QUANTIS EN NY BIOSTIMULANT. Dokumenteret effekt mod varmestress og beskytter udbyttet i kartofler

Transkript

1 QUANTIS EN NY BIOSTIMULANT Dokumenteret effekt mod varmestress og beskytter udbyttet i kartofler 1

2 Sammenfatning QUANTIS er en flydende biostimulant, der øger plantens tolerance overfor tørke- og varmestress. QUANTIS skal anvendes inden den abiotiske stress forekommer/opstår. I kartofler er der udført forsøg med QUANTIS i en række nordeuropæiske lande herunder Storbritannien, Sverige, Norge, Finland og Danmark. I flere forsøg under abiotisk stress har QUANTIS vist lovende resulater og en tydelig tendens til at øge afgrødens stresstolerance overfor varme- og tørkestress. Under tørkestress viser forsøg, at QUANTIS øger udbyttet og gentagende behandlinger med QUANTIS øger udbyttet yderligere. Under varmestress, hvor bladtemperaturen har været over 25 C i mindst 4 timer i samlet set 14 dage fra første behandling med QUANTIS til slut august, er der på lignende vis opnået højere udbytter på arealer behandlet med QUANTIS. QUANTIS indeholder: QUANTIS er baseret på fermenteret melasse fra GMO-frie sukkerrør. QUANTIS har et unikt indhold af organiske forbindelser, der er let tilgængelige for planten. Herunder forbindelser, der fungerer direkte som antioxidanter, og som stimulerer plantens egen produktion af antioxidanter. QUANTIS indeholder også organiske forbindelser samt næringssalte (K +, Ca 2+ ), som styrker cellemembraner, og hjælper planten med at opretholde det osmotiske tryk, der er vigtigt for at holde fotosyntesen i gang. QUANTIS kan anvendes i økologisk produktion. 2

3 Indhold Introduktion - Abiotisk stress - Tørke- og varmestress - QUANTIS virkemekanisme QUANTIS virkemekanisme - Signalstoffer - Antioxidanter - Osmostisk justering Forsøgsresultater 3

4 Introduktion QUANTIS giver en bred biostimulerende effekt, som påvirker mange processer i planten på en positiv måde QUANTIS er et restprodukt fra fermentering, og kan bekrives som en multikomponent biostimulant. Dette betyder, at effekterne af QUANTIS ikke kun kommer fra de individuelle indholdsstoffer og komponenter i QUANTIS, men en kombination og balance imellem disse, der i sammenspil giver afgrøden en biostimulerende effekt. QUANTIS virker overfor abiotisk stress såsom tørke- og varmestress. Men når planten forstærkes med QUANTIS påvirkes også andre faktorer på en positiv måde. En plante, der er udsat for stress, er svagere, og derfor mere følsom overfor angreb fra patogener. QUANTIS forbedrer, og stimulerer plantens naturlige forsvarsmekanismer, og forstærker dermed planten. En sund plante er bedre i stand til at optage næringsstoffer og bedre i stand til forstærke sine egne forsvarsmekanismer overfor patogener. QUANTIS giver dermed en bred biostimulerende effekt, der påvirker planten på mange andre positive måder end dens effekt på abiotisk stress. 4

5 Biostimulanter virker overfor abiotisk stress Indstråling Definition af abiotisk stress Luftforurening Plantevækst er afhængig af en række abiotiske faktorer som fx lys, vand, temperatur og tilgængelighed af næringsstoffer. Når de abiotiske faktorer ligger udenfor plantens optimale vækstbetingelser, har det negativ effekt på plantens biokemiske og fysiologiske processer, og fører dermed til stress i planten. Man taler hermed om abiotisk stress. Varme Mekaniske skader Frost skader Det vil sige, at abiotisk stress kan defineres som værende stress hos planter, der er skabt af for stor en uønsket variation af ikke-levende fysiske- og kemiske faktorer som kulde, lysindstråling, varme og tørke. Abiotisk stress afholder dermed planten fra at opnås dens fulde vækstpotentiale, hvilket hæmmer udbyttet. Tørke Salt balance Vickers et al. (2009). Kulde 5

6 Oxidativ stress i planten Luftforurening Tørke Salt Kulde Frost Frie radikaler Væksthæmning/ stop tilvækst Under abiotisk stress øges indholdet af frie radikaler i planten. De frie radikaler er giftige for plantecellerne, da de medfører oxidativ stress i cellen. De frie radikaler binder sig til, og ødelægger proteiner og enzymer, hvilket resulterer i celler kollapser og en begrænsning af plantevæksten. Anaerobe til aerobe De frie radikaler medfører dog en positiv reaktion fra plantecellerne i form af et stressrespons fra planten Varme Stressignalering Indstråling Taiz, Zeiger, Møller, & Murphy (2018). 6

7 Antioxidanter bekæmper frie radikaler QUANTIS øger produktionen af vigtige antioxidanter, der beskytter planten imod oxidativ stress ved at inaktivere de frie radikaler. Antioxidanterne neutraliserer de frie radikaler ved at afgive en elektron, som gør en ende på de frie radikalers kemiske aktivitet. I laboratorieforsøg under tørkestress øgede QUANTIS produktionen af antioxidanter i soyabønner. Resultaterne fra undersøgelserne viste en større tilstedeværelse af antioxidanter i soyabønner, der før tørke var blevet behandlet med QUANTIS. 7

8 QUANTIS virker overfor tørke og varmestress De globale klimaforandringer vil medføre flere udfordringer med tørke- og varmestress samt skabe flere ugunstige vækstbetingelser. QUANTIS virker overfor disse stressfaktorer, og sikrer planten bedre vækstbetingelser Tørkestress Varmestress Tørke er en af de væsentligste abiotiske stressfaktorer i kartofler, som kan hindre, at planten opnår dens fulde vækstpotentiale. Under tørkeforhold vil planten lukke stomata for at undgå yderligere tab af vand ved transpiration. Denne lukning af stomata begrænser diffusionen af CO 2 ind i bladene og dermed opbremsning af fotosyntese og vækst. Tørkestress fører også til oxidativ stress i planten og en beskadigelse af plantecellerne Kartofler er yderst følsomme overfor høje temperaturer. Kartofler trives bedst under moderate temperaturer (topvækst mellem C og knoldvækst C) og temperaturer over det optimale (>25 C) vil hæmme væksten betydeligt, og reducerer udbyttet. Varmestress påvirker kartoflens metabolisme på grund af negativ indvirkning på proteiners stabilitet og enzymers reaktioner, og fører til oxidativ stress. 8

9 QUANTIS sikrer osmotisk justering, og modvirker osmotisk stress i planten Kalium og osmosebeskyttende molekyler der modvirker osmotisk stress Ved vandmangel udsættes planten for osmotisk stress. Osmotisk stress er, når planten ikke kan holde det optimale tryk i cellerne, og planten mister dermed turgortrykket. Når trykket i plantecellerne falder lukkes stomata for at beskytte planten mod yderligere fordampning, og dermed stoppes også udveksling af vand og gas med omgivelserne. Hermed bremses adskillige vigtige processer i planten som f.eks. fotosyntese. QUANTIS indeholder kalium og osmosebeskyttende molekyler. Osmosebeskyttende molekyler er speficifikke organiske forbindelser, som planten producerer og akkumulerer som reaktion på osmotisk stress. Dette er for eksempel sukkerstoffer og aminosyrer (se billede). De osmosebeskyttende molekyler er medvirkende til, at plantecellerne i længere tid kan opretholde turgortrykket, og dermed hindre lukning af stomata. Dette sikrer, at planten kan lave fotosyntese. Endvidere stabiliserer kalium og de omosebeskyttende molekyler også cellemembranerne. Dette kan hindre skaderne, som den abiotiske stress forvolder og sikre, at plantecellen opretholder sin form. A: Opretholdelse af turgortrykket B: Tab af turgortrykket 9

10 QUANTIS indeholder det vigtige næringsstof calcium Calcium (Ca 2+ ) - nøglerolle i stresssignaleringen I planten er calcium (Ca 2+ ) et af de væsentligste signaleringsmolekyler. Plantebeskyttende responser på stress styres af koncentrationen af Ca 2+ i plantecellerne og signalerne transporteres igennem calciumkanalerne. Calciumkanaler er blandt andet vigtige, når planten udsættes for varmestress, da de kan fornemme temperaturskift, og dermed sikre, at planten får responderet på dette ved genekspression. QUANTIS indeholder blandt andet det vigtige calcium, der aktiverer signaltransduktioner og de cellulære responser i planten, herunder genekspression, og dermed sikrer, at planten får responderet på abiotisk stress rettidigt. 10

11 Afrundning af virkemekanismen i QUANTIS Abiotisk stress Udbyttepotenialet opretholdes under stressede vækstbetingelser Ved en optagelse af QUANTIS i planten, vil indholdsstofferne i kombination sikre at plantens udbyttepotentiale, under tørke- og varmestress, opretholdes. QUANTIS er en multikomponent biostimulant. Dette betyder, at effekterne af QUANTIS ikke kun kommer fra de individuelle indholdsstoffer i QUANTIS, men en kombination og balance imellem disse som i sammenspil tilfører afgrøden en biostimulerende effekt. En biostimulerende effekt som sikrer, at planten kan overkomme og reagere på stressede vækstbetingelser og samtidig har en effekt i planten som antioxidant, som tilsammen medfører at afgrøden bevarer udbyttepotentialet. QUANTIS indeholder forbindelser, der er i stand til at aktivere det cellulære maskineri og forberede planten på stress Kartoffelplanten fungerer tæt på det optimale Osmosebeskyttelse Opretholdelse af turgortrykket i cellerne Antioxidanter Neutralisering af frie radikaler 11

12 Forsøg med QUANTIS viser lovende resultater I danske forsøg fra 2020 udført ved Arnborg hos forsøgsvirksomheden Ytteborg under tørkestresset vækstbetingelser ses en tydelig tendens til, at QUANTIS øger udbyttet i kartofler. På billedet til venstre ses to markforsøg med QUANTIS, hvor forsøg A ikke er stresset, mens forsøg B er tørkestresset på grund af mindre kunstvanding. Der ses tydelige visuelle forskelle i de to forsøg. I forsøget med mindre kunstvanding (B) har den manglende vanding haft stor indflydelse på kartoflens vækst. Kartoflerne er hurtigere gået i leje, og er dermed tvangsmodnet tidligere end kartoflerne i forsøget med optimal kunstvanding (A). Ved forsøgsvirksomheden Ytteborgs forsøgsmark i Arnborg A: Ikke stresset Optimal vanding B: Stresset 3 x vanding udeladt 12

13 Dansk forsøg med QUANTIS under tørkestress viser lovende resultater Ingen vanding i tørkestresset forsøg Vanding Temperatur maksimum Temperatur gennemsnit Temperatur minimum Nedbør På billedet ses klimadata fra forsøgene ved Arnborg. Det ene forsøg blev vandet optimalt, og det andet forsøg blev vandet 3 gange færre. Dette var for at sikre bedst mulige betingelser for udvikling af tørkestress i forsøget. De blå pile viser tidspunkt for vanding på forsøgsmarken. De 3 cirkler om pilene angiver, hvornår vanding er udeladt i forsøg B. Ved forsøgsvirksomheden Ytteborgs forsøgsmark i Arnborg 13

14 QUANTIS Forsøgsplan behandlingstidspunkter Timing Forsøgsplan med QUANTIS for forsøgene ved Arnborg, hvor der afprøves forskellige behandlingstidspunkter og kombinationer af behandlingstidspunkter med QUANTIS. Behandling 1 Ubehandlet A - St. 20 Planter 10 cm høje 2 QUANTIS 2,0 B - St. 40 Knolddannelse (ca 10 mm) 3 QUANTIS 2,0 C - St dage 4 QUANTIS 2,0 5 2 x QUANTIS 2,0 2,0 6 2 x QUANTIS 2,0 2,0 7 2 x QUANTIS 2,0 2,0 Ved forsøgsvirksomheden Ytteborgs forsøgsmark i Arnborg 8 3 x QUANTIS 2,0 2,0 2,0 14

15 UDBYTTE (T/HA) QUANTIS viser en tydelig tendens til at øge udbyttet i kartofler under tørkestress Resultaterne fra det tørkestresset forsøg ved Arnborg viser spændende tendenser. QUANTIS viser en klar tendens til at øge kartoflens stresstolerance overfor tørkestress i form af højere udbytter. En behandling med QUANTIS har resulteret i højere udbytter, og flere behandlinger med QUANTIS har givet endnu højere udbytter. 58,0 57,0 56,0 55,0 54,0 54,6 55,5 56,1 UDBYTTE (T/HA) LSD = NS 55,3 57,4 56,7 57,7 57,6 Resultaterne er dog ikke signifikante, men alle QUANTIS behandlede led har klaret sig bedre end de ubehandlede led. Højeste merudbytte på 3,1 tons/ha er opnået ved at anvende gentagende behandlinger med QUANTIS. 53,0 52,0 51,0 50,0 Forsøget er udført af forsøgsvirksomheden Ytteborg på deres forsøgsmark ved Arnborg 15

16 UDBYTTE (T/HA) Lovende resultater af QUANTIS i storskalaforsøg i kartofler I to danske storskalaforsøg udført i 2020 i samarbejde med KMC har QUANTIS vist lovende resultater og medført merudbytter på henholdvis 4,05 t/ha i sorten Saturna (Arnborg) og 3,22 t/ha i sorten Stratos (Brande) ,05 t/ha UDBYTTE (T/HA) + 3,22 t/ha Forsøgene blev udført hos landmænd i Arnborg ved Herning og i Brande. I begge forsøg blev der foretaget udbyttemålinger på optageren. I forsøgene opnåede man merudbytter svarende til henholdvis 4,05 t/ha (9,5%) i sorten Saturna (Arnborg) og 3,22 t/ha (9,9%) i sorten Stratos (Brande) på arealer behandlet med QUANTIS. Udbyttedataen er baseret på et gennemsnit af udbyttemålinger på kartoffeloptageren. Forsøget er udført i samarbejde med KMC hos lokale landmænd i Arnborg og Brande ,83 46,88 33,18 36,5 Arnborg, Saturna Ubehandlet 3 x QUANTIS Brande, Stratos 16

17 UDBYTTE (T/HA) QUANTIS viser i storskalaforsøg en tydelig tendens til at øge udbyttet i kartofler under tørkestress I et svensk storskalaforsøg, udført i spisekartofler i sorten Gala i 2020, har QUANTIS under tørkestresset vækstbetingelser vist lovende resultater i kartofler ,5 t/ha + 8 t/ha UDBYTTE (T/HA) I et svensk storskalaforsøg i Bjälbo tæt på Linköping på to forskellige marker, med ensartede vækstbetingelser har der, som følge af mangel på kunstvanding, været tørkestress til stede på forsøgets ene mark (mark 1). Under disse vilkår er der opnåede tydelig effekt af QUANTIS, mens der under ikke stresset vækstbetingelser på mark 2, ikke er opnåede effekter af QUANTIS. I forsøget med tørkestress ses en tydelig effekt af QUANTIS med merudbytter på henholdsvis 7,5 tons/ha og 8 tons/ha for de forskellige strategier med QUANTIS. Forsøget er udført i samarbejde med Lovangruppen hos lokal landmand i Bjälbo tæt på Linköping , , Mark 1 (tørkestress) Mark 2 (ingen tørkestress) Ubehandlet dobbeltsprøjtning Udbytte (t/ha) 2 x 2,0 QUANTIS BBCH 20 & 40 Udbytte (t/ha) 2,0 QUANTIS BBCH 40 17

18 UDBYTTE (T/HA) Signifikante effekter af QUANTIS under varmestress i kartofler i 2020 Under længerevarende varmestress med bladtemperaturer på over 25 grader i mindst 4 timer i samlet set 14 dage øgede QUANTIS signifikant udbyttet i spisekartofler i Storbritannien i 2020 I 32 forsøg i Storbritianinen med samlet set 14 dages varmestress, det vil sige, hvor bladtemperaturen har været over 25 C i mindst 4 timer fra første behandling med QUANTIS til slutningen af august, har QUANTIS i gennemsnit af alle forsøgsresultaterne (32 lokaliteter) givet et signifikant merudbyttet på 2,17 tons pr. ha Quantis QUANTIS Untreated Ubehandlet QUANTIS har også under ekstrem varmestress, det vil sige, hvor lufttemperaturen var over 30 C når som helst i løbet af vækstsæonen vist lovende resultater med et gennemsnitligt merudbytte på 1,93 tons pr. ha. Dog er forskellene ved ekstrem varmestress ikke statistisk sikre, men tendenserne er tydelige. QUANTIS har en klar effekt under varmestress ,97 62,04 61,23 59,06 Lufttemperaturer Extreme >30 C, 30+ når som helst Leaf Bladtemperatur 25C+ for>4hrs >25 C i mindst 4 timer (n=14) (n=32) Kilde: Dataanalyse foretaget af ADAS (Agricultural Development and Advisory Service, UK) 18

19 Praktik anvendelse af QUANTIS Anvendelse QUANTIS anvendes forebyggende og optages igennem bladene Tidspunkt QUANTIS anvendes 3-7 dage før abiotisk stress indtræffer Anbefalet behandlingsinterval: max 14 dage QUANTIS kan anvendes fra fremspiring til høst Dosering Det anbefales at anvende 2,0 L/ha QUANTIS per behandling i L vand per hektar Blandbarhed QUANTIS er fysisk blandbar med mange plantebeskyttelsesmidler Ingen kendskab til sprøjteskader/svidninger fra praktisk anvendelse - dog begrænset erfaring under lokale forhold Ved forebyggende stimulering af plantens naturlige forsvar med QUANTIS, reduceres nedgang i plantens fotosynteseaktivitet under abiotisk stress som tørke- og varmestress, hvilket medvirker til at anspore potentialet i afgrøden og dermed mulighed for højere udbytte og bedre kvalitet. 19