Plantemateriale for framtidig klima og driftsmåte. Prosjekt VARCLIM. Fagseminar agronomi Bodø, 21. oktober2011

Transkript

1 Plantemateriale for framtidig klima og driftsmåte Prosjekt VARCLIM Fagseminar agronomi Bodø, 21. oktober2011

2 Forskningsprosjektet VARCLIM Genetisk og fysiologisk grunnlag for tilpasning av flerårige fôrvekster til et endret klima i Norge 2 Finansiert av Matprogrammet i Norges forskningsråd,

3 INSTITUSJONER SOM DELTAR KONSORTIUM UMB (prosjektleder O.A. Rognli) BIOFORSK (administrativ ansvarlig ) Graminor AS University of Agriculture in Krakow, Polen 3 INTERNASJONALT SAMARBEID Hokkaido University, Japan Aarhus University, Danmark Iowa State University, USA MTT Agrifood Research, Finland INRA, Lusignan, Frankrike

4 4 HOVEDMÅL Utvikle Kunnskap metodikk og genetisk materiale som grunnlag for sortsutvikling i utvalgte gras og kløverarter basert på genetisk og fysiologisk regulering av viktige egenskaper som styrer tilpassing til endrede klimaforhold. Arter timotei, flerårig raigras/raisvingel, rødkløver og luserne Prosjektramme: totalt ~19 mill NOK over 4 år

5 SANNSYNLIGE KLIMAENDRINGER Stigende temperatur (2,5-3,0 ⁰C) mest om vinteren og i nordlige områder Mer nedbør økning på 20 % over 50 år, mest langs kysten og i nord spesielt om høsten Tørrere klima på Østlandet og Sørlandet Mindre snø på den nordlige halvkule Økt vindhastighet hyppigere stormer, særlig på kysten om vinteren Mer ustabile værforhold kystklima overalt? 5 NB! Betydelig usikkerhet

6 HVA FØRER KLIMAENDRINGENE TIL? 6 Lengre vekstperiode noe tidligere vår Noe høgere veksttemperatur Mer nedbør og mer varierende nedbør Hva skjer med planteveksten? Økt biomasseproduksjon Flere høstinger i sesongen av engvekster, utvide beitesesongen Temperatur endre seg, ikke daglengden nye samspill Behov for plantesorter med annen klimatilpassing Behov for planter med et større produksjonspotensial Mulig å dyrke nye arter? Flerårig raigras, Raisvingel (Festulolium), Nye engbelgvekster Mais?

7 HVA ER SPESIFIKT VED KLIMAET I NORDOMRÅDENE? Timer Daglengder Ås, Akershus 20 Vågønes, Nordland Holt, Troms Dag i året Kilde: Arild Larsen, Graminor Lang dag med delvis kontinuerlig dag i vekstsesongen Kortere dag høst og vår enn lenger sør Lite lys og spesiell lyskvalitet høstvinter-vår Unikt klima, få eller ingen steder på kloden med en slik kombinasjon av klimafaktorer 7 Utfordring: De fleste av våre nytteplanter er innført til Norge i nyere tid Lite genetisk variasjon? Vanskelig å finne nye genetiske ressurser, spesielt av flerårige vekster

8 GÅR DET AN Å FOREDLE FOR ET FRAMTIDIG KLIMA? Hva er nytt med dette? Klimaet har jo aldri vært stabilt? Har vi ikke alltid foredlet for endret klima? Det tar år å få en ny engvekstsort på markedet, den har jo da blitt testet under stadig endrede klimaforhold, er ikke det godt nok? Kan vi ikke bare flytte sørlige sorter nordover når det blir lengre vekstsesong? Nytt: 8 Endringene skjer raskere enn før Tilgjengelige genressurser er begrensede Nytt klima krever ny og økt genetisk variasjon

9 PLANTEFOREDLING KREVER: Genetisk variasjon (sorter, naturlige populasjoner, eksotisk materiale) Kryssing og seleksjon Sortsutvikling og markedsføring 9 Studier av lokale populasjoner av engsvingel på Bioforsk Løken i Valdres

10 GENETISKE RESSURSER EKSEMPLER FRA ENGVEKSTER 10 Kilde: Petter Marum, Graminor Kilde: Petter Marum, Graminor

11 Innsamlede lokale populasjoner av engvekster i Norge Art Nord-Norge Sør-Norge Timotei Engsvingel Hundegras Rødkløver Kvitkløver 9 64 Kilde: Petter Marum, Graminor

12 Lokaliteter hvor engvekster er samlet inn Kilde: Petter Marum, Graminor

13 Antall populasjoner lagret i Nordgen Art Sorter Lokale sorter Ville pop Timotei Engsvingel Hundegras Flerårig raigras Rødkløver Kvitkløver Kilde: Petter Marum, Graminor

14 NOEN SORTER MARKEDSFØRT FRA GRAMINOR BASERT PÅ INNSAMLEDE GENRESSURSER Timotei: 14 Noreng (2002), Lynne (2006), Lidar (2007), Lambada (2008) Engsvingel: Norild (2000) Flerårig raigras: Fennre (2003), Fia (2004), Fjaler (2006), Figgjo (2006), Trygve (2007), Ivar (2007), Fagerlin (2008) Kvitkløver Norstar (2000), Snowy (2000), Hilde (2007), Litago (2007), Stine (2008) Rødkløver Nordi 2x (1989), Lone 4x (2001), Reipo 4x (2002), Lea 2x (2002), Liv 2x (2002), Lasse 4x (2004), Lavine 4x (2007)

15 ARBEIDSPAKKENE I VARCLIM 15

16 ARBEIDSPAKKE 1 (WP1) - Leder: M. Høglind, Bioforsk Vest Modellering: Kan vi forutsi hvilke egenskaper og kombinasjon av egenskaper sortene bør ha for å være tilpasset framtidig klima vha modellering? Utnytte modeller utviklet i forskningsprogrammet WINSUR Fokus på toleranse mot skader av frost, is og overvann Modellering kun for timotei og flerårig raigras, kanskje raisvingel (finnes ikke modeller for engbelgvekster)

17 WP2: PREBREEDING Utvikling av plantematerialer med tilpasning til ulike klimaforhold og med plantetyper som er egnet for framtidig foredling WP leder: Liv Østrem, Bioforsk vest

18 Arbeidspakke 2 PREBREEDING Vi påstår at genetisk variasjon i eksisterende foredlingsmaterialer ikke er stor nok til å tilfredsstille framtidige endringer i klima og driftspress Vi må utvikle plantematerialer som tåler flere høstinger, dvs. har tidligere vekst og mer gjenvekst uten å minske overvintringevne Bedre klimatilpasning; fokus på vekstavslutning og herding/avherding/reherding Kryssing av foredlingsmaterialer og naturlig seleksjon/driftspress basert på feltforsøk ulike steder i Norge

19 FORSØKSSTEDER ALTA TROMSØ Kyst og innland sør og nord + Midt-Norge FURENESET BODØ TJØTTA KVITHAMAR ILSENG ÅS Testing av resistens hos internasonale partnerer SÆRHEIM

20 FELTFORSØK PREBREEDING TIMOTEI FOR ØKT GJENVEKSTEVNE VEKSTAVSLUTNING I ARTER MED DÅRLIG KLIMATILPASNING (RAIGRAS, RAISVINGEL) VEKSTRYTME I RØDKLØVER (LANGDAGSRESPONS) VARIGHET AV RØDKLØVER BETYDNINGEN AV PLANTEALDER FOR OVERVINTRING

21 PRE- BREEDING 36m 2 ruter Luserne Nasjonal Brei populasjon Alta, Bodø, (Tjøtta), Kvithamar, (Fure), Særheim, Bjørke MML Regional Tilpasning til regionale klimaforhold North Bodø, Alta South Særheim, Bjørke Timotei Rødkløver-D Rødkløver-T Festulolium-T Flerårig raigras-d Flerårig raigras--t MTL9701+Grindstad 5 MTV MTF Mix red clover-d 5 B1D2+D3+VåRk LøRk Mix red clover-t 5 A1TD1+D2+C1T1 2 LøRk0393/ FuRs Mix prg-d 5 Fagerlin 2 FuRa Mix prg-t 5 Ivar 2 Figgjo 2 Mix rødkløver-d: MRL95-3, MRL97-2, LøRk0288 Mix rødkløver-t: LøRk0395 (1/6), LøRk0394 (1/3), LøRk0616 (1/2) Mix-raigras-D: Arsenal, Fagerlin, FuRa , FuRa9805, Toronto Mix-raigrasT: Figgjo, FuRa9704, Lidelta, LøRa9401, Pomposo

22 PREBREEDING slåtter per år (2011, 2012) Luserne Rødkløver Timotei Raigras/ Festulolium Alta Bodø Tjøtta 2 Kvithamar Fureneset 2 Bjørke Særheim PREBREEDING gjødsling som liknende felter på lokalitetene

23 TIMOTEI MED ØKT GJENVEKSTEVNE MTL9701+Grindstad Mix av 12 SORTER: SE (3), DK (2), BE (2), NL (2), CZ (1), F (2) Slåtteregime N/S 1 2/3 2 3/4 3 * 4/5 Alta Bodø Bjørke Fureneset Planlagt med et gitt antall slåtter for hvert sted

24 VEKSTAVSLUTNING I FLERÅRIG RAIGRAS/FESTULOLIUM Feltforsøk etablert i 2010 Lokaliteter: Alta, Bjørke, Særheim: avlingsregistrering Vågønes, Fureneset: - avlingsregistrering - registrering av bladvekst/strekning og fotosynteseaktivitet om høsten

25 VEKSTAVSLUTNING I FLERÅRIG RAIGRAS/FESTULOLIUM RAIGRAS Id Art/ploidi Sort/pop. 1 PRG-D Mix-PRG-D 2 PRG-D-NN Fagerlin 3 PRG-D-SN FuRa PRG-D Arka 5 PRG-D Picaro 6 PRG-T Mix-PRG-T 7 PRG-T IVAR 8 PRG-T Figgjo 9 Hybrid RG-T Fenre FESTULOLIUM Id Art/ploidi Sort/pop. 10 FL-D (Lp Fp ) FuRs FL-D (Lp Fp ) FuRs FL-D (Lp Fa ) FuRs FL-D (LmFp-DH) FuRs FL-D (Lp Fp ) FuRs FL-T (LmLmFpFp) Felopa 16 FL-T (LpLpFpFp) FuRs FL-T (LpLpFpFp) FuRs FL-T (LpLpFpFp) FuRs FL-T (LmLmFaFa) FuRs Engsvingel Fure/Norild

26 VEKSTAVSLUTNING / NOFOCGRAN nordisk nettverk i fôrvekster Finland, Danmark, Island, Norge ID Art/ploidi Sort ID Art/ploidi Sort 1 Fleirårig raigras-d Picaro 11 Hybridraigras-T Fenre 2 Fleirårig raigras-d Riikka 12 Festulolium-T Fox 3 Fleirårig raigras-d Indiana 13 Festulolium-6x Hykor 4 Fleirårig raigras-d Indicus 14 Festulolium-T Perun 5 Fleirårig raigras-d Fagerlin 15 Festulolium-T Perseus 6 Fleirårig raigras-t Birger 16 Festulolium-T Hostyn 7 Fleirårig raigras-t Ivar 17 Festulolium-T Paulita 8 Fleirårig raigras-t Figgjo 18 Festulolium-T Felopa 9 Fleirårig raigras-t Mathilde 19 Strandsvingel Retu 10 Fleirårig raigras-t Jaran 20 Engsvingel Fure (control) Kant Fleirårig raigras Fjaler

27 TIDLIG VEKST I RØDKLØVER Vekstrytmen hos rødkløver er seinere enn grasartene Mål: Utvikle rødkløvermaterialer som reagerer på lang dag om våren med tidlig vekst og blomstring samt god N- fikseringsevne PLANTMATERIALER = 8 sorter Diploide: Ares SW (SE), Rajah (DK), LøRk0287, LøRk0389 Tetraploide: Ilte (EE), Varte (EE), Nancy SW (SE), LøRk9735 Sted: Fureneset

28 VARIGHET AV RØDKLØVER Mulige årsaker til liten varighet: - Sorter med dårlig klimatilpasning - Vassmettet jord om høsten og vinteren - Misforhold mellom vekstrytmen hos gras og kløver - Sykdommer i vekstsesongen - Dyrkingspraksis - Frost, is, telehiv, etc. - Sykdommer om vinteren, eks. Sclerotinia

29 ARBEIDSPAKKE 3 (WP3) Leder: Marit Jørgensen, Bioforsk Nord Overvintringevne i en forlenget vekstsesong Høyere temperaturer høst og vinter kombinert med kort dag og lite lys utgjør en ny type overvintringsstress, spesielt i nord. Vi vil undersøke om de fysiologiske mekanismene hos plantene er fleksible nok til å møte disse nye utfordringene.

30 ARBEIDSPAKKE 4 (WP4) Leder: M. Høglind, Bioforsk Vest Herding/avherding/reherding grunnleggende fysiologiske og molekylære mekanismer Ustabile vintre med gjentatte fryse/tine episoder fører til mer direkte frost på plantene. Vi trenger sorter som kan reagere raskt mht herding og reherding etter mildværsperioder.

31 ARBEIDSPAKKE 5 (WP5) Leder: O.A. Rognli, UMB Identifisere DNA-markører som er koblet til overvintringsevne under ulike driftsregimer og naturlig seleksjon Seleksjon som følge av konkurranse, driftspress og overvintringsstress er meget sterk i grasmark. Endringer i plantesammensetning og frekvens av genetiske markører kan benyttes til å utvikle ny og raskere foredlingsmetodikk

32 ARBEIDSPAKKE 6 (WP6) Leder: A.M. Tronsmo, UMB Sykdomsresistens i framtidig klima I et mildere klima vil vi kunne dyrke raigras/raisvingel i mye større omfang, men disse artene er svake mot overvintringssopp. Rødkløver går ut pga dårlig motstandsevne mot Fusarium rotråte og Sclerotinia råte. Soppsykdommer som i dag er et problem lenger sør men ikke hos oss vil spre seg nordover når klimaet blir mildere

33 DELTAKERE Bioforsk Vest, Særheim: 33 Mats Høglind, Hans M. Hanslin, Tomas Persson Bioforsk Vest, Fureneset: Liv Østrem Bioforsk Nord Marit Jørgensen, Sigridur Dalmannsdottir UMB Anne Marte Tronsmo, Mohamed Abdelhalim, Odd Arne Rognli, Mallikarjuna Rao Kovi Graminor: Petter Marum, Arild Larsen Landbruksuniversitetet i Krakow Marcin Rapacz

34 34 TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN!