Opdateret decemper 2011


Projekt: Forædling af Specialkorn til Økologisk Landbrug (Special-Ø)


Projektholder: Agrologica

Projektleder: Anders Borgen

Finansiering: Projektet gennemføres af Agrologica med 45% støtte fra GUDP

Projektperiode: 2012-2015


Pixi-udgave:

Projektet vil forædle sorter af

  1. kolbehirse og almindelig hirse

  2. stinkbrandresistent spelt

  3. purpurhvede

  4. sorter af hvede, som er tilpasset et nyt dyrkningssystem, som på én gang vil øge udbyttepotentialet og samtidig markant minimere landbrugets kvælstofudvaskning og energiforbrug.


Projektets formål, mål og arbejdspakker

Planteforædlingen koncentreres i disse år på færre firmaer og på færre afgrøder, og planteforædling af de små afgrøder bliver stadig mere vanskelig at finansiere. Dette gør, at produktudbuddet til forbrugerne bliver stadig mere indsnævret, og det betyder stadig mere ensidigt afgrødevalg til skade for både produktudviklingen, naturen og stabiliteten i dyrkningssystemet.

Det er dette projekts mål at forædle nogle sorter af korn med helt nye egenskaber, som det økologiske marked efterspørger, men som for større planteforædlingskoncerner er mindre rentable at arbejde med. Projektet bygger på mange års forskning og præ-forædling af de prioriterede afgrøder under økologiske betingelser, og etableres i regi af den eneste økologiske planteforædler i Norden. Hele projektet fra krydsning til markedsføring vil foregå under økologiske betingelser. Udover at udvikle nye sorter vil projektet derfor også opbygge erfaring og identificere nøgleproblemer i en integreret økologisk planteforædlingsproces, og vise hvordan økologiske landmænd og andre ildsjæle i den økologisk sektor kan opstarte planteforædling integreret i den økologiske produktion og værdikæde.

Projektet sigter imod at udvikle sorter, som lever op til kriterierne for sortsgodkendelse til salg på almindelige betingelser. Imidlertid bygger projektet på en model for brugerdrevet planteforædling, hvor en række toneangivende økologiske virksomheder og økologiske landmænd er gået sammen om at definere forædlingsmål, og som vil stå som de primære aftagere af de udviklede produkter. Dette vil give et sikkerhedsnet for afsætning under udviklingsprocessen.

I økologisk planteforædling opfattes homogene sorter i monokulturer i mange sammenhænge som en ulempe – et nødvendigt onde dikteret af såsædslovgivningen og markedsmulighederne. Projektet vil sigte imod at leve op til lovgivningen krav, og projektbeskrivelsen afspejler denne prioritering og vil udvikle sorter, der er tilstrækkeligt ensartede til at leve op til lovens krav. EF-domstolens juridiske erklæring i sagen C-59/11 Kokopelli mod Graines Baumaux SAS af 19. januar 2012 peger i retning af, at såsædslovgivningen i EU ikke længere vil kunne opretholde et forbud mod brug af ikke godkendte sorter, herunder populationssorter. Hvis lovgivningen åbner for muligheden af at udnytte dette i økologisk produktion, vil forædlingsprogrammerne i projektet blive justeret til at udnytte denne mulighed i det omfang, det vurderes at være en fordel i økologisk produktion.


Projektet indeholder fire Arbejdspakker, som hver har adskilte forædlingsprogrammer med forskellige specifikke formål og indhold:


Arbejdspakke 1: Udvikling af dansk økologisk hirseproduktion

Hirse er en samlebetegnelse for en række småfrøede kornarter. Almindelig hirse (Panicum milleaceum) og kolbehirse (Setaria italica) har været dyrket i Skandinavien og Nordeuropa siden oldtiden, men produktionen har været faldende i de sidste 1000 år, hvor temperaturen historisk set har været forholdsvis lav, og der er i dag ingen kommerciel hirseproduktion til modenhed i Skandinavien. Herved er der mistet genetisk diversitet af lokalt tilpassede sorter, og udenlandske sorter har en relativ sen modning i det danske klima.

Der er nu tilsyneladende klimaforandringer i gang, som har betydet, at en række afgrøder har rykket deres dyrkningsgrænse nordpå. Eksempelvis er majs i blevet en fast afgrøde i Danmark, og Soyabønner dyrkes langt op i Tyskland. I denne situation kunne hirse også igen blive en potentiel afgrøde i Danmark. Genoptagelse af hirseproduktionen i Danmark vil dog kræve selektion af tidligt modnende typer.

Ansøger har igennem 5 år forædlet både almindelig hirse og kolbehirse i lille målestok under økologiske betingelser, og ved krydsning og selektion af tidlige typer er det lykkedes at fremrykke modningstidspunktet med flere uger. I 2011 dyrkede Agrologica således 270 genetisk adskilte linier til selektion. Efter selektion opformeres de mest lovende typer til dyrkning i markskala. Disse opformerede selektioner dyrkes nu hos tre forskellige landmænd, og på trods af den meget fugtige sommer i 2011 er de høstet direkte på roden uden skårlægning i første uge af september. Dette har givet så stor optimisme, at der nu ønskes igangsat et egentligt projekt med henblik på at gøre hirseproduktionen så attraktiv, at den kan gøres kommerciel interessant for danske landmænd.

Arbejdspakken vil tage udgangspunkt i det præselekterede materiale, som allerede er frembragt, og ved videre krydsning og selektion udvælge endnu tidligere modnende planter, som vil blive rendyrket og opformeret. Målsætningen er indenfor projektperioden at frembringe typer, som kan høstes i sidste halvdel af august.

Hirse findes i flere forskellige farver og frøstørrelser. Til rendyrkning af linier til human konsum er ensartethed central, og projektet vil derfor indkøbe automatiseret visuelt sorteringsudstyr. Udstyret vil også blive brugt i de øvrige arbejdspakker til sortering efter parametre for bagekvalitet.

Det forventes, at der i slutningen af projektperioden vil være udviklet nye linier af både kolbehirse og almindelig hirse, som vil være tilstrækkeligt rendyrkede og homogene til at kunne optages på sortsliste.


Arbejdspakke 2: Forædling af stinkrandresistent spelt

I de sidste år er interessen for hjemmebag og kvalitetsbrød steget markant, og efterspørgslen efter mel med specielle egenskaber er steget tilsvarende. Ny Nordisk Mad er en del af denne trend, og fokuserer på gamle nordiske kornarter.

Spelt er en særlig art af hvede, som primært adskiller sig fra almindelig hvede ved at avnerne bliver siddende om kernen ved høst. Speltens særlige bage- og smagsegenskaber har gjort, at interessen for spelt er fortsat stigende både i Danmark og i hele resten af Europa.

Speltkernerne er følsomme for spireskader ved afskalning, og spelt sås derfor som småaks med avner. Af denne grund er stinkbrand er særligt problem især i økologisk landbrug, da enhver bekæmpelse på uafskallede kerner er meget vanskelig. Der er tilbagevendende problemer med stinkbrand i opformeringen af spelt til økologisk landbrug, og der findes ingen stinkbrandresistente speltsorter i Europa (Borgen 2010). I Canada markedsføres en speltsort med resistens mod stinkbrand, men ved afprøvning i Danmark i 2011 viste den sig ikke at være resistent under danske forhold.

Resistens mod stinkbrand kunne indkrydses fra hvede, hvor der findes kendte resistensgener, men forbrugerne og spelt-møller har præference for ”ægte” spelt, som ikke er indkrydset med hvede. Agrologica har derfor gennem 5 år arbejdet med selektion af speltsorter med henblik på at identificere mulige kilder til stinkbrandresistens, og har nu materiale, som kan bruges som basis for et forædlingsprogram.

Ansøger forventer at kunne bringe sorter på markedet indenfor projektperioden, men vil også igangsætte ny forædling, der rækker ud over projektperioden.


Arbejdspakke 3: Purpurhvede

Purpurhvede er hvede, som har et højt indhold af anthocyanin. Anthocyaniner er en gruppe af antioxidanter, der har dokumenteret effekt mod en række negative sundhedstilstande, bl.a. inflamationer, hjerte-karsygdomme og kræft (Beta et al. 2010). I Sydtyskland, Østrig og Schweiz er purpurhvede blevet en etableret niche for brød i helsekost-branchen. Til denne produktion har der hidtil været brugt den eneste purpurhvede-sort på den europæiske sortsliste, Indigo, men denne sort har ikke nogen god bagekvalitet, og er modtagelig for en række sygdomme, bl.a. stinkbrand, rust og meldug. Der er i december 2011 frigivet en ny sort ’Rosso’ (Altos/2*Indigo) i Østrig under ordningen for bevaringssorter, men denne dyrkes ligesom sorten Indigo udelukkende på kontrakt til sortsejeren (Crop Control), og andre kan ikke få adgang til sorterne. Det er derfor ikke muligt at dyrke purpurhvede på lovlig vis i Danmark. Da helsekost og økologi er forbundet, findes det største potentiale for purpurhvede i den økologiske produktion, og især her er dyrkningsegenskaberne af i hvert fald Indigo meget dårlige. Udvikling af nye sorter er således en forudsætning for, at der kan etableres en dansk økologisk produktion af purpurhvede.

Agrologica har i 4 år selekteret materiale af en række landsorter og andet materiale af purpurhveder, og har gennemført krydsninger med moderne sorter af både vår- og vinterhvede med henblik på at selektere sorter til økologisk produktion. Ansøger forventer ud fra dette materiale at kunne bringe sorter på markedet indenfor projektperioden, men vil også igangsætte ny forædling, der rækker ud over projektperioden.


Arbejdspakke 4: Etablering af vintersæd ved udlæg i vårsæd

De danske kornarter er etårige, evt. vinterannuelle, græsser, som kommer fra området omkring Middelhavet, der er karakteriseret med fugtige vintre og tørre somre. I Danmark er også somrene fugtige, og der frigives derfor kvælstof og andre næringsstoffer fra jordens humuspulje også i sommer- og efterårsmånederne, hvor kornet ikke, eller næsten ikke, optager næring. Ensidig korndyrkning vil derfor altid være forbundet med risiko for kvælstofudvaskning i regioner, der ligesom Danmark har overskudsnedbør efter kornets høst. For at undgå udvaskning af næringsstoffer skal korn derfor i Nordeuropa dyrkes med udlæg af græs e.lign., eller eventuelt med en meget kraftigt voksende efterafgrøde, som kan optage næringsstofferne i den periode, hvor kornet ikke gør det. På økologiske kvægbrug kan udlagt græs udnyttes til foder, men for økologiske planteavlsbrug er grøngødning en omkostning. Også i konventionelt landbrug er miljø-påtvungne efterafgrøder en meget upopulær øget omkostning.

Før etablering af korn pløjes og harves jorden normalt for at give gode sånings- og spiringsbetingelser for kornet. Enhver jordbearbejdning koster energi og bevirker, at den biologiske og kemiske omsætning i jorden accelereres, hvorved frigivelsen af kvælstof øges yderligere. I forbindelse med etablering af vintersæd er dette problematisk, idet det sker på en årstid, hvor de langsomt voksende kornplanter ikke kan nå at optage de frigivne næringsstoffer, og jordbearbejdning om efteråret vil derfor nødvendigvis føre til øger udvaskning af næringsstoffer.

I det konventionelle landbrug er der udviklet systemer til pløjefri etablering af vintersæd ved direkte såning, men disse bygger normalt på øget anvendelse af herbicider, især Glyphosat (RoundUp), som udsprøjtes før såning for at bekæmpe den ukrudt, som pløjningen ellers ville fjerne. Øget pesticidforbrug, og især ved udsprøjtning i efteråret er problematisk, idet risikoen er større for at pesticiderne ikke når at blive biologisk nedbrudt inden overskudsnedbøren i efterår og vinter vil udvaske dem til grund- og overfladevand. Økologisk landbrug har ikke mulighed for at anvende RoundUp og lignende midler, og i økologisk landbrug er det derfor vanskeligt at reducere brændstofforbruget til pløjning og anden mekanisk såbedstilberedning, og selv med øget anvendelse af efterafgrøder er der stadig risiko for næringsstofudvaskning i forbindelse med etablering af vintersæd.

Vintersæd er etårige vinterannuelle græsser. Det betyder, at vintersæd i modsætning til vårsæd skal udsættes for en kuldeperiode før de kan strække sig og blomstre. Hvis vintersæd sås om foråret, vil det have en lav græsagtig vækst hele sommeren, og først efter kuldeperioden næste vinter vil det året efter strække sig og give høstbart korn. Vintersæd kan derfor ligesom græs sås som udlæg i en vårsået afgrøde uden at genere dækafgrøden, og optage de næringsstoffer, som frigives i jorden i sommer- og efterårsmånederne. På den måde kan vintersæd etableres uden ekstra jordbearbejdning og uden risiko for næringsstofudvaskning og uden sprøjtning med RoundUp.

Ansøger har tidligere på Landbohøjskolen udført forsøg med etablering af økologisk vintersæd om foråret (Borgen 1999 og 2000) og har som privat økologisk landmand dyrket korn på denne måde i praksis, og har derved konfirmeret, at det godt kan lade sig gøre også i markskala med tilfredsstillende udbytte. Udviklingsaktiviteterne blev dengang udført uden offentlig støtte og måtte derfor afbrydes på grund af manglende bevillinger. Den aktuelle situation med krav om efterafgrøder og øget fokus på energiforbrug, og grundvandsrisikoen ved anvendelse af RoundUp om efteråret har ændret dagsordenen for landbruget miljøvilkår, og der er opstået interesse især blandt økologer til at finde nye energivenlige og errosionshæmmende dyrkningssystemer. Det forventes derfor, at interessen for systemudviklingen af netop dette dyrkningssystem vil vække større interesse i dag, end det gjorde dengang.

Konklusionen på de nu 10 år gamle forsøg og praktiske erfaringer var, at systemet godt kunne lade sig gøre, hvis der anvendes de rigtige sorter. Udbyttepotentialet er principielt større end med normal etablering, fordi planterne er mere veletablerede inden vinteren. Samtidig blev der dog også identificeret nogle specifikke problemer, som ikke findes i det almindelige dyrkningssystem, og som i praksis begrænsede udbyttet, så det i flere forsøgsled var lavere end ved normal etablering.

Når korn etableres tidligt, og især hvis det etableres allerede i foråret, er der risiko for, at kornet via bladlus smittes med rødsot (Barley Yellow Dwarf Virus) og andre virussygdomme. Rødsot kan reducere udbyttet kraftigt i modtagelige sorter. Der er ingen viden om virusresistens i de sorter, der er på sortslisten i dag, og hovedparten formodes at være mere eller mindre modtagelige. Et andet problem er, at nogle sorter af vintersæd i virkeligheden ikke er rigtig vintersæd, men vekselhvede eller blot frosttolerante sorter af vårsæd, som kan overvintre den danske vinter. Sås sådanne sorter om foråret, vil de sætte aks allerede i udlægsåret, og vil dø efter høst i udlægsåret. Mange sorter er mellemformer, som blot kræver en kort kuldeperiode, og nogle få kolde nætter om foråret kan her være nok. Der er ingen aktuel viden om vernaliseringskravene i de sorter, der er på sortslisten i dag.

For at få dyrkningssystemet til at virke i praksis, er der derfor behov for at teste tilgængelige sorter og eventuelt udvikle nye, som har de egenskaber, som kræves af sorter, der skal sås om foråret. Dyrkningssystemet kan ikke umiddelbart tages i brug i dag, idet risikoen for virus rødsot eller aksgang i udlægsåret er stort, når man ikke kender sorternes egenskaber på disse to centrale områder.

På denne baggrund vil projektet fokusere på at identificere og udvikle egnede sorter. Projektet vil screene 200 sorter og 250 segregerende krydsningspopulationer, og evaluere deres evne til såning om foråret. Disse sorter vil både omfatte almindeligt tilgængelige både gamle og nye sorter, og også sorter af eksotisk herkomst, som formodes at besidde en resistens mod rødsot, som vurderes at være en sjælden egenskab i almindelige danske sorter. Der er i foråret 2011 udsået 250 afkomstlinier af vinterhvedekrydninger (F3 og F4), og forædlingsprogrammet er således gået i gang foreløbig uden ekstern støtte.

Agrologica har tidligere arbejdet med flerårige hvedesorter, og har genetisk materiale fra bl.a. Rusland og USA, som i deres nuværende form ikke egner sig til kommerciel produktion i Danmark. Disse hvedetyper er fremavlet ved krydsning af hvede med flerårige vilde græsser, som forventes at besidde resistens mod virus rødsot. Dette materiale vil derfor indgå i screeningerne og tilbagekrydsning på danske hvedesorter med henblik på at udvikle virusresistent vinterhvede.

Udvalgte linier vil blive dyrket i markskala for at indhente praktiske erfaringer med dyrkningssystemet. Det vil blive udført enkeltfaktorforsøg med forskellige rækkeafstande og plantetæthed, såtidspunkt og forskellige dækafgrøder. Især forskellige dækafgrøder er interessante for økologiske avlere med hensyn til kvælstofforsyning af hveden. Størst forventninger til dæksæd i økologisk dyrkning lægges til ærter i renbestand eller i blanding med korn, idet en bælgsæd vil kunne bidrage med fikseret kvælstof til hveden.

Da livscyklus for vintersæd dyrket på denne måde er dobbelt så lang som almindelig korn, bliver forædlingsprocessen længere. Ansøger forventer derfor ikke at kunne bringe nye sorter på markedet indenfor projektperioden, men forventer at have identificeret eksisterende sorter, der egner sig til denne dyrkningsform, og vil have påbegyndt ny forædling, der rækker ud over projektperioden.


Referencer:

Beta, T, Qiu, Y, Liu, Q, Borgen, A. 2011: Extracts from Purple Wheat (Triticum spp.) and their antioxidant effects. In V. R. Preedy, R. R. Watson, V. B. Patel (Editors), Nuts & Seeds in Health and Disease Prevention (1st ed.) (pp 959-966). London, Burlington, San Diego: Academic Press is an imprint of Elsevier.

Borgen, A. 2000: Winter cereals under-sown in spring crops - an ecological way to reduce soil tillage. Proceedings from IFOAMs 13th International Scientific conference, Basel 2000.

Borgen, A. 1999: Vintersæd etableret som udlæg i dæksæd. Forskningsnytt om Økologisk Landbruk i Norden. 6:6-8

Borgen, A. 2010: Breeding for bunt resistance in organic wheat and spelt. EUCARPIA 2nd Conference Breeding for resilience: A strategy for organic and low-input farming systems?" 1-3 December 2010, Paris, page 34.

Borgen, A. 2010: Resistance to common bunt (Tilletia tritici) and rust (Puccinia sp.) in hulled wheat. Abstract for the XVIth Biennial Workshop on the Smuts and Bunts in Lethbridge, 14-19th June 2010, Alberta Canada.