Mål om økt norsk kornproduksjon - Klima og andre utfordringer?

Transkript

1 Mål om økt norsk kornproduksjon - Klima og andre utfordringer? Bernt Hoel Bioforsk Øst Apelsvoll

2 Korn, olje- og proteinvekster, Bioforsk Høye avlinger med riktig kvalitet, produsert på en lønnsom og miljømessig forsvarlig måte Sortsprøving gode kvalitets- og dyrkingsegenskaper Dyrkingsteknikk jordarbeiding, næringsforsyning, plantevern Presisjonsjordbruk ny teknologi, skreddersydde tiltak Langvarige felt jordarbeiding og dyrkingsmåter Klima tilpasning, utslipp

3 Økte kornavlinger på dagsorden hvorfor? Klimaendringer Energipriser Vannknapphet Jordbruksareal Befolkningsvekst Endring i matvaner «A person who has food has many problems. A person who has no food has only one» (Kinesisk ordtak). Det finnes gode argumenter for at Norge bør ha en relativt høy grad av selvforsyning. - neppe klokt å overlate den mest fundamentale av alle sikkerheter for folk og nasjon til en eller annen tilfeldig og ukjent aktør eller mekanisme der ute i verden, (Vagstad, forskningsdirektør, Bioforsk)

4 Totalavling i norsk kornproduksjon glidende gjennomsnitt, kilde: SSB 2013 er prognose

5 Avlingsutvikling, kg/daa, , 5 års glidende gjennomsnitt (kilde: SSB)

6 4. Rammer og marked 4.1 Arealer, avlinger og dyrkingsgrunnlag Største kornareal var i 1991 med 3.69 mill daa Kornarealet er redusert med mer enn daa siden 1991 (>20%) Nedgang i arealet fra 2012 til 2013 er over daa Kilde:SSB

7 3. Bakgrunn og betraktninger 20 % økning. Meget ambisiøs målsetting, en massiv utfordring Areal Nåværende utvikling, helt uforenlig med målet Arealproduktiviteten Agronomi for optimalisering av dyrkingsgrunnlaget Parallelt fremme best mulig resultat under suboptimale forhold

8 3. Bakgrunn og betraktninger 20 % økning. Meget ambisiøs målsetting, en massiv utfordring Areal Nåværende utvikling, helt uforenlig med målet Arealproduktiviteten Agronomi for optimalisering av dyrkingsgrunnlaget Parallelt fremme best mulig resultat under suboptimale forhold Potensial ved optimale/gunstige betingelser Avlingsgap Avlinger i praksis

9 3. Bakgrunn og betraktninger 20 % økning. Meget ambisiøs målsetting, en massiv utfordring Areal Nåværende utvikling, helt uforenlig med målet Arealproduktiviteten Agronomi for optimalisering av dyrkingsgrunnlaget Parallelt fremme best mulig resultat under suboptimale forhold Potensial ved optimale/gunstige betingelser jordtype tresking jordarbeiding Avlingsgap Avlinger i praksis

10 Forventa klimaendringer effekt på kornproduksjon Temperaturøkning vår og høst: Seinere sorter med høyere avlingspotensial. Utvidet korndyrkingsområde (omfang, egnethet?) Økt vårtemp: Tidligere start, bedre tid jordarb. og ugrasbekjemp Økt sommertemp: Positivt for enkelte kvalitetsegenskaper, men raskere kornfylling gir lavere enkeltkornvekt (lavere avling) Økt høsttemp: Fremmer modning, men i komb med mer nedbør kan gi mer groing Varmere og våtere vekstsesong: Sjukdom, skadedyr, legde øker Økt nedbør og hyppighet, utfordringer: Drenering, jordpakking, jordstruktur. Vanskeligere våronn og innhøsting. Fra: Bioforsk Rapport nr

11 Experience from 2013, Norway

12 5 weeks after sowing 20 % soil water content 5-6 leaves, 1-2 tillers

13 5 weeks after sowing 35% soil water content 3-5 leaves, no tillers

14 5 weeks after sowing 45% soil water content 3-5 leaves, no tillers

15 5 weeks after sowing Flooding conditions 3-5 leaves, no tillers

16 % soil water content: >50

17 Noen betraktninger utviklingstrekk/epoker A) Økt produksjon fram til slutten av 80-tallet intensivering, utstyr/maskiner, bedre sorter og dyrkingsteknikk, større areal B) Deretter økende miljøfokus i kombinasjon med svekket lønnsomhet. Utviklingen i dyrkingsteknikk, positivt for miljø og effektivisering, i mindre grad positivt for arealproduktivitet. Rask nedgang i areal. Miljøkrav med preg av reduksjonsmål. C) Framover: Produksjonsøkning, kvalitets- og miljøfokus Behov for vinn-vinn-vinn løsninger! C er ja takk til alt, mye mer krevende enn A og B!

18 Næringsforsyning Økonomisk optimal N-gjødsling ved ulike avlingsnivå, N-opptak i korn og N-overskudd (N-gjødsel minus N i korn), 193 felt vårkorn Avlingsnivå N-gjødsel N-opptak i korn N-overskudd (kg/daa) (kg N/daa) (kg N/daa) (kg N/daa) Lavt (250) 10,6 4,5 6,0 Middels (500) 13,6 8,8 4,9 Høyt (750) 16,7 13,8 3,0 «Å legge til rette for gode avlinger er til beste for både produksjon og miljø» (Riley, 2010)

19 Fra et helhetlig perspektiv er balansert hensyn til produksjon og miljø mest bærekraftig. Bærekraftig intensivering 1 Erkjenne: Økte kornavlinger kommer ikke av seg sjøl. 2 Identifisering: Hvor ligger begrensningene? 3 Handling: Ta grep for å fjerne avlingsbegrensende faktorer

20 Utfordringer, muligheter og tiltak Utgangspunkt I underkant av 400 kg/daa, minus dekar årlig Kornproduksjon på < 1 % av landarealet, arealene nær yttergrensene for korn Likevel, mye av arealet har relativt gunstige vekstbetingelser eller potensial for det realistisk med betraktelig produksjonsøkning

21 Utfordringer, muligheter og tiltak Avlingsnivået i kornproduksjon resultat av: 1) Naturgitte forutsetninger Ikke verdens beste. 2) Økonomi, kompetanse sentralt for motivasjon til å investere tid og kroner i justeringer 3) Langsiktige dyrkingstiltak (jorda i hevd, f eks grøfting) Tru på framtida stimulerer, høy andel leiejord utfordring mht langsiktig investering 4) Årlige agronomiske tiltak Rett tiltak, rett sted til rett tid - kompetanse, gevinstpotensial, prioritering, kapasitet avgjør Forbedringspotensialet varierer mellom hovedtemaene

22 5. Utfordringer, muligheter og tiltak Lavt avlingspotensial og/eller svak utnyttelse kan skyldes en rekke forhold og kombinasjoner av disse 1) Vedvarende lavt avlingspotensial: - dårlig drenering - pakkeskader - uheldige naturgitte forhold og/eller 2) Svak utnyttelse av avlingspotensialet den enkelte sesong: a) Innsatsfaktorer brukes, men på feil måte (teknikk, dosering, timing) b) Innsatsfaktorer som ikke brukes Betydelige forskjeller finnes mellom nabodyrkere, naboskifter der naturgitte forutsetninger er om lag de samme - indikerer forbedringspotensial

23 Utfordringer, muligheter og tiltak Tiltak for økt norsk kornproduksjon Tiltak Opprettholde/øke kornarealet Betydning XXXXX I hvilken grad potensialene realiseres avhenger av: Økonomi, kompetanse, driftsledelse, forskning og rådgivning

24 Utfordringer, muligheter og tiltak Tiltak for økt norsk kornproduksjon Tiltak Opprettholde/øke kornarealet Betydning XXXXX Redusert jordpakking, bedret jordstruktur, tilpasset jordarbeiding Drenering Vekstskifte Mer optimalt plantevern (sopp) XXX XXX XXX XXX I hvilken grad potensialene realiseres avhenger av: Økonomi, kompetanse, driftsledelse, forskning og rådgivning

25 Utfordringer, muligheter og tiltak Tiltak for økt norsk kornproduksjon Tiltak Opprettholde/øke kornarealet Betydning XXXXX Redusert jordpakking, bedret jordstruktur, tilpasset jordarbeiding Drenering Vekstskifte Mer optimalt plantevern (sopp) XXX XXX XXX XXX Sorts-, artsvalg, foredling Optimal (presisjons)gjødsling Mer optimalt plantevern (øvrige) XX XX XX I hvilken grad potensialene realiseres avhenger av: Økonomi, kompetanse, driftsledelse, forskning og rådgivning

26 Aktuelle forskningsprosjekt - smakebiter Agropro Agronomi for økt matproduksjon i Norge utfordringer og løsninger LCA Multisens Future wheat Macsur Økt norsk kornproduksjon - værresistens

27 AGROPRO: Agronomi for økt matproduksjon. Utfordringer og muligheter. Prosjekt finansiert av NFR Bionær program ( )

28 Klarlegge muligheter og begrensninger for at forbedret agronomisk praksis kan tas i bruk og bidra til økt og bærekraftig matproduksjon Forbedret agronomisk praksis tilpasset fremtidens klima og produksjonssystemer. Fokus på jord og planter. Jordfysiske forholdmuligheter for rotutvikling, plantevekst, robust plantemateriale. Hva bestemmer lønnsomhet og produktivitet på gårdsbruk og hvilke faktorer er avgjørende for landbrukssektorens framtidige produktivitet Undersøke hvordan sosiokulturelle, institusjonelle og strukturelle faktorer påvirker muligheter og begrensninger for økt landbruksproduksjon Formidle forskningsresultat til forskere, samfunn, beslutningstakere, forvaltning, rådgivere og næringsutøvere. Hva skal til for at bonden tar i bruk den beste agronomiske praksis? Betydning av økonomiske, sosiologiske forhold? Teknologisk utvikling, kunnskap, praktiske forhold, leiejord

29 Gårdsstudier i grovfor og kornproduksjonen Detaljerte gårdsstudier på utvalgte bruk. Finne årsaker til at naturgitt avlingspotensiale ikke tas ut. Finne årsaker til at bønder ikke tar i bruk driftspraksis og innsatsfaktorer som kan øke avlingspotensialet. Arena for forsøk, demonstrasjon, formidling av kunnskap

30 Robust og tilpasset plantemateriale i korn Studere genetisk variasjon og finne sorter som er mer tolerante for jordpakking og våte forhold i jord. Etablere metodikk for å studere rotutvikling under anaerobe forhold (i felt og i vannkultur) Undersøke mekanismer som gjør plantene mer tolerante Morten Lillemo- UMB. Testing av plante materiale som kan tåle våte forhold. Vår 2013.

31 Hvordan påvirker kjøring rotvekst, rotutvikling, næringstoffutnyttelse og avling? Jordpakking og laglighet for jordarbeiding. Nye forsøk med grunnleggende kunnskap om sammenhengene mellom pakkingsgrad, plantevekst og avling. Økt forståelse av hvordan landbruksmaskiner påfører jorda belastninger som endrer jordstrukturen. Utvikle beslutningsverktøy for jordas laglighet og unngå risiko for jordpakking. Praktisk verktøy for å planlegge driften mht maskininvestering og kjøring. Valg av utstyr for å unngå jordpakking. Terranimo for norske forhold.

32 Miljøeffekter av ulike driftssystemer Lystgass målinger i langvarige feltforsøk (UMB og Apelsvoll ) for mer miljøvennlig landbruk. Måling i ulike driftssystemer med ulike vekster, gjødsling og jordarbeiding. Bedre utnyttelse av nitrogenreduserte lystgassutslipp. Effekt av dreneringstilstand på næringsutnyttelse, avrenning og lystgasstap.

33 Mange krav til landbruketmålkonflikter Redusert avrenning Økt matproduksjon Bærekraftig ressursbruk Biologisk mangfold Mindre klimagassutslipp Kulturlandskap Tilpasning til endret klima Økt karbonbinding

34 Aktuelle forskningsprosjekt - smakebiter Agropro LCA Multisens Future wheat Macsur Økt norsk kornproduksjon - værresistens

35 Livssysklusanalyse (LCA) i kornproduksjonen - Fra råstoff til brød i butikk Audun Korsæth Bioforsk Øst Apelsvoll

36 Utslipp til miljøet; mange effekter Transport Transport Inputs

37 Hvorfor er slike studier viktige? Grunnleggende kunnskap om hele produksjonskjeden er nødvendig for å kunne styre endringer i riktig retning. Hvilke miljøproblemer er av vesentlig betydning for et system? Hvor i livsløpet oppstår disse miljøproblemene? Hva er det største potensialet for miljømessig forbedring av et system?

38 Analysene omfatter 93 individuelle gårder Produksjon av bygg, havre, vår- og høsthvete på til sammen 215 skifter De viktigste kornregionene er representert

39 Oppsummering Globalt oppvarmingspotensial fra norsk kornproduksjon litt under 1 kg CO 2 -ekv per kg korn Utslipp fra jordet bidrar mye; reduksjon av jordas moldinnhold ved ensidig korndyrking en viktig årsak Økte avlinger uten tilsvarende økning i produksjonsfaktorene miljømessig gunstig Størstedelen av utslippene skjer på gården Prosessene fram til gårdsgrinda bidrar minst totalt sett, med under 17 % for alle miljøindikatorene vist Transport bidrar lite til de totale utslippene

41 Multisensory precision agriculture improving yields and reducing environmental impact Audun Korsæth Bioforsk Arable Crops Division Norwegian Institute of Agricultural and Environmental Research

42 Prosjektets hovedmål WP 1. Reduced N 2 O-emissions by site-specific fertilization Aproach 1.1. Effects site-specific fertilization on N 2 O emissions will be doucumented Approach 1.2. Improving site -specific fertilization based on light reflection by a multi sensor approach accounting for water stress WP 2. Effective N 2 O-measurements by means of Unmanned Ground Vehicles UGV Approach 2.1: Constructing a UGV suitable as platform for measurements Approach 2.2. Development of adequate operations Approach 2.3. Gas measurements, calculations and data storage WP 3. Reduced herbicide use by site-specific perennial weed control Approach 3.1 RGB-images of wheat fields will be used to create weed maps for postharvest control (two-step approach) Approach 3.2 Images taken at times of optimum weed control will be used to design a real-time system for site-specific control

43 Prosjektets hovedmål (forts.) WP 4. Early detection and control of fungal diseases in wheat Approach 4.1: Fungal wheat diseases can be detected by changes in induced chlorophyll fluorescence Approach 4.2. Crop performance and nitrogen use efficiency will be improved by presymptomatic site specific fungicide application Approach 4.3. Fungal wheat pathogens can be detected and distinguished by VOC profile determination Approach 4.4. VOC profiles of different pathogens will be detected on the wheat plant WP 5. Integrated analyses of fertilizer needs, nitrous gas emissions, weed infestation and disease epidemics for optimized efficiency of input factors Approach 5.1. Integrated field trials for multiple multisensory data acquisition

44 Current sensors CropScan 13 bands 485 nm nm FieldSpec bands 350 nm 2500 nm HySpex 160 bands 400 nm 1000 nm USB bands 500 nm 1100 nm Photo: ASD Inc. Photo: CropScan Inc 0.5 Example data: 0.5 Photos: Norsk Elektro Optikk Photos: OceanOptics, Microdrones Reflectance Reflectance Reflectance Reflectance Wavelength (nm) Wavelength (nm) Wavelength (nm) Wavelength (nm)

45 The project in a nut shell N 2 O-detector Electroni c nose On-the-go N 2 O- measurements Fusarium

47 FutureWheat Effect of climatic conditions on wheat quality adaption to the future grant no Norsk tittel: Effekt av varierende klima på bakekvalitet i hvete tilpasning av norsk hveteproduksjon for fremtiden Financing: FFL/JA + partner contribution

48 Conclusions Effect of temperature on gluten quality Larger in tunnel and field trials than in climate chambers Genetic potential in Norwegian spring wheat varieties are good and comparable to some HRS varieties Gluten quality complicated! Genetics, climate, agronomic variation, other factors as fungus / Fusarium spp.++ Polymerisation Degradation

50 CropM TradeM LiveM 17 Europeiske land 73 institutter Bioforsk Norsk institutt for landbruksøkonomisk forskning (NILF) Institutt for husdyr og akvakulturforskning /UMB Bioforsk, UMB og NILF deltar i tre nettverk i MACSUR for modellering av planteproduksjon, husdyrproduksjon, handel og økonomi. Modellering på gårdsnivå, lokal og regional skala i Europa vil styrke det europeiske samarbeidet for økt matproduksjon og matsikkerhet. Planlegging av god tilpasning til endret klima for landbruket forutsetter kunnskap både om de positive muligheter og negative effekter av endret klima.

51 MACSUR: Modellering av matproduksjon og matsikkerhet i et endret klima Et endret klima kan påvirke; Lengden av vekstsesongen, avlingspotensialet og dyrkingssonene for ulike vekster (dagens vekster-nye arter) Økt nedbør kan påvirke kjørbarhet på jorder, innhøstingsmuligheter, jordpakking, dreneringsbehov Ugrassituasjon, plantesykdommer, skadegjørere Positive og negative effekter vil i MACSUR bli modellert for: Kornproduksjon: Avling på felt, gårds- og regional nivå, laglighet for jordbearbeiding, såing og høsting, overvintring, risiko for Fusarium og mykotoksiner i kornavlingen. Grasproduksjon: Avling på felt, gårds- og regional nivå, graskvalitet, overvintring, laglighet for høsting, overvintring, identifisering av viktige sortsegenskaper for fremtidig klima. Resultatene vil bli brukt i «Livestock» og «Trade» nettverkene for å simulere klimaavhengig husdyrproduksjon og økonomi/handel. Kontakt: Mats Höglind; mats.hoglind@bioforsk.no

53 Avlingspotensialet i bygg: Betydning av høstetidspunkt Fortrykk 2013 Jord- og Plantekultur 2013 Bernt Hoel & Unni Abrahamsen Bioforsk Øst Apelsvoll

54 Kornavling Avlinga er ikke realisert før kornet er i hus. Ofte krevende innhøstingsforhold i Norge. Hvor robust er en moden kornåker dersom høsting blir utsatt? Hvilke forebyggende tiltak kan gjøres? Hvis flere modne åkre, hvilken åker bør treskes først?

55 Værresistens Flere av de seinere vekstsesonger har vært blant de mest krevende i manns minne, både for kornsortene og korndyrkerne Værresistens er et samlebegrep for egenskaper hos en kornsort, som gjør at den tåler ugunstig vær under modning og ved utsatt høsting uten at det går for mye ut over avling og kvalitet Begrepet ble innført i norsk landbruksterminologi først på 1950-tallet, og ble den gangen sterkt aktualisert av overgangen fra bruk av sjølbinder til skurtresker I dag er begrepet igjen sterkt i fokus på grunn av de forventede klimaendringene

56 Værresistens forts. Åkerens holdbarhet - legde - stråknekk - aksknekk - dryssing 3 Foto: Unni Abrahamsen Resistens mot kvalitetsskader - oppsprekking av inneragner og skall - misfarging - skrumpne korn lav hektolitervekt - aksgroing redusert falltall, redusert spireevne

57 Falltall på 5 høsthvetefelt med sterkest belastning Felt 1 Felt 2 Felt 3 Felt 4 Felt 5 Middel 0

58 Dårlig høstevær alt var bedre før, eller..? Skurtresker for alvor fra 1948: - «Uheldigvis fikk vi så en rekke år med fuktige og vanskelige høster», medførte markert tilbakegang i kornkvalitet (Hauge & Sogn 1976) Strand (1954): Undersøkelser over kornarters og sorters værresistens. - «Værforholdene i høstetiden var gjennomgående vanskelige» Hauge & Sogn (1976): Høstetidsforsøk : Usedvanlig kjølig og fuktig høst, ufullstendig modning 1966: Kjølig og rått vær fra 1. aug. Et av de dårligste avlingsår på 60-tallet.. osv

59 Ikke noe nytt tema Vik (1942): Høstetidsforsøk, vårhvete (10 år), bygg, havre (7 år) Strand (1954): Høstetidsforsøk i 3 år, vårhvete (21 sorter), bygg (32 sorter), havre (20 sorter) Hauge & Sogn (1976): Høstetidsforsøk , hvete (4-5 sorter), bygg (8-11 sorter), havre (8-9 sorter), to lokaliteter hvert år. Totalt 20 felt med en rekke sorter innenfor hvete, bygg og havre! Hoel & Abrahamsen (2013): Ett felt (bygg) i 2011 og ett felt (bygg) i 2012.

60 Oppsummering Valg av sort og plantevernstrategi har betydning for robusthet mht utsatt høsting. Etter oppfølging med vekstregulering/soppbekjempelse ga Edel betydelig høyere avling enn Tyra, minkende forskjell med utsatt høsting. Edel ga størst avling også uten plantevern, forutsatt tidlig høsting Generelt større forskjeller mellom tidlig og sein høsting i Edel enn i Tyra.

61 Muligheter for Økt norsk kornproduksjon? Kornarealene opprettholdes/økes Økt arealproduktivitet, fokus på agronomi Fokus på både miljø, kvalitet og produksjon Forskning og utvikling for en bærekraftig intensivering Kunnskapsformidling

62 Oppsummering Totalproduksjon av norsk korn viser en klart nedadgående trend, den snur ikke av seg selv Bare det å opprettholde produksjonen på dagens nivå er en stor utfordring som krever grep Men en betydelig økt produksjon er mulig, som resultat av økt areal og økt arealproduktivitet Varig, god lønnsomhet er et effektivt virkemiddel + Tydeligere avlingsfokus i forskning/rådgiving/forvaltning = Optimalisering av dyrkingstiltak på gårds- og skiftenivå.

63 Takk for oppmerksomheten!