Valg av resistente sorter for å redusere omfanget av mykotoksiner i hvete, bygg og havre

Transkript

1 Lillemo, M. et al. / Bioforsk FOKUS 8 (1) 91 Valg av resistente sorter for å redusere omfanget av mykotoksiner i hvete, bygg og havre Morten Lillemo 1, Helge Skinnes 1, Åsmund Bjørnstad 1, Trond Buraas 2, Lars Reitan 2, Stein Bergersen 2 & Jon Arne Dieseth 2 1 Institutt for plante og miljøvitenskap, Universitetet for miljø og biovitenskap, 2 Graminor AS morten.lillemo@umb.no Innledning Skadelige nivå av mykotoksiner i hvete, bygg og havre fra norske kornåkre som følge av infeksjoner av Fusarium har økt mye i omfang det siste tiåret. Redusert jordarbeiding, utilstrekkelig vekstskifte og dyrking av mottakelige sorter er viktige faktorer som sannsynligvis kan forklare mye av denne økningen. I tillegg har vi hatt flere dyrkingssesonger på rad med fuktig vær som gir gode vilkår for Fusarium. Det har også skjedd et skifte i patogenpopulasjonen med en sterk økning i forekomsten av Fusarium graminearum det siste tiåret (Hofgaard et al. 29). Korn som er angrepet av F. graminearum kan få nedsatt spireevne, og dette er spesielt et problem i havre, og årsak til at vi i Norge i flere år har hatt alvorlige spireproblemer med enkelte havresorter. Beising av såkornet med fungicid er et vanlig tiltak for å øke spireevnen ved infeksjon med Fusarium og andre frøoverførte sykdommer. Beising har imidlertid vist seg å være lite effektivt ved sterk Fusariumsmitte i havre. Det skyldes trolig at smitten sitter under frøskallet og ikke blir drept ved kjemisk behandling med mindre man fjerner skallet (Tekle et al. 213), noe som er praktisk umulig i kommersiell såkornproduksjon. Å få fram sorter som er mindre mottakelige for Fusarium og som greier å opprettholde høg spireevne er derfor et viktig foredlingsmål. Graden av fusariumsmitte forklarer imidlertid ikke all variasjon av mykotoksininnhold, eller variasjon i spireevne, fordi både tidspunkt av smitte og nedbør, og sortens egen reaksjon på, og handtering av mykotoksinene påvirker resultatet. Norske bønder har hittil ikke hatt tilgang på pålitelig informasjon om sortsforskjeller i resistens mot Fusarium. Denne artikkelen er et forsøk på å sammenfatte den informasjonen som finnes fra fem års resistenstesting av det norske sortsmaterialet. Vi kan dermed gi sortsanbefalinger basert på statistisk sikre forskjeller i resistens med utgangspunkt i disse forsøkene. Materialer og metode Resultatene som legges fram her er basert på feltforsøk med kunstig smitte og dusjvanning som vi har gjennomført rutinemessig på Vollebekk siden 27 og på Staur og Vollebekk siden 211. Denne metoden går i korthet ut på at autoklaverte havrekorn som er kunstig smittet med F. graminearum strøs ut på bakken ved begynnende stråstrekning, og feltene dusjvannes på kveldstid for å sikre god nattedogg. Kornsmitten sørger for et jevnt smittetrykk mens dusjvanningen sikrer gode vilkår for infeksjon. Høstede kornprøver er blitt sendt til University of Minnesota og analysert for mykotoksinet deoxynivalenol (DON) basert på en svært pålitelig GC-MS metode. Havreprøvene har i tillegg vært analysert for spireevne ved Kimen Såvarelaboratoriet i Ås. Resultatene er analysert med mixed linear modelling i SAS som gjør det mulig å korrigere for romlig variasjon innen de enkelte forsøksfeltene og på denne måten redusere forsøksfeilen. Resultater og diskusjon Et større antall linjer av havre, bygg og vårhvete har vært testet i forsøkene i hvert år, hvorav kun de viktigste sortene, noen målestokker og de mest lovende foredlingslinjene har vært med i forsøkene over flere år. Her presenterer vi kun resultater for de mest aktuelle sortene og lovende foredlingslinjer som er i offisiell verdiprøving og hvor vi har minimum tre år med data. Korn

2 92 Lillemo, M. et al. / Bioforsk FOKUS 8 (1) Havre Figur 1 viser en rangering av havresortene etter gjennomsnittlig DON-innhold basert på feltforsøkene i 28 til 211. Feltet på Vollebekk i 27 hadde betydelig lavere DON verdier enn de andre feltene og er derfor ikke tatt med i beregningene av gjennomsnitt. Steinar og Bessin utmerker seg som de mest mottakelige av de prøvde sortene og er med som mottakelige målestokker i forsøkene. Odal er den mest resistente mens Belinda og Haga har de høyeste DON-verdiene av sortene på markedet. Både Odal og Skarnes har signifikant lavere DON-verdier enn Belinda og Haga og kan anbefales som gode alternativer til disse for å redusere omfanget av mykotoksiner i norsk havredyrking. Disse to sortene pekte seg ut tidlig, og de seinere års resultater har bekreftet dette bildet. Disse sortsforskjellene holder stand over forsøk og år med vidt forskjellig smittetrykk som vist i figur 2. Det er også verdt å merke seg at selv forsøksfeltet i 27 med svært lave DONverdier viste samme rangering. Vinger hører også med blant de sortene som har relativt lave DONverdier og kan være et alternativ til Belinda dersom den blir markedsført. I havre forårsaker F. graminearum også problemer med spireevnen, og det har i enkelte år vært store vansker med å skaffe såkorn med god nok spireevne. Spireevnen har derfor også vært testet i smitteforsøkene. En rangering av sortene etter spireevne er vist i figur 3. Odal, Belinda og Hurdal er de sortene som har minst problemer med spireevnen etter smitting med F. graminearum og disse har signifikant bedre spireevne enn Steinar og Bessin. Det er kun en delvis sammenheng mellom spireevne og DON som vist i figur 4. Vi tror at mykotoksininnhold og redusert spireevne er symptomer på tidlig og sein fusariuminfeksjon og at sortene reagerer ulikt med hensyn til disse parametrene. Det er i denne sammen hengen verdt å merke seg at Belinda utmerker seg med relativt god spireevne til tross for høge DON verdier (figur 4) ,4 16, ,7 7,9 8,1 8,1 8,2 8,8 8,8 9,2 9,3 12,4 12,5 12,7 12,8 13, 11,4 11,4 11,6,9 11, 9,8, Figur 1. Rangering av sorter og foredlingslinjer i havre etter gjennomsnittlig DON-innhold basert på fusariumfeltene i 28 til 211. LSD 5 % = 3,7

3 Lillemo, M. et al. / Bioforsk FOKUS 8 (1) 93 3 Odal 25 Skarnes Belinda Haga 2 Steinar 15 Korn 5 Vollebekk 27 Vollebekk 28 Vollebekk 29 Vollebekk 2 Staur 211 Figur 2. Sammenligning av DON-verdier for et utvalg av havresorter i enkeltforsøk fra 27 til 211. Steinar var ikke med i forsøket på Staur i ,5 74, 73, 72,6 7 71,7 71,7 71,6 69,9 69,7 69,6 68,9 68,3 68, 67,7 67,7 66,2 65,3 Spireevne (%) ,7 61,6 56, Figur 3. Rangering av sorter og foredlingslinjer i havre etter gjennomsnittlig spireevne basert på fusariumfeltene i 27 til 211. LSD 5 % = 8,1

4 94 Lillemo, M. et al. / Bioforsk FOKUS 8 (1) 75 Odal GN GN745 Hurdal GN8214 Belinda GN7133 Spireevne (%) Nudist Skarnes GN825 Vinger Ringsaker GN833 GN857 Gere Nes Haga R² =, GN65 Steinar Bessin Figur 4. Sammenhengen mellom DON og spireevne i det norske sortsmaterialet i havre. Basert på gjennomsnittlig DON-innhold fra fusariumfeltene i 28 til 211 og gjennomsnittlig spireevne fra Fusariumfeltene i 27 til ,4 2-rads 6-rads 17, ,3 15, ,5 13,5 12 9,3 9,4, 9,9,2,2 11,4 12,2 8 7,1 8,1 8,2 6 5,5 6,1 4 2 Figur 5. Rangering av sorter og foredlingslinjer i bygg etter gjennomsnittlig DON-innhold basert på Fusariumfeltene i 28 til 211. LSD 5 % = 5,4

5 Lillemo, M. et al. / Bioforsk FOKUS 8 (1) 95 3 Gustav (2r) Helium (2r) Iron (2r) Brage (6r) Tiril (6r) Heder (6r) Korn 5 Vollebekk 28 Vollebekk 29 Vollebekk 2 Staur 211 Figur 6. Sammenligning av DON-verdier for et utvalg av byggsorter i enkeltforsøk fra 28 til 211. Bygg Det er sikre sortsforskjeller med hensyn til DON-innhold i både 2-rads og 6-rads bygg (figur 5). Innenfor 2-radsbygg er det spesielt sorten Iron som utpeker seg som verstingen med omtrent dobbelt så høye DONverdier som gjennomsnittet av de øvrige sortene. Gustav har de laveste DON-verdiene over år mens også KWS Olof, Iver og Tyra hører med blant de mer resistente sortene. Innenfor 6-radsbygg er det Brage som utpeker seg som den mest resistente av sortene som tilbys norske bønder. Også Tiril har signifikant lavere DON-innhold enn de mer mottakelige sortene Heder, Habil og Skaun. Hvordan disse sortsforskjellene har vært i de enkelte år er vist i figur 6. Vårhvete Sammenlignet med de andre kornslagene er sortsforskjellene mindre i vårhvete selv om det ikke er vanskelig å finne foredlingslinjer som har langt høyere DON-verdier enn markedssortene. Av dagens sorter er det først og fremst de seine sortene Zebra og Demonstrant som utmerker seg med høyere DON-verdier enn for eksempel tidligsortene Berserk og Bjarne (figur 7). Tendensen er relativt stabil over år bortsett fra forsøket i 29 hvor det høye smittetrykket utraderte nesten alle sortsforskjeller i vårhvete (figur 8). Det er ellers verdt å merke seg de lave DON-verdiene for den nye sorten Mirakel og at det ellers er flere lovende foredlingslinjer som representerer en betydelig resistensforbedring i forhold til Zebra og Demonstrant. For at disse skal komme på markedet må de imidlertid konkurrere brukbart med markedssortene i avling og andre viktige egenskaper.

6 96 Lillemo, M. et al. / Bioforsk FOKUS 8 (1) 18 17, , , 5, 5,2 5,9 6,3 6,3 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 7,2 7,2 7,3 7,6 8, 8,6 9,4 9,8,6 4 2 Figur 7. Rangering av sorter og foredlingslinjer i vårhvete etter gjennomsnittlig DON-innhold basert på Fusariumfeltene i 27 til 211. LSD 5 % = 3, Mirakel Berserk Bjarne Zebra Demonstrant Vollebekk 27 Vollebekk 28 Vollebekk 29 Vollebekk 2 Staur 211 Figur 8. Sammenligning av DON-verdier for et utvalg av vårhvetesorter i enkeltforsøk fra 27 til 211.

7 Lillemo, M. et al. / Bioforsk FOKUS 8 (1) 97 Konklusjoner og anbefalinger Etableringen av disse feltforsøkene med kunstig smitting og dusjvanning har vært et nyttig redskap i resistensforedlingen som sikrer relativt pålitelige data uavhengig av værforholdene i den enkelte sesong. Dataene har vært brukt aktivt i foredlingsprogrammene til å velge vekk foredlingslinjer og utenlandske sorter med høge DON-verdier og fokusere innsatsen mot linjer og sorter som representerer en forbedring i forhold til dagens sortsmateriale. Valg av sorter med resistens er et av de viktigste tiltakene den enkelte korndyrker kan iverksette for å redusere risikoen for høye mykotoksinverdier i tillegg til å sprøyte med fungicid som inneholder protioconazol ved blomstring. Sistnevnte virker vel og merke bare mot DON og for eksempel ikke mot T2 og HT2 toksin produsert av andre fusariumarter, f.eks. F. langsethiae. Siden den sammenstillingen vi har presentert her viser at det finnes tydelige sortsforskjeller i resistens mellom sortene som norske korndyrkere har til disposisjon, er det viktig at denne informasjonen gjøres tilgjengelig og blir tatt hensyn til ved valg av sort på linje med andre viktige agronomiske egenskaper som for eksempel avling, tidlighet, kvalitet og andre resistensegenskaper. Med hensyn til å redusere forekomsten av mykotoksiner i norskprodusert korn til fôr og mat er det viktig på sikt å kunne fase ut de mest mottakelige sortene. Resultatene som er presentert her viser at det både innen havre og bygg finnes mer resistente alternativer som er absolutt på høyde når det gjelder avling og kvalitet. Rent konkret kan vi anbefale: Odal og Skarnes som mer resistente alternativer til Belinda og Haga i havre Brage som et godt alternativ til Heder innen 6-radsbygg Gustav og flere andre resistente bl.a. Iver og Tyra innen 2-radsbygg Innen vårhvete er det flere lovende foredlingslinjer med god resistens som på sikt bør erstatte de mer mottakelige sortene Zebra og Demonstrant. Referanser Hofgaard, I.S., Brodal, G., Elen O., Aamot, H.U., Klemsdal, S. (29) Fusarium graminearum i Norge. Bioforsk Fokus 4: Tekle S., Skinnes, H., Bjørnstad, Å. (213) The germination problem of oat seed lots affected by Fusarium head blight. European Journal of Plant Pathology 135: Korn

8 98 Jord- og Plantekultur 213 / Bioforsk FOKUS 8 (1) ThermoSeed behandlet såkorn - verdens reneste såkorn Ved å behandle såkorn med varm og fuktig damp, bekjempes frøoverførte sjukdommer effektivt. Råvarene testes grundig. I testingen inngår også klimakammer i tillegg til tradisjonelle laboratorietester. Dette gir bedre informasjon om det enkelte såkornpartiet. Fordeler med ThermoSeed Minst like god effekt mot frøoverførte sjukdommer som kjemiske alternativer Praktiske fordeler i såmaskinen Opphever spiretreghet effektivt Kan ha bedre effekt mot fusarium enn beiset såkorn Yrkeshygieniske fordeler både for korndyrkere og fabrikkansatte Såkornet er ufarlig for mennesker og dyr Ingen negativ miljøpåvirkning Tlf.: 352