Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Biologisk Markkartering- Integrerad analys av jordburna växtsjukdomar och markkemi i oljeväxter och stråsäd

Status: Avslutat
Projektnummer: H0833502
Kategori: Research program | Crop production
Ansökningsår: 2008
Datum för slutrapport: 7 november 2013
Huvudsökande: Anders Jonsson
Organisation: Sveriges lantbruksuniversitet, SLU
E-postadress: anders.jonsson@slu.se
Telefon: 0511-67129
Beviljade medel: 2 185 000 SEK

Sammanfattning av slutrapport
Syftet med biologisk markkartering (BioSoM) är att öka kunskapen om jordburna patogener och de faktorer som påverkar deras skadepåverkan. Målet är en karteringstjänst för lantbrukare för att optimera den platsspecifika växtodlingen. Det har utvecklats DNA-metoder för säker artbestämning samt kvantifiera av några markburna patogener, eg klumprotsjuka i oljeväxter, ärtrotröta och bomullsmögel. En ”aseptisk” homogeniseringsrutin har utvecklats för jord. Kunskapen har ökat om bildandet av vilosporer/vilokroppar och arbete inletts med sekvensering av hela P. brassicae genetiska material. En utvärdering ingår av samband mellan förekomst av infektiösa patogener och markparametrar som pH-värde, makro- och mikronäringsämnen. Bor har visat hämmande effekt på ärtrotröta och klumprotssjuka. I samarbete med Högsklan i Skövde inletts utformningen av presentationsrutiner för bättre implementering och upptag hos kunder (rådgivare/lantbrukare) av ny kunskap.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Det övergripande syftet med är att bygga upp grundläggande kunskap om jordburna patogener och de faktorer som påverkar deras utveckling och skadepåverkan. Slutmålet, visionen, är karteringstjänst som kan nyttjas av lantbrukare för att optimera sin platsspecifika växtodling, en sk ”Biologisk markkartering”.
Forskningsprogrammet “Biologisk markkartering” är ett sk TEMA-forskningsprogram vid NL-fakulteten, SLU. Avsikten med programmet var att det skulle pågå i 3+3 år efter en utvärdering efter den första tre-årsperioden. Fas två av BioSoM är nu också beviljat och löper under 2013-2015.
Traditionellt har diagnos och prognos av jordburna växtpatogener, dvs mikroorganismer som utnyttjar jorden för överlevnad i väntan på lämplig växt att angripa, har varit mycket begränsade i Sverige och i övriga världen. Den har främst bestått av resurskrävande biotester i växthus. I Australien har emellertid under de senaste 10 åren utvecklats en världsunik service där man med DNA-teknik bestämmer förekomsten av några för Australien viktiga jordbundna patogener i jordprov. De jordburna växtpatogenerna sprids vanligtvis med sk sporer eller sklerotier eller mycel i jorden. De infekterar roten och tillväxer till inuti växten, vilken i många fall försvårar en korrekt diagnos. Många överlever i fält med sk vilokroppar/vilostrukturer (sklerotier) som har olika grad av överlevnad beroende omständigheter i marken som jordart, grödval och väderlek. I Sverige har vi avsevärda problem med främst klumprotsjuka och kransmögel i oljeväxter, ”rotröta” hos ärter och i rödklöver. Problemen kan vara stora och är främst kopplade till olämplig växtföljd. De kan endast reduceras genom att utesluta mottagliga växter under 5-15 år. I framtidens växtodling, ställs stora krav på att effektiv fånga solljus till höga skördar med rätt kvalitet. Kombinationen av precisionsodlingsteknik, (GPS-styrning och geografiska informationssystem, GIS) samt rimligt dyra DNA-baserade analyser av markburna patogener öppnar ett nytt kunskapsfält, som vi valt att kalla ”Biologisk markkartering”. Utifrån en bestämning av förekomst av jordburna patogener kan förbättra valet av gröda, odlingsåtgärder och avsevärt öka den platsspecifika anpassningen i växtodlingen. Eftersom det är känt att förekomsten av patogener kan variera i fält beroende på biotiska och abiotiska faktorer och att flertalet av patogenerna är långlivade i marken är målet att efter en kartering bygga modeller och prognoser som visar när och var det åter är aktuellt att odla en mottaglig gröda eller när en resistent sort måste användas samt hur näringstillförseln skall optimeras för att reducera angrepp. Extra problematiskt med dessa sjukdomar nu när intresset för och behovet av inhemskt producerad biodrivmedel och proteinfoder ökar i EU. Trots att odlingen varit liten under 2000-talets inledning så uppmärksammas redan nu avsevärda problem med sjukdomar kopplade till växtföljd i våra oljeväxter och ärter. För oljeväxteret gäller det bomullsmögel (Sclerotinia sclerotiorum), kransmögel (Verticillium longisporum) och klumprotsjuka (Plasmodiophora brassicae). Dessa sjukdomar kan även angripa andra växter inklusive vissa ogräs förutom att de kan överleva i marken i väntan på nästa mottagliga gröda.
För att nå EUs mål att öka självförsörjningsgraden av protein ligger det i dagsläget närmast tills hands att försöka öka ärtodlingen i Sverige. Uppförökning av markburna växtföljdsjukdomar som ärtrotröta (Aphanomyces euteiches) är redan ett stort problem för konservärtsindustrin och många ekologiska odlare. Andra patogener angriper också ärtgrödan t.ex. Fusarium oxysporum f. sp pisi som orsakar vissnesjuka respektive F. solani f. sp pisi som orsakar rotröta samt Pythium spp. Den senare orsakar skador på rot och groddplanta. En rutinmässig kartering skulle förenkla identifieringen av lämpliga fält för oljeväxtodling liksom för konservärts- och foderärtsodling såväl för konventionella som ekologisk.

Rödklöver är den viktigaste baljväxten i svensk vallfoderproduktion och den intar en central roll i odlingssystemet genom den biologiska kvävefixeringen. Uthålligheten är sviktande och bestånden blir ofta angripna av rotröta redan insåningsåret. Rotröta orsakas av ett komplex av patogener; Fusarium avenaceum, F. culmorum, Cylindrocarpon destructans och Phoma exigua. Rödklöverns uthållighet påverkas också av klöverröta (Sclerotinia trifoliorum). Senare tidsforskning i bland annat BioSoM visar att stora skador orsakas av rotrötesvamparna!

En kartering av förekomst av patogener i grödor som vall, oljeväxt och ärt blir också ett viktigt verktyg för att följa effekterna av förändringar i klimatet. I de förväntade klimatscenariosen för Norden med mildare och fuktigare klimat, längre vegetationsperioder och reducerade perioder av frost och tjäle finns förväntningar på förändringar i patogentryck och sammansättning (se exempelvis Fanan, http://www2.vpe.slu.se/fanan_vpe_slu/fanan.html). En framtida återkommande mark-biologisk kartering blir alltså viktig för att följa vad som händer och ställa prognoser och den borde kunna bli en viktig del i den platsspecifika produktionen

Målsättningen med BioSoM-program var alltså att lägga den vetenskapliga grunden för en praktisk användbar ”biologisk markkarteringstjänst” som skall kunna utnyttjas av lantbrukare för att optimera sin växtodling. Detta har skett genom:
-att utveckla och validera DNA-baserade metoder för effektiv ras- och artbestämning samt kvantitativ bestämning av markburna patogener i svensk jord. Främst för klumprotsjuka och ärtrotröta samt bomullsmögel. Analysen av DNA från organismen som orsakar klumprotsjuka, Plasmodiphora brassicae, är nu 2013 kommersiellt tillgänglig sedan några år.
-att öka den biologiska kunskapen om bildandet av vilosporer/vilokroppar och deras överlevnad samt genom att inleda arbetet med sekvensering av hela P. brassicae genetiska material. Hösten 2012 blev vi först i världen med att kunna presentera ett första förslag till ”alla gener och DNA” i Plasmodiphora brassicae !!
-att utarbeta och validera provtagningsrutiner och innefattande bland annat en ”aseptisk” homogenisering av jordprover inför DNA-extraktion. Det finns en de facto rutin för hantering av prover, från “aseptisk” provtagning till PCR-protokoll. En film som beskriver den praktiska provtagningen har också lagts ut på Youtube.
-att utvärdera samband och påverkan mellan förekomst av infektiösa patogener och markparametrar som pH, innehåll av makro- och mikronäringsämnen, lerhalt mm. Det har bland annat visats att bor har hämmande effekt på ärtrotröta i ärtor och klumprotssjuka i raps och att förekomsten i enskilda fält samvariera med pH-värdet i marken.
-att ett arbete har inletts med en pilotstudie i samverkan med Högsklan i Skövde för att öka förståelsen av utformningen av presentationsrutiner för markbiologiska parametrar betydelse för implementering och upptag hos kunder (rådgivare/lantbrukare m fl) och validera lämpliga till exempel pedagogiska ”GIS-kartor” på gårds, fält eller regionnivå. Samarbetet har kommit gång mycket väl. En gemensam forskar-studerande och ansökan till FORMAs för fördjupning och utveckling av nya rådgivningskoncept har inletts under BioSoM I och kommer att utvecklas under fas 2 av BioSoM

Vidare har kunskapen om en ny patogenen på ärt (och åkerböna) fördjupats och en ny metod för att bedöma angrep av rotdödare har utveckalts. Mycket intressant observationer har gjorts kring förloppet när bomullsmögel infekterar en rapsgröda. Angrepp av rotröta i klöver har för första gången dokumenterats med hjälp av DNA-metoder och kunskapen om de gener som är inblandade i sklerotiebildning hos Verticillium har fördjupats liksom förståelsen av resistens hos sockerbetor mot rhizoctonia-svampen.
För ytterligare detaljer hänvisas till (http://www.slu.se/mark/biosom) där också en pdf-version av slutrapporten för BioSoM I kan laddas ner.

 

Antal träffar i projektbanken: 1676

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer

Fullständiga växthusgasbudgetar för odlade mulljordar skapar underlag för klimatsmarta åtgärder
Achim Grelle

Projektnummer: O-18-23-169 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

Conventional technology is virtually unable to measure complete GHG budgets of drained organic soils, which may provide misleading results. So, global estimates of GHG emissions are based on coarse assumptions that don’t take into account the complexity of agroecosystems. Better data are needed for …

Läs mer

Mjölkfettsyror - verktyg för att hitta kor med ökad risk för ämnesomsättningssjukdomar och reproduktionsstörningar
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-19-20-306 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The overall objective of this project is to create milk biomarkers based on specific milk fatty acids for identification of cows with reproductive disorders and metabolic disturbances. Milk will be analysed by Fourier-transform mid-infrared technology. An important value of this project for the …

Läs mer

Vattenstress och sensorstyrd kvävegödsling: utveckling av beslutsstöd för bättre synergier mellan vatten- och kvävestatus
Bo Stenberg

Projektnummer: O-19-20-319 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Energy and biomass

This project aims to modify existing sensor systems for adapted nitrogen fertilization to consider water stress at
supplementary fertilization in cereals. Different approaches to consider sensor data and soil information will be tested
in field trials. Current commercial systems interpret water …

Läs mer

Utveckling av den didaktiska processen i ridundervisning (Delstudie 3: Ridlärare-Häst)
Charlotte Lundgren, Linköpings universtitet

Projektnummer: H-17-47-278 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

'Work Package 3: Riding Instructor-Horse' is the final part of the project 'Improving Teaching Methods in Riding Education: the Interplay between Rider, Riding Instructor and Horse'. In this project, the Swedish-Norwegian Foundation for Equine Research has previously funded the first two work …

Läs mer

Validering av prebiotiska och antioxidanta effekter av vetekli hemicellulosor i bakprodukter
Francisco Vilaplana

Projektnummer: O-17-20-962 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Socker

Wheat bran is the largest by-product of wheat flour production with approximately 300,000 tonnes in Sweden. Bran is mainly used in animal feed, as human digestion is not fully able to absorb it. Wheat bran contains valuable biomolecules, such as dietary fiber (arabinoxylans, AX) and phenolic …

Läs mer

Säkrad mikrobiell kvalitet hos grovfoder och mjölkråvara för lönsam produktion av långlagrad ost
Åse Lundh

Projektnummer: O-16-20-764 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2016

Mjölk

Increased production and export of products with high added values, e.g. long-ripened hard cheeses, are considered important steps for a positive development of the Swedish dairy sector. Increased investment in Swedish premium cheese will, however, require increased volumes of high quality raw milk …

Läs mer

Tidiga larm om produktionsstörningar för snabbare åtgärd och minskade förluster i grisföretag
Fernanda Cetrangolo Dórea

Projektnummer: O-17-20-978 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Kött

Disease and production disturbances in a herd are often silent, and may cause major losses if they remain undetected. Continuous analysis and monitoring of data already recorded at the farm level can improve profitability. This project will develop methods for monitoring trends in production and …

Läs mer

Individuellt anpassad laktationslängd för lönsam och hållbar mjölkproduktion
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-17-20-957 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Mjölk

The aim of the project is to develop tools which can be used for individually adapted lactation lengths based on the biological conditions of the cow. Today a one year calving interval and a short lactation period, is recommended. The recommendations are based on 30 years old information and do not …

Läs mer

Ursprungs- och artbestämning av kött – en ny snabbmetod för att upptäcka matfusk
Alastair Ross

Projektnummer: O-18-20-174 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Matfågel
Kött

A cornerstone of the Swedish Food Strategy is trust in Swedish food production. Yet each year Swedish farmers and food processors lose both money and trust due to food fraud, especially for non-Swedish meat relabelled as Swedish. Most fraud remains undetected. A recent analytical development, Rapid …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev