Planteforedling og formering Til alle tider har planteprodusenter vært opptatt av å foredle planter for å framheve spesielle egenskaper og for å gjøre plantene bedre tilpasset lokale dyrkingsforhold. Planteforedlingsarbeidet har i hovedsak vært basert på utvalg helt fram til vår tid, da mange nye foredlings- og formeringsteknikker har kommet til. For økologisk dyrking er det aktuelt å vurdere om spesielle sortsegenskaper er ønskelig, og videre om det finnes egne teknikker for planteforedling og formering som er bedre tilpasset idégrunnlaget for økologisk produksjon. Johan Swärd (til høyre) har tro på gamle kornsorters verdifulle egenskaper. Han er aktiv i prosjekt for bevaring og bruk av slike kornsorter. Bildet er fra en markdag på garden Johan og Kristin Swärd driver ved Randsfjorden. Foto: Kari Bysveen Planteforedling og formering 131
Planteforedling Planteforedling vil si å utvikle plantesorter eller planteformer som passer bedre til dyrkingsformålet enn de sortene eller formene som alt er i bruk. Når en har definert egenskaper som er ønskelig til et bestemt formål, blir det satt i gang foredlingsprogrammer for å få fram disse egenskapene. Dette gjøres med mange ulike teknikker. Ved å isolere to og to planter får en krysset to timoteisorter med ulike egenskaper. Foto: Graminor Haakon Wexelsen var en av pionerene i norsk planteforedling. Beskrivelsen hans passer godt til den måten planteforedling ble drevet på tidligere. Helt fra den tiden mennesket domestiserte ville vekster, og fram til nyere tid var planteforedlingen en integrert del av jordbruksdriften. Vekster med ønskede egenskaper ble valgt ut og avlet videre på. På grunnlag av dette utvalget forandret kulturplantene seg genetisk. Andre forhold som bidrar til forandring og utvikling av kulturplanter, er dyrkingsteknikk, ulike jordtyper og klimatiske forskjeller. Planteforedling er en kunst «Planteforedlingen har fra gammel tid været en kunst og vil vedbli å være det. At det er en kunst, vil si at held og framgang hviler på en rekke personlige egenskaper, en intens interesse og kjærlighet til planter, et skarpt øye for former og typer, tålmodighet og nøyaktighet, objektiv vurderingsevne.» Dette sa professor Haakon Wexelsen i 1935. 132 Planteforedling og formering
Når kulturvekster flyttes til nye dyrkingsområder, tilpasser de seg over tid til de nye dyrkingsforholdene, og de genetiske egenskapene forandres. Utvalg som foredlingsmetode er den tradisjonelle metoden. Det er en tidkrevende metode sammenlignet med mange av de nye foredlingsteknikkene. Utviklingen av sukkerbeten er et eksempel på dette. På begynnelsen av 1800-tallet ble det oppdaget at beten inneholdt rørsukker. Gjennom utvalg fra en bestemt fôrbete ble den første sukkerbeten utviklet. Ved gjentatt utvalg gjennom 100 år økte sukkerinnholdet fra 6 7 % til mer enn 20 %. Dette bevisste avlsarbeidet og plantens tilpassing til lokale forhold har gitt opphav til mange landsorter. Eksempler på slike er 'molstadkløver', 'målselvnepe' og 'valldalskålrot'. Overalt i verden finnes et stort mangfold av lokale sorter av et stort antall forskjellige vekster. Disse landsortene står mange steder i fare for å forsvinne på grunn av innføring av nye sorter. Mye verdifullt genetisk materiale kan derved gå tapt. Det er viktig å opprettholde et stort genetisk mangfold, ikke minst når nye sorter skal utvikles. Variasjon er et viktig kriterium i foredlingsarbeid. Fra utvalg til mikrosporekultur og genteknologi Planteforedling gjennom utvalg var altså den opprinnelige foredlingsmetoden. Metoden brukes også i dag, men mange nye teknikker har kommet til og har forandret foredlingsarbeidet radikalt. Det brukes teknikker både på individ- og populasjonsnivå (for eksempel kryssing av sorter) og teknikker på celle-, vevs- og DNA-nivå. Hybridavl Hybridsorter har etter hvert fått stor utbredelse. I Vg2-boka Plantelære for landbruk og gartnernæring er metoden for å framskaffe F1-hybrider beskrevet. Andre metoder er cellefusjon (cytoplasma eller protoplasmafusjon) eller CMS (cytoplasmatisk hannlig sterilitet). Teknikken gjør det mulig å overføre cellefragmenter fra en art til en annen. Egenskaper fra for eksempel reddik kan overføres til kål eller fra solsikke til salat. Dette skjer ved hjelp av kjemiske stoffer, enzymer eller elektrisk påvirkning og krever omfattende laboratorieutstyr. Teknikken medfører at plantenes naturlige grenser overskrides, og mange betrakter derfor metoden som genteknologi. Genteknologi Ved hjelp av genteknologi kan gener overføres fra en art til en annen art. Siden en slik genoverføring kan forgå mellom ulike arter eller organismer, åpner det for dyptgripende inngrep i naturen. Helt fra begynnelsen har det vært skepsis til denne teknologien fordi mange mener at bruk av genmodifisert (GM) materiale kan gi uforutsette konsekvenser. Noen av disse konsekvensene er: GM-planter kan krysse seg med ville slektninger. Det fører til at nye kombinasjoner av gener sprer seg i naturen. Modifiserte arter kan på lengre sikt fortrenge naturlige arter, eller de kan ha andre utilsiktede virkninger på miljøet. I Canada er det påvist «superugras» av raps som har «plukket opp» gener og er blitt resistent mot tre ulike kjemiske sprøytemidler. Utstrakt bruk av GM-planter med insektresistens og kjemiske sprøytemidler kan redusere biologisk mangfold så mye at det i neste omgang går ut over fugleliv og andre arter som er avhengige av insekter som næringskilde. Det er fare for spor av GM-materiale i kjøtt og mjølk når dyr fôres med GM-vekster. Overføring av nye gener kan føre til uforutsette og ukontrollerbare forandringer i eksisterende gener. Uforutsette allergiske reaksjoner kan forekomme. Horisontal genoverføring forekommer. Dette kan skje ved at bakterier tar opp DNA fra modifiserte organismer og fører dette videre til en helt annen art. Horisontal genoverføring er regnet som den viktigste genetiske mekanismen bak utviklingen av antibiotikaresistente bakterier som er blitt et stort problem innenfor humanog veterinærmedisin. Planteforedling og formering 133
Foredlingsteknikker og økologisk landbruk Formålet med planteforedling er å framskaffe sorter med egenskaper som bestemmes i forhold til blant annet driftsmetode. For økologisk drift kan det derfor være ønskelig å framheve enkelte sortsegenskaper som er spesielt egnet for denne driftsformen. Å vurdere og bestemme hvilke egenskaper som er ønskelige å avle på, er derfor en viktig oppgave. Å vurdere hvilken foredlingsteknikk som egner seg, er neste trinn. Det kan diskuteres om alle de moderne foredlingsteknikkene er forenlige med idégrunnlaget for økologisk tankegang. Et foredlingsprogram bør utvikle sorter til økologisk dyrking samtidig som en tar hensyn til etiske, sosioøkonomiske og miljømessige forhold. Det er viktig å sette opp fordeler og ulemper ved bruk av moderne foredlingsmetoder og vurdere dem i forhold til målsettinger og idégrunnlag for økologisk landbruk og bevaring av biologisk mangfold. Noen av teknikkene ligger nær opp til det vi kaller genteknologi. Enkelte vil hevde at de kan defineres som det, og at slike teknikker derfor må utelukkes i økologisk landbruk. Andre teknikker igjen kan være betenkelige å bruke i økologisk landbruk av andre grunner. I økologisk drift brukes økologisk formeringsmateriale dersom det kan skaffes. Oppmerksomheten ligger da på bruksfrøet og utplantingsplantene som skal være oppformert i samsvar med reglene for økologisk drift. Søkelyset er ikke satt på hvilke teknikker som har vært brukt i foredlingsarbeidet. Et unntak er plantemateriale som er utviklet ved hjelp av genteknologi. Det økologiske landbruksmiljøet på internasjonalt nivå har tatt et klart standpunkt mot bruk av slikt materiale. For de andre teknikkene er det ulik praksis knyttet til restriksjoner for bruk i økologisk drift. Det er viktig med debatter og utredninger angående disse problemstillingene nettopp fordi et økologisk produkt ikke bare kan bedømmes etter det produktet det er, men også etter hvordan det har blitt til i alle prosesser. Utredninger og forskning har ført til innskjerpning av regelverket på dette feltet i flere land eller merkeorganisasjoner. Det er spesielt Demeter-reglene, som gjelder for biodynamisk drift, som er skjerpet. De forbyr både hybridkornarter og cellefusjonshybrider. Stadig flere frøfirma som satser på økologisk frødyrking, setter søkelyset på foredlingsteknikkene. Likeså blir det vanligere at frødatabaser inneholder informasjon om hvordan frø har blitt foredlet og formert. Åpenpollinerte sorter eller F1-hybrider? Både i konvensjonell og økologisk dyrking har det blitt færre som bruker åpenpollinerte sorter, og flere som bruker F1-hybrider for de vekstene der slike finnes. Selv om hybridsortene har sine fordeler, så knytter det seg også betenkeligheter til bruken. Jo større utbredelse F1-hybridsortene får, desto større er faren for å miste stedegne og tilpassete sorter. Med andre ord reduseres sortsmangfoldet. En annen ulempe er at frø som høstes fra F1-hybrider, ikke kan brukes til videre avl. Det er derfor ikke mulig for dyrkeren å avle videre på frøet for å tilpasse det til lokale forhold slik som det er mulig å gjøre med åpenpollinerte sorter. F1-hybridene er til engangsbruk. Dette er en fordel for sortseiere og frøprodusenter, men en stor ulempe for dyrkere, spesielt i andre deler av verden som har tradisjon for å høste eget frø, og som ikke har samme økonomiske evne til å kjøpe nytt frø hvert år. De sosioøkonomiske konsekvensene ved storstilt bruk av F1-hybrider kan få alvorlige konsekvenser for millioner av plantedyrkere rundt om i verden. Er det slik at F1-hybridene alltid er best? En av grunnene til at hybridsortene har fått så stor utbredelse, er at de framtrer som mer ensartede og har høyere avlingsnivå enn tilsvarende åpenpollinerte sorter. Forskjellen skyldes ikke alltid hybridteknikken, men kan også skyldes at de åpenpollinerte sortene ikke lenger blir selektert så grundig, noe som kan føre til at dyrkingsegenskapene svekkes. Det finnes dyrkere som bevisst og konsekvent bruker åpenpollinerte sorter som en strategi for å bevare gamle sorter og det genetiske mangfoldet. Det skjer også et videreforedlingsarbeid med gamle sorter. 134 Planteforedling og formering
Sortsmangfold er viktig. Når planteforedlere skal utvide den genetiske variasjonen, må de hente inn nytt plantemateriale. Da kan nettopp de gamle sortene være interessante. Foto: Kirsty McKinnon, Bioforsk Valg av sorter for økologisk landbruk Når vi skal velge sorter for økologisk dyrking, er det flere hensyn å ta. Det er viktig å vurdere om sortsegenskapene er formålstjenlige, samtidig som det er viktig å gjøre valg ut fra idémessige hensyn. Valg en gjør, kan få betydning for om genetisk mangfold opprettholdes eller ikke. Vi er avhengige av å velge sorter som er på markedet, samtidig som etterspørsel påvirker utvalget på markedet. Dersom flertallet velger hybridsorter framfor åpenpollinerte sorter, vil de siste etter hvert forsvinne fra sortimentet. Utprøvinger viser at moderne hybridsorter har høyere og mer ensartede avlinger, noe som er hovedårsaken til at slike sorter har fått stor utbredelse. Noen ønsker å dyrke gamle sorter, selv om de som regel er underlegne når det gjelder avlingsnivå. Når planteforedlere skal utvide den genetiske variasjonen i en populasjon, må de hente inn nytt plantemateriale. Da kan nettopp de gamle sortene være interessante. Disse sortene kan ha egenskaper som er verdifulle å ta vare på og foredle. Nyere Ordforklaring Åpenpollinert sort: Sorter som danner frø med foreldreplantenes egenskaper. Frø kan høstes og brukes til videre dyrking. Det skjer liten forandring fra en generasjon til den neste. F1-hybrid: Første generasjons frø som er dannet ved krysning av to foreldrelinjer der hver linje har vært innavlet i flere generasjoner for å få fram så ensartet genetisk materiale som mulig. Ved krysningen oppstår det en heterosiseffekt som ofte gir større og mer ensartet avling enn åpenpollinerte sorter. F1-hybrider kan ikke brukes til videre frøformering, da resultatet blir meget uensartede planter. Landsort: En plantesort som har oppstått over lang tid ved at bønder har valgt ut frø eller formerings materiale av de beste plantene i åkeren og slik langsomt foredlet fram sorter som er spesielt godt tilpasset vokseforholdene på garden eller i grenda. Planteforedling og formering 135
forskning har ved flere anledninger vist at gamle sorter har genetiske ressurser som er formålstjenelige i økologisk dyrking. Det kan være egenskaper som motstandskraft mot sjukdommer og skadedyr, god evne til å utnytte tungt tilgjengelige næringsstoffer eller dyptgående røtter som gjør at planten tåler tørke bedre og i tillegg får et større jordvolum å hente næringsstoffer fra. God ernæringskvalitet er eksempel på en egenskap som kunne vært framhevet i foredling, men som ikke kommer fram i sortsbeskrivelsen i frøkatalogene. Forskning har vist at det er fare for at stoffsammensetningen i sterkt foredlete sorter kan forandres slik at det kan bli for lite av stoffer som er viktige for immunforsvaret vårt. Agronomiske kriterier for valg av sorter: Tilpasset lokalt klima og vekstsesong. Effektiv utnytting av næringsstoffer. Her er det sannsynligvis en konflikt mellom foredling til dyrking der det brukes kunstgjødsel, og der det brukes organiske gjødselslag. Godt utviklet rotsystem og god vegetativ utvikling. God konkurranseevne mot ugras. Rask spiring og utvikling om våren er viktige egenskaper, likeså voksemåte. Voksemåte og vokseform som gir rask opptørking. Dette er viktig for vekster som er utsatt for soppsjukdommer. Denne egenskapen kan komme i konflikt med ønsket om rik bladvekst som gir skygge for ugraset. Optimalt avlingsnivå. Dette kan komme i konflikt med betraktninger i avsnittet over om bevaring av sortsmangfoldet. Norske hvetesorter som ikke lenger er i handelen. Eldre sorter kan ha egenskaper som kan komme til nytte i framtida, og bør bevares. Foto: Kari Bysveen 136 Planteforedling og formering
Formering av plantemateriale Så langt som råd skal driftsmidler til produksjonen være av økologisk opprinnelse. Dette gjelder også frø og annet formeringsmateriale. De vanligste måtene å formere planter på er ved frøproduksjon eller vegetativt (settepotet, setteløk, stiklinger). Formering av plantemateriale skjer både i felt og i laboratorium. Det finnes bedrifter som produserer økologisk formeringsmateriale, men det er behov for å utvide og utvikle dette arbeidet. Frøproduksjon Til langt inn på 1900-tallet var det vanlig å sope opp frø fra låvegulvet og spre det på åkeren når en skulle legge igjen til eng. Til såkorn brukte bøndene eget korn fra året før. I dag blir frø produsert hos dyrkere som har spesielle forutsetninger for det både faglig og klimamessig. For kulturer som overvintrer, er det en fordel med milde vintrer og vedvarende snødekke. Frøavl foregår der det er høy temperatur i vekstsesongen og moderat med nedbør om høsten. Mye sol er en fordel. Ugras er en utfordring i økologisk frøavl, spesielt ugras som har frø som ligner på kulturplantene i form eller vekt. Forebyggende ugrasregulering er derfor svært viktig. Direkte tiltak mot ugras er enklere å få til i grønnsakkulturer enn i eng. Dersom vi dyrker frø av ulike kulturer, skal vi være oppmerksomme på faren med kryssing. Innenfor korsblomstfamilien krysser alle typer kål seg med hverandre og også med fôrmargkål, knutekål og grønnkål. Det produseres noe økologisk frø her i landet, men mye importeres. Mattilsynet har en database over hvilke økofrø som er på markedet, og hvem som forhandler dem. Vegetativ formering Ulike metoder for vegetativ formering er beskrevet i Vg2-boka Plantelære for landbruk og gartnernæring. Metodene spenner fra oppformering av potetknoller på gardsbruk, poding av frukttrær i planteskole til formering av ulike vekster i laboratorium. For å Mer om økologiske frø Okofro.no: Mattilsynets database Livskraftige frø er viktig for god spiring og vekst. Foto: Kirsty McKinnon, Bioforsk Planteforedling og formering 137
Sortsmangfold kan opprettholdes i genbanker, men det er viktig at sortene også er i bruk. Genetisk tilpasning skjer over tid gjennom dyrking og frøavl. Bildet viser kløverfrø som nettopp er høstet. Foto: Kristin Daugstad, Bioforsk sikre friskt plantemateriale er det nødvendig å ta spesielle forholdsregler. Disse forholdsreglene er om mulig enda strengere i økologisk drift fordi en ikke bruker kjemiske midler for å regulere sjukdommer. Settepoteter blir for eksempel dyrket på steder som ikke er utsatt for tørråtesmitte. «In vitro-» og meristemkultur Ved «in vitro»-oppformering blir deler av planten kultivert i et vekstsubstrat. Når plantedelene har slått røtter og blitt tilstrekkelig store, plantes de ut i veksthus eller på friland. Ved meristemkultur blir plantens vekstpunkt isolert og kultivert på et vekstsubstrat. Meristemkultur er den sikreste måten å oppnå virusfritt materiale på. Begge metodene har den fordelen at det er hurtig og billig å oppformere store mengder med planter. Argumenter mot metodene er at det brukes syntetiske plantehormoner, og at oppformering i syntetiske og sterile rom kan føre til seleksjon tilpasset laboratorieforhold. Om disse teknikkene er forsvarlige å bruke sett fra et økologisk ståsted, kan derfor diskuteres. Økofrukt DA et eksempel på en økologisk planteskole Midt i fruktdistriktet i Telemark ligger en økologisk planteskole der de oppformerer grunnstammer til epletrær og spesialiserer seg på ettårig pisk. Podekvistene hentes fra de beste trærne i etablerte økologiske felt. Sortene er spesielt valgt ut med tanke på økologisk dyrking og skal være sterke mot skurv og andre skadegjørere. Planteskolen har også gamle eplesorter som blir podet på nye grunnstammer. Les mer om planteskolen på okofrukt.no. 138 Planteforedling og formering
Bevaring av genetisk mangfold Genetisk mangfold er en nøkkelfaktor for å opprettholde stabile økosystemer. Dette gjelder både for naturlige og menneskeskapte økosystemer. Det er av stor betydning at genetiske ressurser blir tatt vare på. Tap av biologisk diversitet er en av de største truslene mot en bærekraftig framtid. Dette er det internasjonal enighet om, og på FN-konferansen om miljø og utvikling i Rio de Janeiro i 1992 ble det vedtatt en konvensjon om biologisk mangfold som pålegger enkeltland et ansvar for å gjennomføre tiltak for å ta vare på biologisk mangfold. Konvensjonen har tre hovedmål: ta vare på biologisk mangfold, sikre bærekraftig bruk av biologiske ressurser og sikre rettferdig fordeling av genetiske ressurser. God tilgang til genetiske ressurser er viktig ved tilpassing til nye vekstforhold, klimatiske forandringer, nye sjukdommer eller for å møte nye miljøkrav eller ønsker fra forbrukere. På Svalbard er det bygd et frøhvelv som tar vare på frø fra hele verden. Mye av materialet er duplikat av frø fra andre frøbanker. Det gir en dobbeltsikring dersom frø skulle gå tapt i naturkatastrofer eller krig. Bevaring av planteressurser i praksis Vi har vært inne på at valg vi gjør knyttet til foredlingskriterier, foredlingsteknikker, omsetning av frø og sorter til dyrking, har betydning for hvordan det genetiske mangfoldet blir ivaretatt. Globalt, men også her i landet er det gjennom generasjoner utviklet et mangfold av sorter av forskjellige kulturvekster som det er verdifullt å ta vare på. Såvareforskriften var lenge et hinder for dette arbeidet fordi forskriften bare tillot omsetning av sorter som stod på norsk offisiell sortsliste. Mange av de gamle sortene ble borte fra sortslistene fordi egenskapene deres ikke var gode nok for målene i verdiprøvingene. Det ble derfor vanskelig å få tak i dem og også problematisk å opprettholde dem fordi de ikke kunne omsettes. Det har kommet inn nye regler i såvareforskriften som nå tillater produksjon, markedsføring og omsetning av bevarings verdige sorter. Reglene skal gjøre det lettere å ta vare på mangfoldet gjennom aktiv bruk og ikke bare som bevaring i genbanker. Det er gjort et unntak i såvareforskriften for disse sortene så de ikke behøver gjennomgå verdiprøvinger for å komme på den offisielle sortslista såfremt det finnes tilfredsstillende beskrivelse av sorten, og såfremt det kan vises til praktiske resultater fra dyrking. Mer om biomangfoldkonvensjonen Cbd.int Mer om Svalbard globale frøhvelv Søk på Svalbard globale frøhvelv Mer om såvareforskriften Mattilsynet.no Lovdata.no Planteforedling og formering 139
Genressurssenteret Norsk genressurssenter er nasjonalt senter for bevaring og bærekraftig bruk av nasjonale genressurser, både av kulturplanter og husdyr. Bevaringsverdige planter har fått sitt eget registrerte varemerke, nemlig PLANTEARVEN. Det er en beskyttet benevnelse som brukes til informasjon og omsetning av plantegenetiske ressurser. Nordisk genressurssenter, NordGen NordGen (tidligere Nordisk Genbank) er en nordisk institusjon som har som oppgave å bevare mangfoldet av genetiske ressurser som er knyttet til mat og landbruk. Her finnes en database over vekster som genbanken tar vare på, og som er mulige å få tak i til praktisk dyrking. Mer om gamle sorter og hvor de kan skaffes Genressurssenteret: genressurser.no Nordisk genressurssenter: nordgen.org Allkorn.se: Den svenske foreningen Allkorn har som formål å fremme et mangfold av lokalt tilpassete kornsorter til økologisk dyrking Mer informasjon og forslag til øvelser finner du på www.nrk.no/naturbruk 140 Planteforedling og formering
Nepe er en toårig plante som blomstrer og gir frø det andre året. Foto: Anita Land, Bioforsk Planteforedling og formering 141