Hortikulturell produktionsfysiologi

Senast ändrad: 15 november 2017

Forskningen inom hortikulturell produktionsfysiologi syftar till att öka kunskapen om hur man, i långsiktigt hållbara produktionssystem, kan styra olika trädgårdsgrödor till önskad utveckling genom att variera de yttre förhållandena. 

Produktion av hortikulturella grödor kännetecknas av en hög grad av kontroll av växtplatsens yttre betingelser. Beroende på om vi odlar i växthus eller på friland finns varierande förutsättningar att styra olika faktorer efter växternas behov t.ex. ljus, temperatur, vatten, växtnäring och substrat. Syftet med att styra dessa faktorer är att optimera odlingsbetingelserna för växten men även att optimera produktionen ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv.

Målet med forskningen är dels att kunna förse trädgårdsnäringen och samhället med kunskap så att effektiva och miljömässigt hållbara odlingssystem kan fortsätta att utvecklas och dels att ur ett mer grundforskningsmässigt perspektiv studera växtens reaktioner på varierade faktorer.

Projekten inom enheten för hortikulturell produktionsfysiologi studerar både ätliga trädgårdsväxter som grönsaker, frukt och bär, och prydnadsväxter som krukväxter, snittblommor och plantskoleväxter. Till vårt förfogande har vi moderna forskningsväxthus och klimatkammare men även möjlighet till försök på friland.

Delområden:

Bär- och vinodling

På Rånna försöksstation pågår de sista fältförsöken med bärväxter under 2016. Det är ekologisk produktion av trädgårdsblåbär i tunnel och på friland som är ett projekt med syfte att undersöka utvecklingen hos tre sorter av ”highbush” blåbär i två olika substrat. Dessutom undersöks inverkan av mykorrhiza på etablering, tillväxt och utveckling hos trädgårdsblåbär. Ett nytt sortiment med bärbuskar och fruktträd är planterat på Rånna under 2012 till 2015 för utvärdering av kvalitet och odlingssäkerhet inom projektet ”Kvalitetssäkring av frukt- och bärväxter”.

Under 2016-2017 pågår flera nya bärprojekt i anslutning till Alnarp:

  • Odling av smultron i substrat utvärderas i ett Partnerskapsprojekt tillsammans med Kiviks musteri på Solnäs gård
  • Odling av jordgubbar i substrat är ett projekt som genomförs vid Alnarps Trädgårdslaboratorium där utveckling av mikroorganismer i substratet undersöks för att kunna anpassa lämpliga bekämpningsstrategier mot rotsjukdomar
  • Den nyanlända suzukii-flugan, Drosophila suzukii, följs upp i ett projekt med inriktning på hygien och förebyggande åtgärder i odlingar, i samverkan med bärrådgivare vid HIR Skåne.
    [Guide till fruktflugan Drosophila suzukii]

Ekologisk odling

Ekologisk odling i växthus innebär utmaningar eftersom man ofta använder begränsade substratvolymer, eller har begränsade möjligheter till växtföljd om man odlar direkt i marken. En stor utmaning med de organiska gödselmedel som används inom ekologisk odling är att mineraliseringen av näringsämnen är långsam och svår att förutsäga, vilket gör det svårt att matcha tillgången med kulturens behov.
I pågående projekt finansierade av bl.a. Tillväxt Trädgård och C.F. Lundströms stiftelse tittar vi på hur man kan styra växternas tillgång på näring genom att använda blandningar av olika näringskällor, samt olika klimatbetingelser.

Gödsling i ekologiska krukodlade kulturer

Fosforeffektivitet

Fosfor är en begränsad resurs och kan orsaka problem med eutrofiering och algblomning i färskvatten och kustnära havsområden. I ett antal projekt undersöker vi hur utnyttjandet av fosfor kan effektiviseras vid odling av växter.

Kalcium – Kalium – Magnesium

Brist på kalcium i potatisknölar kan ge kvalitetsnedsättning, såsom rostfläckighet, inre håligheter samt öka känsligheten för stötblått. Marken innehåller oftast mycket kalcium, men i former som inte är tillgängliga för knölarna. I både fält- & krukförsök undersöker vi vilken kalciumstrategi som ger högst kalciuminnehåll i knölen. Vi studerar även samspelet mellan kalcium och bor, då upptaget av dessa essentiella ämnen påverkas av varandra.

Användning av mikroalger i den gröna näringen

Alger är ett samlingsnamn för en stor och varierad grupp av organismer. Den innehåller såväl makroalgerna, flercelliga fotosyntetiserande organismer som finns i vatten, som mikroalger – encelliga alger som är så små att de bara kan ses i mikroskop. I den senare gruppen finns dels organismer som har en mycket enkel bakterieliknande cellstruktur vars korrekta namn är cyanobakterier och de som har en mer avancerad cellstruktur med cellkärna. Mikroalger kan, precis som makroalger och växter, fånga in energin i solljuset genom fotosyntes (autotrofer) men det finns även mikroalger som får tag i energi genom att bryta ner organiska kolföreningar (heterotrofer).

De senaste åren har intresset kring mikroalger ökat allt mer. Många mikroalger producerar kommersiellt intressanta metaboliter och det finns en stor marknad för dessa inom livsmedel och hälsa. Men det ökande intresset beror inte enbart på de intressanta metaboliter som mikroalgerna producerar utan också på att de kan utföra viktiga ekosystemtjänster. Ett exempel är att de under sin tillväxt binder in viktiga ämnen som fosfor och kväve i sin biomassa och kan därför minska övergödning. Ytterligare en fördel är att koldioxid konsumeras under tillväxten och att energin tillförs via solinstrålning. Använder man sedan biomassan i en rötningsprocess för att producera biogas och sedan som gödsling har näringsämnena återcirkulerats. Alger har också potential att användas i olika reningsprocesser eftersom de i hög grad absorberar vissa typer av ämnen som exempelvis tungmetaller.

I den forskning som pågår på institutionen för biosystem och teknologi arbetar vi med frågeställningar relaterat till mikroalger och den gröna näringen. Hur kan vi minska utläckage av näringsämnen med hjälp av mikroalger? Hur kan näringen återföras till ett odlingssystem med hjälp av mikroalger? Hur kan mikroalger användas för att plocka bort föroreningar i kretslopp? Kan odling av mikroalger för produktion av fettsyror, proteiner osv vara en möjlighet i den hortikulturella sektorn?

Mikronäring och tungmetaller

Upptaget av tungmetaller, såsom kadmium, har studerats i ett flertal växtslag; potatis, morötter och sallat. Lösligheten av kadmium i jord ökar vid lågt pH, vilket innebär att valet av framför allt kvävegödselmedel kan ha betydelse för upptaget av kadmium. Vi har studerat kväveformens betydelse för kadmiumupptaget i potatis både i fält- och näringslösning.

Mykorrhiza

De flesta jordbruks- och trädgårdsväxter kan bilda symbios med mykorrhizasvampar. Svampen kan bidra till värdväxtens näringsupptag och kan även ge skydd mot olika typer av stress och sjukdomar. Ibland kan emellertid höga halter av växtnäring i åkermark eller odlingssubstrat hämma mykorrhizabildningen hos odlade växter.

I växthus och plantskolor används ofta odlingssubstrat med en låg förmåga att binda näringsämnen. Vi undersöker om mykorrhiza kan etableras hos växter i olika typer av odlingssubstrat i ekologiska och konventionella odlingssystem genom ympning med mykorrhizasvampar i kombination med reducerade halter av näringsämnen. Om det är möjligt att odla växter med mykorrhiza vid lägre gödselnivåer kan både gödselkostnaderna och risken för näringsförluster reduceras. Vi studerar även förekomst och inverkan av mykorrhiza för frilandsodlade växter.

Organiska restprodukter

I ett hållbart samhälle måste kretsloppen slutas och det organiska avfallet, som består av bl.a. växtnäringsämnen, återföras så långt det är möjligt.  Vid nedbrytningsprocesser bryts organiskt material ner till enklare beståndsdelar som sedan kan återanvändas. Nedbrytningsprocessen ser olika ut beroende på den kemiska sammansättningen hos materialet och i vilken miljö den sker. Olika metoder kan användas för att bryta ner det organiska avfallet, och detta ger olika nya produkter i form av exempelvis växtnäring.

Biogödsel, rötrest efter biogasproduktion, är ett exempel på en organisk restprodukt som återcirkuleras när det återförs till åkern. I vår forskargrupp undersöker vi möjligheten att använda biogödsel i andra näringskrävande odlingssystem som hydroponisk odling och algodling. Organiska restprodukter är dock inte begränsade till att vara biogödsel utan det finns ett brett urval av restprodukter att arbeta med som har sitt ursprung från t.ex. livsmedelsindustrin och skogsindustrin. De målorganismer som vi studerar med avseende att recirkulera organiska restprodukter är växter, alger och svampar.

Förutom återföring och kretslopp för att uppnå en god resurseffektivitet, är också säkerhet och hälsa viktiga aspekter.  Hänsyn måste tas till skadliga ämnen som tungmetaller, och svårnedbrytbara ämnen som exempelvis vissa bekämpningsmedel som kan bindas till det organiska materialet och på så sätt ackumuleras till skadliga nivåer. I den forskning vi gör kring organiska restprodukter och hur de kan utnyttjas följer frågeställningar relaterat till säkerhet och risk för ackumulering av oönskade ämnen alltid med.

Växthusklimat

LED-tekniken utvecklas för närvarande snabbt och innebär flera möjliga fördelar vid användning i växthus för blomningsreglering/tillväxtstyrning eller för att driva fotosyntesen. Möjligheten till ett individuellt anpassat ljusspektrum, frihet vad gäller utformning och placering av ljusarmaturer, låg strålningsvärme och lång livslängd är några fördelar med tekniken. I de pågående projekten undersöks bl.a. hur monokromatiskt ljus påverkar tillväxt och blombildning hos prydnadsväxter, samt hur tillväxt och utveckling påverkas av assimilationsbelysning med olika spektralkomposition.

Forskningsprojekt:

Sidansvarig: andrus.kangro@slu.se