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: 1712

Filtermaterialets påverkan på underhållsbehov, vattenkvalitet och skörd vid täckdikning
Eva Edin, Hushållningssällskapet HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-21-83-606 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

The overall purpose of the project is to generate a base for recommendations for construction of new subsurface drainage and re-drainage of clay soils in the area Water - resource efficient management. Efficient drainage of arable land is important to increase crop production, to achieve …

Läs mer

Växtnäringseffekt hos nya gödselprodukter - Metodutveckling för kvalitetssäkring
Åsa Myrbeck, RISE, Jordbruk och Livsmedel

Projektnummer: JTI-20-83-494 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

For sustainable future development, it is essential to recirculate plant nutrients from different parts of society,
especially sewage plants, back to arable land. The aim of the proposed project is to ensure that high-quality fertiliser
products attractive for agricultural use are produced from …

Läs mer

Skötselåtgärder för ökad effektivitet genom ökad livslängd i mjölkkobesättningar
Mikaela Lindberg, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-26-131 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

In the proposed project, we will explore the benefits of increasing the longevity of dairy cows under Swedish conditions by changes in herd management. We will focus on effects on methane emissions by modelling, using existing data from the Swedish Official Milk Recording Scheme and results from an …

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

Utsädesbehandling med ThermoSeed i kombination med mikroorganismer - en framtid utan kemisk betning
Mariann Wikström, Agro Plantarum AB

Projektnummer: R-19-25-287 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

The purpose of this project is to develop new non-chemical methods for control of different seedborne-and soilborne pathogens. Aerated steam treatment (ThermoSeed) is a modern and environmentally friendly method for seedborne pathogen sanitation, mainly used on cereals. We intend to develop the …

Läs mer

Integrerad användning av genetisk resistens i Svensk matpotatisproduktion
Erik Andreasson, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-19-25-282 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Potato cultivars that are resistant to late blight and at the same time having acceptable other traits, have started to emerge. However, little of this material is used in Sweden and no organized and comparative table potato trials are done. Biological products against skin-finish diseases are …

Läs mer

Från hav till mule - alger minskar metanemissioner från mjölkkor
Rebecca Danielsson

Projektnummer: O-20-23-461 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Meat
Milk

The purpose of this project is to investigate to what extent substances in algae inhibit microbial methane formation in cows. Several substances, so-called bioactive substances, in red, green and brown algae, have a significant methane reducing effect. These are promising results but in order to …

Läs mer

Diagnos av parasitsjukdomar hos hästar med hjälp av mikrofluidik och mobiltelefonbaserad mikroskopi
Jonas Tegenfeldt, Lunds Universitet

Projektnummer: H-19-47-493 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

All horses grazing freely are at risk of parasitic diseases. Due to a growing problem with drug resistance in parasites, there is a need to improve the diagnostic methods. One important problem with today's situation is that one diagnostic procedure costs significantly more than one treatment, both …

Läs mer

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

Att mäta och bedöma matens miljöpåverkan
Christel Cederberg, Chalmers Tekniska Högskola AB

Projektnummer: R-18-26-134 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Food production needs to increase in a sustainable way. This great challenge requires evaluation methods that gives information for better understanding of the impacts from agriculture and food and how to manage those impacts. The project addresses methodologies that include a broad range of …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev