Åshild ergon, kohti parempia satoja –seminaari iisalmessa 8.11.2016

Åshild Ergon

Iisalmi - 08.11.2016

Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 1

Kokemuksia laji- ja

lajikeseoksista Norjassa

(Translated from English by Panu Korhonen & Perttu Virkajärvi)

Sisältö

• Nurmituotanto Norjassa

• Nurmiseokset Norjassa

• Seokset – edut ja haitat, mekanismit

• Seosten viljely

• Seoskoostumukset

• Jalostus seoksia varten



Bye et al. 2016

Steinshamn et al. 2016

Eläintuotanto

Lounais-

Norjassa

Kasvinviljely

Kaakkois- ja

Keski-Norjassa

Nurmialan ikäjakauma



Lajisuhteet seoksissa Kokonaismyynti 2012



Kaupalliset siemenseokset

Norjassa

• Suunniteltu erilaisille ilmastollisille alueille

• Suunniteltu erilaisiin käyttötarkoituksiin

–Säilörehu

–Säilörehu/laidunnus

–Laidunnus

–Kuivaheinä

–Kuivaheinä/säilörehu

• Suurimmassa osassa 10-15% apilaa (% kylvösiementen

painosta)


Nurmisiemenseokset Säilörehu

Säilörehu/laidunnus Laidunnus

Kuivaheinä

Valintaperusteet seoksen

koostumukselle

• Tieto lajikkeiden menestymisestä eri ilmasto-olosuhteissa

(lajikekokeet)

• Yleinen tieto lajien sopivuudesta eri käyttötarkoituksiin

(säilörehu, kuivaheinä, laidunnus)

• Siementen saatavuus


Lajien ja lajikkeiden

yhdistämisen hyödyt

• Korkeampi sato

• Parempi satovarmuus eri olosuhteissa

• Tyydyttävä menestyminen erilaisilla

viljelymenetelmillä

Erityisiä etuja nurmipalkokasvien käyttämisestä

seoksissa

• Typensidonta – säästöjä lannoitteiden käytössä

• Proteiinipitoisuus rehussa

• Lisääntynyt syönti


• Seoskomponentit voivat erota optimaalisen viljelytekniikan osalta Kompromisseja tehtävä:

• Lannoituksessa

• Niittojen/laidunnuksen voimakkuudessa

• Niittojen/laidunnuksen ajoittamisessa laadun suhteen

• Kasvinsuojelussa, jos käytössä (herbisidit)

• Eläinten valikoivan laidunnuksen seurauksena epätasaisia laidunnurmia– epäoptimaalinen käyttö

• Jotkut lajit (esim. apilat) ovat herkempiä ja tarvitsevat huolellisempaa viljelytekniikkaa – hyvän tasapainon ylläpitäminen voi olla haastavaa

Haittoja lajien ja lajikkeiden

yhdistämisestä


Kuiva-ainesato – European

dataset


Finn et al. 2013

Seokset

Parhaat puhdaskasvutot

Puhdaskasvustot

keskimäärin

N N S N F N S S I I

Seoksen satohyöty

• Seoksen satohyöty (overyielding): sato on korkeampi

kuin voitaisiin olettaa puhdaskasvustoina kasvatettujen

lajien perusteella

• Transgressiviivinen seoksen satohyöty : sato on

korkeampi kuin seoksen parhaiten satoa tuottavilla lajeilla

puhdaskasvustoissa

Miksi seoksilla saadaan usein

korkeammat sadot?

• Näytteenottovaikutus (sampling effect) – sopivat lajit kasvavat enemmän, ajalliset ja spatiaaliset vaikutukset

• Lajeilla erilaisia ekolokeroita (Niche) – parempi resurssien käytön tehokkuus, esim.

– syvät / matalat juuret

– nopein kasvu aikaisin / myöhään kasvukaudella

– nopea perustuminen / pysyvyys

• Positiivisia vuorovaikutuksia lajien välillä, esim.

– palkokasvit edesauttavat muita lajeja typensidonnan kautta

• Vähemmän tuholaisten ja taudinaiheuttajien levintää ja lisääntymistä

• Vahvempi kilpailu rikkakasveja vastaan

Positiivinen vuorovaikutus

palkokasvien ja heinien välillä -

typensidonta

• Palkokasvit sitovat typpeä (N2)

lisääntynyt typen saatavuus ei-palkokasveille

• Typen saatavuus maaperässä vaikuttaa typensidonnan

tehokkuuteen, mitä enemmän vapaata typpeä sitä vähemmän

typensidontaa

• Heinät kilpailevat palkokasveja tehokkaammin maaperän typestä

heinät poistavat maaperässä saatavilla olevaa typpeä ja siten

stimuloivat typensidontaa palkokasveilla Nyfeler et al. 2011, Agriculture,

Ecosystems and Environment

Positiivinen vuorovaikutus

palkokasvien ja heinien välillä -

typensidonta

Palkokasvit

Heinät

- Sitovat typpeä

- Stimuloivat kasvua

- Poistavat typpeä

- Stimuloivat

typensidontaa

Nyfeler et al. 2011, Agriculture,

Ecosystems and Environment

Øyvind Jørgensen

Laura Kirwan

Gustav Fystro

Marina Azzaroli Bleken

Tor Lunnan

Arne Oddvar Skjelvåg

Rosemary Collins

Odd Arne Rognli

Multisward-kokeet (Ås, Norja)

2010-2013

Sato (Ås)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Year 1 Year 2 Year 3 Year 1 Year 2 Year 3

3 cut 5 cut

Annual D

M y

ield

(t ha

-1)

Lp_p

Fa_p

Tr_p

Tp_p

C

Lp_d

Fa_d

Tr_d

Tp_d

Englanninraiheinä - Lolium perenne

Ruokonata - Festuca arundinacea

Valkoapila - Trifolium repens

Puna-apila - Trifolium pratense

100 kg N per ha ja vuosi

Puhdaskasvusto

Seos

samansuuruisilla

suhteilla

Seos yhdellä

dominoivalla

lajilla

Merkittävää seosten tuomaa satohyötyä

molemmilla niittostrategioilla kaikkina vuosina

Ergon et al. 2016

Merkittävä seoksen satohyöty

molemmilla niittostrategioilla

kaikkina vuosina

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Year 1 Year 2 Year 3 Year 1 Year 2 Year 3

3 cut 5 cut

An

nu

al D

M y

ield

(t

ha

-1)

Seoksen tuoma satohyöty

Puhdaskasvustojen perusteella

odotettu sato

Ennustettu sato (centroid mixture)

Korkeampi suhteellinen seoksen

tuoma satohyöty

- 5 niiton systeemillä

- toisena vuonna

Centroid mixture: esim. lajiryhmien suhteelliset osuudet: 0,25:0,25:0,25:0,25 suom .huom.

Pienempi vuosien sisäinen

satovaihtelu seoksissa

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Y1 Y2 Y3 Y1 Y2 Y3

3 cut 3 cut 3 cut 5 cut 5 cut 5 cut

(t h

a-1

)2

Kuiva-ainesato

Mixtures

Pure

stands

Ergon et al. 2016

Intr

a-a

nnual variabili

ty


Lajien monimuotoisuuden

vaikutus ruokinnalliseen

laatuun

3 cut 5 cut

Year 1 Year 2 Year 1 Year 2

CP NS NS NS NS

NDF NS NS +9 * NS

ADF +10 *** +10 *** +7 ** NS

WSC -20 ** -22 ** -21 ** NS

NEL -4 ** -4 ** -4 ** NS

DE -3 *** -3 ** -3 ** NS

ME -4 *** -3 ** -3 ** NS

CP yield +76 *** +83 *** +60 *** +68 **

NEL yield +52 *** +56 *** +68 *** +72 ***

Mahdollisesti

typpilannoituksen

aiheuttamaa ja

siksi lisää/nostaa

biomassaa,

varjostusta ja

korsi:lehti

suhdetta

Ergon et al. 2016

Ennustettu muutos (centroid mixture) suhteessa puhdaskasvustojen

perusteella odotettuun laatuun

Ei negatiivista vaikutusta laatuun

korkeammasta kuiva-ainesadosta huolimatta

Eroja niittojen välillä

Lajien laatu on erilainen seoksissa Lajien puhdasnäytteet 3 niiton systeemistä

Nutritional variable

Species Harvest Species composition N

CP ADF NDF WSC NFC NEL

Lp

First Pure stand 2 9.6 24.1 45.8 34.9 36.6 6.3

First Mixture 10 11.4 29.8* 52.4* 23.6* 29.3* 5.8*

Third Pure stand 2 11.3 37.2 58.5 13.9 25.6 5.5

Third Mixture 8 15.7* 38.8 58.3 3.3* 23.9* 5.4

Fa

First Pure stand 2 8.2 28.4 52.0 31.4 31.8 5.9

First Mixture 10 11.1 32.8* 57.3* 18.6* 24.9* 5.4*

Third Pure stand 2 7.8 31.8 53.0 24.9 30.7 5.8

Third Mixture 9 12.0* 39.0** 62.5** 7.8** 21.7* 5.2*

Tp

First Pure stand 2 23.4 23.7 30.2 14.1 37.4 6.4

First Mixture 7 23.2 22.1 28.9 16.2 38.6 6.5

Third Pure stand 1 15.9 40.7 45.7 8.6 28.4 5.3

Third Mixture 10 15.8 35.5 40.6 16.1** 31.7 5.6

Heinillä on enemmän sulamatonta kuitua ja vähemmän sokereita

palkokasviseoksissa kuin puhdaskasvustoissa matalalla N-

lannoituksella Ergon et al. 2016

Ra

ihe

inä

R

uokonata

V

alk

oapila


Seoksissa pienempi vuosien

sisäinen vaihtelu ruokinnallisessa

koostumuksessa

0

20

40

60

(Perc

ent of D

M)2

CP

0

20

40

60

(Pe

rce

nt o

f D

M)2

NDF

0

20

40

60

Year1

Year2

Year1

Year2

3 cut 5 cut(Perc

ent of D

M)2

ADF

00.05

0.10.15

0.2

Year1

Year2

Year1

Year2

3 cut 5 cut

(MJ k

g-1

DM

)2

NEL

0

20

40

60

(Pe

rce

nt o

f D

M)2

WSC

0

20

40

60

(Pe

rce

nt o

f D

M)2

NFC

Ergon et al. 2016

Miten suunnitella seokset?

• Mitkä lajit/lajikkeet pitäisi yhdistää?

• Missä suhteissa?

Riippuu…

• Ilmasto-oloista ja maaperästä, ja näiden vaihtelusta

• Aiottu käyttötarkoitus ja nurmen tavoiteltu ikä

• Lajien ja lajikkeiden väliset täydentävät ominaisuudet resurssien

hyödyntämisessä

• Vuorovaikutukset lajien välillä (lajien välinen postiivinen/negatiivinen

vuorovaikutus, kilpailu)


Yhdistä lajeja, joissa

täydentäviä ominaisuuksia resurssien hyväksikäytön tehostamiseksi ja kilpailuedun

lisäämiseksi rikkakasveja vastaan

• Nopea perustuminen + pitkäikäisyys/pysyvyys kasvustossa

• Kasvu aikaisin kasvukaudella + kasvu myöhään

kasvukaudella

• Syvät juuret + matalat juuret

• Hyvä maanpeittävyys + korkea kasvutapa

• Korkeasatoinen + stressinsieto


Yhdistä lajeja, jotka

edesauttavat toisiaan ja vältä lajeja, jotka ovat haitallisia toisilleen

• Palkokasvit + heinät

• ?


Esimerkki:

Miten neljä lajia kokeissamme

käyttäytyivät ja vuorovaikuttivat?



0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

3 cut

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Sown Year 1 Year 2 Year 3

5 cut

Lp Fa Tr Tp Unsown

Pro

port

ion o

f annual D

M y

ield

Red clover (puna-apila)

Tall fescue (ruokonata)

Perennial ryegrass (englanninraiheinä)

White clover (valkoapila)

Ergon et al. 2016

Englanninraiheinä Lolium perenne – ‘Fagerlin’

Norges miljø- og biovitenskapelige universitet Tittel på presentasjon 30

Positiivinen Negatiivinen

Nopea perustuminen Lyhytikäisyys, erityisesti kohtalaisella

niittotiheydellä (korkeat kasvustot)

Vähemmän talvenkestävyyttä kuin

ruokonadalla

Ei kilpaile hyvin puna-apilan kanssa

Nopea jälkikasvu niiton jälkeen (jos

riittävästi N)

Korkea typenotto kun riittävästi

typpeä

Kärsii voimakkaasti matalasta

typpilannoituksesta

Parempi rehun laatu kuin

ruokonadalla seoksissa Norges miljø- og biovitenskapelige universitet 30

Ruokonata Festuca arundinacea – ‘Kora’



Hyvä pysyvyys seoksessa Hidas perustuminen

Parempi talvenkestävyys kuin

englanninraiheinällä

Vähemmän riippuvainen typestä kuin

englanninraiheinä

Voi kilpailla puna-apilan kanssa

kohtalaisella niittotiheydellä

Ei yhtä hyvä rehun laatu kuin

englanninraiheinällä – seoksissa

Valkoapila Trifolium repens - Milkanova



Hyvä pysyvyys seoksessa Hidas perustuminen

Hyvä uudistuminen talven ja niiton

jälkeen

Erittäinen alhainen kilpailukyky

kohtalaisella niittotiheydellä

Hyvä rehun laatu

Puna-apila Trifolium pratense - Lea



Nopea perustuminen Lyhytikäisyys, riippuu talvituhoista

Erittäin kilpailukykyinen kohtalaisella

niittotiheydellä, vähentää seoksen

tuomaa satohyötyä siemensuhteen

ollessa >10% (siemenpaino)

Hyvä rehun laatu

Lajien välinen vuorovaikutus Vain positiivisia vaikutuksia havaittu

Mahdollisesti seurausta lajien välisestä positiivisesta

vuorovaikutuksesta tai parantuneesta resurssien

hyväksikäytöstä


Ruokonata

Englanninraiheinä Valkoapila

Puna-apila

Ilmeisesti

seurausta puna-

apilan

talvituhoista

Ens. 2 vuotta

1. vuosi

Optimaaliset lajisuhteet siemenseoksissa Estimoidut kokonaisenergiasadot (GJ/ha) kahden

ensimmäisen vuoden aikana


Yhden lajin osuus vaihteli ajassa (x-akseli) ja muiden lajien

suhteelliset osuudet pysyivät vakioina

Ergon et al. 2016

Engl. raiheinä Ruokonata Valkoapila Puna-apila


Puna-apilan osuus = 0.1 ; muiden 3 lajin suhteet vaihtelivat

Optimaaliset lajisuhteet siemenseoksissa : Estimoidut kokonaisenergiasadot (GJ/ha) kahden

ensimmäisen vuoden aikana

Ergon et al. 2016

Raiheinä:ruokonata-suhde Raiheinä:ruokonata-suhde

Valkoapilan osuus

Ennustetut optimaaliset osuudet

3 niiton systeemi 5 niiton systeemi

Englanninraiheinä 0.4 0.3

Ruokonata 0.4 0.3

Valkoapila 0.1 0.3

Puna-apila 0.1 0.1


Seosten koostaminen

• Tavoite: saavuttaa

optimaalinen yhdistelmä:

– satoisuutta ja

ruokinnallista laatua

– satovarmuutta ja

kestävyyttä/pitkäikäisyyttä

• Perustuu osittain

ominaisuuksien kykyyn

täydentää toisiaan

Goslee et al., Basic Appl Ecol, 2013

Jalostus seoksia varten

• Jalostetaan yleensä puhdaskasvustoina

• Saammeko valittua parhaan tuloksen seoksien kannalta?


Ås

“Lea” -lajikeen elossa olevat yksilöt kerättiin 3,5 vuoden jälkeen kylvämisestä.

10 ruutua = 10 «populaatiota» Stjørdal

Pure stand

Pure stand

Mixture

Mixture Mixture

Mixture

Mixture

Pure stand

Pure stand

Pure stand

A new generation of

each «population» made


Aikainen korrenkasvu ja suuremmat versot

parantavat selviytymistä seoksissa


Ergon and Bakken, EGF 2016

Päiviä korrenkasvuun Verson paino

Yhteenveto

• Seoksilla tyypillisesti korkeampi sato ja pienempi

satovaihtelu

• Tilatasolla nurmirehun satoa ja ruokinnallista laatua

voidaan parantaa

– niiton/laiduntamisen ajoituksen optimoinnilla sadon määrän

maksimoinnin ja rehuarvon alentumisen minimoinnin suhteen

– koostamalla seokset tieteellisten tutkimustulosten pohjalta

– testaamalla kaupallisia seoksia systemaattisesti

– jalostamalla lajikkeita erityisesti seoksia varten


Under high N fertilization legumes can

dissappear quickly

2nd ley year 1st ley year

Blandi

ng

Høstingsregi

me

År

CP ADF NDF WSC NFC NEL Fem C 3 cut 1 17.0 30.7 43.4 16.9 30.4 5.8 0.84

2 15.7 32.3 46.0 16.5 29.6 5.7 0.83 5 cut 1 16.1 31.4 47.7 15.1 28.7 5.8 0.84

2 17.2 26.2 41.3 19.6 32.6 6.2 0.89 Lp_d 3 cut 1 14.4 31.6 47.8 19.2 29.7 5.7 0.83

2 15.2 31.4 45.3 18.5 30.0 5.7 0.83 5 cut 1 15.5 31.0 47.2 16.3 29.0 5.8 0.84

2 18.5 26.8 40.5 18.5 32.4 6.2 0.89 Fa_d 3 cut 1 14.1 33.0 49.7 17.4 27.9 5.6 0.81

2 13.4 31.0 48.4 19.7 29.4 5.7 0.83 5 cut 1 15.3 31.1 48.6 17.2 28.5 5.8 0.84

2 16.0 27.3 44.4 20.2 31.1 6.1 0.88 Tr_d 3 cut 1 15.7 32.6 47.4 16.2 28.3 5.6 0.82

2 13.7 31.8 48.1 19.4 29.3 5.7 0.83 5 cut 1 15.9 30.9 48.3 16.1 28.6 5.8 0.84

2 17.0 26.9 43.2 19.6 31.4 6.1 0.88 Tp_d 3 cut 1 16.7 32.9 45.7 14.0 28.7 5.6 0.82

2 14.6 32.5 46.9 17.4 29.4 5.7 0.82 5 cut 1 17.5 30.5 43.5 14.5 30.3 5.9 0.85

2 17.3 26.2 40.6 19.3 32.9 6.1 0.89


Optimal species ratios Seed weight basis

Accumulated DM yield over three years


20

22

24

26

28

30

32

34

36

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

DM

yie

ld (

t ha

-1)

Lp

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Tr

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Fa

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Tp

3 cut

5 cut

Proportion of one species varied at the time

Åshild ergon, kohti parempia satoja –seminaari iisalmessa 8.11.2016

Food