Tidlig plante- og nodulutvikling og biologisk nitrogenfiksering hos åkerbønne (Vicia faba L. cv. Vertigo) dyrket i Norge

Abstract

Belgveksten åkerbønne (Vicia faba L.) er en proteinvekst med stort dyrkingspotensial i Norge. Det er begrenset kunnskap om åkerbønnes tidlige planteutvikling, inkludert utviklingen av noduler på røttene og biologiske nitrogenfiksering under norske forhold. Kunnskap på disse områdene kreves for å bedre tilpasse sortsmateriale og dyrkingsteknikken til norske forhold. Formålet med denne oppgaven var å beskrive tidlig plante- og nodulutvikling, gjøre målinger på biologisk nitrogenfiksering, og undersøke effekten av startgjødsel og smitting med Rhizobium på planteutvikling, nodulering, biologisk nitrogenfiksering og avling. Planter av åkerbønne cv. Vertigo ble dyrket i et feltforsøk på Vollebekk forsøksgård i Ås vekstsesongen 2020. Behandlingene i forsøket besto av: ubehandlet kontroll (A1), startgjødsling med NPK (A2), smitting av frø med Rhizobium bakterier før såing (B1), og både smitte og startgjødsling (B2). Det ble gjort ukentlige registreringer av plante- og nodulutvikling i perioden fra såing til tidlig belgdannelse, og analyse av biologisk nitrogenfiksering ble gjort ved blomstring og tidlig belgdannelse.

Resultatene viste at varmesumkravet til Vertigo var på 594 døgngrader fra såing til begynnende blomstring. Første noduler ble funnet når planta hadde utviklet 3 bladpar, drøyt 4 uker etter såing. Antallet noduler var generelt høyere på øvre del av rota (0-5 cm) enn nedre (5< cm), men på øvre del av rota sluttet nodulene å øke i antall to uker før begynnende blomstring, mens på nedre del økte antallet frem til begynnende blomstring. Flest noduler ble funnet ved begynnende blomstring og blomstring, når både øvre og nedre del av rota ble vurdert samlet. Andelen nitrogen fiksert fra luft (%Ndfa) varierte fra 75,5- 84,5% ved blomstring og fra 79,5-89,9% ved tidlig belgdannelse, noe som tilsvarte en fiksert mengde nitrogen på henholdsvis 5,6-7,5 kg N/daa og 11,6-15,6 kg N/daa. Det ble ikke funnet effekt av behandling på hverken planteutvikling, dannelsen av noduler, biologisk nitrogenfiksering, avling, proteininnhold eller tusenkornvekt (p>0,05). Den manglende effekten tyder på at startgjødsling og smitting ikke er nødvendige dyrkingstiltak i Norge.

The grain legume faba bean (Vicia faba L.) is a protein crop with great cultivation potential in Norway. There is limited information about early plant development, nodulation and biological nitrogen fixation of faba beans grown in Norwegian climate. Increased knowledge in these areas are necessary in order to improve agronomic practices and to achieve better adapted cultivars to the Norwegian growing conditions. The aim of this thesis was to study early plant development and nodulation, measure biological nitrogen fixation, and examine the effect of start fertilizer and inoculation with Rhizobium on plant- and nodule development, biological nitrogen fixation and yield. Plants of faba bean cv. Vertigo were grown in a field experiment at Vollebekk Research farm in Ås, in 2020. The treatments were: untreated control (A1), start fertilizer with NPK (A2), inoculation of seeds with Rhizobium bacteria before sowing (B1), and both start fertilizer and inoculation with Rhizobium bacteria (B2). Weekly observations of plant- and nodule development from sowing to early pod formation was performed, and biological nitrogen fixation was measured at flowering and early pod formation.

The results showed that Vertigo required 594- degree days from sowing to early flowering. The first nodules were found when the plants had developed 3 leaf pairs, just over 4 weeks after sowing. Number of nodules were in general higher on the upper part of the root (0-5 cm) than the lower part (5< cm). The nodules stopped increasing in number two weeks before early flowering on the upper part of the root, while on the lower root part the nodules increased in number up to early flowering. The highest number of nodules were found at early flowering and flowering, when the upper and lower part of the root were seen together. The amount of nitrogen derived from air (%Ndfa) varied from 74,5-84,5% at flowering and from 79,5- 89,9% at early pod formation, corresponding to a fixed amount of 5,6-7,5 kg N/daa and 11,6-15,6 kg N/daa respectively. No effect of start fertilizer or inoculation was found on neither plant development, nodulation, biological nitrogen fixation, yield, protein content or thousand kernel weight (p>0,05). No treatment effect indicate that start fertilizer and inoculation is not required when growing faba bean in Norway.