ERA-NET SusCrop ACDC - Applying and Combining Disturbance and Competition for an agro-ecological management of creeping perennial weeds

Prosjektet «AC/DC-weeds» har som mål å utvikle bærekraftige metoder som reduserer behovet for intensiv jordarbeiding og bruk av ugrasmiddelet glyfosat for å bekjempe flerårig vandrende ugras (rotugras) som kveke, åkerdylle og åkertistel. Nye metoder for bærekraftig kontroll av rotugras i landbruket krever at en kombinerer forebyggende og direkte bekjempingstiltak. Felt- og klimakammerforsøk, metodeutvikling, litteraturstudier og modellering ble gjennomført i samarbeid mellom NMBU, NIBIO, LUKE (Finland), København Universitet (Danmark), INRAE (Frankrike) og prosjektkoordinator Rostock Universitet (Tyskland). NMBU koordinerte arbeidspakke «WP Disturbance». Vi etablerte en omfattende felles (Finland, Tyskland, Norge) flerårig (2019-2021) forsøksserie i vårkorn. Tre forsøksfaktorer (hver med to nivå: med og uten) inngikk: Fangvekster (raigras + kløver), «Kverneland rotskjærer», som er en ny type jordarbeidingsredskap som bearbeider jorda minimalt, og Vårpløying. Kvekeharva «Kvick-Finn», alene eller i kombinasjon med rotskjæring, inngikk i to behandlinger i tillegg til en behandling med glyfosat. For åkertistel i Norge ga rotskjæring god og om lag samme effekt (86 % reduksjon) som pløying (89 %). Pløying reduserte også kveka betydelig (82 %), det gjorde også rotskjæring, men reduksjonen var ikke stat. signifikant. For kombinasjonen rotskjæring og pløying ble åkerdylla redusert med 78 % fra 2020 til 2021. Av de tre faktorene ga pløying best ugraskontroll, fulgt av rotskjæring og til sist fangvekster med minst effekt. Våre resultat viser at rotskjæring har potensial til å bekjempe åkertistel i tilsvarende grad som pløying. Mot kveke og åkerdylle kan rotskjæring være et alternativ til tradisjonell mekanisk stubbarbeiding. Resultatene bekrefter muligheten for å kombinere rotskjæring og fangvekster, og at dette med god grunn kan kombineres med «Kvick-Finn» om våren. NIBIO hadde ansvaret for arbeidspakke «WP Species» som studerte sårbare tidspunkt og avdekket kunnskapshull i biologien til kveke, åkerdylle og åkertistel. I denne arbeidspakken ble det også gjort spesialforsøk for kontroll av kveke, åkerdylle og åkertistel. Et felles forsøk (Finland, Norge) viste at pussing og bioherbicidet pelargonsyre måtte kombineres med økt konkurranse fra kulturplanter for å redusere kveka. For åkerdylle ble et felles utendørs potteforsøk (Tyskland, Finland, Norge) med kutting av overjordisk del til fire ulike tider, og to feltforsøk (Norge) med pussing, rotskjæring eller harving til to tider, utført. Tiltakene ble gjort om sommeren/høsten før og etter at dyllerøttene gikk inn i hvileperioden. Tidlig behandling ga noe mindre åkerdylle året etter enn sein behandling, men det var noe sprikende resultater. Åkertistel ble studert i lab- og feltforsøk i Tyskland. Studenter ved NMBU og Rostock universitet deltok i forsøkene med åkerdylle og åkertistel. Disse artene har ulike biologiske og økologiske egenskaper og vi gjennomgikk og systematiserte publisert og annen litteratur på biologi, økologi og effekt av konkurranse og forstyrring av overjordiske og underjordiske plantedeler. I regi av «WP Monitoring», ledet av København Universitet, tok NIBIO og NMBU bilder i feltforsøkene i Norge med drone. I løpet av 2019-2021 er det tatt bilder i sju forsøksfelt. Dronebildene er tatt samtidig med feltregistreringer og bakkenære bilder. Ettersom rotugras sprer seg med skudd fra formeringsrøtter (åkertistel, åkerdylle) eller rhizomer (kveke), opptrer de ofte flekkvis i åkeren. Målsetningen i denne arbeidspakken er maskinsyns-algoritmer for RGB bilder til gjenkjenning og kartlegging av flekker av rotugras i kornåker. Slike algoritmer er sentralt både som forskningsverktøy innen ugrasforskning og som del av integrert stedspesifikk ugrasbekjempelse. I flere arbeidspakker er det gjennomført litteraturstudier. Dette vil brukes for å studere effekten av konkurranse på rotugras og denne kunnskapen vil etter hvert bli systematisert i en metaanalyse og er planlagt tilgjengelig i en åpen database (hovedansvar INRAE, Frankrike). En kvalitativ modell for effekt av ulike tiltak og faktorer på flerårige ugras (åkertistel) er utviklet. Det er laget to animasjonsfilmer (engelsk tale, undertekster på tysk, dansk, finsk, norsk og fransk) om hhv. åkertistel og åkerdylle med anbefalinger for jordarbeiding og konkurranse. Kunnskap fra prosjektet er formidlet til rådgivere, bønder og andre relevante mottakere.

Prosjektet har studert nye metoder for ugrasbekjempelse både for å redusere behovet for intensiv jordarbeiding, og bruken av ugrasmiddelet glyfosat. I utviklingen av nye metoder for bærekraftig kontroll av rotugras i landbruket er det et ønske at forebyggende tiltak, f.eks. fangvekster som konkurrerer med ugraset, har en mest mulig sentral rolle og at det suppleres/kombineres med direktetiltak, eksempelvis stubbharving eller sprøyting, ved behov. Tilfredsstillende avlingsnivå og ugraskontroll er selvfølgelig sentrale krav til metodene. Andre viktige elementer i bærekraftige dyrking er så lite klimaavtrykk som mulig og velfungerende økosystemtjenester som hindrer erosjon og utvasking av matjorda og ivaretar biologisk mangfold. Vi tror at våre forsøk, og kunnskapen fra dette prosjektet, i stor grad sammenfaller med målsetningene beskrevet over., i alle fall gir viktige bidrag. I prosjektet har vi studert nye bekjempelsesmetoder som har potensiale til å ivareta mange sentrale økosystemtjenester. I forhold til ulike målgrupper/brukere tror vi dette prosjektet eksempelvis kan ha følgende betydning: 1. Gjennom aktive formidling i prosjektet med fagmøter og feltdager har vi overført kunnskap til mange gårdbrukere. Vi tror at flere elementer av våre bekjempelsesmetoder vil tas i bruk i praksis. 2. Gjennom vitenskapelig publisering på kongresser og i journaler er kunnskap fra prosjektet spredt i akademia, vi tror mange vil ha stor interesse for dette. Dette har også betydning i forhold til nettverksbygging og internasjonalt forskningssamarbeid. Dette vil ytterligere forsterkes når vi har ferdigpublisert alle artikler. 3. Resultatene fra prosjektet vil ha betydning for næringslivet, for eksempel for kommersialisering av prototyper vi har brukt i forsøkene. 4. Kunnskap fra prosjektet er også relevant i forvaltning av landbruksareal, f.eks. knyttet til jordarbeiding og forskrift om regionale miljøtilskudd. 5. Kunnskap fra prosjektet vil vi bruke i nye prosjekt, f.eks. det nye prosjektet «SUSWECO - Sustainable weed control in cereals by combining subsidiary crops and minimal soil disturbance» (2023-2026).

The objective of AC/DC-weeds is to implement more and better agro-ecological management for creeping perennials in arable farming. Overall aim is to reduce plough-tillage in organic and conventional farming – and to replace glyphosate use in the latter also. Novel approaches for agro-ecological management of perennial weeds demand to exploit, combine and evaluate cultural and physical control and bio-based herbicides. Creeping perennials are suppressed by disturbance or through competition hence, an agro-ecological management must activate these processes in a suitable and rational way. New ways of applying disturbance subterranean without turning the soil will be examined in joint field experiments together with defoliation strategies via cutting or biocompatible herbicides. The effects of enhanced competition on creeping perennials will be systematized in a meta-analysis. The excerpting knowledge will feed a trait-based joint database. Specific data for Elymus repens, Cirsium arvense and Sonchus arvense will be pooled, knowledge gaps identified and close through specific semi-field experiments. Due to their clonal life-style resulting in patches monitoring whole fields is vital for perennials. We follow new approaches to spatially explicit monitor perennials with available technical tools like cameras or sensor installed in drones or vehicles. Reliable algorithms will be developed to monitor perennials. Qualitative models to analyse the impact of cropping practices, soil, weather and field environment on perennial infestations will be designed. With the help of a novel interactive graphical web tool spatial visualization for different scenarios of applying disturbance and competition will be developed. Communication and dissemination will target advisors and farmers in conventional and organic farming and other stakeholder like land owner and nature conservation.