Innovative approaches and technologies for Integrated Pest Management (IPM) to increase sustainable food production

Vi mangler både integrert plantevern (IPV) verktøy og virkemidler for en vellykket implementering av IPV. I SMARTCROP ønsket vi å bedre denne situasjonen og her viser vi resultatene fra fire arbeidspakker (APer). AP1 Utvikling av nye IPV-verktøy. Verktøy 1: Sensor-basert ugrasharving i korn: For å redusere avlingstap og bruk av ugrasmidler i korn (bygg), har vi utviklet en innovativ ugrasharvingsmetode. Den kombinerer nyutvikla bildeanalyse basert på kunstig intelligens for å måle ugraspress og sensormålinger av jordhardhet for å automatisk justere intensiteten av harvinga til variasjonen i ugresspress og jordhardhet. Verktøy 2: Kontroll av skadeinsekt i eple og korn basert på luktstoff: Luktstoff som tiltrekker seg nytteinsektet gulløye reduserer antall bladlus i eple (Ungarn) og bygg (Norge). Vi har funnet den beste dosen og hvor tett luktdispenserne må stå. Den beste formulering (prototype) for et mulig kommersielt produkt og en kjemisk formulering for et gulløye-feromon er identifisert. Luktstoff, blomsterstriper og kombinasjonen øker forekomsten av nytteinsekter. Verktøy 3: Sprinkleranlegg: Inntil fire 1-minutts pulser med tåkevanning per dag kontrollerte mjøldogg like godt som soppmidler og veksthusspinnmidd like godt som et middmiddel og så ikke ut til å ha negativ virkning på rovmidd. Tørke og vannmangel reduserte sporespiring og sykdomsutvikling hos jordbærmjøldogg. AP2 Effekter av ulike IPV-regimer. AP2: Feltforsøk i ettårige (korn) og flerårige (jordbær og eple) har gitt ny kunnskap om effekten av ulike IPV-regimer på avling, bondens økonomi, skade- og nytteorganismer. De viser også at ulike regioner og dyrkere har ulike utfordringer med skadegjørere og ulike IPV-regimer er derfor vanskelig å sammenlikne eller implementere på et nasjonalt nivå. Effekten av to ulike dekkesystemer i jordbær (svart plastikk og kaffeskall) på skade- og nyttedyr i Brasil viste at kaffeskall ga en høyere diversitet og forekomst av nytteorganismer. Tilsvarende undersøkelser for halm, som brukes i norsk jordbærprodukson, er påbegynt. Forsøk med åtte jordbærsorter i Brasil viste at tre er resistente mot veksthusspinnmidd. Samspill plante-skadegjører-naturlig fiende: Veksthusspinnmiddhanner foretrekker soppdrepte hunner framfor friske. Sopplukt er antagelig årsaken til dette fatale valget. Abiotiske forhold og lysforhold egnet for sporeproduksjon hos en sopp som dreper veksthusspinnmidd er identifisert. Bønne- og jordbærplanter inokulert med sopper som kan drepe skadedyr men ga en reduksjon i veksthusspinnmidd og fremmet plantevekst. Ulike isolater av en sopp som dreper bladlus i korn viste at soppen var mer virulent ovenfor den bladlusarten den oprinnelig var isolert fra. Hos de bladlusene som overlevde soppsmitte så vi likevel en redusert fruktbarhet. Økonomisk risikovurdering av ulike IPV regimer viser at under det rådende tilskuddssystemet i Norge, så er det intensive IPV-baserte dyrkningssystemet vi har studert i høsthvete mer, eller i alle fall like, økonomisk risikoeffektivt for bonden når det sammenliknes med eksisterende praksis. AP3 Nye modeller og beslutningsstøttesystem for IPV. En prosessbasert modell som beskriver et tretrofisk system mellom høsthvete, kornbladlus og en sopp som dreper bladlusa er utviklet. En enkel modell for beskrivelse av fenologisk utvikling i vårhvete er utviklet og integrert med en værbasert varslingsmodell for å estimere risiko for en bladflekksjukdom i vårhvete. Utlekking av plantevernmidler ved makroporetransport gjennom jordsøyler er etablert og en forbedret MACRO modell for plantevernmiddelutlekking er testet for simulering av vanntransport i frossen jord. SYNOPS WEB Norway verktøy for miljørisikovurdering av plantevernmiddelbruk skal lanseres vinter 2020. En modell for infeksjon av epleskurvsoppen er utviklet, og det arbeides med en annen modell for hvordan værforhold tidlig om våren påvirker sporemodningen hos epleskurv. AP4 Nye virkemidler for IPV. Forbrukeres, grossisters og detaljisters holdninger til integrert plantevern: Det er en sammenheng mellom oppfatningen om at norske jordbær har mindre plantevernrester enn utenlandske bær og betalingsvilje. Jo mer man tror at dette er tilfelle, jo større er betalingsviljen for norske jordbær. Virkemidler for økt tilgjengelighet til metoder og teknikker for IPV: Sverige og Danmark har godkjent 20 mikrobiologiske plantevernmidler hver mens Norge bare har godkjent 4. Den viktigste forklaringen på de observerte forskjellene er forskjellige beslutninger som tas i godkjenningsprosessen. Virkemidler for å øke plantedyrkeres bruk av integrert plantevern: Resultater fra spørreundersøkelsen viser at de fleste norske bønder er villige til å gi avkall på noen inntekter for å redusere bruk av plantevernmidler. De er imidlertid temmelig ufølsomme for plantevernmiddelavgifter. Vi finner ingen klar forskjell når det gjelder motivasjoner for endring.

Outcome: New IPM tools: 1) Sensor-based weed harrowing. 2) Oudors, beneficials and flowers for pest and disease control. 3) Water misting for disease and pest Control. Impact: Use by industry, uptake by growers. Higher yields and reduced pesticide use. Outcome: New knowledge on IPM practices and implementation into IPM guidelines. Impact: Increased use of Best of IPM. Outcome: Models on: 1) Interaction between plant-pest-natural enemy. 2) Blotch disease. 3) Apple scab. 4) Pesticide transport in soil in cold climates and web application on pesticide risk. Impact: More sustainable pest management by farmers and better risk assessment of pesticides by authorities. Outcome: Knowledge on: 1) Consumer, wholesaler and retailer attitudes to IPM. 2) Policy for increased availability of IPM tools. 3) Policy for increased adoption of IPM. Impact: Better prices for Norwegian farm products, more IPM tools available in Norway and better policy instruments to increase use of Best of IPM.

Norway plans to implement EU´s Directive on sustainable use of pesticides (2009/128/EC) which promotes the use of Integrated Pest Management (IPM) and alternative approaches or techniques (IPM tools) to minimize pesticide use. However, there is a lack of practical IPM tools for farmers with verified effects and usefulness, as well as a relevant policy for a successful implementation of IPM. In SMARTCROP we aim to meet these challenges by: 1) Develop new IPM tools. 2) Test and demonstrate "best practice" IPM and study its effect on pests and natural enemies, yield, profitability and environmental risk of pesticides under northern conditions. 3) Develop new simulation models for pest-natural enemy interactions for a near future implementation of natural enemies into pest warning systems. 4) Refine existing pest warning models and pesticide risk models and apply them in web-based warning or decision support systems (DSS) for northern conditions. 5) Suggest innovative policies for increased adoption of IPM. Two annual (spring barley and winter wheat) and two perennial (apple and strawberry) crops, representing a wide range of growing techniques, financial risk profiles and opportunities for IPM technology will be studied. Fields for research and demonstration will be established. Detailed investigations on interactions between key organisms will take place in laboratories and growth chambers. Several project partners and a reference group represent stakeholders and key end-users, including farmers, agricultural extension service, IPM tool companies, regulatory authorities, wholesalers and retailers. These will actively participate in the project, providing the scientists feedback on the feasibility of approaches and techniques under development. This will facilitate robust IPM innovations and ensure adoption of advanced IPM strategies. Further, participation and evaluation by stakeholders and end-users will help disseminate knowledge to other stakeholders and end-users