeväxter läggs ut. Om det inte är så att man vill testa hur en viss förekomst av sporer av en jordburen patogen som P. brassicae skadar grödan och att borde vara viktigt även för lantbrukare för att minska risken för kraftiga skördeförluster. Under 50- och 60-talet anlades ett antal sk bördighetsförsöken (SLU Plan 3-9001) av SLU i hela Sverige. Målet vara studera hur förändringar i bördigheten, skörd, kvalite m.m., skulle kunna mötas med tillförsel av mineralgödsel när antalet kreatur minskade och näringen från stallgödel måste ersättas. Vallen ersattes med oljeväxter och spannmål i en 6-årig växtföljd i Mellansverige och med sockerbetor och oljeväxter i en 4-årig i Skåne. Det intressanta för detta projekt är att det har tagits ut jordprover ur varje led vart fjärde år sedan starten samt att det i några försök noterades angrepp av klumprotsjuka på några försöksplatser. Analysen av jordproverna från bördighetsförsöken visade på mycket intressant epidemiologiskt förlopp där förhöjda halter av DNA från P. brassicae kunde noteras i jordprover en eller två grödor redan innan skördeförlusteran blev kraftiga och öppenbara för försökledarna. Resultaten indikerar att en jordanalys av DNA från P. brassica kan användas som ett prognosredskap för att bedöma risken förangrepp av klumprotsjuka i en kommande oljeväxtgröda. Detta eftersom det krävts ett par år gynnsamma för klumprotsutveckling innan skördesänkningarna blev signifikanta.
Resultaten från försöksplatsen med en kalkrik jordmån pekar på att det finns fält där inte klumprotsjuka är ett hot även vid intensivodling av oljeväxter. Om misstänker att man har en sådan jord kan ju också metoden att analyser förekomsten med DNA.-tekniker kom väl till pass. Metoder för att skatta förekomsten av jordburna sjukdomar är lika användabar både i ekologisk och sk konventionell odling eftersom de båda i princip saknar andra kontroll åtgärder än resistensförädling och avhållsamhet från upprepad odling av mottagliga grödor.