Odlingssystem med hållbart växtskydd

I ett odlingssystem med hållbart växtskydd tas hänsyn till ekologiska, ekonomiska och sociala konsekvenser av de växtskyddsstrategier som används. Det innebär bland annat att man eftersträvar minimerade skördeförluster på grund av skadegörare och ogräs, en så liten negativ påverkan av insatserna som möjligt på människor, djur och miljö, och en produktion som är konkurrenskraftig, lönsam och säker ur ett arbetsmiljöperspektiv. I den här rapporten sammanställs information om hållbara odlingssystem avseende växtskydd, med det övergripande syftet att ge en ökad insikt i var vi befinner oss idag vad gäller odlingssystem med hållbart växtskydd, och vilka åtgärder och insatser som behövs för att ta fler steg mot ökad hållbarhet. Rapporten fokuserar på svensk växtproduktion inom jordbruk och i viss mån trädgårdsodling, men inte skogsbruk, prydnadsväxter eller fritidsodling. Många rapporter och studier om hållbart växtskydd har fokuserat på ekonomisk och ekologisk hållbarhet, men de som även inkluderar social hållbarhet har ökat på senare år. De exakta definitionerna och vad som inkluderas skiljer sig åt mellan olika studier och rapporter vilket påverkar slutsatserna. Vi har inte funnit studier som skattar växtskyddets hållbarhet i Sverige jämfört med andra länder. Däremot finns det jämförelser för enstaka grödor eller enskilda aspekter av växtskydd, och sammanställningar av hur växtskyddsmedel används i olika länder. Indikatorer för att skatta hållbarheten är ett viktigt verktyg i arbetet för en ökad hållbarhet. De indikatorer som för närvarande används inom växtskyddsområdet är framför allt kopplade till användningen av och risker med växtskyddsmedel. Vi bedömer att en mer komplett skattning av hållbart växtskydd behövs, och föreslår att utvecklingen av följande nya indikatorer prioriteras: * Indikatorer för skadegörare, skördebortfall och evolutionär hållbarhet * Indikatorer för åkermarkens biologiska mångfald * Indikatorer för växtskyddets sociala hållbarhet, såsom kunskapsnivå och förtroende. I rapporten presenterar vi förslag på förändringar i odlingssystemet för att stärka hållbarheten: förebyggande åtgärder på landskapsnivå och fältnivå, direkta åtgärder samt åtgärder som rör rådgivning, utbildning och samverkan. Vi lyfter särskilt följande fyra mer generella slutsatser: * Diversifiering i form av en ökad odlad mångfald stärker växtskyddets hållbarhet. Vi föreslår att diversifiering stöds ekonomiskt och att det utreds ytterligare hur sådana stöd ska utformas i praktiken. * Hållbart växtskydd stärks med kunskapsförmedling och samverkan. Vi föreslår därför att kunskapsvägarna och samverkan om växtskydd i Sverige kartläggs systematiskt. Vi föreslår också en ökad satsning på forskning och samverkan inom växtskydd. * Ingen enskild åtgärd kommer göra växtskyddet hållbart. Ett mer integrerat växtskydd kommer kräva forskningssamarbete över ämnesgränser. Speciellt behövs det forskning som inte enbart ser till specifika skadegörare eller ogräs i enskilda grödor utan istället fokuserar på att utveckla hållbara strategier för växtskydd i hela odlingssystem som också är långsiktigt hållbara utifrån andra aspekter än växtskydd. * Innovationskraft för nya växtskyddsstrategier. I en framtid med minskad tillgång på kemiska växtskyddsmedel behövs alternativa riktade åtgärder mot särskilt problematiska ogräs och skadegörare. Även innovationer på gårdsnivå är av stort värde och bör stimuleras. Det kan ske såväl genom direkta stimulansmedel som genom en väl genomtänkt utformning av regler och stöd. Dagens och framtidens jordbruk ska leverera livsmedel och andra förnödenheter till en växande och mer välmående befolkning i ett förändrat klimat och med en förväntat fortsatt minskad tillgång till kemiska växtskyddsmedel, utan bestående negativa miljökonsekvenser. Det är en stor och viktig uppgift som kommer att göra satsningar på hållbart växtskydd nödvändiga

Ghost interference with classical partially coherent light pulses

The two-photon temporal coincidence detection amplitude obeys a pair of equations identical to those of classical partially coherent plane-wave pulses propagating in linearly dispersive media. These equations are also the same as the paraxial Wolf equations, for both the two-photon spatial probability amplitude and the cross-spectral density function. Therefore, a fourfold analogy between space and time, as well as between quantum entanglement and partial coherence, arises. In accordance to this, we predict nonlocal interference structures in a fourth-order interferometric configuration with classical partially coherent pulses under the assumption of Gaussian statistics. As an example, we present the classical temporal counterpart of the ghost diffraction phenomenon. Our work suggests that some time-domain entanglement phenomena that hitherto were considered as uniquely quantum can be mimicked by conventional partially coherent light pulse

Coherence revivals in two-photon frequency combs

We describe and theoretically analyze the self-imaging Talbot effect of entangled photon pairs in the time domain. Rich phenomena are observed in coherence propagation along dispersive media of mode-locked two- photon states with frequency entanglement exhibiting a comblike correlation function. Our results can be used to remotely transfer frequency standards through optical fiber networks with two-photon light, avoiding the requirement of dispersion compensation

Resolution-enhanced optical coherence tomography based on classical intensity interferometry

We propose a fourth-order interference scheme for optical coherence tomography operating with broadband incoherent (or quasi-incoherent) light. It is shown that using this proposal, an axial resolution improvement by a factor of 2 and a better sensitivity for weakly reflecting samples are obtained than with the standard second-order correlation scheme. From a practical perspective, we suggest the use of broadband Q-switched pulses and performing ultrafast intensity correlation with a nonlinear crystal. The global performance of our proposal is illustrated by means of numerical simulation

Undersowing oats with clovers supports pollinators and suppresses arable weeds without reducing yields

Sustainable food production requires agriculture to conserve biodiversity and facilitate ecosystem services to maintain productivity levels while reducing inputs detrimental to ecosystem functioning. Increasing within-field vegetation diversity by legume intercropping seems promising to facilitate cropping system multi-functionality. Effects of intercropping with legumes on biodiversity-mediated ecosystem services such as pollination or natural pest control are, however, not sufficiently understood. Using 26 observation plots in a paired field design, we studied the effects of undersowing oats with a mixture of three annual clovers across different aspects of cropping system multi-functionality. We investigated 16 below- and above-ground ecosystem service indicators related to soil mineral nitrogen, arable weed control, pollination, disease and pest pressures, natural pest control and crop yield. We found lower arable weed cover, higher flower cover and pollinator densities as well as decreased root-feeding nematode densities in intercropped observation plots compared with the non-intercropped controls. However, intercropping decreased spider activity densities and oat yield nitrogen content. Root diseases, pest damages, natural pest control and crop yield were not affected by intercropping. The biomass of undersown clovers was positively related with the differences in flower cover and pollinator densities, and negatively related with the differences in arable weed cover between the intercropped and the control treatment. Synthesis and applications: We demonstrate that undersowing annual clovers suppresses arable weeds and simultaneously support pollinators without reducing crop yields or taking land out of arable production. Undersown plant mixtures should, however, be tailored to support a wider spectrum of pollinators and benefit natural pest control to support a higher level of overall cropping system multi-functionality

Hållbart växtskydd : möjliga indikatorer och ekonomiska aspekter av diversifiering

Hållbar utveckling handlar om att värna och nyttja de resurser vi har på ett sätt som gör att dagens behov uppfylls utan negativ påverkan på framtida generationers möjlighet att uppfylla sina behov. Samtliga tre dimensioner av hållbarhet - ekologisk, ekonomisk och social - behöver inkluderas. I ett hållbart växtskyddsarbete eftersträvas en minimerad förlust av skörden på grund av skadegörare och ogräs med en så liten negativ påverkan av insatserna som möjligt på människor, djur och miljö, samtidigt som produktionen bedrivs konkurrenskraftigt, lönsamt och säkert ur ett arbetsmiljöperspektiv. År 2022 publicerades en kunskapssammanställning om hållbara odlingssystem med avseende på växtskydd (Lundin och Friberg, 2022). Där konstaterades att det vore av stort värde om fler indikatorer för hållbart växtskydd kunde utvecklas, för att vi i framtiden ska kunna skatta hållbarheten utifrån fler dimensioner än vad som görs idag. Den belyste också behovet av en utökad ekonomisk analys av hållbarhet kopplat till skördebortfall och till diversifiering genom val av olika grödor i växtodlingen. Den här rapporten bygger vidare på kunskapssammanställningens slutsatser genom en fördjupad diskussion om hur nya indikatorer som speglar utveckling av skadegörare, de skador de orsakar samt resistensutveckling kan användas för att skatta hållbarheten i svensk växtproduktion. Rapporten presenterar också ekonomiska analyser utifrån bekämpningskostnader och skördebortfall, samt ekonomiska aspekter på ökad diversifiering genom ökad odlad mångfald.Baserat på vårt arbete föreslår vi att skadegörardata som sedan 1989 samlats in via Jordbruksverkets växtskyddscentraler används för indikatorer för skadegörare i jordbruksgrödor, och presenterar i rapporten ett förslag på urval av 16 viktiga skadegörare samt en modell för att följa deras förekomst över tid. Eftersom bakomliggande data finns sammanställda och tillgängliggjorda kan en sådan indikator tillämpas redan i dagsläget. En indikator för skördebortfall orsakat av skadegörare kan utvecklas genom att bearbeta data från de bekämpningsförsök som årligen genomförs, och rapporten presenterar en modell för hur en sådan indikator kan beräknas utifrån dessa försöksdata. Till skillnad från indikatorerna för skadegörarförekomst finns inte data från bekämpningsförsök sammanställda och tillgängliggjorda i dagsläget, utan kräver avsevärd bearbetning innan en sådan indikator kan beräknas. Vi anser det därför angeläget att en sådan sammanställning görs, så att även en indikator för skördeförluster kan användas. Bekämpningsförsöken är också begränsade avseende vilka grödor och skadegörare som finns tillräckligt representerade. Vi ser de försök som avser sjukdomar i höstvete och vårkorn som mest lämpliga för utvecklingen av framtida indikatorer, medan liknande försök för skadeinsekter i dagsläget är alltför få för att utgöra en säker grund till motsvarande beräkningar. Vi föreslår också att de resistenstester som genomförs för herbicider, fungicider och insekticider i Sverige sammanfattas till en indikator för resistensutvecklingen som speglar växtskyddets evolutionära hållbarhet.Ekonomiska beräkningar som gjordes utifrån bekämpningsförsök i höstvete och vårkorn visade på stor skillnad i lönsamhet vid kemisk bekämpning av sjukdomar orsakade av svampar för år med högt sjukdomstryck jämfört med år med lågt sjukdomstryck. Resultaten belyser vikten av god precision och säkerhet i prognoser och beslutsstöd kring kemisk bekämpning för en god behovsanpassning av bekämpningen.Diversifiering genom en ökad mångfald av odlade grödor kan både minska lantbruksföretagets risk och öka lantbruksföretagets lönsamhet när diversifiering sker med tillräckligt lönsamma grödor. För att gynna en diversifiering kan det vara effektivt att ha ekonomiskt stöd direkt kopplat till grödan, i de fall där det finns befintliga avsättningsmöjligheter i stor skala. När avsättningsmöjligheterna behöver förbättras kan stöd ges för att vidareförädla grödan. Dessutom kan det behövas hjälp med organisation och kunskap kring nya grödor. Därmed kan det vara lämpligt med olika stödutformning för olika situationer där olika stöd kan komplettera varandra

Fokusprojekt Raps och avbrottsgrödor

Fokusgruppen Raps och avbrottsgrödor inriktades på förväntade utmaningar för växtskyddet mot patogener, skadedjur och ogräs i avbrotts- och mellangrödor. Avbrottsgrödor odlas som omväxlingsgrödor till huvudgrödorna i en växtföljd, för att bryta uppförökningen av skadeorganismer eller bidra med andra positiva effekter som till exempel jordförbättring och näringsämnen. Fokusgruppen innehöll representanter för myndigheter, näringsliv och forskare. På den första workshopen beslutade gruppen att det fortsatta arbetet skulle fokuseras på på grödor från kål- och ärtväxter. I en fördjupad kunskapssammanställning fokuserade vi specifikt på de största växtskyddsutmaningarna för tre grödor: raps, åkerböna och ärter. De viktigaste slutsatserna fokusgruppen har kommit fram till är: • Ökad odling av många avbrotts- och mellangrödor kan förväntas ge högre risk för uppförökning av skadeorganismer. Förväntad minskad tillgång på verksamma och godkända bekämpningsmedel mot insekter, sjukdomar och ogräs gör det till en stor utmaning att möta dessa förväntade hot. • Resistensutveckling hos skadegörare bör motverkas med väl genomtänkt användning av kemiska bekämpningsmedel, bl a genom bättre tillämpat integrerat växtskydd med fokus på växtföljdsplanering, utarbetande och uppdatering av bekämpningströsklar och andra sammanhållna bekämpningsstrategier. • Det finns stora kunskapsluckor vad gäller den grundläggande biologin hos flera viktiga skadegörare som angriper kål- och ärtväxter. Det gäller till exempel vissa patogener, för vilka faktiska kunskaper om diagnos, verklig förekomst och förorsakade skördeförluster är eftersatta, men även insektsskadegörare som till exempel bönsmygen. • Skadeorganismers spridningsmönster och möjligheter att angripa olika värdar är en grundläggande biologisk egenskap som bör studeras noggrannare för att förstå bekämpningsbehovet och ge möjligheter att minimera spridning och uppförökning. Lantbrukares faktiska möjligheter till fysisk planering för att minska uppförökning kan dock vara begränsade och lösningar bör undersökas och anpassas till rådande förhållanden. • Odlingssystemens utformning för att minska påverkan av ogräs behöver studeras. Kemisk bekämpning kan reduceras eller kompletteras genom integrerat växtskydd med konkurrensstarka grödor, växtföljder och jordbearbetning som långsiktigt minskar biomassan och frösättningen hos ogräs. • Betydelsen av och möjligheten att aktivt gynna biologisk mångfald bör studeras mer. Till exempel, bör effekter av naturliga fiender studeras ytterligare, då predation har betydelse för skadedjur såväl som ogräsfröer. En ökad biologisk mångfald påverkar också pollinering av viktiga grödor. Det gäller både studier av faktiska näringsvävar och landskapsutformningens och odlingssystemens betydelse för att gynna naturliga fiender. • Resistensförädling har stor potential inom hållbart växtskydd framför allt mot olika patogener men även mot insekter. Resistensegenskaper hos olika grödor behöver kartläggas. Resistensförädling är tids- och resurskrävande, vilket gör att koordinering och samordningsmöjligheter är nödvändiga

Optimizing Plant Disease Management in Agricultural Ecosystems Through Rational In-Crop Diversification

Biodiversity plays multifaceted roles in societal development and ecological sustainability. In agricultural ecosystems, using biodiversity to mitigate plant diseases has received renewed attention in recent years but our knowledge of the best ways of using biodiversity to control plant diseases is still incomplete. In term of in-crop diversification, it is not clear how genetic diversity per se in host populations interacts with identifiable resistance and other functional traits of component genotypes to mitigate disease epidemics and what is the best way of structuring mixture populations. In this study, we created a series of host populations by mixing different numbers of potato varieties showing different late blight resistance levels in different proportions. The amount of naturally occurring late blight disease in the mixture populations was recorded weekly during the potato growing seasons. The percentage of disease reduction (PDR) in the mixture populations was calculated by comparing their observed late blight levels relative to that expected when they were planted in pure stands. We found that PDR in the mixtures increased as the number of varieties and the difference in host resistance (DHR) between the component varieties increased. However, the level of host resistance in the potato varieties had little impact on PDR. In mixtures involving two varieties, the optimum proportion of component varieties for the best PDR depended on their DHR, with an increasing skewness to one of the component varieties as the DHR between the component varieties increased. These results indicate that mixing crop varieties can significantly reduce disease epidemics in the field. To achieve the best disease mitigation, growers should include as many varieties as possible in mixtures or, if only two component mixtures are possible, increase DHR among the component varieties

Agricultural factors affecting Fusarium communities in wheat kernels

Fusarium head blight (FHB) is a devastating disease of cereals caused by Fusarium fungi. The disease is of great economic importance especially owing to reduced grain quality due to contamination by a range of mycotoxins produced by Fusarium. Disease control and prediction is difficult because of the many Fusarium species associated with FHB. Different species may respond differently to control methods and can have both competitive and synergistic interactions. Therefore, it is important to understand how agricultural practices affect Fusarium at the community level.Lower levels of Fusariwn mycotoxin contamination of organically produced cereals compared with conventionally produced have been reported, but the causes of these differences are not well understood. The aim of our study was to investigate the effect of agricultural factors on Fusarium abundance and community composition in different cropping systems. Winter wheat kernels were collected from 18 organically and conventionally cultivated fields in Sweden, paired based on their geographical distance and the wheat cultivar grown. We characterised the Fusarium community in harvested wheat kernels using 454 sequencing of translation elongation factor 1-alpha amplicons. In addition, we quantified Fusariwn spp. using real-time PCR to reveal differences in biomass between fields.We identified 12 Fusariwn operational taxonomic units (OTUs) with a median of 4.5 OTUs per field. Fusarium graminearum was the most abundant species, while F. avenaceum had the highest occurrence. The abundance of Fusariwn spp. ranged two orders of magnitude between fields. Two pairs of Fusariurt species co-occurred between fields: F. poae with F. tricinctwn and F. culmorwn with F. sporofrichoides. We could not detect any difference in Fusariwn communities between the organic and conventional systems. However, agricultural intensity, measured as the number of pesticide applications and the amount of nitrogen fertiliser applied, had an impact on Fusariwn communities, specifically increasing the abundance of F. tricinctwn. There were geographical differences in the Fusarium community composition where F. graminearwn was more abundant in the western part of Sweden. The application of amplicon sequencing provided a comprehensive view of the Fusarium community in cereals. This gives us better opportunities to understand the ecology of Fusarium spp., which is important in order to limit FHB and mycotoxin contamination in cereals

Trajectories of disease-modifying therapies and associated sickness absence and disability pension among 1923 people with multiple sclerosis in Sweden

BACKGROUND: There is limited information on the trajectories of disease-modifying therapy (DMT) use and their association with sickness absence and/or disability pension (SADP) among people with multiple sclerosis (PwMS). The objective of the study was to identify trajectories of DMT use over 10 years among PwMS, identify sociodemographic and clinical factors associated with the trajectories, and to assess the association between identified trajectories and SADP days. METHODS: A longitudinal register-based study was conducted, on a prospective data set linked across six nationwide registers, assessing treatment courses of PwMS with DMTs for the 10 years following multiple sclerosis (MS) onset. The study included 1923 PwMS with MS onset in 2007-2010, when aged 19-56 years. In each 6-month-period, their treatment was categorized as before treatment, high-efficacy, non-high-efficacy, or no DMT. Sequence analysis was performed to identify sequences of the treatment categories and cluster them into different DMT trajectories. Cluster belonging, in relation to demographic and clinical characteristics, was assessed through log-multinomial regression analysis. The association of trajectories/cluster-belonging with SADP net days was assessed using generalized estimating equation (GEE) models. RESULTS: Cluster analyses identified 4 trajectories of DMT use: long-term non-high-efficacy DMTs (38.6%), escalation to high-efficacy DMTs (31.2%), delayed start and escalation to high-efficacy DMTs (15.4%), and discontinued/ no DMT (14.2%). Age, MS type, expanded disability status scale (EDSS) score and the number of DMT switches were associated with cluster belonging. The youngest age group (18-25) were more likely to be in the escalation to high-efficacy cluster. People with primary progressive MS were more likely to be in the delayed start or discontinued/ no DMT cluster. Higher EDSS scores were associated to being in the other three clusters than in the long-term non-high-efficacy DMTs cluster. Higher number of DMT switches were associated with being in the escalation to high-efficacy DMTs cluster but less likely to be in the delayed start or discontinued/ no DMT clusters. Descriptive analyses showed a trend of fewer mean SADP days among PwMS using non-high-efficacy DMT than the other clusters about 9 years after onset. PwMS in the escalation to high-efficacy and discontinued/no DMT clusters had more SADP days. PwMS in the delayed start and escalation to high-efficacy DMTs cluster, started with fewer SADP days which increased over time. SADP days adjusted through GEE models showed trends comparable with the descriptive analysis. CONCLUSION: This study described the long-term real-world trajectories of DMT use among PwMS in Sweden using sequence analysis and showed the association of the trajectories with SADP days as well as sociodemographic and clinical characteristics