Increased and sustainable production of healthy and nutritious protein crops (218896)

Raps, rybs, ert og åkerbønne (olje- og proteinvekster) er viktige for norsk produksjon av mat og kraftfôr, men på grunn av avlingsvariasjoner og innhøstingsproblemer er dyrkingsomfanget av disse vekstene beskjedent (bare 2-3 prosent av kornarealet). Sjukdomsangrep, som anses å være en viktig årsak til begrenset dyrking, har ikke blitt mye undersøkt under norske forhold. Som grunnlag for bekjempelsesstrategier som kan bidra til økt produksjon av disse vekstene har prosjektet undersøkt forekomster av frøsmitte, angrep og skader av sjukdommer i vekstsesongen, og metoder for integrerte tiltak mot sjukdommene. Verdien av disse vekstene som forgrøde til korn er beregnet og næringsverdi av friskt og sjukdomsinfisert råvare av disse vekstene som råstoff til kraftfôr er undersøkt. Laboratorieanalyser viste at smitte av erteflekk/ertefotsjuke var relativt vanlig på frø av erter. Smitte av bønnebladflekk og sjokoladeflekk ble påvist kun i enkelte frøpartier av åkerbønne. Vi fant spor av storknolla råtesopp (SRS) på frø av raps. Resultatene antyder at selv lave smittegrader på frø kan være nok til å utvikle sterke angrep ved gunstige værforhold for soppangrep. For å komme fram til en molekylær diagnosemetode for SRS, har vi testet ut forskjellige PCR-metoder og det har vært arbeidet med utprøving i forhold til spesifisitet, og deteksjon i frø og plantemateriale. Ut fra PCR-analyser har vi mistanke om at soppen kan være mer vanlig på frø enn tidligere antatt, men resultatene så langt har ikke bekreftet dette. Under arbeidet med SRS ble det klart at sjukdommen forårsakes av Sclerotinia subarctica i tillegg til S. sclerotiorum. S. subarctica ser ut til å være utbredt og vanlig i raps/rybs i Norge. Forsøk i laboratorium, veksthus og felt viste at frøsmitte av erteflekk/ertefotsjuke kan forårsake dårlig spiring og relativt sterke angrep på planter. Beising med fungicidet fludioksonil reduserte angrepene betydelig. Bruk av friskt såfrø er viktig i integrert bekjempelse av plantesjukdommer, og spesielt viktig ved økologisk dyrking. Varslingsmodellen som beregner faren for angrep av SRS i raps/rybs er i basert på at nedbør før og under plantenes blomstring gir økt risiko for angrep, i tillegg til at tetthet i plantebestandet, og hvor lenge siden mottagelige vekster ble dyrket (som en indikator på smittepress), tillegges betydning. Feltforsøkene bekreftet at nedbør før og under blomstring i de fleste tilfeller ga angrep av SRS, men ikke alltid, og det var ikke god sammenheng mellom mengde nedbør i denne perioden og observert angrepsgrad. For å få en indikasjon på smittespredning ble det ukentlig i vekstsesongen satt ut «fangstplanter» i en del lokaliteter. Angrep på disse korrelerte ikke godt med nedbør i den uken plantene var ute, noe som tyder på at det ikke alltid var smitte tilstede og/eller at høy luftfuktighet uten nedbør kan være tilstrekkelig for å få angrep. Ved innsamling av blader fra ulike plantenivåer, fant vi mest smitte av SRS i de nederste bladene, noe som kan tyde på at infeksjon på blader utgjør en smittekilde i tillegg til infiserte kronblader. Etter inokulering av rapsplanter ved ulike utviklingsstadier (veksthusforsøk) fant vi at plantene kan angripes fra to uker før til èn uke etter hovedblomstring. Sammen med funn fra feltforsøkene, antyder dette at infeksjonsperioden for raps er lenger enn det som er lagt til grunn for modellen i VIPS. Et av målene i prosjektet var å undersøke muligheter for forbedret fungicid-effektivitet ved bruk av økte vannmengder, eventuelt sammen med reduserte fungicid-doser, ved sprøyting mot sjukdommer i olje/proteinvekster. Angrepene i forsøkene og avlingstapene varierte betydelig, mye ut fra ulike værforhold mellom lokaliteter og år. Effekter av de ulike behandlingene varierte fra sikker avlingsøkning til ingen utslag for soppbekjempelse. Prosjektet har bidratt med ny kunnskap om viktige sjukdommer på olje/proteinvekster og tiltak mot disse i Norge. Resultater fra prosjektet har styrket grunnlaget for integrert bekjempelse av sjukdommer, noe som forventes å bidra til økt dyrking av disse vekstene. Forsøkene med dyrking av olje/proteinvekster som forgrøde til hvete viste i gjennomsnitt 10 % avlingsøking sammenlignet med hvete etter hvete. Det har gitt en merverdi av avlinga på ca. 180 kr/daa. Basert på ny kunnskap og forståelse av SRS, har vi nå et godt grunnlag for å forbedre VIPS-modellen for SRS i raps/rybs. Prosjektet har gitt økt kjennskap til energi- og proteinverdi av åkerbønne. Fordøyelighetsforsøk med sau angir en energiverdi i åkerbønner på linje med bygg og erter. Med hensyn på proteinverdi ligger innholdet vesentlig høyere enn erter og særlig bygg. Dette gjør åkerbønne godt egnet sammen med f.eks. bygg i fôrblandinger til drøvtyggere, eller som proteintilskudd i rasjoner der innholdet av protein er lavt. Analyser viste at det ikke er noen forskjell i fôrverdi til drøvtyggere mellom «friskt» og «sykt» materiale av åkerbønner og rapsfrø.

Protein crops provide valuable raw materials for the animal feed industry. Their potential to reduce cereal diseases in crop rotations and increase soil nitrogen content is long known. However, Norwegian production of protein crops is covering only 3% of the cereal cropping area, while foreign imports of high protein raw materials might introduce GMO-crops and Salmonella infected products. Crop choices on commercial fields depend on the economic benefit and stability of crop yield. Crop yields of protein crops in Norway are highly variable, discouraging farmers to invest in protein crops as cash crops or rotational crops. Yield instability is highly correlated with fungal disease pressure in oil seed crops and grain legumes. The main objective of this pro ject is to increase production, yield stability and nutritional value of protein crops by reducing disease pressure in the field. The major diseases of protein crops in Norway are Sclerotinia stem rot of oilseed crops, Ascochyta blight of field peas and C hocolate spot of faba beans. All diseases are seed borne, can survive on plant debris and spread by ascospores, but the significance of each inoculum source under Norwegian conditions is unknown. Effective chemical disease control is directly related to t iming, concentration and sufficient canopy penetration of appropriate fungicides. Disease forecasting models based on pathogen epidemiology and host development can closely align the timing of fungicide applications with the actual infection risk. Economi c benefits of protein crops depend on yield quality and nutritive value in addition to yield quantity. There are no studies available on the effect of protein crop diseases on the nutritive value of animal feed. Our project will address these knowledge ga ps on plant disease epidemiology and on effects of plant diseases on fodder quality, and increase yield stability by improving and implementing disease forecasting models and chemical disease management.