Foto: Eldrid Lein Molteberg. Gjødsling i korn

Transkript

1 Foto: Eldrid Lein Molteberg Gjødsling i korn

2 110 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) Nitrogenprognoser og nitrogenrådgiving 2003 Mikkel Bakkegard / mikkel.bakkegard@planteforsk.no Hans Tandsæther / hans.tandsaether@planteforsk.no Planteforsk Apelsvoll forskingssenter Innledning Siden 1989 er det hver vår tatt ut jordprøver og målt reservene av plantetilgjengelig nitrogen (N) i jorda i de viktigste jordbruksområdene i Sør- og i Midt-Norge. Disse målingene danner grunnlaget for nitrogenprognosene. Prosjektet ledes fra Apelsvoll forskingssenter og gjennomføres i samarbeid med flere enheter i Planteforsk og forsøksringene i de aktuelle distriktene. I hvert område blir det tatt jordprøver på fra 15 til 50 skifter. Nitrogenprognosene er grunnlaget for en siste justering av nitrogengjødslinga i forhold til normalgjødsling. I tillegg til jordprøvene tatt våren 2003, ble det også høsten 2002 tatt ut jordprøver i seks korndistrikter. I to av disse distriktene, Østfold og Vestfold, ble det tatt ut komplett sett med prøver. I de resterende fire distriktene, Romerike, Solør-Odal-Eidskog, Toten og Hedemarken, ble det tatt ut jordprøver fra 20 utvalgte skifter i hvert distrikt. Hvert år samles det også inn opplysninger om gjødsling, kalking, jordarbeiding, vekst og avling for samtlige av prøveskiftene. Innholdet av lett tilgjengelig mineralsk nitrogen (N-min) i jorda varierer mellom distriktene og fra år til år. Variasjonen om våren avhenger av flere forhold, blant annet fjorårets vekstsesong. Generelt fører en lavere avling enn forventet til større restmengder N, mens forventet eller større avling oftest gir lavere N-status i jorda om høsten. Klimatiske faktorer gjennom sommeren påvirker også høststatusen. I tillegg til ulike reserver om høsten, vil nedbørsforhold og tele i løpet av vinteren, samt jordart og eventuell vekst i vinterhalvåret, ha mye å si for innholdet av plantetilgjengelig nitrogen om våren. Det er viktig å ta hensyn til de årlige variasjonene for å holde nitrogentapet på et minimum, samtidig som man sikrer plantene tilstrekkelig mengde nitrogen. I forbindelse med N-prognoseprosjektet gjennomføres en forsøksserie med variert nitrogengjødsling. Formålet med forsøkene er å få en indikasjon på hvorvidt nitrogenprognosene har vært gode det aktuelle året. I tillegg, og vel så viktig, er en løpende vurdering av gjødslingsnormene med utgangspunkt i disse forsøkene.

3 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) 111 Hensikten med prosjektet er å : Gi årlige anbefalinger om N-gjødsling i forhold til næringstilstanden i jorda om våren til korn, potet, grønnsaker og grovfôr. Skaffe til veie kunnskap om N-gjødsling for å kvalitetssikre normer som brukes i gjødslingsplanlegging. Redusere nitrogentapet og dermed forurensningen fra jordbruksarealer. Prognoser 2002 Høsten 2002 viste analysene av jorda i de seks korndistriktene hvor det ble gjort målinger, stor variasjon i N-min innholdet i forhold til normalverdiene for distriktene. For Hedemarken, Romerike og Vestfold var nivået ca. 1 kg N/daa under normalen, mens for Solør-Odal-Eidskog var nivået 1,6 kg N/daa over det normale. For de to siste distriktene, Østfold og Toten, var verdiene så vidt over normalnivået. I løpet av vinteren var det som vanlig endringer i nivået av N-min (figur 1). I samtlige distrikt var det i år en reduksjon. Østfold og Toten hadde den største nedgangen denne vinteren. For begge distrikter endte N-min nivået våren 2003 ca. 0,5 kg/ daa under normalen. Likevel var ikke nedgangen i N-min nivået i disse distriktene spesielt stor sammenliknet med hva som er observert i enkelte distrikter i tidligere år. 6,0 5,0 N-min i jorda, kg/daa 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Ingen måling Ingen måling Ingen måling Ingen måling Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Høst Vår Østfold Vestfold Romerike Solør-Odal- Eidskog Toten HedemarkenTrøndelag Nedre Buskerud Matjordsjikt Undergrunnsjikt Aurskog- Høland Nedre Telemark Figur 1. Innhold av lett tilgjengelig nitrogen (N-min) i jorda høsten 2002 og våren 2003 i ti korndyrkingsområder

4 112 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) De distriktsvise gjødslingsanbefalingene Jordprøver blir tatt ut i forkant av våronna i de forskjellige distriktene. Jordprøvene analyseres for plantetilgjengelig nitrogen, det vil si nitrat og ammonium. Innholdet av nitrogen den aktuelle våren sammenlignes med normalverdien for distriktet. Middelet av målinger på de samme skiftene tidligere år benyttes som normalverdi. Dette danner grunnlaget for de distriktsvise anbefalingene. Anbefalt korrigering gjelder ved våronnstart til noenlunde vanlig tid. Analyser av jordprøver ble satt i gang så å si umiddelbart etter at den siste jordprøva ble tatt ut i det enkelte distrikt. Så fort analysene var ferdige, ble prognosen utarbeidet og distribuert. Nitrogenprognosene ble sendt ut med pressemeldinger til lokale, regionale og riksdekkende aviser, Fylkesmannens landbruksavdelinger og forsøksringene. Disse formidlet informasjonen videre ut til den enkelte dyrker. I tillegg ble prognosene lagt ut på Planteforsk sin hjemmeside, I eng blir anbefalingene hovedsaklig gitt med tanke på gjødsling for andre slåtten. Første gjødsling utføres ofte så tidlig at det er vanskelig å få ut prognosene tidlig nok til dette. I tillegg til prognosene som ble distribuert om våren, ble det derfor også skrevet en artikkel om gjødsling til eng før andre gjødsling. Denne ble trykket i Bondebladet. Korndistrikt Østfold, Vestfold, Toten, Hedemarken og Nedre Telemark: Nitrogeninnholdet i jorda var noe under gjennomsnittet av tidligere år (figur 2). Avviket var imidlertid ikke større enn 0,7 kg N/daa i noen av disse distriktene. Det ble derfor anbefalt normalgjødsling med nitrogen i disse distriktene. Trøndelag og Nedre Buskerud: I disse distriktene var nivået av mineralsk N i jorda litt over normalen. Ingen av distriktene hadde avvik større enn 0,4 kg N/daa. Det ble derfor anbefalt normalgjødsling. Solør-Odal-Eidskog: I dette distriktet var nivået av mineralsk nitrogen 1 kg/ daa over normalen. Det ble likevel anbefalt normalgjødsling med nitrogen. Forklaringen på at det ikke ble anbefalt redusert gjødsling, er at innholdet av nitrogen ikke var høyere enn normalt i matjordlaget. Fordi en stor del av nitrogenet befant seg i dypere jordlag, ble det vurdert at mengden tilgjengelig N kunne bli lav tidlig i sesongen ved redusert gjødsling. Romerike og Aurskog-Høland: For disse to distriktene viste analysene om lag 1,5 kg N/daa mindre enn normalen, og det ble anbefalt å øke N-gjødslinga tilsvarende.

5 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) 113 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0, N-min i jorda, kg/daa Østfold Vestfold Romerike Solør-Odal- Toten HedemarkenTrøndelag Nedre Eidskog Buskerud Aurskog- Høland Nedre Telemark Matjordsjikt Undergrunnsjikt Figur 2. Innhold av lett tilgjengelig nitrogen (N-min) i jorda våren 2003 og i gjennomsnitt for årene fra oppstart til og med 2003 i ti korndyrkingsområder Grovfôrdistrikt Nord-Østerdal: Innholdet av plantetilgjengelig nitrogen i jorda var noe under gjennomsnittet for tidligere år (figur 3). Avviket var likevel ikke større enn at det ble gitt råd om normalgjødsling med nitrogen. Midt-Gudbrandsdal, Ottadalen, Hallingdal og Møre og Romsdal: N-min nivået i jorda i disse distriktene var 0,1-0,7 kg/daa over gjennomsnittlig nivå for tidligere år. Dette avviket fra normalen er ikke større enn at det ble anbefalt normal gjødsling med nitrogen. Valdres, Jæren og Flekkefjord-regionen: Verdiene i disse tre distriktene var 1,1-1,7 kg/daa under normalen. Det ble derfor anbefalt en økning av N gjødslinga, +1 kg /daa for Jæren og + 1-1,5 kg/daa for Valdres og Flekkefjord-regionen. Grønnsakdistrikt Aust-Agder: Jordprøvene blir tatt på gårder med hovedsaklig grønnsak- og potetproduksjon. Innholdet av plantetilgjengelig nitrogen var så vidt under gjennomsnittet for tidligere år (figur 3). Det ble gitt råd om normal gjødsling med nitrogen.

6 114 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0, N-min i jorda, kg/daa Nord-Østerd. Midt- Gudbransd. Ottadalen Valdres Hallingdal Jæren Flekkefjordreg.Møre & Romsdal Aust- Agder Matjordsjikt Undergrunnsjikt Figur 3. Innhold av lett tilgjengelig nitrogen (N-min) i jorda våren 2003 og i gjennomsnitt for årene fra oppstart til og med 2003 i åtte grovfórdistrikt og et grønnsakdistrikt Forsøk med nitrogengjødsling For å teste om årets gjødslingsanbefalinger inkludert nitrogenprognosene gav en godt tilpasset nitrogengjødsling, gjennomføres årlig en forsøksserie med nitrogengjødsling på Østlandet og i Midt-Norge. Forsøksserien er også viktig i arbeidet med å kvalitetssikre gjødslingsnormene. I disse forsøkene blir det tatt utgangspunkt i bondens gjødslingsplan for skiftet feltet ligger på. Nitrogengjødslinga blir trinnvis justert tre trinn opp og tre trinn ned i forhold til denne. Hvert trinn utgjør 1,5 kg N/daa. I tillegg er det et ledd uten N-gjødsel. Grunngjødsling av feltet gjøres med samme gjødsel som verten bruker, men mengden reduseres slik at N-mengden blir 4,5 kg/daa under nivået for gjødslingsplanen. Ved behov blir det gitt ekstra P og K som Hydro-PK TM Leddvis justering av N-gjødslinga gjøres med Hydro-KAS TM 27N. Det forutsettes at gjødslingsplanen for skiftet er laget med utgangspunkt i gjødslingsnormene, korrigert for forventet avlingsnivå, jordart, såtid og nitrogenprognoser. Det kan være til dels store forskjeller i gjødslingsnivå fra felt til felt. Dette skyldes stor geografisk spredning på feltene, som gir store variasjoner i jordart og klima, og dermed også i forventet avling. Sammendraget av sju felt med bygg (tabell 1) viser stigende avlinger med økende N-gjødsling opp til største mengde N, som er 4,5 kg/daa over gjødslingsplanen. Bondens gjødslingsplan var i gjennomsnitt for disse feltene 11,8 kg N/daa, med variasjon fra 10,5 til 14,3 kg/daa. Årets forsøk viser relativt lite utslag for N-gjødsling

7 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) 115 i forhold til det man ofte ser. Det er imidlertid stor variasjon i utslag for gjødsling mellom feltene. Det er naturligvis også stor forskjell i avling mellom 0-gjødslingsleddet og ledd som har fått gjødsel. Ut over dette må man gå helt fra laveste gjødslingsnivå (ledd 2) til høyeste gjødslingsnivå (ledd 8) før man i sammendraget av byggfelt kan si at det er statistisk sikker forskjell. Man kan imidlertid se en tendens til mer avling med økt gjødsling. Gitt en byggpris på 1,90 kr/kg og pris for nitrogen på 8 kr/kg, og med utgangspunkt i gjennomsnittstallene, kan man gå ut i fra at gjødsling opp til ledd 5 (gjødslingsplan) har vært lønnsomt. Videre gjødsling ut over gjødslingsplannivå ser ikke ut til å ha vært lønnsomt. Den ekstra avlingen dette har gitt, har så vidt dekket kostnadene til gjødsel. På tre av feltene er det registrert legde. Sammendraget av disse tre feltene viser statistisk sikkert utslag i legde for økt gjødsling. Men beregnet LSD 5% verdi på 27 % tyder på relativt stor variasjon mellom gjentak og felt, og det er ikke sikre forskjeller i legde mellom noen av leddene 4-8. Som forventet, har økt nitrogengjødsling ført til større N-opptak. Men også ledd 1, som ikke har fått N- gjødsel, har et N-opptak på 4,2 kg/daa. Dette er relativt høyt, og tyder på at mineraliseringen har vært ganske stor sommeren Tabell 1. Testing av N-prognoser Sammendrag av 7 byggfelt, Østlandet og Midt-Norge Vann% Avling Avling legde, % Protein N-opptak Ledd Behandling v/høst kg/daa relativ* tidlig sein % kg/daa 1 0 kg N/daa 20, ,9 4,2 2-4,5 kg N/daa 17, ,6 6,5 3-3,0 kg N/daa 18, ,0 7,3 4-1,5 kg N/daa 18, ,8 7,8 5 Gjødslingsplan 18, ,8 8,0 6 +1,5 kg N/daa 19, ,8 8,5 7 +3,0 kg N/daa 19, ,2 8,9 8 +4,5 kg N/daa 18, ,4 9,3 Antall felt P% i.s. <0,01 5,65 1,01 <0,01 <0,01 LSD 5% ,7 0,8 * Ledd 5 er satt til 100 % Sammendraget av tre forsøksfelt i hvete (tabell 2) viser også tendens til økende avling for økende nitrogengjødsling, men bare opp til ledd 7, gjødslingsplan + 3 kg N/daa. Bondens gjødslingsplan var i gjennomsnitt 13,2 kg N/daa for disse feltene, med variasjon fra 9,7 kg N/daa til 18,4 kg N/daa. Avlingsutslagene er relativt små i forhold til variasjonen fra felt til felt. Gjødsling med nitrogen (ledd 2-8) har gitt statistisk sikker meravling sammenliknet med ingen nitrogengjødsling (ledd 1). Det er imidlertid ikke signifikante avlingsforskjeller mellom ledd 2 til 8, til tross for at det skiller hele 9 kg N/daa i gjødsling. Økt nitrogengjødsling har som ventet gitt økt

8 116 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) proteininnhold. Gitt en gjødselpris på 8 kr/kg N, en kornpris på 2,26 kr/kg, hvetesort i proteinklasse 1 eller 2 og proteinbetaling som for 2003, var økt gjødsling lønnsomt opp til ledd 7, dvs. gjødslingsplan + 3 kg N/daa. I ett av feltene har imidlertid gjødsling ut over gjødslingsplan gitt mye legde. Ekstra gjødsling ville her trolig gitt fôrkvalitet på hveten, og dermed vært ulønnsom. Uten proteintillegg ville ikke gjødsling ut over gjødselmengden gitt i ledd 3, gjødslingsplan 3 kg N/daa, vært lønnsomt i gjennomsnitt for disse tre feltene. Også i hvetefeltene har N-opptaket vært svært høyt på null-rutene. Et opptak på 5,9 kg N/daa i gjennomsnitt for feltene er godt over det normale. Tabell 2. Testing av N-prognoser Sammendrag av 3 hvetefelt, Østlandet Vann% Avling Avling legde, % Protein N-opptak Ledd Behandling v/høst kg/daa relativ* tidlig sein % kg/daa 1 0 kg N/daa 18, ,0 5,9 2-4,5 kg N/daa 18, ,7 8,8 3-3,0 kg N/daa 18, ,9 9,6 4-1,5 kg N/daa 18, ,3 9,6 5 Gjødslingsplan 18, ,6 10,3 6 +1,5 kg N/daa 19, ,2 10,9 7 +3,0 kg N/daa 19, ,5 11,3 8 +4,5 kg N/daa 19, ,7 11,3 Antall felt P% i.s. 0,30 i.s. i.s. 0,2 <0,01 LSD 5% 82 1,1 1,2 * Ledd 5 er satt til 100 % Omtale av enkeltfelter Resultatene fra enkeltfeltene omtales her i forhold til N-prognosen i det distriktet feltet var plassert. Fordi ledd 5, bondens gjødslingsplan, er laget med bakgrunn i gjødslingsnormene og korrigert for N-prognosene, skulle man vente at i et gjennomsnittsår ville det beste økonomiske resultatet være nettopp på ledd 5. Nå er det langt mellom gjennomsnittsårene, og det er aldri gjennomsnittsår i alle distrikt samme året. Lokale variasjoner i jordart og klima spiller også inn. Dermed vil i praksis ikke forsøksresultatene bli som ønsket for alle felt. I distriktene Romerike og i Aurskog-Høland ble det anbefalt en økning i N-gjødsling på 1-1,5 kg N/daa. På Romerike ble det anlagt forsøksfelt. For dette forsøksfeltet var anbefalingen om en økning i gjødslingen bra. Ytterligere gjødsling gav noe større avling, men førte til legde.

9 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) 117 I alle andre korndistrikt ble det anbefalt normal gjødsling. Det ble anlagt to forsøksfelt i Østfold, ett i Vestfold, ett i Buskerud, ett i Telemark, ett på Toten, ett på Hedemarken og tre i Midt-Norge (Indre Nordmøre, Stjørdal og Namdalen). For forsøksfeltet i Søndre Østfold ble normalgjødsling litt knapt. Økning i N-gjødsling på 3 kg/daa var mest lønnsomt. På den andre siden viste feltet i Øvre Østfold at det optimale gjødslingsnivået var 4,5 kg N/daa under gjødslingsplanen. Dermed gav ingen av Østfold-feltene resultater som stemte godt overens med prognosen som ble gitt. At resultatene går hver sin vei gjør evaluering av N-prognosen vanskelig. Forsøksfeltet i Vestfold fikk en dårlig start på grunn av strukturskader i jorda. Til tross for et høyt gjødslingsnivå, 18,4 kg N/daa i ledd 5, ble avlingsnivået lavt, bare 316 kg/ daa for dette leddet. Også forsøksfeltet i Telemark fikk svært lav avling, bare 260 kg/ daa på ledd 5 (gjødslet med 11,5 kg N/daa). Her er trolig mye av forklaringen stort ugraspress. Middeltallene viser likevel stigende avling med økende gjødsling opp til ledd 7 i Vestfold (345 kg/daa) og helt til ledd 8 i Telemark (320 kg/daa). Stigningen er såpass stor at økt gjødsling er lønnsomt på begge felter. Forklaringen på utslag for økt gjødsling til tross for at de laveste gjødslingsnivåene burde vært nok, avlingen tatt i betraktning, kan være at sterkere N-gjødsling kan kompensere noe for andre uheldige forhold. Forsøkfeltet i Buskerud gav små og ikke lønnsomme avlingsutslag for gjødsling ut over ledd 3. Normalgjødsling beregnet i gjødslingsplanen var dermed for høyt på dette feltet. På Toten var det økende avling helt til største N-mengde. Avlingsøkningen var også lønnsom. Trolig kan en del av dette forklares med for lav forventet avling i gjødslingsplanen i forhold til hva resultatet ble. Forsøkfeltet på Hedemarken ble gjødslet med husdyrgjødsel i tillegg til mineralgjødsel. Effekten av husdyrgjødsla er nokså usikker. Det er derfor vanskelig å vite hvilket nivå N-tildelinga har hatt. Feltet hadde også mye legde, og avlinga var større på 0- gjødslingsleddet (som hadde fått husdyrgjødsel) enn på ledd med høyeste gjødsling. Den totale N-tildelinga på skiftet var sannsynligvis godt over gjødslingsnormen. Å si noe om hvordan gjødslingsnormen og N-prognosene passet for dette feltet er derfor umulig. Dette feltet er heller ikke tatt med i noen sammendrag. I Midt-Norge var det tre forsøkfelt. I ett av disse, på indre Nordmøre, var det ikke lønnsomt avlingsutslag for gjødsling over ledd 3, gjødslingsplan 3 kg N/daa. Forsøkfeltet i Namdalen ga størst avling for ledd 5. Imidlertid er det mye legde på leddene 4-8. Avlingsøkningen er heller ikke så stor fra ledd 3 til ledd 5. Gjødsling som i ledd 3 ville dermed trolig vært det beste. I Stjørdal var det derimot jevnt økende

10 118 M. Bakkegard & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) avling opp til ledd 7, uten at det ble registrert legde. Denne avlingsøkningen er så stor at den også var lønnsom. For Midt-Norge under ett kan normalgjødsling ha vært rimelig riktig. Konklusjon Anbefalinger om justering av N-gjødslinga var i 2003 for en stor del ingen justering. I til sammen 5 distrikt ble det anbefalt økt gjødsling. Resultatene fra forsøkserien med nitrogengjødsling viste store forskjeller i avlingsnivå rundt i landet. Den viste også at det var store variasjoner i hvor godt gjødslingsanbefalingene (normer + nitrogenprognosene) stemte i En stor del av avvikene skyldes trolig at avlingen har blitt større eller mindre enn forventet. Det er ikke lett å si om N-prognosene for 2003 var riktig eller ikke på grunnlag av denne forsøkserien. Sammendrag av resultatene tyder likevel på at nivået i gjødslingsplanene i gjennomsnitt for alle feltene er relativt fornuftig.

11 U. Abrahamsen & T. Tandsæther/ Grønn kunnskap 8 (1) 119 Kontaktgjødsling Unni Abrahamsen / unni.abrahamsen@planteforsk.no Terje Tandsether / terje.tandsether@planteforsk.no Planteforsk Apelsvoll forskingssenter Innledning I Norge er det mest vanlig å radgjødsle til korn, det vil si at gjødsla blir lagt i strenger litt til siden og litt dypere enn såkornstrengen. Tidligere var det vanlig å breigjødsle, det vil si at gjødsla ble breispredd, for eksempel med sentrifugalspreder, og harvet ned. Gjødsla ble da liggende i mer variabel avstand, både horisontalt og vertikalt i forhold til kornet. Men kontaktgjødsling menes at gjødsel blir gitt i samme sålabb som kornet, og blir liggende mer eller mindre i direkte kontakt med såfrøet. Denne metoden har vært vanlig i en rekke land. I forbindelse med radgjødslingsforsøk (Ekeberg 1977) og forsøk med redusert jordarbeiding (Riley 1985) ble det også prøvd maskiner som ga gjødsel og såkorn i samme labb. Maskinene hadde relativt stor labbavstand (ca. 17,5 cm). I 6 forsøk der kontaktgjødsling ble sammenlignet med breigjødsling (Ekeberg 1977) ble det konkludert: Kontaktgjødsling førte til forsinket spiring uten avlingsreduksjon ved bruk av fullgjødsel og kalkammonsalpeter. Spirehemmingen økte med økende nitrogenmengde. Kalksalpeter og urea ga sterk spirehemming og markert avlingsnedgang i forhold til breigjødsling. Riley oppsummerte resultatene for kontaktgjødsling med at det uansett jordarbeidingsmåte førte til lavere plantetall enn ved andre gjødslingsmetoder. Spirehemmingen ved kontaktgjødslingen førte til seinere modning, mens avlingsutslagene ikke var entydige. Det er på nytt blitt interesse for kontaktgjødsling, da noen nye såmaskiner, særlig beregnet på direktesåing, kun har ett sett med labber. Forsøk i 2003 I 2003 ble det anlagt 4 forsøk med kontaktgjødsling på Apelsvoll. For å få ulike forhold ved spiring, ble to av feltene sådd tidlig i våronna, mens to av feltene ble sådd seint. Ved begge tidspunkt ble det anlagt forsøk i hvete og bygg.

12 120 U. Abrahamsen & T. Tandsæther/ Grønn kunnskap 8 (1) Kornet som ble sådd tidlig (9. mai) brukte 13 dager til spiring. I tida mellom såing og spiring kom det 39 mm nedbør. Kornet som ble sådd 30. mai brukte kun 5 dager til spiring. I den perioden kom det ingen nedbør (figur 1). Temperatur Nedbør Temperatur Tidlig såing Tidlig spiring Sein såing Sein spiring Nedbør mm Figur 1. Temperatur- og nedbørsforhold i mai-juni 2003 på Apelsvoll I både hvete og bygg ble det gitt 12 kg nitrogen om våren. For å se på eventuelle skader av kontaktgjødsling ble det gitt økende mengde av Fullgjødsel som kontaktgjødsel. I praksis vil en ved kontaktgjødsling normalt gi en del av gjødsla om våren, og gi resten ved delgjødsling. I forsøket ble delgjødslinga gitt ved 3-bladstadiet. For at ikke nedbørsforhold mellom såing og delgjødslingstidspunktet skulle forstyrre resultatene, ble det i tillegg tatt med forsøksledd der den resterende gjødsla ble gitt som normal radgjødsling samtidig med såing. Alle ledd i forsøksplanen, unntatt ledd 10, ble tildelt lik mengde gjødsel i sum. For ledd 10 var nitrogenmengden den samme, men all gjødsla ble gitt i form av kalksalpeter. Forsøksplanen er vist i tabell 1.

13 U. Abrahamsen & T. Tandsæther/ Grønn kunnskap 8 (1) 121 Tabell 1. Forsøksplan for forsøk med kontaktgjødsling i 2003 Ledd Ledd 1 Ledd 2 Ledd 3 Ledd 4 Ledd 5 Ledd 6 Ledd 7 Ledd 8 Ledd 9 Ledd 10 Antall kg N/daa gitt i ved ulike gjødslingsmåter/-tidspunkt Radgjødsling Kontaktgjødsling * Delgjødsling v/3-bladstadiet * * gitt i form av Kalksalpeter Begynnende spiring ble notert i alle feltene, og 4 6 dager etter ble antall skudd telt på 2 meter sårad i hver forsøksrute. Etter ca. 10 dager ble antall skudd igjen telt på de samme stedene, og før modning ble antall aks telt. For de to forsøkene som ble sådd tidlig var det ingen synlige forskjeller i spiretidspunkt mellom forsøksleddene. Skudd- og akstellingene (ikke vist i tabell) viste heller ingen sikre forskjeller i oppspiring. I de to forsøkene som ble sådd seint, var det tydelig forskjell i oppspiring. En uke etter såing, ble det notert prosent spiring (figur 2). Det var tendenser (P% =20) til færre skudd pr. m² ved den tidlige tellingen for ledd som hadde fått en stor andel av gjødsla som kontaktgjødsel og der kontaktgjødsla var gitt som Kalksalpeter. Forskjellene jevnet seg ut og ved andre telletidspunkt var forskjellene mer usikre (ikke vist i figur), og for antall aks/m² var det liten forskjell mellom leddene. Ved nærmere undersøkelse en uke etter såing, så en at plantene var forsinket, og hadde dårligere rotutvikling (figur 3) der all gjødsla ble gitt som kontaktgjødsel i forhold til plantene som hadde fått alt som radgjødsel. En ser av figur 1 at forholdene etter spiring for det seint sådde kornet også var svært bra for de seint sådde feltene. Ved fortsatt tørre forhold, ville kanskje buskingsforholdene vært dårligere for leddene med utsatt spiring.

14 122 U. Abrahamsen & T. Tandsæther/ Grønn kunnskap 8 (1) Figur 2 Antall skudd/aks/m² blad Kontakt Radgjødsling Ledd 1 Ledd 2 Ledd 3 Ledd 4 Ledd 5 Ledd 6 Ledd 7 Ledd 8 Ledd 9 Ledd % spiring Antall skudd/m² ved 1. telling Antall aks/m² %Spiring 1 uke etter såing Figur 2. Spiringsnotater, skudd- og akstellinger i gjennomsnitt for ett hvete- og ett byggfelt som ble seint sådd Page 1 Figur 3. Bildet viser forskjeller i skudd og rotutvikling ved forskjellig strategi for tildeling av gjødsel. Øverst er planter fra ledd der all gjødsla er gitt som radgjødsling (ledd 1), og nederst planter fra ledd der all gjødsel er gitt i samme sålabb som kornet (ledd 5). (Foto: Unni Abrahamsen)

15 U. Abrahamsen & T. Tandsæther/ Grønn kunnskap 8 (1) 123 I gjennomsnitt for alle feltene var det avlingsnedgang for 3 av forsøksleddene (tabell 2). Ledd som fikk all eller mesteparten av gjødsla tildelt som delgjødsling på 3-bladstadiet ga redusert avling, forsinket modning og redusert hektolitervekt. Proteininnholdet i kornet var noe høyere. For forsøksleddene med kontaktgjødsling var det bare leddet som fikk kontaktgjødsla i form av Kalksalpeter som ga avlingsnedgang, sterkt forsinket modning og redusert hektolitervekt. Dette leddet ble ikke gjødslet med P og K, og noe av avlingsnedgangen kan skyldes dette. Disse forskjellene fant en i alle feltene unntatt den seint sådde hveten. Tabell 2. Resultater fra forsøkene med kontaktgjødsling i 2003 i gjennomsnitt for 4 felt, 2 i hvete og 2 i bygg Gjødslingmetode, kg N/daa Avling Vann % Hl- Protein Radgj. Kontaktgj. Delgj. kg/daa Relativ v/høst vekt % ,1 77,8 11, ,5 77,5 11, ,3 77,5 11, ,8 77,4 11, ,0 77,5 11, ,4 76,6 11, ,8 76,9 11, ,6 77,5 11, ,1 77,2 11,1 6* 6* ,2 76,1 12,1 P% 0,4 0,4 0,4 1,25 LSD 5% 39 3,0 0,8 0,5 Oppsummering Forsøkene bekrefter resultatene som er funnet i tidligere norske forsøk der kontaktgjødsling har vært med som en del av forsøksplanen. For feltene der det kom rikelig med nedbør i spiringsfasen (tidlig såing), observerte en ingen forskjell i spiring mellom tradisjonell radgjødsling og kontaktgjødsling når gjødsla ble gitt i form av Kontaktgjødsel gitt som Kalksalpeter ga heller ikke synlig forsinket spiring, men ga en avlingsnedgang og forsinket modning i både bygg og hvete.

16 124 U. Abrahamsen & T. Tandsæther/ Grønn kunnskap 8 (1) For feltene der det ikke kom nedbør mellom såing og spiring (sein såing), observerte en forsinket spiring der gjødsla ble lagt i samme sålabb som såkornet. Spiringsproblemet økte med økende nitrogenmengde. Forsinket spiring førte imidlertid ikke til avlingsnedgang. Dette kan skyldes at forholdene for busking var meget gode etter spiring. For leddet som fikk kontaktgjødsel med Kalksalpeter var spiringsproblemene større enn ved tilsvarende mengde nitrogen i , og en fikk avlingsnedgang og utsatt modning. Noe av avlingsnedgangen kan derfor skyldes mangel på andre næringsstoffer som P og K. Når hoveddelen av gjødsla ble gitt som overflategjødsling på 3-bladstadiet ga det avlingsreduksjon og forsinket modning. Litteratur Ekeberg, E, Forsøk med radgjødsling til korn i Hedmark og Oppland Forsk. Fors. Landbr. 39: Riley, H Redusert jordarbeiding til vårkorn. Ulike såmaskiner og såtider. Forsk. Fors. Landbr. 36: 61-70

17 B. Hoel & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) 125 Delgjødslingsstrategier i bygg og havre Bernt Hoel / bernt.hoel@planteforsk.no Hans Tandsæther / hans.tandsaether@planteforsk.no Planteforsk Apelsvoll forskingssenter Innledning Delgjødsling er en gjødslingsstrategi som innebærer redusert vårgjødsling, kombinert med en eller flere gjødslinger seinere i vekstsesongen. Forsøk med delt gjødsling til korn her i landet ble utført allerede i og 60-årene. Forsøksaktiviteten på dette området økte på og 90-tallet, særlig i hvete i forbindelse med innføring av betaling etter proteininnhold. I bygg og havre har det vært mindre fokus på delgjødsling de seinere åra. Unntaket er Midt-Norge, der har det vært gjennomført en god del forsøk med delgjødsling i bygg og havre det siste tiåret. Hovedargumentet for denne satsingen er at en ofte har store nedbørsmengder på forsommeren i denne regionen, noe som gir fare for nedvasking/utvasking av nitrogen (N) samt legdeproblemer. Resultatene i Midt-Norge har vært så positive at delgjødsling nå er anbefalt strategi i denne regionen. Tradisjonelt nevnes redusert fare for N-tap, redusert legderisiko samt generelt økte muligheter for å tilpasse gjødslinga til plantenes behov som fordeler med delgjødsling. Vi er inne i ei tid med omfattende strukturendringer i kornproduksjonen. Totalarealet med korn endrer seg lite, men det blir færre dyrkere. Kornarealet pr. produsent er altså stigende, og det er et økende behov for rasjonelle løsninger i ei hektisk våronn. Dette i kombinasjon med utviklingen på maskinfronten skaper nye argumenter for delgjødsling. Delgjødsling innebærer redusert vårgjødsling, noe som medfører mindre gjødselhåndtering i våronna. Dette gjør såoperasjonen mer rasjonell. Utstyret for delgjødsling har blitt bedre med årene, med både større spredebredder og mer nøyaktig tildeling. Kan delgjødslinga utføres tidlig åpner det seg også muligheter for å kombinere ugrasbehandling og delgjødsling. Videre er det kommet noen nye kombimaskiner som har kontaktgjødsling, det vil si at såkorn og gjødsel føres ned i samme sålabb. Ved en slik metode kan det være gunstig med en svakere vårgjødsling for å redusere eventuelle sviskader på grunn av nærkontakt mellom såkorn og gjødsel.

18 126 B. Hoel & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) Med dette som bakgrunn ble det i 2003 startet to forsøksserier, en i bygg og en i havre. Målet er at undersøkelsene skal bidra til mer kunnskap om effekten av en svak vårgjødsling i kombinasjon med sterkere og tidligere delgjødsling enn tradisjonelt. Videre ønsker vi en kartlegging av effekten av ulike gjødseltyper for delgjødsling. Det legges opp til en treårig prosjektperiode. Resultatene som foreligger er kun fra ett forsøksår, og må betraktes som usikre. Av den grunn presenteres få resultater i denne artikkelen, vi velger heller å vektlegge bakgrunn og forsøksplan så tidlig i prosjektperioden. Forsøksopplegg I forsøksserien i bygg ble det våren 2003 anlagt 13 forsøksfelt, ni av disse ble plassert på Østlandet, mens de resterende ble lagt til Midt-Norge. I havre ble det gjennomført fem forsøksfelt, alle på Østlandet. Feltvertene stod fritt med hensyn til valg av sort på forsøksfeltene. Forsøksbehandlingene var de samme i begge forsøksseriene (tabell 1). Vårgjødslinga ble gitt med 5 kg N/daa i Fullgjødsel på alle forsøksledd unntatt nulleddet. Leddene 8 til 13 fikk i tillegg 3 kg N/daa i Axan (inneholder 27 % N og 2,7 % S, granulert, selges ikke i Norge) på våren, mens ledd 14 fikk 7 kg N/daa i Axan i tillegg på våren. I Axan er halvparten av nitrogenet i nitratform, mens den andre halvparten er i ammoniumform. Delgjødsling ble utført med tre alternative gjødseltyper; Svovel-Kalksalpeter, Axan og Kalksalpeter. To forskjellige delgjødslingstidspunkt ble undersøkt; 3-bladstadiet (Zadoks 13) og begynnende stråstrekning (Zadoks 31). Ser en bort fra nulleddet fikk alle forsøksledd totalt 12 kg N/daa, 1,3 kg P/daa og 3,8 kg K/daa. Svovelmengdene varierte fra 0,65 til 1,35 kg S/daa.

19 B. Hoel & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) 127 Tabell 1. Forsøksplan i bygg og havre, ulike delgjødslingsstrategier. Kg N pr. daa gitt på våren, ved 3-bladstadiet (Zadoks 13), ved begynnende stråstrekning (Zadoks 31) og totalt Forsøksledd Kg N/daa, vår Kg N/daa, Z 13 Kg N/daa, Z 31 Kg N/daa, totalt i S-KSP i Axan i KSP i S-KSP i Axan i KSP i S-KSP i Axan i KSP i S-KSP i Axan i KSP S-KSP = Svovel-Kalksalpeter, KSP = Kalksalpeter Før anlegg ble det tatt jordprøver for analyse av mineralisert nitrogen (N-min), jordtekstur, samt vanlige jordanalyseparametere (ph, P-AL, K-AL osv.). Store kornarealer ble sådd seint på Østlandet i 2003 på grunn av en nedbørrik mai måned. I disse forsøksseriene ble halvparten av feltene på Østlandet sådd 28. mai eller seinere. Feltene i Trøndelag ble sådd i perioden mai. Nedbørsfordelingen på forsommeren kan være avgjørende for hvilken gjødslingsstrategi som er best, derfor er det samlet inn nedbørsdata fra nærmeste værstasjon for alle forsøksfelt. Resultater En vil som nevnt vente til seinere i prosjektperioden med å vektlegge presentasjon av resultatene. Det trengs mer enn ett forsøksår for å trekke sikre konklusjoner. Her følger bare en kort omtale av resultatene i Bygg Totalsammendraget for forsøkene i bygg i 2003 viste generelt en klar tendens til positiv effekt av delgjødsling på avlingsnivået. Ved svakeste vårgjødsling (5 kg N/ daa) var det avlingsnedgang for å utsette delgjødslinga fra 3-bladstadiet (Z 13) til begynnende stråstrekning (Z 31). Det er imidlertid bare to av feltene, lokalisert på Romerike og i Solør-Odal, som i sterk grad bidrar til dette, så forskjellene fra felt til felt er betydelige. Kornstørrelsen økte litt ved delgjødsling i forhold til når all gjødsla

20 128 B. Hoel & H. Tandsæther / Grønn kunnskap 8 (1) ble tildelt ved såing, men økningen var ikke statistisk sikker. Videre var det en svak tendens til høyere proteininnhold når delgjødslinga ble utført ved Z 31 sammenlignet med ved Z 13. Det var legde på fire av feltene, og minst legde var det ved svakeste vårgjødsling og seineste delgjødslingstidspunkt (leddene 5 til 7). Forsøksledd som ble delgjødslet allerede ved Z 13 hadde like mye legde som der all gjødsla ble gitt ved såing. Mellom de ulike gjødseltypene som ble prøvd ved delgjødsling var det ingen sikre forskjeller for noen av de registrerte parametrene. Havre Totalsammendraget for havre i 2003 viste tendens til best avling der mye av gjødsla ble tilført tidlig; og (kg N/daa). Det var en tendens til bedre avling der vårgjødslinga var 8 kg N/daa enn der den var 5 kg N/daa. Ved begge disse nivåene på vårgjødslinga var delgjødsling på 3-bladstadiet (Z13) å foretrekke framfor ved begynnende stråstrekning (Z31) med hensyn til avling. Bortsett fra at nulleddet som ventet skilte seg klart ut, må det presiseres at alle avlingsforskjeller var små og usikre. Proteininnhold og vannprosent ved høsting var litt høyere på ledd som ble delgjødslet ved Z31 sammenlignet med ved Z13. Kornstørrelse, N-opptak i kornet og legde (tre felt) viste ingen utslag for de ulike gjødslingsstrategiene. Ingen av de registrerte parameterne tydet på at det var noe forskjell i effekt mellom gjødseltypene som ble prøvd ved delgjødsling. Oppsummering Bak sammendragene som er omtalt skjuler det seg enkeltfelter der forutsetningene varierer betydelig fra felt til felt. Det er et stort spenn i blant annet jordarter, såtider, gjødslingsdatoer, nedbørsmengder på forsommeren og avlingsnivå. Derfor vil det være hensiktsmessig å gjøre ulike grupperinger og grundige studier av enkeltfeltene. Det er ønskelig med et større grunnlagsmateriale enn ett forsøksår før dette presenteres.

21 E. M. Færgestad et al. / Grønn kunnskap 8 (1) 129 Oppsummering av 20 års forskning på proteinkvalitet i hvete Ellen Mosleth Færgestad 1) / ellen.mosleth.fargestad@matforsk.no Anne Kjersti Uhlen 1,2) / anne.uhlen@ipm.nlh.no Ellen Merethe Magnus 1) / ellen.merethe.magnus@matforsk.no Nina Solheim Flæte 2) / nina.flate@ipm.nlh.no Anette Aamodt 1,4) / anette.aamodt@matforsk.no Kari M. Tronsmo 3) / ktronsmo@danone.com Kristin Hollung 1) / kristin.hollung@matforsk.no Kåre Ringlund 5) / kare.ringlund@c2i.net 1) Matforsk AS 2) Norges Landbrukshøgskole, Institutt for plante- og miljøvitenskap 3) Danone Vitapole (Frankrike) 4) Norges Landbrukshøgskole, Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 5) Privat, Landåskollen 9, 1430 Ås. Introduksjon Den norske forskningen på proteinkvalitet i hvete har rettet seg mot hele verdikjeden fra foredling av hvetesorter, produsenter av gjødsel og såvare, via landbruket, kornhandlere, møller og til bakeriene og konditoriene. Å samle denne forskningen i en artikkel og et foredrag, er en ambisiøs målsetning. Blant annet har alle medforfatterne hver sin doktorgrad innen dette temaet. Tidsepoken for forskning på proteinkvalitet i Norge strekker seg enda lenger tilbake enn de siste 20 år, med de første pionerene som begynte å foredle for og forske på hvetekvaliteten på et tidspunkt da andelen av hvete til mat var svært lav. Forskningen innen proteinkvalitet i hvete har hele tiden ligget i forkant av de samfunnsmessige endringene og de kunnskapsbehov landbruket og industrien har hatt. I denne artikkelen presenteres forskingsarbeidet i lys av de samfunnsmessige endringene og behovene for forskningsresultatene i landbruket og industrien. Selv om mye er gjort og mange svar er oppnådd, er det fortsatt store utfordringer og kunnskapshull som venter på å bli avdekket. Vi avslutter derfor med å rette blikket framover mot fremtidens utfordringer knyttet til proteinkvalitet. Foredling av nye sorter med bedret bakekvalitet Sortene som ble dyrket i Norge på begynnelsen av 1900-tallet hadde svak proteinkvalitet etter dagens standard. Moderne planteforedling startet med linje-

22 130 E. M. Færgestad et al. / Grønn kunnskap 8 (1) utvalg i de stedegne landsortene, men ble fort erstattet med krysningsforedling. Foreldrematerialet ble først hentet fra det nordlige området for hvetedyrking i Europa og senere fra mer sydlige breddegrader som Balkan, Italia og Frankrike. Vesentlige kvalitetsforbedringer kom med sortene Diamant, Norrøna, Rollo og Reno (Figur 1). Fram til slutten av 1940-åra ble en betydelig del av vårt hvetekonsum dekket med innenlandsk produksjon. På 50-tallet ble norsk hvetedyrking sterkt redusert og nådde et lavmål midt på 1960-tallet. Arbeidet med å tilpasse norsk hvetemateriale til den nye dyrkingsteknikken med skurtresker startet omkring 1960 med særlig vekt på stivelseskvalitet. Fra 1968 ble semidvergsorter fra det internasjonale hvete- og maisinstituttet CIMMYT, viktige foreldresorter i norsk hveteforedling. Disse sortene hadde mange viktige egenskaper både for dyrkingsteknikk, resistens og kvalitet. Kvalitetsortene Bastian og Brakar har sine aner fra dette materialet. Hurtigmetoder til seleksjon for proteinkvalitet, Pelshenkes testtall og Zelenys sedimentasjonstest, ble introdusert tidlig på 1960-tallet som en oppfølging av doktorgradsarbeidet til Kåre Ringlund. Erling Strand og Øyvind Nissen fungerte som veiledere for dette arbeidet. Sedimentasjonstester er fortsatt en viktig metode for vurdering av proteinkvalitet. På 1980-tallet startet mer detaljerte studier av proteinenes sammensetning og deres virkning på bakeegenskapene. Resultatene av dette arbeidet ble umiddelbart tatt i bruk i foredlingsarbeidet, og nå kunne en velge ut sorter med ønsket kombinasjon av de viktigste glutendannende proteinene. Norske bakere var vant til å bruke mye amerikansk hvete, og den hveten som ble SDS sedimentasjonsvolum / proteininnhold 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Sibirian Ås Børsum Østby Diamant Snøgg II Bastian Reno Rollo Norrøna Møystad NK97537 Brakar NK97535 T8046/T1022 0,5 0, Figur 1. Proteinkvalitet i hvete beskrevet som SDS sedimentasjonsvolum dividert med proteininnhold for sorter som har kommet på markedet til ulike tider fra 1900 og frem til i dag År

23 E. M. Færgestad et al. / Grønn kunnskap 8 (1) 131 importert hadde sterk proteinkvalitet. Derfor ble sterk proteinkvalitet satt som foredlingsmål for nye norske sorter. Et utvalg av sorter fra forrige århundre var med i et og samme dyrkingsforsøk som del av doktorgradsarbeidet til Anne Kristin Løes ved Norsk senter for økologisk landbruk (Norsøk, Tingvold), og kvaliteten på disse er målt ved sedimentasjonstest. Resultatene (Figur 1) viser at det har vært en stor framgang i proteinkvaliteten i det forrige århundre. Andel norsk hvete i melblandingene har økt fra en ubetydelig mengde i 1970 og opp til 70% i den senere tid (Figur 2) Andel norsk mathvete i % År Figur 2. Andel norsk mathvete i prosent i perioden 1970 til 2002 Genetiske forskjeller i sammensetningen av glutenproteinene og betydningen av dette for bakeegenskapene I hvete finnes en rekke gener som koder for glutenproteiner. Hver sort har nesten 100 forskjellige gener, og alle disse genene viser stor variasjon fra en sort til en annen. Glutenproteinene kan deles i to hovedgrupper; gluteniner og gliadiner. Gluteninene binder seg til hverandre, gjennom bl.a. disulfid-bindinger, til store polymere. Dette er grunnlaget for at glutenproteinene danner et glutennettverk som inneslutter gassen produsert av gjæren i en brøddeig, og produktet hever. Gliadinene binder seg bare til seg selv. De kveiles opp som et lite nøste, og opptrer som monomere proteiner. Gluteninene kan deles i to grupper etter størrelse; høymolekylære og lavmolekylære gluteniner. De høymolekylære gluteninene utgjør om lag 10% av proteinene, og det er denne gruppen som har størst betydning for bakeegenskapene.

24 132 E. M. Færgestad et al. / Grønn kunnskap 8 (1) De første internasjonale studier av proteinsammensetningene kom rett før 1980, og i Norge ble forskning innen dette startet av Anne Kjersti Uhlen i 1983 med Kåre Ringlund som veileder. For de viktigste høymolekylære gluteninene, som kalles 5+10 vs. alternativet 2+12, finner vi i alle land de samme resultatene. Gluteninparet 5+10 gir sterkere proteinkvalitet enn 2+12, noe som skyldes en ekstra disulfid binding i proteinet kalt 5 sammenlignet med proteinet kalt 2. De norske undersøkelsene viste at den relative betydningen av noen av de andre proteinene var mer nyansert enn det som kom fram i de første utenlandske studiene. Et neste skritt ble tatt i den norske forskingen ved at vi fokuserte på de resterende proteinene og deres betydning. Dette var et samarbeid mellom Anne Kjersti Uhlen og Ellen Mosleth Færgestad som startet doktorgradsarbeidet i 1985 med veileder Kåre Ringlund. Mens de høymolekylære gluteninene relativt lett kan separeres på en en-dimensjonel gel er det vanskelig å identifisere hver enkelt av de andre proteinene. Informasjonen i gelene ble avlest som en kurve, og dataene ble behandlet med multivariate dataanalyser for å identifisere proteiner som korrelerte til kvalitet. Metodisk var dette et av de aller første arbeid med bruk av moderne multivariate dataanalyser på elektroforesedata, noe som faller inn under det nå så populære begrepet bioinformatikk. Arbeidet ble inspirert av og utført i samarbeid med Harald Martens som da arbeidet på Matforsk. Doktorgradsarbeidet til Nina Flæte på 1990-tallet med Anne Kjersti Uhlen som veileder har vært en fortsettelse av arbeidet med å identifisere kvalitetsrelaterte proteiner i ulike materialer. Innsikt i effekten av de viktigste proteinene ble implementert som seleksjonskriterium i hveteforedlingen, og som kvalitetsindikator for industrien. Et av de viktigste kriterier for inndeling av sorter i ulike kvalitetsklasser slik de foreligger i dag, baserer seg nettopp på sammensetningen av de viktigste glutenproteinene, spesielt de høymolekylære gluteninene 5+10 vs. deres alternativer Siden glutenproteinene er så komplekse, med så stort antall av ulike proteiner innen hver sort, er det imidlertid fortsatt svært mange proteiner vi ikke kjenner effekten av. Overflateegenskaper Formålet med arbeidet i doktorgraden til Ellen Merethe Magnus (1990) var å undersøke om lagerproteinene i ulike hvetesorter og hveteklasser hadde forskjellig overflateegenskaper uttrykt som hydrofobisitet, og om eventuell variasjon i hydrofobisitet hadde sammenheng med deigreologiske egenskaper og bakekvalitet. Arbeidet ble utført ved North Dakota State University, Department of Cereal Science and Food Technology, med Khalil Khan som veileder. Materialet som inngikk omfattet både norsk og nord-amerikansk hvete og både myke og harde hvetesorter. Forskjeller i hydrofobisitet i glutenin-fraksjonen ble påvist ved hjelp av ulike kromatografiteknikker (omvendt fase høytrykks væskekromatografi og hydrofobisk interaksjonskromatografi). Hvete som var best egnet til brødbaking hadde større andel av hydrofobe

25 E. M. Færgestad et al. / Grønn kunnskap 8 (1) 133 gluteniner enn hvetetyper som var mindre egnet til brødbaking. Generelt hadde både hard red spring (HRS) og hard red winter (HRW)-hvetene en større andel av hydrofobe gluteniner enn soft red winter (SRW) og de norske sortene og linjene som ble undersøkt. De forskjellige høymolekylære glutenin underenhetene (HMW-GS) hadde også forskjellig hydrofobisitet. De hydrofobe egenskapene til gluteninene medvirker til at det dannes store sammenhengende nettverk av glutenproteiner, som igjen er viktige for at brøddeigen skal få gode elte- og heveegenskaper. En fortsettelse av dette arbeidet var også et element i Kari Tronsmos doktorgradsarbeid. Oppbyggingen av proteinene til makromolekyler Glutenproteinene er hvetens lagerproteiner, og har en struktur som gjør at de kan pakkes effektivt sammen i kornet. De enkelte gluteninene binder seg til hverandre og danner det største proteinmolekylkomplekset som finnes. Denne strukturen gjør glutenproteinene svært uløselige. Det er også et av grunnelementene for glutenproteinenes bakeegenskaper. Hvis glutenproteinene løste seg i vannløsning, ville de ikke danne noe nettverk som kan inneslutte gassen produsert av gjæren. Men uløseligheten gir svært store utfordringer når en skal analysere og studere proteinene og deres virkninger. De største og mest sentrale proteinene lar seg ikke løse uten at en mer eller mindre bryter ned proteinene, og dermed ødelegges en del av det en ønsker å få informasjon om. En innfallsvinkel her har vært å bruke ultralyd slik at bindingene skånsomt brytes noe ned uten at informasjonen om deres oppbygging blir helt borte. Denne metoden ble presentert av noen forskere fra Australia, og vi har brukt metoden som en viktig parameter i våre studier. I det første studiet vårt der vi tok i bruk denne metoden viste vi at temperatur under kornfyllingen påvirker oppbyggingen av glutenproteinene. Jo høyere temperatur under kornfyllingen, jo mer kan glutenproteinene bygges opp og jo sterkere blir proteinkvaliteten. Miljøets innvirkning på proteinkvaliteten er imidlertid kompleks slik at det ikke er lett å se tilbake på klimaet i en vekstsesong og ut fra det forutsi proteinkvaliteten. Den nyere forskningen som vi nå holder på med, viser at mengde svovel også har stor innvirking på bakeegenskapene. Dette innebærer at jordforholdene kan påvirke kvaliteten, i tillegg til at det kan ligge muligheter for mer tilpasset gjødsling. Relativ betydning av proteinkvalitet vs. proteininnhold Tradisjonelt ble proteininnhold brukt som den viktigste måleparameteren for kvalitet hos norsk korn- og melbearbeidende industri. Dette ga også bra styring i en tid da Norge importerte mye av hveten fra Amerika som bærer av kvaliteten, da den amerikanske hveten hadde både sterk proteinkvalitet og høyt proteininnhold. Biologisk sett er det imidlertid ingen sammenheng mellom disse parametrene, slik at en må styre spesifikt etter proteinkvalitet og proteininnhold. All forskningen vår viser at det er proteinkvaliteten som er viktigst for bakeegenskapene. Noe av den nyere for-

26 134 E. M. Færgestad et al. / Grønn kunnskap 8 (1) skingen, som bl.a. doktordragsstudent Anette Aamodt har utført, viser at effekten av proteininnholdet varierer avhengig av hvilke proteiner som øker. Anette Aamodt startet sitt doktorgradsarbeid i 1999 med veiledere Ellen Mosleth Færgestad, Ellen Merethe Magnus (Matforsk) og Trude Wicklund (NLH). I internasjonal litteratur finner vi at når proteininnholdet øker, øker de monomere proteinene noe som vil gi mer utflytende egenskaper, mindre elastisitet og resistens som holder deigen sammen og dermed flatere brød. Dette stemmer når en øker proteininnholdet ved å gjødsle mer med nitrogen. Men når hvete samles inn fra ulike deler av landet, kan en finne variasjoner i proteininnhold som relaterer seg til økning av gluteniner så vel som av de monomere proteinene, og den baketekniske effekten av dette kan en ikke si noe om uten at en samtidig kjenner proteinkvaliteten eller proteinsammensetningen. Vi har undersøkt en rekke forskjellige store hvetematerialer, og vi finner at effekten av proteininnhold er svært variabel. Dette stemmer også med industriens erfaring. Målemetoder for proteinkvalitet Det finnes en rekke forskjellige målemetoder for proteinkvalitet. Slike målemetoder var tema i Kari Tronsmos doktorgradsavhandling som ble levert i Ellen Merethe Magnus, Ellen Mosleth Færgestad (Matforsk) og Vincent Eijsink (NLH) var veiledere. Arbeidet som delvis ble utført hos David Schofield i England omfattet både grunnleggende analyser som beskriver deigens fysiske egenskaper, oppbygging av makromolekyler, beskrivelse av overflateegenskaper og kjemiske egenskaper. Hennes arbeid er det første internasjonale arbeidet som for et stort utvalg av hvetesorter har klart å bygge bro mellom fundamentale fysiske studier og mer empiriske tester som brukes mye hos industrien. Fordi glutenproteinene er så komplekse og uløselige har det vært vanskelig å komme fram til en metode som er så enkel og rask som industrien kunne ønske seg. Dette er også en av de viktigste utfordringene industrien står overfor når de ønsker å styre hvetekvaliteten etter proteinkvaliteten. Bruk av baketest for å evaluere proteinkvaliteten I utgangspunktet tenker mange at når en har bakt, har en fått et endelig svar på melets bakeegenskaper. Sannheten er imidlertid at en baketest kan gi svært ulike resultater alt etter bakeprosessen. Resultater av to ulike baketester kan derfor gi motsatte konklusjoner. I vår forskning har vi derfor hatt et stort fokus på selve baketesten. Vi har kommet fram til en baketest som både er naturlig ut fra de prosesser vår bakeindustri bruker, og samtidig gir en god evaluering av melets proteinkvalitet. Rundstekt brød, dvs. brød som bakes uten form, er svært følsomt for variasjoner i proteinkvalitet, og det er her den viktigste effekten av proteinkvalitet ligger. Brød bakt av mel med svak proteinkvalitet flyter mer ut under heving og steking enn brød bakt av mel med sterk proteinkvalitet (Figur 3). I internasjonal litteratur er det i all hovedsak volum det fokuseres på og det refereres til brød bakt i form, noe som ikke