Rapporten bygger på vejninger af frø, frøskaller og bælge fra høstede avlslinier i markforsøg udført på Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskoles forsøgsgård og nogle enkelte genotyper fra frøfirmaet Bohnhof der ligger i Nordtyskland.

1. Indledning *

2. Smalbladet lupin *

3. Teoretisk baggrund *

4. Materialer og metoder *

5. Resultater *

6. Diskussion og konklusion *

7. Perspektivering. *

8. Litteraturliste *

1. Indledning
1. Baggrund

Smalbladet lupin (Lupinus angustifolius) er i Danmark en relativt ny proteinafgrøde som dyrkes til dyrefoder. Det er en bælgplante som oprindeligt stammer fra middelhavsområdet og som typisk for bælgplanter fikserer kvælstof fra jorden ved hjælp af mikroorganismer, og er derfor ikke en gødningskrævende plante selvom proteinindholdet er højt.

Smalbladet lupin er en af de søde lupiner, der efterhånden er blevet næsten fri for alkaloider, som er bitre og giftige for mennesker og dyr. Mange vilde lupiner besidder stadig denne egenskab, som er en del af plantens naturlige forsvarssystem. De bedst kendte søde lupinarter er: Smalbladede lupiner (blå lupiner) (Lupinus angustifolius), gule lupiner (Lupinus luteus) og hvide lupiner (Lupinus albus), som alle er brugt i landbrug. Disse navne kan virke forvirrende fordi der hentydes til arternes blomsterfarver på trods af at disse kan variere meget indenfor hver art.

En af de mest eftertragtede egenskaber hos de søde lupiner er, at de ikke behøver kvælstofgødning, på grund af deres symbiose med Rhizobiumbakterier, der forsyner dem med kvælstof. En anden højt eftertragtet egenskab er de proteinrige frø, der gør søde lupiner egnet til dyrefoder.

Lupinernes dyrkningshistorie begynder ved dyrkning af hvid lupin i det antikke Grækenland og Egypten 2000 år f.Kr. Den dyrkedes med det formål, at producere kerner som blev brugt som menneske- og dyreføde samt som ingrediens i skønhedsprodukter og medicin. Først omkring 1000 år senere begyndte det antikke Rom, og derefter andre middelhavslande, at udnytte hvid lupin som grøngødning (Kurlovich, 2002 a).

Gul og smalbladet lupin blev dyrket i Middelhavslandene, derefter Tyskland og blev kendt som grøngødning. Da planterne nedpløjedes var det ikke til gene at de var bitre, men de første dyrkede lupiner var bitre, det vil sige med højt indhold alkaloider.

De første sorter af sød lupin dyrkedes i Tyskland (1927-1930) og i Rusland (1929-1932) og det hjalp lupinen til at opnå en fastere status som foderafgrøde (Kurlovich, 2002 a).

Smalbladet lupin dyrkes i dag i mange lande, for eksempel hvor det er dyrt at købe kunstgødning, som i det tidligere Sovjetunionen, og hvor jorden er svær at dyrke som for eksempel i Australien.

I vore dage, fokuseres der ikke kun på udbytter, men også på afgrødemangfoldighed, vigtigheden af selvforsyning og nedsat brug af kunstgødning. Der fokuseres også mere på bælgplanter som frøafgrøder. På grund af forædling, som har givet nye sorter af smalbladet lupin, kan de nu dyrkes i Danmark med større held end før. For økologiske landbrugere er den særligt velegnet som alternativ proteinafgrøde, ikke mindst på grund af kvælstofeffekten.

Smalbladet lupin er interessant, fordi den er en ny værdifuld afgrøde som stadigvæk skønnes at have mange uudforskede egenskaber og stor genetisk variation, og er samtidig ved at blive aktuel som alternativ dyrkningsafgrøde i økologiske sædskifter, og dansk landbrug i øvrigt med indførslen af bedre tilpassede sorter.

Mange af de sorter der blev brugt i forsøget til denne opgave er helt nye, og ikke blevet brugt udenfor forskningsverdenen endnu. Det er derfor spændende at se på hvilke egenskaber de har, for eksempel er der ikke målt frøskalsandel på dem før.

Afskallede lupiner har vist sig i de fleste forsøg at have bedre protein optagelsesgrad til husdyr, end hele frø (Hove, 1974) så en klar fordel ville være at formindske frøskallerne. Ved at gøre det, kan afskalling undgås, og lupinerne gøres til en forbedret foderafgrøde.

Lupinfrø har tyk frøskal sammenlignet med andre frøbælgplanter (grain legumes), Det giver et højere indhold af grove fibre, som reducerer fordøjeligheden af foderet og formindsker metabolisk energi (McDonald et al., 1995; Edwards et al., 1998), hvilket unge énmavede dyr er særligt følsomme overfor (McDonald et al., 1995). Råfibre er kun 17% af tørvægten i smalbladet lupinkerner, men omkring 55% af tørvægten i frøskallerne (Hove, 1974). Afskalling af lupin forbedrer næringsværdien for svin, fjerkræ og adskillige fiskearter (McDonald et al., 1995; Edwards et al., 1998). Forbedret foderudnyttelse kunne derfor være at forvente med at formindske frøskalsproportionen i frøet, eftersom tyndere frøskal resulterer i lavere indhold af grove fibre i frøet (Clements et al., 2001).

Problemet med tyk frøskal i søde lupiner har været kendt længe. Det var et problem i 1974, da bedre dyrkede lupinsorter var ved at dukke frem (Hove, 1974; Cowling et al., 1998 a) og eksisterer stadig (Clements et al., 2002). Dette problem kan sættes i proportioner når frøskalsandelen hos smalbladet lupin er sammenlignet med frøskalsandelen i frø hos mere traditionelle afgrøder såsom sojabønne (Glycine max) og markært (Pisum sativum). Frøskalsproportionen hos smalbladet lupin er mellem 19% og 29% imens sojabønner har 7% og ært har mellem 7% og 12% (Lush et al., 1980; Ali-Khan, 1993).

Halvdelen af frøbælgvægten hos smalbladet lupin er bundet i bælgvægge og frøskaller (Dracup et al., 1996), så endnu en mulighed for at forbedre smalbladet lupin som foderafgrøde vil være, at formindske bælgvæggenes andel i forhold til frøenes andel i frøbælgen, udover at fokusere på antal frøskal i selve frøet. Dette kan sættes i perspektiv ved at se på andel bælgvæg hos andre kendte afgrøder. Sojabønne har 25% bælgvægge af hele bælgens vægt (Gent, 1983) og hos markært er bælgvæggen i gennemsnit kun 13% af bælgvægten, (Reader et al., 1998). Hos smalbladet lupin anses proportionen at være 32-35% bælgvægge i de nyere dyrkningssorter i Australien (Dracup et al., 1996) og varierer generelt mellem 23-44% (Reader et al., 1998).

Australske økonomiske analyser har antydet, at selv en lille nedgang i andelen af bælgvægge og/eller frøskaller (ca. 10% af nuværende procentdele) vil kunne føre til øgede indtægter (> $7/ha) af afgrøden (Reader et al., 1998) og ved at vælge til fordel for tyndvæggede frøbælge, vælges der ikke kun til øget udbytte, men også i retning af mere stabilt frøudbytte (Lagunes-Espinoza et al., 1999 a)

2. Problemformulering

Der medfølger også bilag. Der er nærmere oplysninger om de 27 genotyper brugt i første del af resultaterne, brev og spørgeskema, der blev sendt ud til nogle lupinavlere og en tabel med resultat af denne. Poster der blev vist frem på lupinkonferencen i Island og en artikel "in press" i proceedings fra samme konference.

1. Afgrænsning

1. Smalbladet lupin

Efterfølgende kapitel har det formål at give læseren et bedre indblik i; hvordan afgrøden smalbladet lupin hører til i lupinslægten, hvor mange sorter eksisterer indenfor smalbladet lupin, hvor dens dyrkningssteder er og nogle afgrødeegenskaber. Der ses også på smalbladet lupin i økologisk landbrug i Danmark.

1. Klassificering af smalbladet lupin

Lupin er botanisk set, klassificeret som følger (tabel 2.1):

Tabel 2.1.	Klassificering af smalbladet lupin (Kurlovich et al., 2002 a; Cowling et al., 1998 b.; Allen et al., 1981)
Orden (Order)		Leguminosae	Bælgplanteordenen
Familie (Family)		Fabaceae	Ærteblomstfamilien
Tribus (Tribe)		Genistae	Vissegruppen
Slægt (Genus)		Lupinus	Lupinslægten
Underslægt (Subgenera)		Eulupinus
Art (Species)		Lupinus angustifolius - Synonym: Lupinus opsianthus	smalbladet lupin - Synonym: blå lupin

Slægten Lupinus L. er delt op efter flere systemer. Det vides i dag ikke med sikkerhed hvor mange lupinarter der eksisterer i naturen (Kurlovich et al., 2002 a). Her forklares kort det todelte system, der bruges af Kurlovich og Stankevich (Kurlovich et al., 2002 a).

Lupinus angustifolius tilhører underslægten Eulupinus, og er en af de 11 arter som kaldes "Old world Lupins".

"Old world lupins" har geografisk center i middelhavsområdet og Afrika. Der under tilhører flere domesticerede (dyrkede/forædlede) arter såsom L. albus (hvid lupin) og L. luteus (gul lupin).

En anden slægt, Platycarpos, også kendt som "New world Lupins", har oprindelse på den vestlige side af Atlanterhavet, herunder for eksempel arten L. mutabilis også kendt som Andean lupin (Kurlovich et al., 2002 a).

L. angustifolius er kendetegnet ved runde, bløde, vand gennemtrængelige frø (billede 2.1).

Den øvre læbe på blomstrets bæger er klart todelt, og farven er sædvanligvis blå. Småbladene er lineære, og nederste læbe på bægeret er helt eller delvist tredelt. Bælgen er lettere behåret (sericeous) (billede 2.2).



Billede 2.1.

Frø fra forskellige geno- typer L. angustifolius (foto: Hafdís Hauksdóttir)

Billede 2.2.

Bælg fra L. angustifolius (foto: Hafdís Hauksdóttir)

L. opsianthus er en omdiskuteret art, som ifølge Gladstones (1998) er synonym med L. angustifolius (Gladstones, 1998; Kurlovich et al., 2002 b). Arvemæssigt er de ens (Jørnsgård, 2002 personlig meddelelse), men L. opsianthus anses for at have mindre frø end L. angustifolius. Nogle mener, at den er en underart af L. angustifolius (Stepanova et al., 2002).

Sorterne af L. angustifolius er meget forskellige. For eksempel i frøfarve og plantens bygningsform. Forgreningen kan være vidt forskellig (Billede 2.3), (Joernsgaard et al., 2002) og stængelhøjden varierer mellem 35-122 cm (Ageeva, 2002).



Billede 2.3.

Forgreningsstruktur; 1 vild, 2 pseudo-vild, 3 kvasi-vild, 4 corymbouse, 5 panicular, 6 spikelike, 7 palm (Joernsgaard et al., 2002)

Der er også forskel i frøegenskaber mellem sorter af smalbladet lupin, såsom proteinindhold, frøstørrelse (Billede 2.4) og andel af frøskal som det fremgår af rapporten.



Billede 2.4.

Frø af tre forskellige genotyper L. angustifolius. (Serrato Valenti et al., 1988)

Hoveddyrkningsområder af smalbladet lupin er i Australien, Europa, Sydafrika, Chile, New Zealand, tidligere Sovjetunionen og Nordamerika (Waldroup et al., 1989). Dens mangfoldighed er bred, hvilket skyldes både de forskellige lokaliteter hvor den er dyrket, men også længden af det tidsrum hvor sorterne har været i dyrkning.

De typer som stadigvæk har vilde træk, er småfrøede og blade samt bælge er smallere. Disse forekommer oftest i svære agronomiske omgivelser som bjergområder og på upløjet land (Kurlovich, 2002 b). Det er blevet iagttaget, at der vokser vilde smalbladede lupiner mange steder tæt på dyrkede områder i middelhavsområdet. Der er nogle spekulationer om, at disse måske har været dyrket før i tiden, og der er blevet udført noget selektivt arbejde med disse varianter, specielt fordi der er ikke nogen betydende forskel mellem dyrkede og vilde former der. Der er ikke stor nok forskel på L. opsianthus som er småfrøet og L. angustifolius som er storfrøet, til at der kan med sikkerhed tales om to selvstændige arter. Selvom dette har været gjort nogle gange er det nu anset at hybrider mellem opsianthus og angustifolius ikke er interspecifikke, fordi L. opsianthus har vist sig ikke at være andet end separat sort eller økotype af L. angustifolius (Kurlovich et al., 2002 b). Kurlovich (2002 b) mener, at for at dele L. angustifolius i de rigtige grupper, er det nødvendigt at underopdele i sorter, undersorter og form efter morfologisk variation, og endvidere i geotyper, økotyper, økogeografiske grupper af økotyper og linier bygget på fysiologiske, biokemiske og andre faktorer. Er dette system brugt må man dele L. angustifolius op i 12 geotyper og agrogeotyper, 16 adskilte økotyper, 3 ecogeografiske grupper af økotyper og 13 linier, jævnføre tabel 2.2.

Tabel 2.2.	L. angustifolius biodiversitet (bygget på tabel fra Kurlovich, 2002 b.)
Geotyper (agrogeotyper)		Økotyper, linier	Status	Vækstform
Iberisk geotype		4	2 vilde, 1 blevet vild, 1 lokal	3 vinter og 1 mellemliggende
Marokkansk geotype		3	2 vilde, 1 blevet vild	mellemliggende, vinter og forår
Algerisk geotype Apenninsk geotype Balkansk-Asisk geot. Palæstinensisk geotype Sydafrikansk geotype Australsk agrogeotype Nordamerikansk geot. Tysk agrogeotype Polsk agrogeotype Østeuropæisk agrog.		3 4 2 3 2 2 3 4	vild vild, blevet vild, lokal 2 vilde, 1 blevet vild 1 lokal vild, lokal vild lokale primitive sorter, moderne linier avlslinier primitive sorter, avlslinier primitive sorter, avlslinier, moderne linier primitive sorter, avlslinier, 2 moderne linier	mellemliggende " " " " vinter, mellemliggende vinter forår " " "

 

Her ses det tydeligt, at trods den komplekse opdeling er der adskillige muligheder for, at hente genetisk materiale fra de forskellige steder i verden, og at der ikke er mangel af forskellige typer smalbladet lupin. Når oplysninger samles fra de mange landes plantesamlinger og institutioner som arbejder med lupiner, findes der over 200 lupinarter. Af arten Lupinus angustifolius eksisterer der så 5684 slags domesticerede, vilde, lokale (landrace), mutante, avlslinier og sorter samt andet genetisk materiale (Cowling et al., 1998 b).

Fordi L. angustifolius, L. albus og L. luteus kun har været domesticerede i ganske kort tid har de stadigvæk nogle træk som ikke er fordelagtige, for eksempel tyk frøskal. Genpuljen af domesticerede lupiner er ganske lille, sammenlignet med de største landbrugsafgrøder, såsom hvede (Triticum aestivum) og majs (Zea mays). Krydsninger med vilde eller landrace typer er afgørende for at udvide denne genpulje. Landbrugslupiner er stadigvæk genetisk tæt på sine vilde slægtninge, og store forbedringer kunne være at forvente med primære krydsninger (Cowling et al., 1998 b)

Biodiversiteten i Lupinus angustifolius er omfattende og vilde varianter er vidt spredt over hele middelhavsområdet (Cowling et al., 1998 b).

2. Udbredelse og brug af lupin

Bælgplanter af slægten Lupinus (her kaldet lupiner) kan man finde stort set over hele kloden, fra det kolde Alaska til Australien. Disse planter har etableret sig under meget forskellige forhold, og har et stort antal underarter og sorter, som nævnt.

1. Vilde lupiner versus domesticerede lupiner

I grove træk kan man skelne mellem vilde lupiner og dyrkede, på den måde at vilde lupiner indeholder alkaloider og har tendens til at smide frøene på jorden (Serrato Valenti et al., 1989). Dette er for eksempel tilfældet med Alaska lupinen (Lupinus Nootkatensis), som er meget effektiv til genvinding af eroderet land i Island (Arnalds et al., 2002).

Der bliver i dag flere og flere kendte karaktereristika i sorterne af smalbladede lupiner, som gør at de bliver attraktive som dyrkningsplanter. Disse karaktereristika er; nedsat forgrening, tidlighed uden risiko for lejesæd, termoneutralitet, lavt alkaloidindhold og bælge som ikke taber frøene eller falder af (Swiecicki et al., 1995).

Dyrkede lupiner er som regel søde, det vil sige med lavt indhold af alkaloider, og deres bælge har ikke længere den egenskab at springe op ved modning og smide frøene. Vilde lupiner har også den kendte ukrudts egenskab at have hård frøskal, som er svært gennemtrængelig for vand, mens de domesticerede lupiner har noget blødere frøskal som ikke er nødvendigt at ridse (scarificere) før såning for at gøre imbiberingen hurtigere og bryde frøhvilen. Af dyrkede lupiner som smalbladet lupin findes der dog stadigvæk vilde varianter, som har vilde karakterer som hård frøskal (Serrato Valenti et al., 1989).

2. Vækstbetingelser

Lupiner trives generelt på dårlig sandjord i deres naturlige vækstområder, de dyrkes blandt andet som afgrøder på golde og dybe sande i syd og sydvest Australien. Generelt kræver lupiner veldrænet jord. L. angustifolius bør dyrkes på jord ved pH 4-7,5 (Longnecker et al., 1998 efter Baylis et al., 1986).

I dyb løs jord er det blevet registreret, at L. angustifolius kan danne rødder helt ned til 2,2 m. sammenlignet med 1,3 m for hvede og 0,5 m for ærter. Rodlængde under de øverste 20 cm jordlag kan også være tydelig større (60%) end hos de andre arter (<30%). L. angustifolius vandrette rodsystem, er til gengæld ikke stort, (sammenlignet med 12 andre lupinarter). L. angustifolius rod består mest af dominerende pælerod med mange primære vandrette rødder, men få sekundære og tertiære vandrette rødder, hvilket kan forklare dårlig vækst i finere jord, hvor fint vandret rodsystem kunne være af større betydning. L. angustifolius reagerer meget positivt overfor øget fosfor i jorden, hvor vandret rodsystem øges (Longnecker et al., 1998).

3. Brug

Lupinens mest brugte egenskaber er dens proteinholdige frø der anvendes til dyrefoder, desuden er den også velegnet som grøngødning, da de kvælstofholdige lupinsorter kan anvendes til jordforbedring. Ved anvendelse som grøngødning er alkaloidindhold ikke et problem.

Der har ikke været fokuseret på lupiner i avl i nær så lang tid som andre velkendte proteinafgrøder, såsom markært og sojabønne der har været dyrket i tusinder af år, selvom lupiner også har været dyrket for tusinder af år siden. Der er derfor et stort potentiale i forædlingsarbejdet, da lupinens tid som moderne afgrøde kun lige er startet.

Lupinen har specielt fået plads i dyrkningssystemer hvor jorden har lav fertilitet, enten hvor andre frøbælgplanter giver for lavt udbytte, eller som sædskifteplante med kornafgrøder, hvor forbedret jordkvalitet og kvælstofforsyning efter lupindyrkningen er en fordel (Dovrat, 1989).

Udbredelsen af smalbladet lupin som dyrkningsplante er stadigvæk ikke stor på verdensplan, men er en vigtig del af landbruget i Australien, Tyskland, Polen og Rusland.

Det vigtigste fremskridt i dyrkning af smalbladet lupin skete efter 1. verdenskrig og den følgende mangel på proteinkilder i Tyskland. Der opstod derfor en voksende interesse for dyrkning af lupiner, og i 1928-29 blev de første skridt i moderne lupinforædling taget ved valg af de første lavalkaloidsorter (søde) af Lupinus angustifolius og Lupinus luteus (Cowling et al., 1998 a).

Selvom lupinen har været samlet lejlighedsvis i præhistorisk tid og senere dyrket i lavt tal som sekundær afgrøde (Plitmann, 1989), er det kun indenfor de sidste 40, år at den er blevet anvendelig som afgrøde i moderne landbrug (Dovrat, 1989).

Det interessante ved smalbladet lupin er at der er blevet lavet nye sorter som har større dyrkningsinteresse for danske og andre nordiske avlere (Kuptsov, 1997; Joernsgaard et al., 2002). Disse sorter er både tidligere og mere proteinholdige, end de sorter der fandtes før. For økologiske avlere er der særlig interesse for den proteinholdige lupin, fordi det er planen at økologiske landmænd fra 2005 kun skal bruge økologisk foder (Maribo, 2002). I dag kommer proteindelen af foderet i nogen grad fra uøkologiske kilder. Der er også nogle problemer på grund af forbud mod brug af animalsk proteinmel derunder fiskemel pga. BSE smittefaren og etikken (fodring af køer til køer), derfor er en ny højproteinafgrøde en kærkommen tilføjelse til økologisk fodring i Danmark.

4. Alkaloider

En stor ulempe fodringsmæssigt, for mange lupin sorter er deres høje alkaloidindhold. Bitre lupiner indeholder quinolizidine alkaloider som kan påvirke centralnervesystemet og forårsage symptomer som nedtrykthed, anstrengt vejrtrækning, krampetrækninger, og død på grund af vejrtrækningssvigt (Waldroup et al., 1989). Bitre lupiner indeholder 10-20 g/kg (1-2%) af de giftige alkaloider lupanin og angustifolin og burde ikke bruges som føde. Søde sorter kan godt indeholde lave værdier af alkaloider men for sikkerhedsskyld burde alkaloidinholdet ikke overskride 0,6 g/kg (0,06%) (McDonald et al., 1995).

Til trods for at den Australske fødevarestandard ligger ved 0,002% alkaloidindhold må søde L. angustifolius anvendes til menneskeføde der (Cowling et al., 1998 a). Alkaloidindholdet er som sagt højere hos sød smalbladet lupin end de grænser der nævntes, og niveauet varier også betydeligt indenfor arten (tabel 2.3).

Tabel 2.3.	Alkaloider i nogle L. angustifolius sorter
Smalbladet lupin (sortsnavn)		Andel alkaloider (%)	Kilde (Forfatter og år)
Yorrel		0,006	(Cowling et al., 1998 a)
Unicrop		0,009	(Waldroup et al., 1989)
Astra		0,009	(Waldroup et al., 1989)
Uniharvest		0,010	(Waldroup et al., 1989)
Danja		0,016	(Cowling et al., 1998 a)
Wandoo		0,095	(Beirao da Costa, 1989)
Chittick		0,111	(Beirao da Costa, 1989)
Maresa		0,168	(Beirao da Costa, 1989)

 

5. Forarbejdning af lupinfrø og lupin som foder

1. Dyrkning i Danmark

I dagens Danmark er der igen plads til lupiner. Efter mange års pause i avl af nye danske lupinsorter er der nu igen interesse for afgrøden. Før 1935 blev der kun fokuseret på brugen af lupiner som grøngødning, men derefter begyndte søde lupiner at komme frem og det startede med L. luteus sorten Sweet lupin (Heick, 1947). Det er hovedsagelig de økologiske landmænd, der interesserer sig for lupiner, på grund af proteinindhold og rodknoldenes kvælstoffikserende evner. I år 2002 har der vist sig, at foderfirmaerne har sænket prisen på økologisk korn (Nielsen, 2002 a), og det er endnu en grund til at økologiske planteavlere er interesserede i nye og eventuelt risikable afgrøder. I år 1940-1942 blev bl.a. sød L. angustifolius afprøvet i forsøg i Danmark hvor den gav 1,6 t/ha i frøudbytte (Anonym, 1943). I 1994 gav L. angustifolius sorten Ernani 3 t/ha (Jørnsgård et al., 1995), så meget er sket i mellemtiden.

Danske forhold til lupindyrkning er ikke optimale for søde lupiner. Men med nye sorter fra Rusland, Hviderusland og øget avlsarbejde i Danmark, er der kommet sorter der godt kan dyrkes her i landet med godt resultat (Joernsgaard et al., 2002). Det er hovedsagelig økologiske landmænd der dyrker sød lupin og i 2001 dyrkedes lupin på 218 ha økologisk land som var 0,14% af økologisk dyrket areal i Danmark på det tidspunkt (Tersbøl, 2002 a).

Hos frøfirmaet DLF-Trifolium var der 13 økologiske lupinavlere i år 2001. To på Sjælland og elleve i Jylland. Deres erfaring med lupiner ifølge ti af dem er mest fra 2001 (se bilag tabel B), Kun en af dem der besvarede et spørgeskema (se bilag) havde dyrket lupiner i 2 år. De dyrkede Prima (E-101) som stammer fra en krydsning mellem Lanadex fra Hviderusland og Orlowskij fra Rusland (Joernsgaard et al., 2002).

Deres lupindyrkningsareal var 15,2 – 2,5 ha i 2001 og sammenlagt var der 70 ha med lupin hos landmændene det år.

Udbytterne var 2 - 4 t/ha, med et gennemsnit 2,9 t/ha.

Disse tal er lave (Jørnsgård 2002 personlig meddelelse). Under danske forhold er 3 t/ha i orden, men ikke godt. Generelt ligger udbyttet mellem 2,5 - 4,5 t/ha. I Storbritannien ligger udbytte af L. angustifolius ifølge afgrødeinformationswebsider mellem 2,5 og 3,25 t/ha (Anonym, 2002).

De problemer som landmændene løb ind i var mest ukrudtsproblemer, hvor syv ud af ni nævnte det som problem. Andre nævnte begynderproblemer, fordi det var deres første år med afgrøden. Der kan nævnes: For lidt udsæd, såning ikke dyb nok og marken meget ukrudtsbefængt før etablering. Én nævnte gråskimmelproblemer.

Det ukrudt som landmændene havde problemer med var alle forskellige bortset fra at der nævntes pileurt (Polygonum ssp) som problem på tre gårde, ellers var det forskelligt. Nælder (Urticaceae), agerkål (Brassica campestris ssp campestris), tidsler (Circium ssp), fuglegræs (Stellaria media), agersennep (Sinapsis arvensis), småblomstret gulurt (Amsinckia micrantha), gråbynke (Artemisia vulgaris) og kvik (Agropyron repens) blev nævnt.

De tre som ikke fik deres udbytte godkendt til fremavl nævnte for lav spiringsprocent som årsagen til dette. En af de tre havde haft så store ukrudtsproblemer, at han høstede en stor del af sit areal som helsæd.

De fleste var positive overfor afgrøden, og nogle nævnte at de ville ændre ukrudtsstrategien til kommende år for at formindske ukrudtsproblemerne.

I år 2002 har ukrudt også været det største problem i lupiner i økologisk dyrkning (Nielsen, 2002 b).

De sorter som var forgrenede kunne dog bedre konkurrere med ukrudtet. På grund af det vækststop der forekom tidligt på vækstsæsonen i lupinerne blev ukrudtet en stærkere konkurrent med lavt udbytte som følge i de spinkle sorter med nedsat forgrening ("spike like"). De sorter som har nedsat forgrening plejer at være 75-80 cm høje men blev mange steder i år kun 40-50 cm (Priesholm, 2002).

Fordi lupiner ikke har været dyrket i en årrække i Danmark, er det endnu ikke mange sygdomme der angriber dem. Rodbrand kan forekomme i lupiner, ligesom lupiner som nævnt også kan angribes af gråskimmel. Den værste sygdom lupiner kan angribes af er anthracnose (Colletotrichum). Sygdommen er frøbåren og er tydelig genkendelig ved, at planten udviser misdannelser ved at stænglen krøller og bøjer, samt at plantens frøsætning nedsættes væsentlig (Jensen, 2001).

2. Dyrkning over verden

Der er øget interesse for lupiner verden over, dette ses måske bedst på, at der over en årrække, er blevet holdt 10 internationale konferencer om lupiner, hvor forskere fra forskellige verdensdele, mødes.

Lupiner er dyrket hovedsagelig som foder frøbælgplanter i det tidligere USSR, Polen, Tyskland, Middelhavsområdet og som eksport afgrøde i Australien, hvor betydelige mængder sælges til Europa som foder. Som hos de fleste afgrøder af mindre betydning er efterspørgslen af lupin uforudsigelig (Putnam et al., 1989). Det afspejles for eksempel i EU’s mindskede selvforsyning af proteinafgrøder på grund af BSE problematikken (Anonym, 2001). Produktionsomkostningerne er de samme som for sojabønner, bortset fra at udsæden er nævneværdig dyrere for lupin (Putnam et al., 1989). Prisen for lupinafgrøden er 80-90% af sojaprisen, som betyder ligeledes meget for produktionen (Putnam et al., 1989).

Australien er det største dyrkningsland af lupin (Dracup, et al., 1996). Hovedlupinarten i Australien er L. angustifolius (Hawthorne, 1995), og selvom den er ny som dyrkningsplante har den vokset sig stor de sidste tre årtier på grund af intensive anstrengelser i forædling og landbrugsteknik (Cowling et al., 1998 a; Perry et al., 1998). Vestaustralien er hovedområdet for lupindyrkning i Australien. Denne delstat havde 87% af Australiens samlede lupindyrkningsareal i 1998, hvor 1,1 million ha var blevet sået (Anonym, 1998). 1999/2000 sæsonen gav over 1,4 million tons lupinfrø i Vestaustralien hvor lupin er vigtigere end hvededyrkning. Eksport indtægten på hvede i Vestaustralien i 1999/2000 blev estimeret til 100 millioner dollars, mens eksport indtjeningen på lupiner var 200 millioner dollars og var en stor bidragyder til Vestaustralsk økonomi. Lupiner er den største bælgplanteafgrøde i Vestaustralien og nu vokset så meget, at dyrkningsarealet ikke bliver større fra år til år, og produktionsforøgelsen forventes kun at ske med stigninger i udbytte (O’Neill, 2000).

3. Fordele og ulemper ved lupiner
1. Fordele:

Til forskel fra andre alternative afgrøder har lupiner en bred anvendelsesmulighed. Den kan bruges til dyrefoder for drøvtyggere og énmavede dyr. Nogle lupiner kan også bruges til menneskeføde (Putnam, 1993).

Søde lupinsorter kan nemt bearbejdes til foder, menneskeføde og industrielle produkter med stort set samme teknik som bruges til bearbejdning af sojabønner (Chajuss, 1989).

Lupinernes fibre er også nemmere at fordøje end sojafibre når der gælder grise (Fernández et al., 1995).

Smalbladet lupin har et højere proteinindhold end ærter og indeholder ikke stoffet tannin, som findes i både ærter og hestebønner, og som hæmmer nedbrydningen og fordøjelsen af protein hos énmavede dyr (Tersbøl, 2002 b)

Lupiner er en god proteinafgrøde og et godt alternativ for dem som vil være selvforsynende med protein. Ved at være selvforsynende skal der også indkøbes mindre foder og et negativ cashflow bliver mindre sandsynligt (Putnam, 1993).

Lupiner er gode til at etablere sig i dårligere jord med højt sandindhold. Der er L. angustifolius særlig god og den er dyrket på store arealer i Australien (Putnam, 1993).

 

2. Ulemper:

1. Teoretisk baggrund
1. Frøets og bælgens struktur
1. Beskrivelse og funktion af frødele

Frøskallen består af palisade epidermis (billede 3.1) dækket med cuticle. Tykkelsen af palisade epidermis varierer fra den ene lupin art til den anden, men palisade epidermis er den tykkeste del i frøskallen, og består af lange celler på række. Der er arter hvor nogle af cellerne i palisadelaget mangler og tragtformede kanaler formes (Petrova, 2002).

Hypodermis celler er timeglasformede celler, der ligger med regelmæssige mellemrum under palisadelaget (billede 3.1). Tykke hypodermis og store celler har været observeret i frø hos blandt andet lupinarterne L. angustifolius og L. mutabilis (Petrova, 2002).



Billede 3.1.

Frøskal af L. angustifolius; u.p og l.p = palisade epidermis (upper and lower portion of palisade), h.g. = hypodermis celler (hourglass cells), v.p, v.b og e = 3 parenchyma lag (vascular parenchyma, vascular bundle og endothelium) (fotomikrograf: Serrato Valenti et al., 1988)

Der er blevet observeret tykkere frøskal hos vilde varianter af lupiner end domesticerede (Lush et al, 1980), men generelt har lupinerne været delt i tre grupper efter frøskalstykkelse. Første gruppe har tynd frøskal (7-11% af frøvægten) og dækker hovedsageligt lupiner af den amerikanske oprindelse såsom L. mutabilis. Den anden gruppe med middelandel frøskal (12-14% af frøvægten), dækker mestendels gule lupiner såsom L. luteus. Tredje gruppe er en stor gruppe lupiner med høj andel frøskal (18-23% af frøvægten). Til denne gruppe tilhører L. albus og L. angustifolius. Der findes endnu tykkere frøskal hos L. pilosus som har 32% frøskal (Brillouet et al., 1983).

Der kan også være forskel i frøskalshårdheden på grund af miljøeffekt, men det er ikke blevet påvist at lave alkaloidindhold i frøet afgør blød frøskal i domesticerede lupiner, selvom nogle mener at dette er tilfældet (Swiecicki et al., 1995).

Under hypodermis er der tre cellelag. Det første er et parenchymalag med tykke cellevægge og cellerne er fyldt af næringsstoffer når frøet er i umodent stadie. Det andet lag er et tyndvægget parenchymalag og det tredje lag formes af stærkt sammenpressede celler af tykvæggede parenchyma (billede 3.1). Der er delte meninger om betydningen af disse tre lags forskellige tykkelse mellem arter og deres betydning for taxonomi diagnosticeringen i lupinslægten (Petrova, 2002).

Hilum området på frøskallen hvor frøet sad fast på bælgen (navlen) er forskelligt i tykkelsen mellem arter og det er forholdsvist tykt i L. angustifolius, hvor der er flere hule områder i vævet mellem palisadelag i hilum end andre steder på frøskallen. De to palisadelag er brudt op i en kløfte med kanaler hvorigennem frøets vandsugende egenskaber reguleres og hvor forskellen mellem hårde og letvandgennemtrængelige frø ligger (Petrova, 2002) (Serrato Valenti et al., 1989). Der er fragmenter af udvidede skrå celler mellem frøskal og kerne som er rester af næringslag som adskilte kerne og frøskal (Petrova, 2002).

I frøskallen findes der 24% pentose sukker (general formular C₅H₁₀O₅) hvor der kun er 10% i hele frø. Pentose kan holde op til ti gange sin egen vægt i vand og deltager derfor i optagelsen af vand for frøet (Beirao da Costa, 1989). De såkaldte "non-sugars" polysakkarider, cellulose, hemicellulose og pektiske polymerer er dog hovedsubstansen i frøskallen (Brillouet et al., 1983). Frøene af L. angustifolius indeholder større mængde "non-sugars" end frø af L. luteus og L. albus (Gdala, 1998) og lignin indholdet er generelt lavt i lupinfrøskal (Brillouet et al., 1983).

Hårde frø er sandsynligvis vigtigst for vilde planter og planter som lever i våde områder på grund af at det holder embryoet tørt og formindsker risikoen af at drukne det (Lush et al., 1980). Det er palisadecellernes struktur som udgør forskellen mellem hårde og let gennemtrængelige frø (Serrato Valenti et al., 1989) (Lush et al., 1980). Frøskalstykkelsen har sandsynligvis indflydelse på hvor godt frøet overlever sygdomme i starten af vækstperioden (Hill, 2002 personlig meddelelse) Eksempler fra forsøg med majs indikerer at tykkere perikarplag følges ad med resistance eller intermediate resistance overfor Fusarium moniliforme (Hoenisch et al., 1994).

Det er vigtigt for hårde frø med lang levetid at være tykskallede, men i dyrkede frø er det ikke ønsket at have lang levetid, og derfor avles der for tynd frøskal til bl.a. at hindre ujævn fremspiring (Lush et al., 1980), og til fordel for foderudnyttelsen (Clements et al., 2002).

 

2. Lupinbælgens beskrivelse og funktion

Lupinbælgen er lavet af et frugtblad og sidder på en kort stilk. Bælgen hos L. angustifolius er normalt ca. 5,5 cm lange (Bélteky et al., 1984), lysebrune og dækkede med hår. Hårløse eller korthårede typer findes (Bélteky et al., 1984). Korthårede eller hårløse bælge tørrer hurtigere ud ved modning. Bælgens to halvdele er sammengroede på toppen og undersiden af bælgen. Klapperne består af to lag: Lange parenchyma celler former det ydre lag og kortere celler det indre fiberlag. De lupinsorter som stadig kaster frøene har tykkere fiberlagvæg end de som ikke gør. Ved tørring vrider dette fiberlag sig og bælgen sprætter op og frøene kastes ud. De dyrkede sorter har ikke denne egenskab mere, da der er blevet avlet for lukkede bælge til at forhindre frøtab. En nem indikator som viser om bælgene åbnes af sig selv eller ikke i L. angustifolius er farven af det fibrøse lag. Denne er hvid i bælge som kaster frø og gul til nærmest orange i bælge som er lukkede (Swiecicki et al., 1995). Det er blevet opdaget, at i L. albus er frøbælgens tykkelse et udmærket indirekte avlskriterie for at opnå stabilt frøudbytte (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b). Det blev ligeledes opdaget, at der er forholdsvist lavere proportion bælgvæg hvis bælgen er fuldt sat og også hvis bælgen havde mange frø. Der er lav men signifikant negativ korrelation mellem tykkelse af bælgvæg og antal frø i bælg på 0,25. Tykvæggede bælge optager muligvis en større del næring end tynde, på bekostning af frøstørrelsen (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b).

Bælgvæggenes andel i bælgenes vægt er omkring 47% i L. mutabilis (Hardy et al., 1997), 33% i L. angustifolius og 32% i L. albus (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b; Dracup et al., 1996).

Genotypen styrer tykkelsen af bælgvæggene. Omgivelserne styrer mere bælgvæggenes andel i bælgen pga. reguleringen af antal frø i bælg ved forskellige ernæringsmængder tilgængelige under frøvæksten (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b). Der er dog blevet identificeret negativ genetisk korrelation mellem andel bælgvæg og frøudbytte hos L. albus (Lagunes-Espinoza et al., 1999 a). Valg af lupin genotyper med lav andel bælgvæg er derfor en mulig karakter at gå efter i søgningen efter genotyper med højt udbytte (Lagunes-Espinoza et al., 1999 a).

Det er de frø som er tættest på hinanden i en bælg, som både plads- og næringsmæssigt er de største konkurrenter. Det er dog blevet målt i aspargesbønner (cowpea, Vigna sinensis), at de største frø forekommer, hvor der er frø på begge sider i bælgen, og des flere frø der er i bælg, des større er frøene (Lush et al., 1980).

Frøene er ikke lige tunge på hovedstammen og sidegrenene. Det er omkring 20-30 g forskel på tusindkornsvægten fra frø i bælg på hovedstamme og frø i bælg på første sideskud hvor de sidstnævnte er mindre (Bélteky et al., 1984 (efter Barbacki (mangler år)). Nyere forsøg giver det indtryk, at planterne regulerer væksthastigheden således, at frø som dannedes senere i vækstsæsonen voksede hurtigere og kompenserede dermed den kortere frøfyldningsfase som resulterede i jævn bælg- og frøvægt på de fleste grene (Dracup et al., 1996). Der findes i dag sorter som hovedsagelig sætter bælge på et hovedskud, de såkaldte oprette "spike like" lupiner som ikke har sidegrendannelse af betydning (billede 2.3).

Hvis der dannes mange blade på hovedskud og hvis der dannes mange primære grene i L. albus er der fare for større afstødning af bælge pga. skygge effekt (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b).

2. Afgrødeegenskaber hos planten Lupinus angustifolius
1. Udbytte hos smalbladet lupin

Et højt frøudbytte per plante anses at være 20-26 g per plante (Kurlovich et al., 2002 b) i L. angustifolius. Der er dog fundet variationer helt fra 1,5 g til 30,6 g (Kurlovich et al., 2002 b). Grønmasseproduktiviteten i L. angustifolius er også meget varierende, 5-120 g per plante i blomstringsfasen. Høj produktion anses at være over 100 g/plante (Kurlovich et al., 2002 b).

Udbyttet af smalbladede lupiner er øget 2,4% om året fra 1973-1991, i Australien, og det er højere stigning end hos de fleste andre afgrøder der dyrkes i verden (Cowling et al., 1998 a). Dette menes at være fordi L. angustifolius har været dyrket som afgrøde i så kort tid, og der endnu er stor variation af genmateriale til stede (Cowling et al., 1998 a).

2. Antal frø i bælg, frøvægt og deres mulige effekt på udbytte

Arveligheden af egenskaben frøantal i bælg var 0,692 i vinter typer af L. albus og sammenhængen positivt korreleret mellem øget mængde frø i bælg og øget udbytte er signifikant (P<0,05) : 0,208 (Huyghe, 1989).

Tusindkornsvægten er højt arvelig hos L. albus: 0,782. Korrelationen ved udbytte mængden er højsignifikant (P<0,001) : 0,227. Ulemperne ved høj tusindkornsvægt er øgede omkostninger til udsæd, frøfyldningsfasen i hver bælg vil også tage længere tid og pga. øget sensitivitet for klimatisk stress i denne fase er der større risiko for afstødelse. (Huyghe, 1989).

Det er blevet fundet lavere fertilitet (færre frø i bælg) hos meget storfrøede sorter, både i vinter og vårtyperne af L. albus (Huyghe, 1989).

Forøgelse i frøvægt i bælgen giver planten større tilpasningsevne. Hvis der er få bælge på planten så kan planten jævne det ud med at lave større frø, i højere grad end de småfrøede planter kan øge sin frøstørrelse. Denne bufferegenskab kan føre til bedre udbyttestabilitet hos storfrøede sorter (Huyghe, 1989).

3. Eksisterende viden om lupinens frøstørrelse, frøskalsandel og protein.

Sammenligning af forskellige lupinarter før i tiden har vist at L. angustifolius har lavere protein indhold i frøet og tørstof i kernen end L. albus, L. luteus og L. cosentini (Withers, 1975). I 1975 målte Withers (1975) forskellige egenskaber i L. angustifolius. Frøvægten måltes til 172 mg, kerneandel 76,4%, proteinandel i frøet 28,8 %, og tørstof i kerne 37%. I dag findes der i Danmark sorter som har frøvægt over 200 mg og proteinindhold i hele frø på over 37% (Joernsgaard et al., 2002).

1. Karaktererne frøskalsandel, bælgvægsandel og proteinkoncentration i forsøg

Bælgvægstykkelse har ikke signifikant forbindelse med frøskallens tykkelse (Clements et al., 2002).

Frøskallen i de forskellige L. angustifolius sorter er blevet fundet fra at være 20% af frøvægten hos Unicrop, 22% i Uniharvest og 23% i Uniwhite (mellemværdi) (Hove, 1974), til at være 30% og 33% i to vilde sorter (Lush, et al., 1980).

Hvad proteinandelen i frøet vedkommer nævnes der til sammenligning høje og lave værdier i hele frø fra forskellige kendte domesticerede sorter af L. angustifolius (tabel 3.1).

 

Tabel 3.1.	Proteinkoncentration i nogle sorter L. angustifolius
Sort af smalbladet lupin		Andel protein (%)	Kilde
Uniharvest		36,4	(Hove, 1974)
Myallie		35,5	(Cowling et al., 1998 a)
Danja		33,5	(Cowling et al., 1998 a)
Prima E 101		32,6	(Fernández, 2000)
Unicrop		32,4	(Hove, 1974)
Uniwhite		28,6 (2,1 i frøskal)	(Hove, 1974)

Variationen i proteinindholdet i frøet er blevet fundet at være 18-39,2% (Kurlovich et al., 2002 b). Men nye linier af smalbladet lupin giver 39–40% proteinindhold i Rusland og Danmark (Ageeva, 2002; Joernsgaard et al., 2002).

Olieindhold i frø er også en vigtig parameter i lupinfrøenes sammensætning til foder, og der er

blevet fundet negative sammenhænge mellem olie og proteinindhold i frø af smalbladet lupin. For eksempel har Danja 7,0% olie indhold på tør basis og Myallie 6,4% olie indhold på tør basis men Danja er lavere end Myallie i protein (tabel 3.1) (Cowling et al., 1998 a). Variationen i olieindhold i frø ligger fra 3,2-8,5% (Kurlovich et al., 2002 b).

2. Materialer og metoder

Proteinanalyse, og vejninger af frøskaller og kerner i 27 genotyper af smalbladet lupin samt vejninger af bælge, frø, frøskaller og kerner i en genotype af smalbladet lupin, med op til 7 frø i bælg, blev udført i forbindelse med dette projekt. Resultaterne i rapporten er tolket med vægt på sortsforskelle i frøproportioner, samt forskelle på frøstørrelse og frø/bælgproportioner på grund af ulige antal frøanlæg i bælge.

Det er valgt at finde vægten af frøskallen og at kalkulere den teoretiske frøskalstykkelse. Der kunne have været farvet og målt frøskaller under et mikroskop, men det ville have været uoverskueligt for hvert eneste frø, der er med i databasen for specialet, og man ville desuden kun kunne sige noget om frøskalstykkelsen på det punkt man målte på, og ikke om frøskallens gennemsnits tykkelse. Derfor blev der valgt at regne det ud i stedet for, for at danne et billede af frøskallen ud fra de vægtdata som blev indsamlet for hvert enkelt frø.

For at få flere sorter med til frøskal/kerne/råprotein delen af rapporten blev der samlet materiale fra to år og nogle få af dem fra andre lokaliteter. Traditionel fremgang for sådanne forsøg ville have været at dyrke alle sorter på flere lokaliteter for at eliminere effekten af lokalitet og år, men af praktiske grunde var det ikke muligt. Denne metode, som her blev brugt, anses dog for at være brugbar, fordi genotypeeffekter dominerer variansen for frøskal og bælgvægandelen i frøet hos smalbladet lupin, samt frøvægten, som indikerer en stærk arvelighed for disse karakterer. Effekten af lokalitet og år er minimale og giver anledning til at kun lav spredning af steder og antal år kræves til at estimere genotypernes rangorden efter frøskalstykkelse (Clements et al., 2002).

Totalvægten af frø blev defineret som vægten af hele tørrede frø, ligesom der er tradition for. Hvis der til gengæld summeres på vægten på tørrede afskallede kerner og tørrede frøskaller fra samme frø bagefter, så er de en lille anelse lettere, som kunne anses for at være på grund af at frøskallen har en ekstrem stærk egenskab til at holde fugt i frøet selvom de er tørrede ved traditionelle varmegrader og i traditionel tidslængde.

Frøbælgene fra én sort med forskellige størrelser bælge, blev indsamlet på samme lokalitet men forskellige steder på planterne og der er mulighed for skævhed på grund af planternes forskellige næringsfordeling til sine sidegrene. Der ansås dog for at være vigtigt at se på frøbælgenes egenskaber hos kun en genotype så genetiske forskelle ikke ville forstyrre resultatet som bygger på forskellige proportioner indenfor frø og bælge i bælge med forskelligt antal frøanlæg.

1. Undersøgelse af proteinmængde og frøskalsandel i 27 sorter
1. Sorter

Femogtyve sorter af Lupinus angustifolius og to sorter af Lupinus opsianthus som er synonym med L. angustifolius (Gladstones, 1998) men forskellige i frøstørrelsen, blev undersøgt i dette forsøg.

De analyserede frø blev høstet på Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskoles forsøgsmarker på Højbakkegård i 1999 og 2000, undtagen Bordako og Borweta, som blev modtaget fra frøfirmaet Bohnhof der ligger i Nordtyskland.

For elleve af disse sorter, blev prøver fra begge år undersøgt, se tabel 5.1 i resultatafsnittet.

Tredive frø fra hver prøve blev analyseret, bortset fra to genotyper, hvor der var færre frø til rådighed.

Otte af de prøvede sorter er registrerede sorter (Tanjil, Wonga, Bordako, Borweta, Danja, Illyarie, Mirtan og Kalya), mens de nitten andre er forsøgslinier som er i avlsforsøg i Danmark.

 

2. Behandling af frø og bestemmelse af frøskalsandel og tykkelse

Frøene blev imbiberede natten over, og frøskallen forsigtigt fjernet med skalpel. Hver kerne og frøskal blev lagt i glasflaske og tørret i 24 timer ved 70ºC. Frøskaller og kerner blev herefter vejet individuelt (billede 4.1). Frøskalsandelen blev beregnet i % af frøets vægt.




Billede 4.1.

Prøver vejes på Mettlervægt (foto: Hafdís Hauksdóttir)

Der vurderedes at blive en for stor fejlrisiko ved direkte måling af frøskallerne på grund af at skallens tykkelse ikke er helt uniform på de enkelte frø. En simpel metode blev lavet, til at vurdere frøskallernes tykkelse og rette for kugleeffekter, uden at måle frøskalstykkelsen på frøene direkte. Metoden kaldes teoretisk frøskalstykkelse, se formularen nedenfor.

Ved udregninger af teoretisk frøskalstykkelse blev kernevægten og frøets totalvægt brugt.

Den teoretiske frøskalstykkelse beregnedes under de forudsætninger, at frøet er kugleformet og at frøskallen og frøkernen har samme vægtfylde, hvorfor vægten kan bruges som udtryk for volumen. Frøskallens tykkelse beregnes som forskellen mellem hele frøets radius og radius af kun kernen, bygget på Arkimedes’ formel for en kugles rumfang.

Radius = ³√ ((V3) / 4π)

V = volumen = (vægt hvis vægtfylde 1)

3. Proteinanalysen (DUMAS)

Frøskaller og kerner fra hver sort i hvert år blev formalet i en elektrisk kaffemølle og tørret i 24 timer ved 70ºC. Derefter blev 14 mg kernepulver, og 50 mg frøskalspulver fra hver sort kvælstofanalyseret.

Nitrogenmængden blev bestemt med Dumas metoden. Denne består i forbrænding af prøven for at producere nitrogen som måles volumetrisk, hvilket er en hyppigt anvendt metode til proteinbestemmelse af foderstoffer (Petterson et al., 1999; Jensen, 1991). Analysen blev gentaget tre gange for kernematerialet og en gang for frøskalsmaterialet. Derefter blev råprotein mængden beregnet ved at multiplicere målt total N indhold med koefficienten 6,25 som det kendes fra Kjeldahlsanalysemetoden.

Der bruges en grundstof analysator (billede 4.2) som forbrænder prøver i en stærkt oxiderende kolonne (cylinder). Gassen passerer derefter igennem en reducerende kolonne hvor kvælstofgasser kommer på N₂ form. Der bruges en lineær standardkurve som dannes ved at indlægge en række standarder før start af N analysen. Efter kørslen kontrolleres at den er lineær før resultatet beregnes. Acetanilid som har 10,36% N bruges som standard, men hver standard starter med en blank.

Prøverne afvejes og kommes i tinkapsler som lukkes tæt til. Forbrændingen foregår uden adgang til atmosfære således at atmosfærisk N ikke forstyrrer resultatet. Analysatoren er i forbindelse med computer hvor fra den læser prøvens vægt, og standardens vægt og type. Derefter leverer analysatoren en procent antal N som resultat for hver prøve og hver standard.



Billede 4.2..

Grundstof analysator (foto: Hafdís Hauksdóttir)

 

4. Analysering af data

Oplysningerne blev samlet i en database i Microsoft Excel, samt en database i statistik programmet SAS. Derefter blev det bearbejdet som det fremgår af afsnit 5.1. Sikkerhedsgrænserne er 95% i al analyse.

2. Undersøgelse af bælg/frø proportionerne i bælge
1. Genotype og valg af bælge.

Den genotype som blev valgt var Laf8-8 som er en linie i avlsforsøg på Højbakkegård. De analyserede frø blev høstet fra Den Kgl. Veterinær og Landbohøjskoles forsøgsmarker på Højbakkegård i år 2000. De forskellige størrelser af bælge blev valgt fra samme bulk samtidig. De kommer fra hele planten, ikke kun hovedstamme. 84 bælge af Laf8-8 blev plukket. Bælgene havde 1-7 frøanlæg og der blev plukket 12 bælge indenfor hver kategori.

2. Behandling af kerner frøskaller og bælge

Bælgene der blev brugt til rapporten blev alle klippet på samme måde, lige efter stilken som ses på billede 4.3.

Ved åbning af bælgene under forsøget blev nogle få bælge fjernet som havde færre frø i bælg end frøanlæg på grund af dets skæve effekt på bælgvægandelen (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b).

Bælge og frø blev lagt i glasflaske, tørret i 24 timer ved 70ºC, og derefter vejet, og registreret. Antallet af tomme frøanlæg blev også registreret. Hver bælg og dens frø blev holdt adskilt i processen og nummereret og vejet individuelt. Derefter blev frøene lagt i blød natten over (12-14 timer), individuelt i glasflasker i kølerum, og afskallet med skalpel den følgende morgen. Kerner og skaller blev dernæst tørret i endnu 24 timer ved 70ºC, vejet, og registreret.

Syv bælghalvdele blev fotograferet sammen med lineal for at vise visuelt længdeforholdene mellem bælge med 1-7 frøanlæg. Bælgene blev blødt op før fotografering for at undgå den vridning som forekommer i tørrede bælge (billede 4.3).



Billede 4.3.

Bælge af L. angustifolius, 7 til 1 frøanlæg (foto: Hafdís Hauksdóttir)

 

3. Analysering af data

Oplysningerne blev samlet i en database i Microsoft Excel og SAS til statistik analyse, jvf. afsnit 5.2. Sikkerhedsgrænser er 95% i al analyse.

3. Resultater

I efterfølgende to afsnit (5.1 og 5.2) præsenteres resultaterne fra de 27 genotyper og 7 bælgklasser som blev samlet, vejet og målt til dette projekt.

 

1. Resultater for frøproportioner i 27 sorter af smalbladet lupin

De 27 genotyper af smalbladet lupin der blev testet for forskellige proportioner i frø, har betydelige variationer. Vægten, og dermed størrelsen, samt proportioner, af frøskaller, kerner og protein-indhold er forskellige fra genotype til genotype (P<0,001) og genotypernes rangorden for samme egenskaber ændres ikke mellem år. Egenskaber som frøskalsandel afhænger af frøstørrelsen (P<0,001), men det gør proteinkoncentrationen til gengæld ikke (P<0,001).

 

1. Vægt, andel frøskal og beregnet frøskalstykkelse

Frøstørrelse og andel frøskal varierede mellem genotyper.

I de 27 genotyper måltes en gennemsnitlig frøvægt varierende fra 52 mg til 226 mg. Frøskalsandelen i genotyperne varierer fra 19% til 29% eller 0,18 mm-0,30 mm i beregnet teoretisk frøskalstykkelse (tabel 5.1). Forskellen på genotyper i frøvægt frøskalsandel og frøskalstykkelse var signifikant (P<0,001). Den gennemsnitlige frøvægt var 154 mg, frøskalsproportionen 22,6% og teoretisk frøskalstykkelse 0,27 mm. De to genotyper af den såkaldte Lupinus opsianthus har de letteste frø. Den letteste genotype (L. opsianthus-1) har også en ekstra let frøskal som er lettere end andre genotypers frøskal proportionelt (tabel 5.1).



Frøskalsandelen formindskes signifikant (P<0,001) med forøget frøvægt. Alligevel er der blevet identificeret afvigere, med små frø og lav frøskalsandel, genotypen L. opsianthus-1. Trods dens lave gennemsnitlige frøvægt på 52 mg er frøskalsandelen kun 21,9 % og den beregnede frøskalstykkelse 0,18 mm. Havde den fulgt ligningen i graf 5.2 havde frøskalsandelen været på 31,8-34,3 %. Denne ligning har den bedste linie, et trediegrads polynomium, da den har højere R² end et andengrads polynomium og tredjegradskoefficienten er signifikant i en regressionsanalyse (tabel 5.3). Da frø ikke kun kan bestå af frøskal eller være helt uden, så drejer punktsværmen i begge ender (graf 5.1, graf 5.2).

Dog gør afvigerens tilstedeværelse forskel på hvorvidt andengrads ligningen eller tredjegradsligningen bedst beskriver punktsværmen (tabel 5.2 og tabel 5.3). Tredjegrads polynomiet passer bedst hvis afvigeren ekskluderes (tabel 5.3).

Tabel 5.2.	Variansanalyse af frøskalsandel mod frøvægt med afvigeren L. opsianthus-1 inkluderet
Parameter			df		ms		P
Frøvægt (FV)			1		2691,3		<0,001
FV*FV			1		124,88		<0,001
FV*FV*FV			1		5,9074		0,1608
Error			1097		3,0001
Ikke signifikant = P>0,05 Højt signifikant= P<0,001

Tabel 5.3.	Variansanalyse af frøskalsandel mod frøvægt med afvigeren L. opsianthus-1 ekskluderet
Parameter			df		ms		P
Frøvægt (FV)			1		2854,2		<0,001
FV*FV			1		301,84		<0,001
FV*FV*FV			1		257,87		<0,001
Error			1088		2,4728
Ikke signifikant = P>0,05 Højt signifikant= P<0,001



Graf 5.1.



Graf 5.2.

Frøskalstykkelse er beregnet ved at antage at der er den samme massedensitet i frøskal og kerne, og at frøene er kugleformede. Ved at se på den teoretiske frøskalstykkelse kan frøskallen vurderes uden at frøets størrelse har så stor effekt som den har når det angår frøskalsandelen.

Hvis der ses på resultatet rettet for kugleeffekten (større volumen proportionelt inde i en stor kugle, end i en lille kugle), er teoretisk frøskal mere stabil mellem forskellige frøstørrelser i genotyper når der ses på den bedste linie for resultaterne, men dog svagt tendens til øget frøskalstykkelse når frøene er større. Hvis afvigeren L. opsianthus-1 ekskluderes gælder tredjegradsligningen for resultatet, men hvis den er inkluderet så er det en lige linie som er den bedste. Liniens stigning er meget svag R²=0,14, når tredjegradsligningen tages i betragtning (tabel 5.4, tabel 5.5, graf 5.3 og graf 5.4).

Tabel 5.4.	Variansanalyse af teoretisk frøskalstykkelse mod frøvægt med afvigeren L. opsianthus-1 inkluderet
Parameter			df			ms			P
Frøvægt (FV)		1			0,0650			<0,001
FV*FV		1			0,0003			0,3684
FV*FV*FV		1			<0,0001			0,7559
Error		1097			<0,0001
Ikke signifikant = P>0,05 Højt signifikant= P<0,001

Tabel 5.5.	Variansanalyse af teoretisk frøskalstykkelse mod frøvægt med afvigeren L. opsianthus-1 ekskluderet
Parameter			df			ms			P
Frøvægt (FV)		1			0,0424			<0,001
FV*FV		1			0,0042			<0,001
FV*FV*FV		1			0,0265			<0,001
Error		1088			0,0004
Ikke signifikant = P>0,05 Højt signifikant= P<0,001



Graf 5.3.



Graf 5.4.

Afvigeren L. opsianthus-1 ville have en beregnet teoretisk frøskalstykkelse på 0,33 mm i stedet for 0,18 mm (graf 5.3, tabel 5.1) hvis den havde fulgt tredjegrads ligningen på graf 5.4.

Når resultater for to år sammenlignes, viser det sig at egenskaberne bliver ved med at være forskellige mellem genotyper. Frøegenskabernes rangorden er stadigvæk stort set den samme selvom årenes vækstbetingelser har været forskellige.

For 11 genotyper ud af de 27 testede blev der samlet materiale både fra høståret 1999 og 2000. Der er i alle tilfælde høstet tungere frø i gennemsnit i høstår 2000, hvilket antyder at forholdene ved dyrkning i det år har været bedre end i det foregående (graf 5.5).



Graf 5.5.

Resultater fra disse to år giver et billede af at frøvægten indenfor genotype mellem år er signifikant forskellig hos 9 af 11 genotyper med 95% sikkerhed (tabel 5.6).

 

Tabel 5.6.	Gennemsnitlig frøvægt* i år 1999 og 2000 af 11 genotyper
Genotype (linie nummer)		*1999 (mg)	*2000 (mg)	Forskel (mg)	Signifikans (P)
1		218,8	225,6	+6,82	0,263
2		194,7	205,8	+11,15	0,044
3		181,8	212,9	+31,06	<0,001
5		174,9	195,3	+20,30	<0,001
6		183,4	183,9	+0,51	0,875
9		133,8	161,0	+27,22	<0,001
10		110,9	169,3	+58,27	<0,001
11		118,9	153,6	+34,61	<0,001
15		97,8	114,7	+16,95	<0,001
16		93,9	109,3	+15,44	<0,001
17		90,1	107,8	+17,65	<0,001
Ikke signifikant = P>0,05 Højt sign. P<0,001

Af de 11 genotypers procentvis frøskalsandel er der signifikant forskel indenfor genotype mellem år hos ni genotyper, med 95% sikkerhed (tabel 5.7).

Tabel 5.7. Gennemsnitlig frøskalsandel (%)* i år 1999 og 2000 fra 11 genotyper
Genotype (linie nummer)	*1999 (%)	*2000 (%)	Forskel (%)	Signifikans (P)
1	22,2	18,9	-3,30	<0,001
2	21,6	22,1	+0,50	0,051
3	21,1	20,4	-0,70	0,034
5	22,5	20,8	-1,70	<0,001
6	21,2	21,3	+0,10	0,501
9	23,8	22,7	-1,10	<0,001
10	23,8	20,6	-3,20	<0,001
11	22,5	20,9	-1,60	<0,001
15	23,6	22,5	-1,10	0,002
16	28,7	27,2	-1,50	0,008
17	26,8	25,4	-1,40	<0,001
Ikke signifikant = P>0,05 Højt signifikant= P<0,001

Udregnes variansanalyse på teoretisk frøskalstykkelse i millimeter viser resultaterne med 95% sikkerhed, at der ikke er nogen signifikant forskel mellem år (tabel 5.8).

Når der analyseres for varians indenfor genotyper mellem år, så er der ikke nogen signifikant forskel i otte ud af 11 genotyper (tabel 5.9)

 

Tabel 5.8.	Gennemsnitlig teoretisk frøskalstykkelse (mm)* af 11 genotyper i år 1999 og 2000
Genotype (linie nummer)		*1999 (mm)	*2000 (mm)	Forskel (mm)	Signifikans (P)
1		0,300	0,254	-0,046	0,642
2		0,280	0,292	+0,012
3		0,265	0,270	+0,005
5		0,281	0,269	-0,012
6		0,268	0,270	+0,002
9		0,275	0,278	+0,003
10		0,258	0,254	-0,004
11		0,248	0,250	+0,002
15		0,244	0,245	+0,001
16		0,300	0,298	-0,002
17		0,273	0,275	+0,002
Ikke signifikant = P>0,05 Højt signifikant= P<0,001

Tabel 5.9.	Gennemsnitlig teoretisk frøskalstykkelse år (mm)* af 11 genotyper i år 1999 og 2000 testet for signifikans mellem år indenfor genotyper
Genotype (linie nummer)		*1999 (mm)	*2000 (mm)	Forskel (mm)	Signifikans (P)
1		0,300	0,254	-0,046	<0,001
2		0,280	0,292	+0,012	<0,001
3		0,265	0,270	+0,005	0,135
5		0,281	0,269	-0,012	<0,001
6		0,268	0,270	+0,002	0,344
9		0,275	0,278	+0,003	0,256
10		0,258	0,254	-0,004	0,261
11		0,248	0,250	+0,002	0,474
15		0,244	0,245	+0,001	0,727
16		0,300	0,298	-0,002	0,595
17		0,273	0,275	+0,002	0,660
Ikke signifikant = P>0,05 Højt signifikant= P<0,001

Ved at se på de 11 genotypers resultater fra år 1999 og 2000, og hvordan disse egenskaber rangeres fra højværdi til lavværdi, genotyperne imellem, ser det ud som om der i hovedtræk er en ensartet rangorden mellem år i egenskaberne frøvægt, andel frøskal og teoretisk frøskalstykkelse (Tabel 5.10)

 

Tabel 5.10.	Rangorden af 11 genotyper smalbladet lupin i årene 1999 og 2000, hvor nummer 1 har det højeste gennemsnits værdi og nummer 11 det laveste
Frøvægt				Frøskalsandel				Teoretisk frøskalstykkelse
Gennemsnit	99	00		Gennemsnit	99	00		Gennemsnit	99	00
1	1	1		1	1	1		1	1	1
2	2	3		2	2	2		2	4	2
3	5	2		3	3	3		3	2	3
4	3	4		4	5	4		4	3	6
5	4	5		5	4	6		5	5	5
6	6	7		6	7	9		6	6	7
7	8	6		7	8	7		7	7	8
8	7	8		8	11	8		8	8	4
9	9	9		9	6	5		9	9	9
10	10	10		10	9	10		10	10	10
11	11	11		11	10	11		11	11	11

 

2. Proteinkoncentration

Proteinkoncentration i frøene, er meget varierende mellem genotyper (P<0,001). Den er også forskellig mellem frødele, kernen er meget proteinrig og skallerne proteinfattige.

Proteinindholdet i hele frø varierer fra 31% til 44%. Råproteinindholdet i frøskallen er lavt og varierer fra 2,2% til 5,7%, og i kernen varierer den fra 41% til 56% (tabel 5.1). Gennemsnitsværdierne er 37,2% råprotein i hele frø, 47,1% i kerne og 3,17% i frøskallerne. Genotype 16 har den højeste råproteinkoncentration i frøkernen og genotype 1 har det højeste råproteinværdi i hele frø (tabel 5.1).

Resultater fra tre gentagelser af råproteinanalysen for kerner fra de 27 genotyper blev undersøgt. Der var ikke stor forskel på standard error målt i proteinkoncentration mellem gentagelser (tabel 5.1), og høj signifikant forskel mellem genotyper (P<0,001).

Proteinkoncentrationen i kernen ser ikke ud til at være forbundet med frøstørrelse, da både små- og storfrøede genotyper med høj andel råprotein i kernen blev identificeret (graf 5.6).

Korrelationen er negativ på –0,01, eller nærmest 0

Regressionsanalyse viser at ligningen ved en lige linie bedst beskriver resultaterne (P<0,001).



Graf 5.6.

Genotyper som har høj andel råprotein i skaller har også høj andel råprotein i kernen (graf 5.7). Korrelationen mellem de to egenskaber viser sig at være positiv på 0,54.

Regressionsanalyse viser at ligningen ved en lige linie gælder for resultaterne. P<0,001 signifikant ved 95% sikkerhed og R² er 0,29. Graf 5.7.

Når der ses på proteinkoncentrationen i de genotyper der blev analyseret for proteinindhold i to forskellige år, giver det ikke en betydelig forskel mellem årene (graf 5.8).

Forskellen i gennemsnitlig råproteinandel i kerne var ikke signifikant hos syv ud af 11 genotyper mellem årene 1999 og 2000 (tabel 5.11)

Graf 5.8.

Tabel 5.11. Råproteinkoncentration (%) af 11 genotyper i år 1999 og 2000
Genotype (linie nummer)	*1999 (%)	*2000 (%)	Forskel (%)	Signifikans (P)
1	53,78	50,24	-3,54	0,0014
2	46,06	44,68	-1,38	0,10
3	44,80	45,72	+0,92	0,51
5	46,42	47,24	+0,82	0,074
6	47,47	47,22	-0,25	0,39
9	45,72	45,91	+0,19	0,79
10	49,25	46,96	-2,29	0,076
11	47,85	46,41	-1,44	<0,001
15	46,92	50,28	+3,36	<0,001
16	55,70	52,79	-2,91	0,0077
17	44,58	44,15	-0,43	0,55
Ikke signifikant = P>0,05 Højt sign. P<0,001

Rangordenen mellem genotyperne holdes ligeledes stort set ens mellem år, når der ses på gennemsnitlige proteinkoncentrationer i kerner, i de 11 genotyper hvor der er data fra høstårene 1999 og 2000 (tabel 5.12).

Tabel 5.12.	Rangorden af proteinkoncentration i kerne hos 11 genotyper smalbladet lupin i årene 1999 og 2000 (nummer et har den højeste koncentration i gennemsnit og nummer 11 den laveste)
Gennemsnit	1999	2000
1	1	1
2	2	3
3	4	2
4	6	7
5	5	5
6	3	4
7	7	6
8	9	8
9	8	10
10	10	9
11	11	11

 

3. Teoretisk elite frø

Når eftertragtede egenskaber fra genotyper 1, 16 og L. opsianthus-1 kombineres i en teoretisk genotype, fås et bedre billede af de muligheder der ligger i genotyperne end når man ser dem hver for sig. Egenskaberne stort frø som genotype 1, høj proteinkoncentration i kerne som genotype 16 og tynd frøskal som L. opsianthus-1 giver samlet et teoretisk elite frø som vejer 223 mg, har 14% frøskal, 54% råprotein i kerne og 47% råprotein i helt frø (Diagram 5.1).

Diagram 5.1. Eftertragtede egenskaber kombineret i en teoretisk elite genotype



2. Resultater for undersøgelse af bælg/frø/frøskalsproportioner i bælge

I en genotype af smalbladet lupin med 1-7 frøanlæg i bælge, er der sammenhæng mellem antal frøanlæg og frøstørrelse (P<0,001). Til gengæld er forskellen mellem bælge med forskelligt antal frøanlæg ikke stor, når frøvægtens procentdel af bælgvægten undersøges. Frøskalstykkelsen har lignende gennemsnit på tværs af frøvægt, men er dog meget svagt stigende når frøvægten er højere.

 

1. Bælg- og frøvægt samt frø/bælg proportioner

I en genotype blev bælge med forskelligt frøantal undersøgt for frøvægt, frøskalstykkelse og frøandel i bælg. Den gennemsnitlige frøvægt varierer fra 127 til 153,7 mg mellem størrelseskategorier af bælge. Frøvægten stiger med antallet af frø per bælg. Frøandelen af bælgen varierer fra at være 59,5% i de mindste bælge, til at være 68,8% i de største med 7 frøanlæg. Den første kategori med ét frøanlæg i bælg skiller sig dog tydeligt ud hvad dette angår, forskellen mellem de større bælge med flere anlæg er ikke stor og afviger kun begrænset fra 68% (67,7%-68,8% i frøbælgskategorierne hvor der er 3-7 frøanlæg i bælg). Kerneandelen af bælgens totale vægt, i forhold til skaller og bælgvægge varierer fra 45,5% i den mindste kategori til 52,3% i den største, som det ses i en tabel med grundoplysninger (Tabel 5.13).

Tabel 5.13.	Grundoplysninger fra bælgundersøgelse i 1 genotype med 1-7 frøanlæg i bælge
Antal frøanlæg	Frøvægt (hele frø) (mg)	SE	Bælg- vægt (mg)	SE	Frøvægt andel af total bælgvægt (%)	SE	Kernevægt andel af total bælgvægt %	SE
1	128	38.9	86	21.8	59.5	4.51	54.5	4.17
2	127	22.0	133	16.8	65.4	2.63	51.3	2.93
3	142	22.9	201	39.2	68.0	1.96	48.1	1.93
4	140	17.9	264	28.1	67.8	2.14	49.3	2.35
5	150	13.0	349	38.7	67.7	1.64	50.2	1.61
6	154	16.3	428	82.8	68.1	2.86	50.1	2.86
7	153	14.7	479	48.8	68.8	2.19	47.7	2.16
Gennemsnit	142		277		66.5		50.2

Frøene er tungere, og dermed større, når bælgene har flere frøanlæg. Variansanalyse af frøvægt mod antal frøanlæg i frøbælgen antyder at der med 95% sikkerhed er en signifikant (P<0,001) men svag stigning i frøvægt, i de bælge hvor der er flere frøanlæg og der med flere frø (R²=0,19).

Den mindste kategori, hvor der kun er et frø i bælgen, ser forskellig ud i forhold til de andre kategorier, hvad spredning i størrelse angår (graf 5.9).

Graf 5.9.

Der er signifikant forskel (P<0,001) på frøandelen i mellem bælge med forskelligt antal frøanlæg i bælgene, og det skyldes ikke den højere frøvægt i de større bælge, da der blev korrigeret for dette (tabel 5.14).

Tabel 5.14.	Variansanalyse af frøandel i bælg, hvor frøvægtens del af forklaringen er elimineret.
Parameter		df			ms			P
Kovariat (frøvægt)	1			252			<0,001
Frø/Bælg (FB)	1			251,8			<0,001
FB*FB	1			177,6			<0,001
Error	74			8,01

Ikke signifikant = P>0,05 Højt signifikant= P<0,001

Frøvægtandel af bælgvægt, hvor alle bælgkategorier er med, viser en krum stigende linie beskriver resultaterne bedst R²=0,501 (P<0,001) (graf 5.10).

I betragtning af at bælgene i den første kategori blev observeret til at have strukturforskelle i bælgene, blev frøbælgkategorien med ét frøanlæg fjernet, og en ny linie tegnet (graf 5.11). Regression af de resterende bælgkategorier, med 2-7 frøanlæg i bælg, viser at linien nu er ret. Regressionsanalyse viser at en ret linie kan beskrive resultaterne (P=0,004, 95% sikkerhed, R²=0,11), og at frøandelsstigningen nu er meget svag med stigende antal frø per bælg.

Hvis man vælger at fjerne den næste kategori, så bælgkategorier med 3-7 frøanlæg i bælg er tilbage (med det argument at frøbælge med kun to frø i bælg ikke er en ønsket egenskab hos smalbladet lupin) bliver linien nærmest lige (R²=0,03), det vil sige uden at beskrive en stigning i frøandelen i frøbælgen (graf 5.12). Der er ikke en signifikant linie der beskriver resultaterne, hverken krum (P=0,331, 95% sikkerhed) eller lige (P=0,401, 95% sikkerhed).

Graf 5.10.

Graf 5.11.

Graf 5.12.

2. Frøskalstykkelse i frø på tværs af bælgkategorier

Der ser ud til at være stort set den samme gennemsnitlige frøskalstykkelse i de tunge frø som de lette, indenfor denne genotype, når der ses på teoretisk frøskalstykkelse. Der er kun meget svagt stigende teoretisk frøskalstykkelse når frøene er større. Den bedste linie hælder 0,071 (R²) eller er næsten 0 (graf 5.13). Denne linie er signifikant med 95% sikkerhed (P<0,001).

Graf 5.13.

4. Diskussion og konklusion

Frøskalsandel, proteinkoncentration og frøvægt i 27 genotyper smalbladet lupin blev vejet, målt og beregnet for dette projekt, samt frøskalsandel og frøvægts proportioner i frøbælge af forskellige størrelser i én genotype af smalbladet lupin. I det nedenstående bliver de vigtigste resultater diskuteret i to hovedafsnit, i henhold til problemformuleringen (kapitel 1) og litteratur (kapitel 2 og 3). Første hovedafsnit, er for de 27 genotypers frøskals/kerne forhold, proteinindhold og et beregnet elite frø. Det andet hovedafsnit er for de frø/bælg og frøskal/kerne proportioner der eksisterer i 7 forskellige bælgstørrelser indenfor en genotype smalbladet lupin.

1. Frøvægt, frøskalsandel og proteinkoncentration i 27 genotyper smalbladet lupin, samt et teoretisk elite frø.

Udfra dette forsøg kan man sige at der er forskel på frøvægten og proteinkoncentrationen genotyperne imellem og der er forskel mellem genotyper hvad frøskalsandelen og tykkelse angår.

Frøskalsandelen er afhængig af frøvægten i høj grad, men den teoretiske frøskalstykkelse er kun meget svagt afhængig af frøvægten sorterne imellem og indenfor en sort.

Råproteinkoncentrationen i kerner er ikke afhængig af frøvægten og egenskaben høj proteinkoncentration i kerne kan skjules af en tyk frøskal når proteinkoncentrationen udregnes for hele frø.

Der er stort set ingen årsforskel på frøstørrelse frøskalsandel og proteinkoncentration i genotyperne når der fokuseres på rangordenen af genotyperne indenfor disse egenskaber.

Ved en teoretisk kombinering af nogle top egenskaber der allerede eksisterer i genotyper af smalbladet lupin, kan der laves et frø som er bedre end de sorter som eksisterer på nuværende tidspunkt.

1. Genotype/års variation

Når de data som blev samlet fra to år bliver undersøgt, så kan man se, at der var forskel på vækstsæsoner, eller en anden påvirkning, som gør at frø fra år 2000 i alle tilfælde er tungere end dem fra samme genotyper i år 1999 (graf 5.5). Dog er det i hovedtræk muligt at se på egenskaberne frøvægt, frøskalsandel og frøskalstykkelse, og man kan se, at med få undtagelser er rangordenen den samme (tabel 5.10). Store frø er store og små frø små, selvom året generelt har givet større frø, som betyder at egenskaben er genetisk men at der er årsforskel (tabel 5.6) på hvor meget den præsenteres på grund af ydre effekter dvs. hvor tunge frøene er fra år til år for eksempel.

Den teoretiske frøskalstykkelse er, til forskel fra frøskalsandelen som er afhængig af vægten, ikke signifikant forskellig mellem år 2000 og 1999 (tabel 5.7, tabel 5.8 og tabel 5.9), som indikerer at frøskalstykkelse er en stærk genetisk forklaret egenskab, som omgivelserne ikke påvirker så meget som de påvirker frøvægten. Denne egenskab kan derfor være god at beregne for de genotyper som man har interesse for i avl, således at der kunne opnås hurtigere fremskridt da der muligvis ikke behøves data fra flere års gentagelser, når egenskaben vurderes.

Proteinkoncentrationen var ikke forskellig mellem år hos de fleste genotyper (graf 5.8, tabel 5.11). Denne egenskab er så sandsynligvis i mindre grad påvirkelig af omgivelserne end for eksempel frøvægten. Det samme må siges om rangordenen mellem genotyperne, den ændres i det store ikke mellem årene. Genotyper med høj proteinkoncentration har det også året efter, og samme kan man sige om dem med lav proteinkoncentration (tabel 5.12).

Resultaterne understøtter den påstand at effekten af lokalitet og år er minimale og giver anledning til at kun lav spredning af steder og antal år kræves til at estimere genotypernes rangorden efter frøskalstykkelse (Clements et al., 2002) og udvider samtidigt denne påstand til at gælde for rangordenen af egenskaberne frøvægt og frøskalsandel, samt proteinindhold.

2. Frøvægt og frøskal

I de 27 genotypers kvalitetsegenskaber frøvægt og andel frøskal er der en betydelig variation over genotyperne, som forventet (Cowling et al., 1998 a). Variationen over genotyperne er også betydelig når der gælder den beregnede teoretiske frøskalstykkelse (tabel 5.1).

Forskellen på frøvægt, frøskalsandel og teoretisk frøskalstykkelse, mellem genotyper er også signifikant tilstede.

En genotype viste sig at skille sig ud fra de andre på to forskellige måder, i frøstørrelsen og frøskalsandelen. Denne genotype L. opsianthus-1 burde ifølge en ligning lavet på basis af de øvrige 26 genotyper have haft en af de største frøskalsandele, men ser ud til at have en af de mindste (graf 5.1, 5.2). Der bør tages i betragtning at på grund af mangel af materiale af denne genotype bygger resultaterne af den på kun ni individuelle frø mens de fleste andre genotyper har N=30. De ni frø er dog meget ens, og forskellene frøene imellem indenfor genotyper er lille sammenlignet med mellem genotyper (graf 5.1).

Det lille materiale, der ligger bag resultatet gør konklusionen svagere, men giver alligevel den forestilling at der er stærke sandsynligheder for at finde genotyper blandt de mindre traditionelle, der har interessante egenskaber som kunne være af fordel for brug i krydsninger med andre sorter, for eksempel storfrøede sorter i L. opsianthus-1 tilfælde.

Man kan teoretisk forstille sig at den lette frøskal på afvigeren L. opsianthus-1, kunne være anderledes opbygget end hos de øvrige genotyper i projektet. Der er andre der har observeret, at der kan være forskel på tykkelsen af palisadelaget i frøskallen, samt antal parenchyma lag (Petrova, 2002).

Frøskalstykkelsen, set over alle genotyper, beregnet på basis af frøvægten og kernevægten, stiger kun meget svagt som frøene bliver større (graf 5.3 og graf 5.4; tabel 5.4 og tabel 5.5), hvorimod frøskalsandelen falder betydeligt (graf 5.1 og graf 5.2; tabel 5.2 og 5.3). Det at frøskalstykkelsen stiger svagt, kunne forklares ved at frøenes kugleform, som er brugt til grundlag for udregningen, ikke er helt kuglerund i virkeligheden, og de større frø måske lidt fladere end de små frø. Men det kunne også faktisk være at frøskallen er tykkere i de store frø. Denne svage forskel i beregnet frøskalstykkelse gælder også indenfor en genotype som fremkommer i afsnittet om bælgkvalitet her forneden. Det er alligevel sådan at frøskallen har en tykkelse som karakteriserer genotypen, som ses meget godt på hvordan tykkelsen holder samme rangorden mellem genotyper mellem år (tabel 5.10) foruden at være signifikant forskellig mellem genotyper.

En teoretisk frøskalstykkelse kan efter min mening hjælpe til at få øje på egenskaber der kunne være skjult af frøenes størrelse. Tynd frøskal i en småfrøet genotype kan muligvis overses på grund af frøskallens proportionelle vægt ved frøvægten. For det modsatte, tyk frøskal, så kunne den også skjules, når det gælder en storfrøet genotype, hvor frøskallens vægt er proportionelt let i forhold til frøvægten.

3. Protein

Proteinkoncentrationen i frøkerner har en stor variation fra 41-56% (tabel 5.1), den ser ikke ud til at følge med frøvægten (graf 5.6). Dette er vigtigt, da der kunne have været et tegn på en udtynding i de større kerner, men det ser ikke ud til at være tilfældet udfra det materiale der her blev undersøgt.

Hvad proteinkoncentration i hele frø gælder, er den også stor og giver i nogle tilfælde over 40% proteinindhold (tabel 5.1) som er i overensstemmelse med hvad forskere har fundet i nye linier i Rusland (Ageeva, 2002).

Frøskallerne har meget lavt proteinindhold (tabel 5.1), men skallerne fra de genotyper som har høj proteinkoncentration i kerne, har også en højere proteinkoncentration i frøskal sammenlignet med de andre (tabel 5.11). Det kunne dog skyldes måden man afskaller frøene på, at en lille fraktion af frøkernenes protein smittede af til skallerne. Men her synes det dog sandsynligt at der er højere proteinkoncentration i skaller af kerner med høj proteinkoncentration, fordi man kun ser de højere værdier i de frøskaller der kommer fra de proteinrige kerner (tabel 5.1). Hvis det skyldtes metoden, ville man forstille sig at der ville være mere uregelmæssighed og nogen gange høj proteinkoncentration i skaller hvor der er lavt værdi i kerne, men det ser ikke ud til at være tilfældet.

Der kunne også tænkes at de fragmenter af udvidede skrå celler mellem frøskal og kerne, rester af næringslag der adskilte kerne og frøskal, som nævnt af Petrova (2002), har højere proteinkoncentration i frø med højt kerneprotein og resulterer derfor i højere proteinindhold i frøskallerne af disse genotyper.

4. Praktisk anvendelse

For landmanden er det stadigvæk vigtigst at få lupinernes frøskalsandel procentvis efter vægt og proteinkoncentrationen procentvis af hele frø.

De sædvanlige måder at præsentere frøskal og proteinkoncentration gælder derfor stadigvæk, når lupinerne vurderes som foderafgrøde direkte, da de individuelle genotypers egenskaber ikke er vigtige i den sammenhænge. Det er kun planteforædlere som kunne få gavn af at få genotyperne vurderet med teoretisk frøskalstykkelse og proteinkoncentration i kerne og skaller separat.

5. Forædling

Der ser ud til at være den bredde mellem genotyper i de målte egenskaber frøvægt, frøskalsandel og proteinkoncentration, at der burde være mange udviklingsmuligheder ved krydsninger af de forskellige genotyper. Et forsøg på at antyde, hvor meget det kunne være muligt at ændre frøene hos smalbladet lupin ved fremavl, blev lavet ved at beregne et teoretisk elite frø hvor nogle genotypers egenskaber af høj kvalitet blev sat sammen (diagram 5.1). På den måde kunne man sætte et fremtidsmål at gå efter. De forskelle i egenskaberne der allerede eksisterer i genotyperne separat (tabel 5.1), ser ud til at kunne give en genotype, der er bedre end de genotyper som typisk eksisterer nu, så der kunne være meget at komme efter. Dog kan man ikke med sikkerhed sige at ved at lave større frø for eksempel, ville det give en bedre høstindeks, da planterne af storfrøede genotyper, ifølge Huyghe (1989), har øget tendens til at smide flere bælge end de som har lettere frø. Landmanden kunne også blive nødt til at give højere pris for såsæd når hvert enkelt frø vejer mere. En tyndskallet mellemstørrelse kunne derfor måske være at fortrække.

Genotyper med stor frøskalsandel og tyk teoretisk frøskalstykkelse kan besidde egenskaben høj proteinkoncentration i kernen, uden at det detekteres. Der vil sige, hvis der kun ses på proteinkoncentration i hele frø, som traditionen byder, kan der skjules et godt krydsningsmateriale på grund af frøskallens fortyndende effekt på proteinkoncentrationen. Dette kunne være til gene når der til avl søges efter genotyper med den specifikke egenskab høj proteinkoncentration.

Genotype 16 har en gennemsnitlig proteinkoncentration på 38,5% i hele frøet. Alligevel, er protein-koncentrationen i kernen den højeste blandt de undersøgte genotyper, 54,3% i gennemsnit. Dette skyldes den høje frøskalsandel i denne genotype, 27,8%, som skjuler dens høje proteinindhold i kernen, når proteinindholdet angives for hele frø (Tabel 5.1).

 

2. Bælg/frø- og frøskalsproportioner i bælge af forskellig størrelse, fra en genotype smalbladet lupin

Frøvægt procenten i hele bælgvægten ser ud til at øges når frøbælgen har flere frøanlæg.

Frøene i de store bælge ser ud til at være større.

Frøandelen i frøbælgens vægt er voksende under alle omstændigheder, mellem bælgkategorier, men i mellem de større bælgkategorier (3-7 frøanlæg) er der betydelig mindre forskel end når de mindre bælgkategorier tages med i betragtning.

Frøskalstykkelsen er meget svagt stigende når frøene er større indenfor denne sort på tværs af frøbælgskategorier.

1. Frøvægt og frøandel i bælge

Når grundoplysningerne fra denne del af projektet observeres, ser det ud til at frøene i de større bælgkategorier er tungere end frøene i de kategorier hvor der er få frø i bælge (tabel 5.13). Dette er i overensstemmelse med hvad har været observeret før (Lush et al., 1980; Lagunes-Espinoza et al., 1999 b), da de mindre frøbælge er tungere i forhold til frøene (tabel 5.13, tabel 5.14) og derved tykkere, og tykke bælgvægge tager mere næring til sig på bekostning af frøstørrelsen (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b).

Det kan tydeligt ses at den første kategori bælge, hvor der kun er et frø i bælgene, er anderledes end de andre kategorier. Der er betydelig mere variation i frøvægt indenfor den gruppe og standarddeviation er 21,8 mg, hvor den næste kategori har mere end ti gram lavere deviation. Der er også en forholdsvis stor spredning indenfor de to næste grupper, hvor der er to og tre frø i bælgen (tabel 5.13 og graf 5.9).

De vægtresultater der forekommer i de større bælgklasser var i overensstemmelse med de forhold fundet før, hvor 33% i frøbælgvægten bestod af bælgvægge og halvdelen af frøbælgvægten hos smalbladet lupin er bundet i bælgvægge og frøskaller (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b, Dracup et al., 1996). Forklaringen på hvorfor de mindre bælgkategorier har så stor bælgvægandel kunne være at de bælge har siddet på planter dårligere stillet næringsmæssigt for eksempel, da planterne regulerer frøene i bælgene under frøvæksten (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b). De små bælge med lav frøprocent der blev fundet er også i overensstemmelse med at der er blevet fundet negativt sammenhænge mellem andel frøbælgvæg og frøudbytte (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b).

2. Forædling

Hvis man ser bort fra de mindste frøbælgstørrelser, på grund af en formodning om at der er opbygningsmæssig forskel på bælgene, og på grund af det at der vil sandsynligvis ikke fokuseres på bælge af så små størrelser i avl, så ser frøvægtsforholdene anderledes ud i forhold til frøbælgsvægten (graf 5.10, graf 5.11 og graf 5.12).

Der er ikke stor forskel på frøenes andel i bælgen fra kategori 4-7 frøanlæg i bælg. Dette er interessant, fordi så kan man forstille sig, at der kan opnås større frø ved at dyrke genotyper med frørige bælge. Men hvorvidt planterne så har 5 eller 7 frø i bælg for eksempel, ikke gjorde den store forskel i høstindeks. Planter med lidt mindre frø og bælge kunne vise sig at have et større antal bælge tilbage ved høst end planter med mange store frø i bælg, på grund af øget afstødningsfare hos de storfrøede (Huyghe, 1989).

Frøhøsten af marken kunne således være lignende selvom frøene er færre i bælgene. Det er muligvis ikke så vigtigt at avle efter meget store frøbælge. Man skulle måske hellere fokusere på at lave planter med flere bælge, dog med mindst fire eller flere frø i bælg. Men der ind i kommer også diskussionen om de sorter der kun har bælge på en hovedstamme ("spike like"). Der er en forskel på bælge der sidder på sidegrene og på hovedstamme (Bélteky et al., 1984 (efter Barbacki (årtalsangivelse savnes))) selvom ikke alle er enige om hvor stor denne forskel er (Dracup et al., 1996). Og planter med sidegrene har på grund af skyggeeffekter, øget risiko for afstødning af bælge end de planter som ikke danner sidegrene (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b). Vil høstindeks så måske øges i "spike like" former af smalbladet lupin hvis der er flere frø i bælg da frøbælgene sidder på bladhjørnerne og der ikke er plads til mange bælge, men der er ikke øget fare for afstødning?

3. Frøskalstykkelse

Teoretisk frøskalstykkelse indenfor genotypen i dette afsnit, på tværs af bælgkategorier, ser ud til at være meget ens (R² 0,07, graf 5.13). Der er dog en meget svag stigning i den når frøene er større, enten på grund af at større frø faktisk har en tykkere frøskal, eller en mulig skævhed i beregningerne på grund af at frøene er ikke helt kugleformet som nævnt. Dette resultat giver dog en anledning til at formode at frøskalstykkelsen sandsynligvis er meget stabil indenfor genotyper, selvom bælgene er i forskellige størrelser. Ligeledes at den svage stigning i frøskalstykkelse ved øget frøvægt er relateret med frøstørrelse indenfor genotype og det derfor forventes ikke nødvendigvis egenskaben, tyk frøskal, hos en storfrøet genotype.

5. Perspektivering.

Efter at have lavet dette projekt, kan man med sikkerhed sige at der er meget arbejde at lave indenfor forædling af lupiner, selvom meget har ændret sig siden tresserne (Dovrat, 1989). Der er stadigvæk stor risiko ved dyrkning af de sorter som bruges her i Danmark i økologisk landbrug, og man kan derfor med glæde se på de muligheder, der ligger i sorter som ikke er ude på markedet endnu. Der er meget "byggemateriale" men arbejdet må forsættes og krydsninger laves. Forskelle indenfor en art er af det gode fordi de giver valgmuligheder til at lave planter til forskellige formål og dyrkningsområder. Hvis genotyperne havde mindre variation i mellem sig ville det betyde meget længere tid som det vil tage for at opnå de ønskede fremskridt da "byggemateriale" til nye sorter ville være meget begrænset. Det er også nødvendigt at måle egenskaberne på en måde så en egenskab ikke kan skjule en anden, og derved forsinke avlsarbejdet. Tyk frøskal kan for eksempel skjule en høj råproteinkoncentration i kernen, som nævnt.

Det næste skridt med dette forsøg ville være at lave flere observationer af de 27 genotyper for at få fjernet mere af omgivelseseffekterne. En mikroskopisk millimetermåling af den aktuelle frøskalstykkelse er også nødvendighed. Så kunne man sammenligne den, med den metode der her blev brugt ved udregning af teoretisk frøskalstykkelse, og få en parameter for hvor præcis den metode er, og måske et svar på, hvorfor der er en svag stigning i frøskalstykkelse i større frø indenfor en genotype.

Afvigeren L. opsianthus-1 bør klart undersøges nærmere og måske flere sorter af L. opsianthus, og dyrkes i større parceller, således at der kunne høstes flere frø og derved opnås mere sikkerhed i resultaterne. Ved at dyrke L. opsianthus-1 i flere gentagelser kunne man også finde ud af, hvorvidt den holder egenskaben tynd frøskal. Cellebygningen i frøskallen på L. opsianthus-1 er vigtigt at undersøge under mikroskop og se om den på nogen måde er anderledes end hos de øvrige genotyper.

Det bør også undersøges hvorvidt en tynd frøskal på nogen måde nedsætter plantens overlevelsesevne i marken ved starten af vækstsæsonen (Hill, 2002 personlig meddelelse). Der må ikke glemmes, at der er to sider af sagen, den tykke frøskal som smalbladet lupin har i dag, har måske vigtigere rolle i plantens levefase, end man har forstillet sig, og ved store ændringer på dens anatomi kunne den være mere modtagelig for sygdomme.

Der er også grundlag for at undersøge i hvilken grad tynd frøskal påvirker fremspiring, (Lush et al., 1980).

Der burde laves nye krydsninger med de genotyper som blev brugt i det beregnede elite frø, og der skulle sættes en større fokus på høstindeksen i kommende forsøg, hvor man kunne lede efter sammenhænge mellem frøstørrelser, kvalitet og procentdel frøvægt af hele plantens vægt, samt protein og olie forhold i bælge som kunne være negativt korrilerede (Cowling et al., 1998 a). Det ville også være interessant, at undersøge hvordan genotyper med store bælge holder på bælgene, i forhold til genotyper med mere moderate bælgstørrelser, og om hvorvidt der, som hos L. albus kunne være øget udbytte eftersom der er flere frø i bælg (Huyghe, 1989) eller om udbyttet i genotyper med tyndvæggede bælge er større (Lagunes-Espinoza et al., 1999 b), eller om der opnås større udbyttesikkerhed med storfrøede sorter, på grund af planternes egenskab til at lave større frø, hvis der dannes små bælge (som det ikke så ud til at være tilfældet i dette forsøg) (Huyghe, 1989). Desuden er det interessant at se på de samme genotyper med forskellige bælgstørrelser, under nærings- og lysmæssige konkurrenceforhold, enten med andre lupiner eller et normalt til stort ukrudtstryk.

Den bælgundersøgelse der blev lavet her kunne udvides med at tilføje til bælgkategorierne hvor de sad på planten, som kovariat, eller kun at vælge bælge fra hovedstamme eller "spike like" planter, til så vidt som muligt at eliminere denne forskel på bælgvægte.

At se på "spike like" sorter med flere frøanlæg i bælge og dets effekter på høstindeksen i forhold til høstindeksen af forgrenede sorter med mange frøanlæg i bælge er absolut nødvendigt.

Lige som det i dag er muligt at købe lupinsorter med forskellig forgrening til de forskellige dyrkningsformål og omgivelser, kunne man forstille sig at det i fremtiden vil være muligt at købe sorter med ekstra tynd frøskal til fodring af énmavede dyr såsom fjerkræ og fisk, hvor der kunne dyrkes anderledes sammensatte sorter til svin og drøvtyggere.



6. Litteraturliste

Hafdis Hauksdottir, Nikolai Kuptsov and Bjarne Joernsgaard

The Royal Veterinary and Agricultural University,

Agrovej 10, DK-2630 Taastrup, Copenhagen Denmark

hafdis@dsr.kvl.dk, bjo@kvl.dk

Differences in seed coat proportions and protein content were studied in 27 genotypes of narrow leafed lupin, varying in seed size.

The seed weight ranged from 52 mg to 226 mg. Protein content ranged from 31% to 44% in whole seed, 41% to 56% in nucleus and from 2.2% to 5.7% in seed coat. In general seed coat proportion deceased with increasing seed size, however, one small seeded genotype with low seed coat proportion was identified.

Protein concentration in seed does not seem to follow nucleus weight, and both small and big seeded genotypes with high protein concentration were identified.

Consequent breeding of bigger seeded, thin coated, genotypes with increased protein content seems possible.

Lupinus angustifolius, Lupinus opsianthus, seed coat proportion, protein.

Lupins have a thick seed coat compared to other grain legumes. This results in higher fibre content, which reduces the digestibility (McDonald et al 1995). Young mono gastric animals are especially affected by this (McDonald et al 1995). Improved nutritional value could therefore be expected by lowering seed coat proportion, as thinner seed coat results in lower crude fibre content of whole seed (Clements et al 2001).

The problem of thick seed coat in sweet lupin has been an identified issue at least since 1974, as better domesticated sweet lupins were emerging (Hove 1974; Cowling et al 1998). This problem is still relevant when seed coat proportion in narrow leafed lupin (Lupinus angustifolius, Lupinus opsianthus) is compared with seed coat proportion in other more traditional crops for example soya bean (Glycine max) and pea (Pisum sativum). The seed coat proportion in narrow leafed lupin is between 19% and 29%, while domesticated soya bean has 7% and pea has 10% (Lush et al 1980).

This study was carried out to investigate the variation in seed coat proportion and protein content in relation to seed size in narrow leafed lupins.

Twenty-five genotypes of Lupinus angustifolius and two genotypes of Lupinus opsianthus a synonym of L. angustifolius (Gladstones 1998) varying in seed size were investigated in this experiment.

The analysed seeds were harvested at The Royal Veterinary and Agricultural University Copenhagen in 1999 and 2000, except seeds of Bordako and Borweta, which were received from Germany.

For eleven of the genotypes, samples from the two years were investigated separately.

Thirty seeds from each sample were analysed, except for two genotypes where less seeds were available.

Eight of the genotypes are registered varieties; Tanjil, Wonga, Bordako, Borweta, Danja, Illyarie, Mirtan and Kalya, nineteen are lines in breeding research in Denmark.

Seeds were imbibed over night, the seed coat cut with a scalpel, and carefully removed. Each nucleus and seed coat was placed in a glass flask, dried 24 hours at 70ºC, weighed, and seed coat proportion calculated.

A theoretical seed coat thickness is calculated under the assumptions of equal mass density of seed coat and nucleus and a spherical shaped seed. The seed coat thickness is calculated as the difference between the radius of the whole seed and the radius of the nucleus.

The coats and nucleus from each genotype in each year were grinded in a coffee mill, dried 24 hours at 70ºC. Then 14 mg of each nucleus, and 50 mg of seed coat material was taken for N analysis.

Nitrogen content vas determined by the Dumas method (Jensen 1991). The analysis was repeated three times for the nucleus, and done once for the seed coat. Thereafter crude protein content was calculated by multiplying total N with 6.25 as known from the Kjeldahl method.

The seed weight ranges from 52 mg to 226 mg, and seed coat proportion from 19% to 29% in the investigated material. Average seed weight and seed coat proportion are 154 mg and 22.6%.

Seed coat proportion decreases with increasing seed size (table 1). Under the assumptions of equal mass density of seed coat and, nucleus, a spherical shaped seed and constant seed coat proportion will decrease inverse hyperbolically with increased seed size.

In the investigated material the observed reduction in seed coat proportion with increased size in average over genotypes is slightly less than expected under the above mentioned assumptions. Thus there appears to be a general but weak tendency for increased seed coat thickness with increasing seed size in the investigated material.

However, outliers with small seed and a low seed coat proportion are identified, e.g. the genotype L. opsianthus-1 (figure 1; table 1). Despite its low seed weight of 52 mg the seed coat proportion is only 21.9% and the calculated seed coat thickness 0.18 mm.

Protein content in whole seed ranges from 31% to 44%. The crude protein content in the seed coat is low and varies from 2.2% to 5.7%, and in the nucleus from 41% to 56%. Genotypes which have high seed coat protein concentrations also have high protein concentrations in nucleus (Table 1).

The protein concentration in the nucleus is not related to seed size and consequently both small and large seeded genotypes with high nucleus protein concentration are identified.

Genotype 16 has an average protein concentration of 38.5% in whole seed; however, the concentration in the nucleus is the highest among the investigated genotypes 54.3%. This is due to the very high seed coat proportion in this genotype 27.8%, which masks its high protein content when the protein analyses are performed on whole seeds (table 1).

Significant variation in seed size, protein concentration in nucelus and seed coat thickness is identified, for example the big sed of genotype 1, the protein content of genotype 16 and the thin seed coat of L. opsianthus-1 (table 1).

If their positive characteristics could be combined the theoretical seed produced could be a 225 mg seed with only 14% seed coat, 54% crude protein in nucleus and 47% crude protein in whole seed.

In comparison to the narrow leafed lupins acutally grown in practical farming this would be a significant improvement in quality.

The perspectives for further reductions in the seed coat proportion can be perspectivated by the excamples of wild and domesticated peas. In wild pea a seed coat proportion up to 27 % is found while the proportion in domesticated pea is around 10% (Lush et al 1980).

Clements, J. and M. Dracup. 2001. Lowering the seed hull proportion in narrow leafed lupin (L. angustifolius) p 293. IN: AEP (European Association for Grain Legume Research) (eds). Towards the sustainable production of healthy food, feed and novel products. Proc. of the 4^th European Conference on Grain Legumes, Cracow/Poland, 8-12 July, 2001. AEP, Paris, France. 2001.

Cowling, W.A., C. Huyghe and W. Swiecicki. 1998. Lupin Breeding. pp 93-120. IN: J.S. Gladstones, C. Atkins and J. Hamblin (eds.). Lupins as Crop plants, Biology, Production and Utilization. CAB International, Wallingford, UK, New York, USA.

Gladstones, J.S. 1998. Distribution, Origin, Taxonomy, History and Importance. pp 1-39. IN: J.S. Gladstones, C. Atkins and J. Hamblin (eds.). Lupins as Crop plants, Biology, Production and Utilization. CAB International, Wallingford, UK, New York, USA.

Hove, L.E. 1974. Composition and Protein Quality of Sweet Lupin Seed. Journal of the Science of Food and Agriculture 25: 851-859

Jensen, E.S. 1991 Evaluation of automated analysis of ¹⁵N and total N in plant material and soil. Plant and Soil 133:82-92

Lush, W.M. and L.T. Evans. 1980. The Seed Coats of Cowpeas and other Grain Legumes, Structure in relation to Function. Field Crops Research 3: 267-286

McDonald, P., R.A. Edwards, J.F.D. Greenhalgh and C.A. Morgan. 1995. Animal Nutrition, Fifth Edition. 605 p. Ch. 23. Protein concentrates. pp 511-543. Longman Scientific & Technical. Essex, UK