Arktisk landbruk 2009 Plantesorter i endret klima Hva klarer plantene? Odd Arne Rognli 1 og Tore Skrøppa 2 1 Institutt for plante- og miljøvitenskap (IPM), Universitetet for miljøog biovitenskap; 2 Norsk institutt for skog og landskap
DISPOSISJON Framtidige klimascenarier Synlige effekter av klimaendringene Virkninger av klimaendringene på planteproduksjon Klima i nord og krav til plantematerialet Har vi plantesorter for å møte klimaendringene i nord? Utfordringer 2
Plantesorter i endret klima 3
FRAMTIDIGE KLIMASCENARIER Årlig temperatur på den nordlige halvkule de siste 1000 år uttrykt som avvik fra 1961-90 gjennomsnittet Mann et al. 1999 4
MODELLER FOR FRAMTIDIG KLIMA BASERT PÅ ANTROPOGENE UTSLIPP Scenario B1 brukes ofte i prediksjoner av globale og regional endringer 5 Figurer: IPCC 2007
SANNSYNLIGE KLIMAENDRINGER Stigende temperatur (2,5-3,0 og i nordlige områder mest om vinteren 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? 6 NB! Betydelig usikkerhet
7 HVA FØRER KLIMAENDRINGENE TIL? 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 Behov for plantesorter med annen klimatilpassing Behov for planter med et større produksjonspotensial Mulig å dyrke nye arter? Flerårig raigras Raisvingel (Festulolium) Italiensk raigras to-årig Høstkorn til fôrproduksjon Nye engbelgvekster
8 EFFEKTER AV KLIMAENDRINGENE FOR PLANTEPRODUKSJONEN Positivt økt biomasseproduksjon: Lenger og varmere vekstsesong CO 2 -gjødsling Negativt: Mer tørke Behov for plantesorter med annen klimatilpassing Behov for planter med et større produksjonspotensial Mulig å dyrke nye arter? Flerårig raigras Raisvingel (Festulolium) Italiensk raigras to-årig Høstkorn til fôrproduksjon Nye engbelgvekster Mais, C4 planter
HVA ER SPESIFIKT VED KLIMAET I NORDOMRÅDENE? Lang dag med delvis kontinuerlig dag i vekstsesongen Perioder høst-vinter-vår med kort dag og lite lys og spesiell lyskvalitet Kortere dag høst og vår enn lenger sør Daglengder Ås, Akershus 20 Vågønes, Nordland 15 Holt, Troms T im e r 10 9 5 0 1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361 Dag i året
KLIMAET I NORDOMRÅDENE Ingen steder på kloden med en slik kombinasjon av klimafaktorer hvor det også foregår planteproduksjon En utfordring å finne nye genetiske ressurser av flerårige vekster 10
HVA SKJER MED OVERVINTRINGSEVNEN? Får vi mer av dette i framtiden? 11 Isbrann på Bioforsk Nord Vågønes, Bodø
Resultater fra offisiell verdiprøving Vågønes og Holt (Molteberg og Enger 2007). Nord-norsk timotei ikke lenger best i nord! Total tørrstoffavling i kg/daa og i prosent Sort/Avslutningsår 1992/-93 1994 1995 1996 2000 2001/-03 2004 2005 2006 Bodin/Vega 829 847 926 831 876 902 1082 1126 998 Grindstad 94 97 98 97 102 99 102 107 110 Dekning vår i prosent Bodin/Vega 89 96 87 85 84 76 85 80 80 Grindstad 75 87 78 75 70 62 72 86 85 12
Resultater fra offisiell verdiprøving Vågønes og Holt (Molteberg og Enger 2007). Kilde: Arild Larsen, Graminor 13
Resultater fra offisiell verdiprøving Vågønes og Holt (Molteberg og Enger 2007). 14
HVA MED PLANTEMATERIALENE? Hvordan utnytte rask tilvekst som er en typisk tilpasning i nordnorsk plantemateriale? Kan vi kombinere raskt vekst (stor førsteslått) og utvidet veksttid med god overvintringsevne og varighet? Har vi eller kan vi utvikle sorter som gir stabil avling over år i et mer uforutsigbart klima? Utvikling av klimatilpassede plantematerialer tar lang tid (20-30 år) Hvor står vi i dag? Kan vi ikke bare flytte sørlige sorter nordover? Tilgjengelige genressurser er begrensede 15
21.11.06 VIKTIGE EGENSKAPER VED FOREDLING AV ENGVEKSTER Klimatilpasning (daglengde, temperatur) Overvintringsevne, toleranse overfor: Frost Isdekke Oversvømmelse Overvintringssopper Tørketoleranse Persistens (varighet) Fôrkvalitet Fordøyelighet Cellulose og lignin Protein Sukker/stivelse Fettsyrer NUE Nitrogen Use Efficiency Samspill med gjødsling og driftsteknikk (ant. slåtter, slåttetidspunkt)
Innsamlede lokale populasjoner av engvekster i Norge Art Nord-Norge Sør-Norge Timotei 173 142 Engsvingel 53 59 Hundegras 60 133 Rødkløver 69 80 Kvitkløver 9 64 Kilde: Petter Marum, Graminor
Kilde: Petter Marum, Graminor
Antall populasjoner lagret i Nordgen Art Sorter Lokale sorter Ville pop Timotei 49 157 417 Engsvingel 49 12 112 Hundegras 43 9 284 Flerårig raigras 79 2 90 Rødkløver 78 167 229 Kvitkløver 32 58 129 Kilde: Petter Marum, Graminor
SPREDNING AV ENGSVINGEL I EUROPA DIVERSITETEN ER SVÆRT LITEN, BARE 3 VARIANTER I KLOROPLAST-DNA 20 S. Fjellheim et al. 2006, J. Biogeogr. 33:1470 1478
21 Hvem finansierer langsiktig utvikling av tilpasset plantemateriale? Hva er situasjonen i dag? Graminor lever fortsatt delvis på materialer som ble utviklet ved NLH og Planteforsk Har Graminor kapasitet, kompetanse og økonomi til å drive langsiktig utvikling av genressurser, en oppgave som tidligere var en offentlig oppgave? Det er behov for økt offentlig ansvar for utvikling av genressursene (foredlingsforskning, pre-breeding) Finnes ingen (svært liten) finansiering for dette i dag både i det norske systemet og i EU LMD må ta et ansvar for dette Behov for et langsiktig koordinert program for utvikling av plantematerialer tilpasset framtidig klima i Nord-Norge
HVA BØR GJØRES FOR Å MØTE UTFORDRINGENE OG MULIGHETENE? Utvikle nye plantematerialer som grunnlag for nye sorter Starte et stort prosjekt med innkryssing av eksotisk materiale og langvarig utprøving over flere år og steder 22
23 TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN!