Kontroll av bladrandskade for økt bærekraft i produksjon av crispisalat

Controlled experiments in greenhouses and growth chambers have been performed at NMBU to understand how different climate factors affect outer (old leaves) and inner (young leaves) tipburn (TB). The results show that increased light intensity or photoperiod promote development of inner TB. Plants exposed to light sum > 19 mol /m2/ day develop inner TB within 3-7 days. Outer TB is more difficult to induce but increases with increased light sum. Both inner and outer TB can be linked to oxidative stress. Leaves with outer TB and inner TB have increased accumulation of reactive oxygen species (ROS) compared to leaves without TB. We have developed methods to measure the antioxidant capacity and activity of enzymes involved in removing ROS from plant tissue. Results show that the activity of enzymes such as "Catalase" and "Superoxide dismutase" is different in outer and inner leaves. The activity of "Superoxide dismutase" is very low in young leaves and can explain why inner TB occurs more easily at high light levels. The activity of the enzyme "Superoxide dismutase" depends on the available Manganese (Mn) in the plant tissue. Since Mn is a nutrient that follows the transpiration stream, it will accumulate in tissues with high transpiration. Results from nutrient analysis show 3 times higher Mn content in the outer leaves compared to the inner leaves. Hence, the results indicate that outer TB may occur due to metal stress because of high Mn accumulation in the tips and inner TB because of too low Mn accumulation in the young leaves. Morphological analyzes of the tips also show high density of stomata. Young, inner leaves have almost no stomata and thus low transpiration and low accumulation of Mn. Data analysis has been carried out at NMBU with climate data and TB registrations from 2018, 2019 and 2020. Data were collected every week from 4 nurseries located in different places in Norway. The model that best explains the development of the outer BRS contains factors such as «A: grower», «B: season» and «C: heating strategy». A: There is a big difference between growers and several climate factors are important. The growers with dehumidification technology (active dehumidification) have the highest variation in air humidity between the day and night and very little TB. B: Second quarter (April-May-June) is the period where TB occurs more easily, probably due to huge variation in light sum from day to day. C: Huge temperature variation on the heating pipes gives more TB, probably because the air dries and transpiration from the outer leaf increases. TB detection using hyperspectral images is an important part of the project and carried out in collaboration with Wageningen University. The model was not able to reliably descriminate between different tipburn severity. However, it was very good at discriminating between the presence of the disorder and healthy plants and had a F1 score of 89% in the visible and 86% in the SWIR. This is likely due to the stress induced by the TB on the leaves as the TB develops, but it may be possible to create a tool to detect tipburn using these wavelengths.

Salat kan utvikle ytre bladrandskade og/eller indre bladrandskade. Resultater fra prosjektet har vist at indre bladrandskade kan unngås ved hjelp av sensorer slik som lyssensorer (lyssumstyring) eller stressdeteksjon. Ytre bladrandskade derimot er vanskelig å løse ved hjelp av sensorteknologi, men kan bedres ved endret praksis (høstetidspunkt, størrelse, sortsvalg). Hovedsorten som brukes i Norge (Frillice) er svært følsom for stress sammenlignet med andre lignende sorter. Ytre bladrandskade er også en naturlig del av plantens aldringsprosess. For en mer bærekraftig produksjon av Frillice bør sorten med fordel høstes på et tidligere tidspunkt enn det som kreves i dag (i dag kreves hoder som veier 150-160 gr). Høsting av yngre planter vil redusere risikoen for svinn. I tillegg bør andre, mer robuste sorter, vurderes i Norge.

Formålet med prosjektet er å redusere bladrandskade i produksjon av crispisalat dyrket i veksthus ved hjelp av nye produksjonsmetoder. Salatgartnerier lokalisert over hele landet samarbeider med forskere fra NMBU og Wageningen University og rådgivere fra Norsk gartnerforbund og Norsk landbruksrådgivning. GroFondet er en av de finansielle partnerne i prosjektet. Bladrandskade er et stort problem og bidrar til opptil 20% svinn men varierer mellom gartnerier, gjennom året og fra år til år. Det er antatt at skaden oppstår under klimaforhold hvor planten transpirerer lite men det er knyttet usikkerhet til årsakssammenhengen siden gartneriene ikke lykkes med å kontrollere skaden ved hjelp av aktiv klimastyring. Prosjektet vil bidra med økt fysiologisk forståelse for hvorfor bladrandskaden oppstår og kunnskapen vil overføres til gartneriene. Metoder som påvirker transpirasjon vil testes ved hjelp av ny teknologi (avfukting, LED, økt O2 i rotsonen). Klima- og biologisk data fra gartneriene vil registreres ukentlig og analyseres. Resultatene vil benyttes til å designe vekstforsøk i kontrollerte vekstkammere og gartnerier og gi ny kunnskap om hvordan bladrandskade kan unngås. Et av gartneriene som deltar i prosjektet har nylig installert avfuktingsanlegg i sin produksjon og kunnskap om bladrandskade og i dette gartneriet vil sammenlignes med andre deltagere. Prosjektet skal bidra til å gi kvalitetssikret informasjon om strategier for å kontrollere transpirasjon og energiforbruk som gjelder spesielt for salat. Nye metoder for å detektere bladrandskade tidlig ved hjelp av ikke-destruktive målemetoder (kamera/sensorer) vil testes i samarbeid med forskere ved NMBU og Wageningen University i Nederland. Målet er å finne sensorer egnet til bruk i gartnerier som et verktøy slik at bladrandskade unngås. Prosjektet vil bidra til mindre svinn, økt bærekraft, bedre leveringssikkerhet i omsetningen og økt inntjening hos produsentene.