Säkrare statistik i svensk sortprovning

This project aims at developing and evaluating statistical methods that may provide better predictions than present methods when the number of trials is small. The number of trials in Swedish crop variety testing has decreased since the 1980s. Nowadays, the number of trials is so small that uncertainty in results has become a problem for the industry. We apply for funding for a PhD project aimed at a comprehensive evaluation of statistical methods for Swedish crop variety testing. Methods will be compared using cross-validation of existing data. Farmers should be given better opportunities to choose varieties that perform well locally. Breeders should not risk producing seeds of unstable varieties.

Projektet syftar till att utveckla och utvärdera statistiska metoder som kan ge bättre prognoser än nuvarande metoder när antalet försök är litet. Antalet försök i svensk sortprovning av jordbruksgrödor har minskat stadigt sedan 1980-talet. Numera är antalet försök så litet att osäkerheten i resultaten har blivit ett problem för näringen. Vi söker medel till ett doktorandprojekt som syftar till en omfattande utvärdering av de statistiska beräkningarna i svensk sortprovning. Metoder kommer att jämföras med hjälp av korsvalidering av befintliga data. Lantbrukare ska ges bättre förutsättningar att välja sorter som fungerar bra lokalt. Sortföreträdare ska inte riskera att producera utsäde av ostabila sorter.

Projektet jämförde olika statistiska modeller för analys av resultat från svensk sortprovning av jordbruksgrödor. Databasen av sortförsök från tidigare år utnyttjades för korsvalidering. Ett flertal tydliga slutsatser kunde dras. Istället för att använda modeller med fixa effekter av sorter, vilket svensk sortprovning hittills har gjort, bör modeller med slumpmässiga effekter användas. På grund av att antalet försök per år numera är litet bör inte längre varje jordbruksområde analyseras för sig. Istället bör alla områden analyseras tillsammans i en modell som ändå ger specifik information om sorternas avkastning i olika områden. Sorternas stabilitet mellan områden kan mätas med ett nytt mått. I en serie av försök som ska analyseras tillsammans är det viktigt att, så långt möjligt, alla försök innehåller samma sorter. Resultat från försök med hög precision bör tillmätas större vikt än resultat från försök med låg precision.

Varje år görs försök runtom i Sverige för att ta reda på vilka sorter av jordbruksgrödor som fungerar bäst att odla. Lantbrukare vill veta vilka sorter som passar bäst lokalt där de har sin odling. Men sedan 1980-talet har antalet försök per år minskat rejält. I vårkorn har nästan nio försök av tio försvunnit, och i höstvete tre försök av fyra. Detta har stor betydelse för säkerheten i resultaten från sortprovningen. Det är inte längre givet att antalet försök räcker för att avgöra vilken sort som är bäst att odla. Risken har ökat att lantbrukaren väljer en sämre sort, med lägre avkastning som följd.

I det här projektet har vi tittat närmare på hur man kan använda statistiska metoder för att öka säkerheten i resultaten, utan att behöva öka antalet försök. Det är dyrt att utföra experiment, så om man istället kan förbättra resultaten genom att använda smartare statistiska modeller, så är det en bra idé.

Vi gjorde inga nya fältförsök i det här projektet. Istället använde vi data från tidigare års sortprovning. Vi analyserade dessa data med olika statistiska modeller för att ta reda på vilken modell som kan förutsäga sorternas avkastning bäst.

Det visade sig att av tjugo olika statistiska modeller för att analysera sortförsök i vårkorn fungerade den som används idag allra sämst. I höstvete var samma modell den tredje sämsta. Detta betyder att man i svensk sortprovning bör använda andra statistiska modeller för att sammanställa resultaten än vad man gör idag. Den modell som fungerade bäst för vårkorn fungerade också bäst för höstvete!

Sverige är indelat i jordbruksområden. Sorter kan fungera olika bra i olika områden. Därför redovisas resultaten från sortprovningen i varje område. Lantbrukare brukar välja någon av de sorter som har gett högst skörd i det egna området. Problemet är att när det totala antalet sortförsök i Sverige har blivit litet, så har antalet försök per område blivit ännu mindre. Ofta görs bara några få försök per område. I det här projektet har vi kommit fram till att områdena fortfarande behövs, men alla försök i Sverige måste beräknas tillsammans. Det finns för få försök för att analysera varje område för sig. Även om alla försök beräknas tillsammans, i en enda statistisk modell, är det möjligt att ge olika rekommendationer för olika områden. Vi har visat att dessa rekommendationer blir säkrare än de rekommendationer som ges idag.

Vi har också föreslagit ett mått på hur stabil en sort är mellan områden. Om en sort fungerar ungefär likadant i alla områden, så är sorten stabil. Om däremot sorten ger hög skörd i ett område men låg i ett annat, så är sorten inte stabil. Men det är ändå svårt att veta på förhand om en sort kommer att vara stabil eller inte, för en sort som är stabil ena året kanske inte är det nästa år.

För att kunna jämföra sorterna så bra som möjligt är det viktigt att alla försök innehåller samma sorter. Detta har varit önskvärt även tidigare men blir ännu viktigare med de nya statistiska modellerna.

I beräkningarna bör säkra försök ges större vikt än osäkra försök. Om resultaten i ett försök har varit spretigt, så att en sort har gett hög skörd i en ruta på fältet men låg i en annan, så ska det försöket ges liten vikt i sammanräkningen. Om däremot resultaten i försöket har varit entydiga, så bör försöket ges stor vikt i sammanräkningen. På det sättet kommer försök med hög precision att ha större betydelse för rekommendationerna än försök med låg precision. Tidigare har alla försök varit lika viktiga, men vi har visat att det inte är det bästa sättet att räkna.

Planen är att de nya statistiska modellerna ska börja användas i svensk sortprovning från och med hösten 2021. Säkerheten i resultaten kommer att bli bättre och därmed rekommendationerna till lantbrukarna om vilka sorter de bör odla. Det blir lättare för lantbrukarna att välja de sorter som ger högst avkastning och bäst kvalitet.