Bibliografiska uppgifter för Odlingsstrategi för jämn proteinhalt i maltkorn Tidskrift/serie SLF Rapport Utgivare Sveriges lantbruksuniversitet (SLU); Stiftelsen Lantbruksforskning; Jordbruksverket (SJV) Utgivningsår 2004 Nr/avsnitt 68 Författare Pettersson C.G. Ingår i... Jordbrukskonferensen 2004 Huvudspråk Svenska Målgrupp Rådgivare Nummer (ISBN, ISSN) ISSN 1104-6082 Odlingsteknik för jämn proteinhalt i maltkorn CG Pettersson Inst. för Ekologi och Växtproduktionslära, Box 7043, SLU, SE-750 07 UPPSALA E-post: [email protected] Varför är ojämn proteinhalt ett problem? Ojämn proteinhalt i maltkorn är ett problem därför att ölet blir sämre än om halterna är jämna. För att förstå varför behöver man veta lite om vad maltkorn är. Maltkorn är en råvara som innehåller stärkelse, groningskraft och enzymer. Stärkelsen skall bli alkohol, enzymerna är proteiner som gör om stärkelse till jäsbara sockerarter. Hur bra detta går beror på sortens (enzymernas) egenskaper. Man kan göra malt av allt korn men det krånglar olika mycket. För att enzymerna skall aktiveras måste kornet gro. Kontrollerad groning kallas mältning, efter mältningen kallas kornet malt. Omvandlingen av kornet fortsätter tills groningen avbryts genom att man torkar malten kraftfullt. Om alla kärnor kommit lika långt blir maltet bra, är dom väldigt olika får man problem. Takten i alla processer påverkas av proteinhalten varför ojämna proteinhalter sänker maltkvaliteten. Hög proteinhalt gör att mindre mängd stärkelse får plats i kornkärnan och att risken för grumligt öl ökar. Låg halt gör att farten på groning och stärkelseuppklippning blir för låg och att jästen i bryggeriet växer dåligt. Idag är de flesta mälterier stora industrier där mer än 200 ton korn läggs att gro åt gången. Detta innebär att man kräver likartat beteende från ungefär fem miljarder individer om mältan skall bli perfekt. Detta problem var inte lika tydligt medan mälterierna var mindre, våra proteinhalter är inte ojämnare än förr men problemen ojämnheten ställer till har blivit större. Det finns undersökningar som pekar mot att många av de klassiska kvalitetsfel branschen har problem med kan härledas till ojämn proteinhalt inom partier (Palmer 2000). Proteinhalten skall alltså vara lagom och jämn. Idealiskt är 10.5 % men intervallet 9.5 – 11.5 % går att använda. Det är lättare att hantera korn med jämn hög eller låg proteinhalt, än ett spretigt parti med lagom halt i genomsnitt. Vad kan man göra då? Använd en stresstålig sort En bra maltkornsort måste tåla stress utan att tappa alltför mycket i skörd. Känsliga sorter har lika ojämn proteinhalt som skörd, och landar alltför ofta i för hög proteinhalt om sommaren inte är idealisk. Välj jämna fält Ett gott råd för produktion av jämna kornpartier är att välja fält som är jämna. Problemet är att marken varierar mer än vi tror. Figur 1 visar en proteinhaltskarta över ett maltkornsfält på 13 ha i Uppland 2002. I genomsnitt håller kornet 10.8 % råprotein vilket var nära målet. Provtröskning av 97 parceller visar att proteinhalterna varierar ungefär fyra procent trots att den använda sorten (Astoria) är mycket stresstålig. Figur 1. Proteinhalter i ett 13 ha fält med maltkorn (Astoria). Uppland 2002. Kartan bygger på 97 analyser från tröskade parceller. 67 Gödsling med eller utan sensor Skall fältet ovan ge samma proteinhalt över hela ytan måste handelsgödseln tillföras ojämnt för att motverka de kvävegradienter marken ställer till. Det finns ett användbart system för platsanpassad gödsling:Yara N-sensor, med drygt tjugo ekipage i Sverige. Mest används utrustningarna för kompletteringsgödsling i höstvete, vilken styrs av fjärranalys utförd av sensorer monterade på taket av traktorn. Samma utrustning kan användas till att styra spridningen från information som är känd sedan tidigare. Man kan också låta både lagrad och nygenererad information styra samtidigt, frågan är bara hur. Mitt projekt – målstyrd gödsling För att arbeta mot målstyrd gödsling i maltkorn måste man först samla in och strukturera data. Jag har arbetat i både parcellförsök och i verkliga odlingar. Parcellförsök Jag utnyttjar flera försöksserier med inriktning gödsling av maltkorn. Den viktigaste är L3-2260 vilken designades för sensorstyrd tvåstegsgödsling av korn och genomfördes åren 2001-2003. Planen är enkel och handlar om att ta olika vägar till den slutliga kvävetillförseln, vilken varierats mellan 0 och 160 kg N/ha. Upprepade rutvisa mätningar med handburen N-sensor har gjorts i alla försök från DC31 (begynnande stråskjutning) till DC69 (avslutad blomning). Genomsnittsresultat från denna serie finns i Tabell 1. Tabell 1. Försöksserie L3-2260 Medeltal av sexton försök 2001-2003. Sorter – Astoria och Wikingett. Ledens inbördes relationer är konsekventa, men spridningen runt medeltalen är stor. Kväve Kväve som NPKS som KsS kombisått DC32-37 A B C D E F G H 0 70 100 130 70 70 100 100 Kväve totalt kg/ha Skörd kg/ha Proteinhalt % Kväveskörd kgN/ha Ax per m2 Stråstyrka % Tusenkornvikt Sållning över 2,5 mm 0 70 100 130 100 130 130 160 2389 4673 5274 5677 5410 5793 5822 5981 10.0 10.1 10.7 11.4 10.9 12.0 11.7 12.5 33 65 77 88 81 94 93 102 408 639 707 737 751 844 806 854 99.0 96.6 94.0 92.0 92.8 89.2 91.3 85.7 43.8 46.6 46.7 46.6 45.9 44.7 46.1 45.1 87.9 89.8 88.5 86.8 85.0 80.1 84.5 80.1 LSD 5% 224 0.21 2.7 47 3.4 3.0 3.1 0 0 0 0 30 60 30 60 Resultat så här långt Tvåstegsgödsling fungerar En viktig första slutsats från parcellförsöken är att maltkorn kan gödslas i två steg utan alltför stora problem. Förutsättningen är att första steget ges som NPKS i kombimaskin och att kompletteringen sker med kalksalpeter under stråskjutningen. Man får en liten höjning av proteinhalten vid varje given kvävenivå. Höjningen är dock av en helt underordnad storleksordning när man jämför osäkerheten mellan proteinutfallet i varje gödselnivå. Kan fördröjningen utnyttjas till att landa på en riktigare gödsling är den intressant att genomföra. N-sensor i tidig stråskjutning Hur skall man då styra gödselspridaren när man gör slutjusteringen i tidig stråskjutning? Kornet har alla skott men har inte byggt så mycket grönmassa ännu, vilket skiljer situationen från den vanliga i höstvete. När man använder fjärranalys kombinerar man vanligen en handfull värden för enskilda våglängder till vegetationsindex (VI). I mina material har index som skattar av hur väl fotosyntesen fungerar haft den bästa kopplingen till slutlig proteinhalt från de tidiga mätningarna.Vid senare mättillfällen tar index som också mäter mängden grönmassa över rollen som bästa val. Lång tid och många störningar får plats mellan en mätning i juni och skörd i augusti. Ett r2-värde på 0,47 för mätningar med N-sensorn vid DC32 i försöken är bra med tanke på detta. Väder under kärnfyllnaden En faktor som höjer proteinhalten spannmål är värmestress under kärnfyllnaden. Mekanismerna debatteras, men verkan är man överens om:Varmt väder ger högre proteinhalt (Tester et al. 1991; Savin and Nicolas 1996). Frågan är då vad som är varmt nog att påverka. 68 Jag har testat effekten av lufttemperatur genom att räkna ut värmesummor för maxtemperaturen under kärnfyllnaden vid mina sexton försök. Temperaturen visade sig höja proteinhalten redan vid behaglig sommartemperatur runt 25°C. Tillsammans förklarar temperatursumman och den tidiga fjärranalysen en stor del av proteinhalten i försöken, med ett r2-värde på 0,8. Man kan naturligtvis inte ta hänsyn till värme som kommer långt senare redan när man gödslar. Men det är nödvändigt att veta hur denna typ av påfrestning påverkar proteinhalten för att kunna värdera sina index rätt. Själva gödslingen måste göras mot den värme som kan förväntas i området. Markens egenskaper Resonemangen ovan fungerar för strukturerade data från försök. Marken varierar inte så mycket inom den lilla yta ett försök täcker.Vill man styra ett praktiskt fält står ojämnt kväve och vatten från marken för huvuddelen av variationen. Åren 2002-2004 har tre fält från samma gård i Uppland följts i detalj. På våren har positionerade rutor utan handelsgödsel etablerats. Upprepade sensormätningar har gjorts i och vid sidan om dessa nollrutor.Växtprover har klippts i och vid sidan när kväveinnehållet förväntas vara maximalt (DC75) och vid bindarmognad (DC87). Jordprover från varje ruta har tagits ut och analyserats. Jag arbetar både med traditionella och nya markanalyser för att leta mönster som kan knytas till kvävet. Målet är att göra billiga kartor som kan förstärka den styrning man får från fjärranalysen. Så här långt har EM38, vilken mäter jordens motstånd mot elektromagnetiska fält (Vlotman, 2000), fungerat bäst av de nya metoderna. Man mäter egentligen vatten, så mätetalet gäller både lera och humus. NIR analyser av jord har varit svårare att använda trots att de fungerat bra i andra sammanhang (Börjesson et al. 1999), arbetet fortsätter. På väg mot…. Vart är vi på väg då? Helt jämna proteinhalter kommer vi aldrig att bärga i fält, men detta är heller inte nödvändigt. Med förståndig tillämpning av ny teknik kommer vi att nå jämnare proteinhalter framöver än vi gjort hittills. Detta är nödvändigt om vi skall kunna försvara en position som leverantörer av bra produkter från jordbruket. Referenser Börjesson T, Stenberg B, Lindén B, Jonsson A (1999) NIR spectroscopy, mineral nitrogen analysis and soil incubations for the prediction of crop uptake of nitrogen during the growing season. Plant and Soil 214: 75–83. Palmer GH (2000) Malt performance is more related to inhomogeneity of protein and b-glucan breakdown than to standard malt analyses. Journal of the Institute of Brewing 106: 189-192 Savin R, Nicolas ME (1996) Effects of Short periods of Drought and High Temperature on Grain Growth an Starch Accumulation of Two Malting Barley Cultivars. Australian Journal of Plant Physiology 23: 201-210 Tester RF, South JB, Morrison WR, Ellis RP (1991) The Effects of Ambient Temperature During the Grainfilling Period on the Composition and Properties of Starch from Four Barley Genotypes. J Cereal Sci 13: 113-127 Vlotman WF (ed) (2000) EM38 workshop: proceedings. ILRI, Wageningen, pp 94. 69