SLU och integrerat växtskydd
Erland Liljeroth, SLU Alnarp
• Vad är IPM?
• Exempel på IPM forskning
vid SLU
• Hur minimera
bekämpningsbehovet?
• Grundläggande forskning
• Förädling – nya sorter
• Alternativ till pesticider?
Växtstärkande medel?
• Tillämpade försök
Integrerat växtskydd definition
Integrated pest management (IPM) is a pest
management system that in context of the
associated environment and the population
dynamics of the pest species, utilizes all suitable
techniques and methods (cultural, biological,
ecological and chemical) in as compatible a
manner as possible and maintains the pest
population levels below those causing economic
injury (Smith and Reynolds, 1966).
Integrated pest management
Inoculative biological control
Forecasting models
Trap cropping
Semi chemicals – mass trapping
- disruption
- aggregation
Resistant varieties
Conservation biological control
Department of Plant Protection
Biology
AIM: To develop the understanding and sustainable use of and
management of biological resources. In the context of plant
protection. The research efforts are directed towards both basic and
applied research. It Is an interdisciplinary constellations with good
opportunities for strong research collaborations within and outside
the department area
Chemical
Ecology
Main research areas:
Insect-Plant Interaction
Insect-Microbe Interactions
Insect-mammal-Interactions
Resistance
Biology
Integrated plant
Protection
Main research areas:
Resistance and susceptibility mechanisms
Induced resistance
Evolutionary forces of antagonistic
interactions at population and field level
Integrated Plant Protection group
Birgitta Rämert
Integrated Plant Protection
Our mission
•
•
•
Develop sustainable agro-ecosystems with resilience to pests and diseases based on
ecological theory and the needs of current and evolving agriculture.
Develop an interaction with practitioners and agricultural development actors within
the context of pest management.
Develop teaching activities in plant protection.
Within this mission, we will address several focus areas:
• Multi-trophic interactions and their manipulation within integrated pest management
• Biological and cultural control strategies alone and in combination.
• Incorporation of semiochemicals into integrated pest management strategies
• Effects of biodiversity in agriculture on above and belowground pests and diseases.
• Using participatory research methods to increase the relevance of our research and facilitate
implementation of the results.
• Extend teaching in plant protection to more of the relevant programs.
• Develop new pest management programs relying more comprehensively on biological and cultural
control strategies than on chemical pesticides
Samverkan
Grund forskning
Tillämpad forskning
Odlarorganisationer
Rådgivar organisationer
Foto: Elisabeth Ögren
Web-based forecasting of
Tortricids
Tortricids
60
50
40
30
20
10
0
Hedya nubiferana (Större knopvecklare)
Spilonota ocellana (Lövträdsknoppvecklare)
Cydia pomonella (Äpplevecklare)
Adoxophyes orana (Sommarfruktvecklare)
Archips rosana (Häcksommarvecklare)
Archips podana (Skarpspetsadskalvecklare)
Pandemis heparana (Tandbredvecklare)
PhD: Patrick Sjöberg,
Financed by: SLF och SLU Partnerskap Alnarp
Photo: Patrick Sjöberg
Biologisk bekämpning
Kål
Vuxen
Kålflugan - Delia
radicum
Predator och parasitoid Aleochara bipustulata
Puppa
Nyttjande av synergieffekter mellan bevarande av
naturliga fiender och inokulativ biologisk kontroll genom
nischfördelning och selektiv biodiversitet.
Doktorand: Linda-Marie Rännbäck
Finansiär: FORMAS
Biologisk bekämpning av lilla kålflugans två generationer
genom en kombination av bevarande och inokulativ
biologisk bekämpning
Forskare: Belén Cotes, Finansiär: Formas
Ägg
Larv
Insektpatogen svamp
Parasitstekel
Trybliographa rapae
Naturliga fiender
?
Biologisk bekämpning - Växtextrakt och
oljor
Växthusförsök
Utveckling av integrerade bekämpningsstrategier mot mjöldagg I
växthusgurka i samverkan med odlare
Doktorand: Mira Rur
Finansiär: SLF
Foto: Mira Rur
Biological Control
Äpplestekeln
Development of Pest Management Strategies in Organic
Apple Production in collaboration with Farmers utilizing
Complementary Biological Control Strategies.
PhD: Weronika Swiergiel
Financed by: Formas, SLU Partnerskap Alnarp
Photo and drawing: Weronika Swiergiel
Aggregation compounds in slugs
Search for semiochemical
controlling behavioral aggregation
in the invasive Spanish slug, Arion
vulgaris
% of sheltering slugs
100
Uncrowded
Crowded
p = 0.17
p < 0.0001
80
60
40
20
0
Control
Marked
Control
Marked
Abigail Walter
Financed by: KSLA, Swedish Home
Gardeners’ Association
Potatisbladmögel
Två försök med identiska behandlingar
Mosslunda 29 Aug, 2013
Vad är skillnaden?
Försök 1
Försök 2
Resistensforskning i Alnarp
Resistensbiologi
Erland Liljeroth
Svante Resjö
Marit Lenman
Laith Moushib*
Ashfaq Ali*
Mia Mogren
Åsa Lankinen
Therese Bengtsson
Dharani Burra
Per Mulenbock
Kibrom Berhe
Malin Dörre
My Bengtsson
Firuz Odilbekov
Maria Srandh
Salla Maartilla
Kerstin Brismar
Estelle Wera
Itziar Frades
Erik Alexandersson
Erik Andreasson
Leds av Prof. Erik Andreasson
Institutionen för Växtskyddsbiologi, Alnarp
Fredrik Levander, Marianne Sandin, Aakash Chawade, Lund Univ
Francine Govers, Vivanne W. Wageningen Univ
Ulrika Carlson Nilsson, SLU, Pete Hadley, Hutton Institute
*Completed their PhD 2012/2013
Thanks to: SSF, Formas, SLU, Mistra, Region Skåne (Plant Link),
Många nya resistensgener behövs för att hålla
jämna steg med evolutionen i patogenen
Resistent klon: SW93-1015
•
•
•
•
Inducerad resistens
-”vaccinering”
Klassiska resistensgener
Nya signal- och funktionella
molekyler/markörer
Kvantitativ proteomik
Långsiktigt…
men konkret resultat
finns redan:
Markör tagits fram för ny
resistensgen att användas
i förädling
IPM – potatisbladmögel – vad kan göras?
•
•
•
•
•
Sortens grad av resistens. Undvika de mest mottagliga?
Odlingstekniska åtgärder
Prognossystem
Växtstärkande medel som inducerar försvar
Fungicider: anpassade doser och intervall
– Kombinationer med växtstärkande medel
– Sort-specifika rekommendationer
• På lång sikt: Nya resistenta sorter? Nya resistensegenskaper –
GMO?
“Help to self-help” against potato late
blight
Can induced resistance be used in practical plant
protection – combined with lower doses of
fungicides?
Beta-amino butyric acid (BABA)
Phosphite
Alkali salts of phosphite ions
HPO32- / H2PO3•
•
•
•
Induce resistance in many plants
Normally not found in plants, few
cases in plant roots, in bacteria
No direct effect on Phytophthora
infestans
Liljeroth et al. 2010, Bengtsson et al. 2014
•
•
•
Taken up by plants but not
metabolized
Oxidized to Phosphate, PO43- , by soil
bacteria. harmless?
Also direct effect against oomycetes
Salts have long history in plant
protection
Fältförsök – bekämpning mot potatisbladmögel
• Sortens betydelse
• Kaliumfosfit (Proalexin)
– Växtstärkande medel med låg toxicitet
• Testas ensamt och i kombinationer med fungicider
(Shirlan och Ranman Top)
• Effekt av bekämpning i olika sorter
• Effekt mot bladmögel och brunröta
Field trials
Effect of Proalexin (Potassium phosphite) alone and in combination with:
Shirlan (Fluazinam)
Ranman Top (Cyazofamid)
2011: Proalexin, BABA Shirlan, Combinations
Bintje, Ovatio, Seresta, Merano
2012: Proalexin, Ranman Top, Combinations
Bintje, Ovatio, Seresta, Merano
2013: Proalexin, Ranman Top, Combinations
Bintje, Sava, Seresta, Merano
Randomized block design, 4 blocks
Plot size: 20 m2
Measurements:
Late blight development
Tuber rot after 3 months storage
Yield
Late blight disease development curves, Cv. Ovatio
2011
100
Percent infection
80
Untreated control
60
Shirlan 0,4 L/ha
Shirlan 0,2 L/ha
BABA 0,2 kg/ha
40
Proalexin (Phosphite) 5 L/ha
Proalexin+Shirlan 2,5+0,2 L/ha
20
0
27-jun
07-jul
17-jul
27-jul
06-aug
Date
16-aug
26-aug
05-sep
Cv. Sava Aug 29, 2013
Ranman Top 0,5 L/ha = recom. “full” dose
Phosphite (Proalexin) 5 L/ha = recom. dose
Ranman Top 0,25 L/ha +Phosphite 2,5 L/ha
Ranman Top 0,25 L/ha
osfit 5,0 L/ha
osfit 2,5 L/ha
Obehandlad Kontroll
osfit 7,5 L/ha
osfit 5,0 L/ha
osfit 2,5 L/ha
90
80
Percetn Infec on
osfit 7,5 L/ha
Bintje, Dos-respons Ranman Top
100
70
60
Obehandlad Kontroll
50
Ranman Top 0,5 L/ha
40
Ranman Top 0,25 L/ha
Ranman Top 0,125 L/ha
30
20
10
0
27-jun
07-jul
17-jul
27-jul 06-aug 16-aug 26-aug 05-sep 15-sep
Sava Dos-respons Ranman Top
100
90
80
Procent Infec on
Obehandlad Kontroll
Betydelsen av partiellt resistent sort
70
60
Obehandlad Kontroll
50
Ranman Top 0,5 L/ha
Ranman Top 0,25 L/ha
40
Ranman Top 0,125 L/ha
30
20
10
0
27-jun
07-jul
17-jul
27-jul 06-aug 16-aug 26-aug 05-sep 15-sep
Skörd i förhållande till bladmögelangrepp
Försök 2013
90
80
70
Yield (ton/ha)
60
50
Bintje
40
Sava
30
20
10
0
0
500
1000
1500
2000
AUDPC
Grad av bladmögelangrepp
2500
3000
Dos-respons i olika sorter
Ranman Dose-response
0,600
0,600
0,500
0,500
0,400
0,400
Bintje
0,300
Sava
Seresta
0,200
Merano
0,100
Rela ve AUDPC
Rela ve AUDPC
Phopsphite Dose-response
Bintje
0,300
Sava
Seresta
0,200
Merano
0,100
0,000
0
1
2
3
4
5
6
Dose Phosphite (Proalexin), L/ha
7
8
0,000
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
Dose Ranman Top, L/ha
0,4
0,45
0,5
Bladmögelangrepp efter
behandlingar med Fosfit,
Ranman Top och
kombinationer med
reducerade doser
1 Obehandlad Kontroll
2 Ranman Top 0,5 L/ha
3 Ranman Top 0,25 L/ha
4 Ranman Top 0,125 L/ha
5 Fosfit 7,5 L/ha
6 Fosfit 5,0 L/ha
7 Fosfit 2,5 L/ha
8 Ranman Top 0,25+Fosfit 2,5
9 Ranman Top 0,125+Fosfit 1,25
10 Ranman Top 0,125+Fosfit 2,5
11 Ranman Top 0,125+Fosfit 5,0
12 Ranman Top 0,5+Fosfit 5,0 2veckor
AUDPC=arean under
sjukdomsutvecklingskurvan
AUDPC
AUDPC FirstHalf
Bintje
Sava
Seresta
Merano
0,501
0,376
0,312
0,0945
0,219
0,081
0,074
0,0121
0,252
0,118
0,075
0,0141
0,301
0,178
0,086
0,0163
0,355
0,150
0,102
0,0130
0,373
0,247
0,140
0,0140
0,429
0,324
0,223
0,0199
0,229
0,087
0,070
0,0101
0,276
0,169
0,078
0,0121
0,264
0,145
0,076
0,0111
0,251
0,099
0,075
0,0093
0,251
0,122
0,084
0,0101
Bintje
Sava
Seresta
0,0913
0,00723
0,00446
0,0003
0,00009
0,00006
0,0008
0,00014
0,00007
0,0029
0,00016
0,00125
0,0023
0,00013
0,00009
0,0017
0,00013
0,00011
0,0164
0,00241
0,00046
0,0003
0,00005
0,00004
0,0009
0,00010
0,00007
0,0005
0,00008
0,00005
0,0002
0,00002
0,00003
0,0006
0,00007
0,00005
Röd: Bästa behandling
Grön: Näst bästa behandling
Percent control (disease reduction) at
recommended dose
Proalexin (K-phosphite)
Fungicide
100
100
90
90
80
80
70
70
60
2011
50
2012
40
2013
60
50
40
30
30
20
20
10
10
0
0
Bintje
Sava
Ovatio Seresta Merano
Degree of resistance
Cultivars differ in response to phosphite
2011: Shirlan
2012-13: Ranman Top
Bintje
Sava
Ovatio Seresta Merano
Resistance score (Eur. Cult. Database):
Bintje: 2-3
Sava: 5
Ovatio: 6
Seresta: 7-8
Merano: ?
Brunröta
Data från försök 2012
Viktsprocent
Treatment
Bintje
Ovatio
Seresta
Merano
Untreated Control
0,7
0,0
3,1
15,4
Revus 0,6, Epok 0,5, Ranman Top 0,5 L/ha *
0,0
0,0
0,2
2,4
Ranman Top 0,5 L/ha
0,0
0,0
0,0
0,2
Ranman Top 0,25 L/ha
0,0
0,0
0,0
0,4
Proalexin (fosfit) 5 L/ha
0,0
0,0
0,0
0,0
Proalexin (fosfit) 2,5 L/ha
1,0
0,0
1,0
2,6
Proalexin (fosfit) 1,25 L/ha
1,3
0,0
0,3
7,6
Ranman Top 0,25 + Proalexin 2,5 L/ha
0,0
0,0
0,0
0,2
Ranman Top 0,125 + Proalexin 3,75 L/ha
0,0
0,0
0,0
0,6
Ranman Top 0,5 + Proalexin 5 L/ha; 14 d
0,0
0,0
0,0
0,0
Shirlan 0,4 L/ha
4,6
0,0
0,3
0,7
Shirlan 0,4 + Proalexin 2,5 L/ha
1,3
0,0
0,2
0,7
* Revus behandlingstillfälle 1,5,7,9,11,13
Ranman behandlingstillfälle 3,6,8,10
Epok behandlingstillfälle 2,4
Mean
4,81
0,64
0,04
0,09
0,00
1,15
2,32
0,05
0,15
0,00
1,40
0,56
• Brunröta förekommer ganska slumpartat och
korrelerar bara svagt med angreppsgraden på bladen!
• Sortens betydelse!!
• Fosfit och kombinationer har effekt mot brunröta
Tuber rot in relation to foliar infection rate
combined results from 2012-2013
30
Merano
Tuber rot (% w/w)
25
20
15
10
5
0
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
Foliar infection rate (rAUDPC)
0,500
0,600
Tuber rot in relation to foliar infection rate
combined results from 2012-2013
Merano
Bintje, Ova o, Sava, Seresta
30
8
25
6
5
Control
4
Ranman Top
3
Phosphite
Percent tuber rot (w/w)
Percent tuber rot (w/w)
7
20
Control
15
Ranman Top
10
Phosphite
2
5
1
0
0
0,00
0,10
0,20
0,30
rAUDPC
0,40
0,50
0,60
0,00
0,10
0,20
0,30
rAUDPC
0,40
0,50
0,60
Inoculation of tubers stored for 6 months
Tubers from Phi-treated plots got smaller lesions
Bintje
Sava
PO3 residues in tubers?
•
•
•
•
•
Tuber tissue grinded in N2 (mixed subsamples from 5 tubers)
Extraction 10 mMTris-HCl
Centrifuged
Filtration Amicon Ultra-4 (3000 Da)
Analyzed with ion chromatography (Borza 2014)
Means of 3 replicate plots
mg/kg FW tuber
Treatment
Untreated
Cultivar
Sava
Merano
PO4
509±98
527±57
PO3
<1
<1
7,5 L Proalexin/ha 12 times
Sava
Merano
502±178
485±39
123±43
204±24
Percent of total applied to field
30
35
I Sverige bara
registrerat som
gödningsmedel/växtst
ärkare
Hur göra?
IPM – potatisbladmögel
• Sortval
–
–
–
–
Anpassning av bekämpning till sort, undvika de mest mottagliga sorterna
http://www.europotato.org/menu.php; “The European cultivated potato database”
Sammanställningar av resistensinformation – sortförsök
Dos-respons försök
• Odlingstekniska åtgärder
– Fältval
– Tidig sättning
• Vidareutveckling av prognosmodeller
• Kombinationer av åtgärder
–
–
–
–
•
Växtstärkande medel – sort – fungicid
Vidare undersöka verkan av fosfit, finns resthalter?
Undersöka fler alternativa medel av låg toxicitet
Samma bekämpningseffekt med mindre mängd fungicider bör bromsa utveckling av
fungicidresistens
Långsiktig grundforskning
– Nya resistensegenskaper
– Markörer till förädlingen, GMO-tekniker
Alternaria – Sortförsök 2013
• Alternaria i potatis ökande problem?
• Risk för fungicidresistens
Finns resistensskillnader mellan sorter?
60
Percent infection
50
Magnum Bonum
(resistens kontroll)
40
Aracy (resistent
kontroll)
30
A04-2085 (mottaglig
kontroll)
20
Matilda (mottaglig
kontroll)
10
0
05-jul
25-jul
14-aug
03-sep
Fältförsök
Utvecklat växthustestmetod
23-sep
Sortförsök Alternaria 2013
Alternaria resistance, Starch Cul vars
0,140
0,140
0,120
0,120
0,100
0,100
rela v AUDPC
rela v AUDPC
Alternaria resistance, Food Cul vars
0,080
0,060
0,080
0,060
0,040
0,040
0,020
0,020
0,000
0,000
Magnum Aracy
Desiree
Bonum (resistent)
(resistent)
Fakse
Belana
Folva
Toluca
Bintje
Magnum
Aracy
Bonum (resistent)
(resistent)
Kuras
Avenue
Nytt SLF-projekt/SJV 2014:
•
•
•
•
Vad betyder sortens resistensgrad för bekämpningsresultatet?
Bekämpningsstrategier
Kan kombinationer med växtstärkande medel fungera mot Alternaria?
Förekomst av mutationer för strobilurinresistens (Eva Edin, SLU Ultuna)
Stayer
Actaro
Alternariaförsök 2014, Nymö
Obehandlad Kardal 22 aug
Effekt av behandling i två sorter
Kardal och Kuras
% Alternaria infektion
60
50
40
Kardal Control
Kardal Early Fulldose
30
Kuras Control
Kuras Early Fulldose
20
10
0
20-jun
30-jun
10-jul
20-jul
30-jul
09-aug
19-aug
29-aug
08-sep
2 ggr Revus top
4 ggr Signum
Effekt av halverad dos i två sorter
Kardal och Kuras
% Alternaria infektion
60
50
40
Kardal Early Fulldose
Kardal Early Halfdose
30
Kuras Early Fulldose
Kuras Early Halfdose
20
10
0
20-jun
30-jun
10-jul
20-jul
30-jul
09-aug
19-aug
29-aug
08-sep
Genetisk analys av Alternaria solani i Sverige
Förekomst av mutationer för minskad känslighet för strobiuringer
(Eva Edin, SLU Ultina)
PCoA plot
* = F129L mutation
F129L ger minskad
känslighet mot
särskilt azoxystrobin,
men även mot
pyraclostrobin
Försök 2014
% Alternaria infektion
60
50
40
Kuras Control
2RevusTop+4Signum
30
2Amistar
3RevusTop+2amistar
20
10
0
25-jul
30-jul 04-aug 09-aug 14-aug 19-aug 24-aug 29-aug 03-sep 08-sep
Integrerat växtskydd
Integrerad ogräsbekämpning
Anders TS Nilsson
Sveriges Lantbruksuniversitet
Inst. för biosystem och teknologi
Antal godkända växtskyddsmedel (a.s.) i Europa
1998 – 2008
Number of available pesticide products in Europe 1998 - 2008
1000
Existing
products
900
Number of Products
800
700
600
500
“Excisting” products
400
300
200
New products
100
0
1998
(ECPA)
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Växtskydd i förändring
vägskäl
Utmaningar
EU:s lagstiftning, dir 91/414/EEC, reg 1107/2009 och dir 2009/128/EC
Färre växtskyddsmedel begränsad användning
Krav på IPM 8 allmänna principer
Få/inga nya verkningsmekanismer hos växtskyddmedel och förlust av äldre
Pesticidresistens
Nya skadegörare invasiva arter
Utmaningar
Avsaknad av ogräsmedel med nya verkningsmekanismer
Inga nya verkningsmekanismer sedan 1980-talet
Forsknings- och utvecklingsbehov inom
ogräsområdet
Önskvärt med ökad kunskap om indirekta kontrollåtgärders verkan
Verkan av kombinationer av kontrollåtgärder (både direkta och indirekta).
Additiv eller synergistisk verkan. Förebyggande verkan.
Hur bygga upp/kombinera direkta och indirekta kontrollåtgärder för
hållbara lösningar av ogräsproblem
Hur använda en reducerad/minimerad mängd kemiska växtskyddmedel på
ett optimerat sätt i integrerade koncept.
När, var, hur ?
Även kemiska växtskyddmedel kommer inom överskådlig framtid ingå i
integrerade kontrollstrategier men i minimerade mängder och på mera
optimerat sätt.
Herbicidresistens - undersökningar, strategier
”Friskvård” !
Integrerad ogräsbekämpning
Växtföljd
Odlings
åtgärder
Ogräsmedel
Hållbar kontroll
Integrerad bekämpning
Odlings- mekaniska
biologiska kemiska
åtgärder
Synergi
Mekaniska
Odlings
åtgärder
åtgärder
Biologiska
åtgärder
Växtskydds
medel
Projekt med radhackning och radsprutning
•IWM-försök i vårraps, höstraps, åkerbönor, stråsäd: - Projekt där
metodutveckling och utvärdering av kombinerad radhackning och
radsprutning genomförs 2012 - 2014
Finansieras av Jordbruksverket, Partnerskap Alnarp
•Medverkande organisationer: SLU, JTI, Hushållningssällskapet
Integrerad ogräsbekämpning genom radhackning
och radsprutning
Projekten är ett samarbete mellan:
•Anneli Lundkvist, Lars Andersson, Theo Verwijst, SLU, Uppsala
•Anders TS Nilsson, David Hansson, Allan Andersson, SLU, Alnarp
•Per-Anders Algerbo, Mikael Gilbertsson, JTI
•Per Ståhl, Maria Stenberg, Hushållningssällskapen
•
67%
37%
27%
30%
90%
Efter: S. Moss & M. Hull
Samverkan
Grund forskning
Tillämpad –
forskning
Foto: Elisabeth Ögren
Odlarorganisationer
Rådgivar –
organisationer
Information/kunskap om
• Sortresistens
• Hur man
kombinerar/integrerar
åtgärder
• Organismers
biologi/ekologi
• Växtstärkare
• Biologisk bekämpning
• Kemiska medel
• Odlingssystem/Odlingsåtg
ärder
Samverkan inom SLU: Plattform Växtskydd
Tack till
Birgitta Rämert, Växtskyddsbiologi
och
Anders TS Nilsson, Biosystem och Tecknologi
som bidragit med information och bilder
Och till er som lyssnat!!
