Bekæmpelsesmiddelforskning fra Miljøstyrelsen, 87 – Adskillelse af effekter af herbicider og kvælstof på vegetation og leddyr i hegn og græslandsvegetation

Adskillelse af effekter af herbicider og kvælstof på vegetation og leddyr i hegn og græslandsvegetation

Sammenfatning

Denne projektrapport omhandler 2 års undersøgelser af vegetation og leddyrfauna i løvtræshegn på økologiske og konventionelle landbrug. Endvidere afrapporteres 3 års undersøgelser af effekter af glyphosatafdrift og simuleret ammoniaktilførsel på en eksperimentel vegetation og de tilhørende leddyr. Formålet med projektet var at dokumentere og kvantificere separate og kombinerede effekter af glyphosat og kvælstof på vegetation og leddyrsfauna på en eksperimentel vegetation og relatere dette til de faktiske forhold i marknære biotoper i agerlandet.

Undersøgelsen af hegn blev gennemført i 2001 på sandede jorder vest for israndslinien og i 2002 på lerede jorder nord og øst for israndslinien. I alt blev 56 hegn udvalgt ud fra en række fælles kriterier for at få så ensartede hegn som muligt med en ideel alder på 10-15 år og med marker i omdrift på begge sider. Halvdelen af hegnene var på bedrifter, der har været drevet økologisk i mindst 10 år og den anden halvdel på tilsvarende konventionelle. Undersøgelsen på sandjord sammenlignede hegnenes fodpose (lysåben stribe vegetation mellem træer og mark) med felter centralt i hegnet, mens undersøgelsen på lerjord fokuserede på fodposerne. Planternes frekvens blev registreret og leddyr blev samtidigt indsamlet med en sugemaskine i de samme felter. Derudover blev der indsamlet og analyseret jordprøver på såvel fysiske som kemiske karakteristika i alle felter.

Den eksperimentelle vegetation blev etableret i 2001 på sandjord efter dybdepløjning og blev sammensat af i alt 30 arter med forskellige funktionelle egenskaber. Arternes forekomst i hegn, spiringsevne og frøtilgængelighed var yderligere kriterier. Der blev etableret 10 gentagelser af 12 unikke behandlinger i felter á 49m², som var alle kombinationer af 0, 25 og 100 kg kvælstof/ha med 0, 1, 5 og 25 % af markdosis af glyphosat. Felterne fik endvidere tilført fosfor, kalium, svovl og kobber. Vegetationen blev registreret og leddyr blev indsamlet årligt i juli/august med samme metoder som i hegnet. Fysiske jordkarakteristika blev indsamlet én gang og kemiske jorddata i år 2001 og 2003.

Hegnsundersøgelserne viste, at der var meget klare forskelle i artsdiversiteten af planter på de to driftsformer. Økologiske hegn på sandjord havde 34 % flere arter end tilsvarende konventionelle hegn og på lerjord 50 % flere arter. Forskellene fandtes i den lysåbne fodpose mellem hegn og mark. Der var flere mosser, flere arter der hører hjemme i halvnaturen (eng, mose), flere arter fra marker og ruderater i de økologiske hegn. Der var derimod færre konkurrence-strateger i de økologiske hegn. De økologiske hegn havde en række indikatorarter, hvoraf visse er i generel tilbagegang i agerlandet. Økologiske hegn kan således formentlig være bedre refugier i agerlandet for visse plantearter.

De herbivore leddyr fordelte sig generelt efter de samme variable som planterne i hegnene, og der var signifikante forskelle i artssammensætningen i økologiske og konventionelle hegn. Der kunne ikke påvises klare forskelle i tætheden og mangfoldigheden af leddyr mellem de to driftsformer på sandjord. Derimod var der signifikante forskelle mellem prøver taget inde i hegnet og prøver taget i fodposen, idet der var klart flere dyr i fodposen end midt i hegnet. På lerjorden var der dog signifikant flere arter af leddyr i de økologiske hegn (i gennemsnit 240 dyr fordelt på 31 arter pr. prøve af 0,9 m² mod 218 dyr fordelt på 17 arter pr. prøve i konventionelle hegn). Skimmelbillelarver og trips var langt de talrigeste, men også sommerfugle, cikader, visse tægearter, bladbiller, snudebillen Apion flavipes, rovbiller, mariehøns, glimmerbøsser (Meligethes) og voksne skimmelbiller forekom almindeligt. Især for snudebiller var de omgivende markers afgrøde (græsmark – øvrige afgrøder) og dyrkningsform vigtige variable, som ikke er totalt uafhængige, idet de økologiske brug havde flere hegn med græsmark som nabo end på de konventionelle.

Den eksperimentelle adskillelse af effekter af kvælstof og glyphosat gav signifikante, interagerende effekter på vegetationens totale biomasse, på førnemængden, på frekvensen af mosser og på artsdiversiteten. Herbicideffekten på biomassen øgedes med øget kvælstofniveau, og effekten af glyphosat viste sig meget forskellig på de udsåede arter. Konkurrence-(C-) og Ruderat- (R-) strateger gik især tilbage med øget N og herbicid, mens Stresstolerante (S-strateger) bedre kunne konkurrere. Fåresvingel (Festuca ovina) viste således tolerans over for glyphosat og dominerede biomassen af nøjsomhedsplanterne. Også mosserne (indvandrede arter) klarede sig tydeligt bedre ved 25 % glyphosat og højt kvælstofniveau end ved lavere doser glyphosat, hvor mosser klarede sig bedst ved lavt kvælstofniveau, fordi der blev plads til at kolonisere, når biomassen var kraftigt reduceret. Desværre var en del af de almindelige hegnsplanter (C- og R-strateger) som kvik, agertidsel, gråbynke og stor nælde ikke særligt veletablerede i den eksperimentelle vegetation. Derfor kan resultaterne ikke direkte overføres til hegnsvegetation.

Leddyrenes artsantal steg fra år 2001 til år 2002 og afspejlede vegetationens etablering. Der var dog kun signifikante interaktioner for enkelte grupper. I 2003 var der for frøtæger, blomstertæger, tæger ialt, store løbebiller, små rovbiller, skimmelbiller, antal dyr og antal taxa (arter eller grupper) en signifikant effekt af glyphosatbehandlingen. Der var en signifikant forskel mellem felter tilført forskellig mængde kvælstof for antal dyr i alt, antal arter, antallet af cikader, Scutelleridae-/Pentatomidaetægenymfer, nymfetæger, blomstertæger, små rovbiller, rovbillelarver og skimmelbiller. Antal arter og antal dyr per prøve reduceredes ved den højeste glyphosatdosering, mens felterne, der modtog 100 kg N/ha, havde flere dyr og arter i den usprøjtede situation end de andre kvælstofniveauer. Glyphosatbehandlingen og kvælstoftilførslen havde også en signifikant effekt på artssammensætningen af insekterne og insektarterne fordelte sig mere efter glyphosatgradienten og antal plantearter end efter kvælstofgradienten.

Glyphosat kunne alene reducere antallet af plantearter med ca. ¼, og en tilsvarende reduktion ses af kvælstofgødskning. Begge faktorer indvirkede således klart og nogenlunde lige meget rent kvantitativt på diversiteten. Glyphosat har større betydning for plantesamfundets artssammensætning end kvælstof.

Glyphosaten alene havde en meget klar effekt på plantebiomassen ved højt gødskningniveau, mens der næsten ingen effekt var ved 0 kg kvælstof. Leddyrene gik tilbage i antal og diversitet ved højt glyphosat-niveau (maks. reduktion hhv. 47 og 26 %). Effekten var specielt tydeligt ved høj kvælstofniveau. Det afspejlede den store ændring af vegetationen under disse forhold og viste leddyrenes afhængighed af vegetationen.

Når man sammenfatter de to dele af studiet, når man frem til følgende hovedkonklusioner. Økologiske hegn giver muligheder for, at flere plantearter kan udgøre et alsidigt fødegrundlag for herbivore leddyr og dermed formentlig større diversitet i agerlandets fødekæder. Den interaktive effekt af herbicid og kvælstof fundet i eksperimentet viser, at også gødningstilførsel til hegnene vil påvirke floraen, og at effekten vil være forskellig på økologiske og konven-tionelle bedrifter, selv om gødningsniveauet er det samme.

Eksperimentets resultater på vegetations- og leddyrssamfund kan bedst sammenlignes med den forventede udvikling i hegnene de tre første år efter plantning. Hegnsstudiet kan siges at afspejle 'resultatet' efter 10-15 års påvirkninger med (konventionelt landbrug) og uden pesticider (økologisk drift). Studiet viser samlet, at fraværet af pesticider på økologiske bedrifter giver en rigere natur i hegnene. Hvis man yderligere kunne reducere næringsmængden i hegnene kunne vi opnå endnu større mangfoldighed. Sprøjte- og gødningsfrie randzoner eller brak i striber vil kunne forbedre forholdene for naturen i agerlandets småbiotoper. Tilsvarende effekter vil kunne opnåes ved andre tekniske tiltag, som reducerer herbicidafdriften eller gødningstilførslen til hegnene.