Opdateret 17/04/07

Alternativer til herbicider ved etablering af æbleplantage

Sammenfatning

I æbleplantager bruges herbicider til ukrudtsbekæmpelse i trærækken. Alternative metoder har været under udvikling, men effekten på træernes vækst og udbytte har ikke været kendt. Hovedformålet med nærværende projekt var derfor at klarlægge mulige alternativer til herbicidbehandling og de kulturmæssige potentialer i de alternative metoder med hensyn til effekt på udbytte og kvalitet, samt på miljøeffekter på flora og regnorme. I et forsøg med æblesorten  ’Elshof’ udplantet som traditionel rækkekultur blev der udlagt et forsøg med 9 alternative metoder til herbicidbehandling: Ubehandlet, mekanisk behandling med rotorharve i rækken, klipning af ukrudt, dækafgrøde af: græs, tagetes eller humlesneglebælg, eller dækning med sort vævet plast, papiruld eller rapshalm. I et 2-årigt forsøg blev effekten af de alternative metoder på udbytte og kvalitet af frugterne registreret, og effekten på flora og regnorme i trærækken blev bestemt i forhold til herbicid behandling.

Resultaterne viser, at alternative metoder til forebyggelse eller bekæmpelse af ukrudt kan bestå af dækning af jorden med rapshalm eller sort plast, uden at udbytte og kvalitet bliver berørt under optimale klimatiske betingelser som i nærværende forsøg. Mekanisk rensning, dækafgrøder som tagetes, humlesneglebælg eller græs reducerer udbyttet, når der vandes dagligt med lille vandmængde, men ikke hvis der vandes ugentligt med samme totale vandmængde. Ukrudtsklipning kan ikke i tilstrækkelig grad holde konkurrence fra ukrudtet nede med den anvendte metode og hyppighed af slåning. Dækning med papiruld giver et reduceret udbytte uanset vanding, sandsynligvis på grund af konkurrence om kvælstof og utilstrækkelig effekt på ukrudtet især andet år.

Der blev ikke konstateret forårsfrost i de 2 år, forsøget kørte, og derfor er effekten af dækningen i relation til skader på blomsterknopper ved forårsfrost ikke belyst. Gnavere som mus var et stort problem om vinteren i nogle behandlinger og parceller, hvor især en dækafgrøde som Tagetes og dækning med sort plast medførte museproblemer, som ødelagde træerne. Regnormene trivedes under rapshalmen i modsætning til under sort plast og i mekanisk rensning. Dækningsgraden af urter var højest i den ubehandlede og i behandlingen med humlesneglebælg, medens det var lavest i herbicidbehandlingen.

Forbrugernes vilje til at betale ekstra for æbler, der er dyrket uden brug af herbicider, blev undersøgt i en værdisætningsundersøgelse vha. spørgeskema. Undersøgelse viste, at forbrugerne er parate til at betale en merpris på mellem 2,90 kr. og 4,14 kr. per kg æbler, hvor der ikke har været anvendt herbicider. Driftsøkonomiske estimater viste, at visse af de alternative metoder ikke nødvendigvis er dyrere end anvendelse af herbicider, under de givne forudsætninger og baseret på driftsøkonomiske betragtninger fra landbruget.

Baggrund og formål

I æbleplantager bruges herbicider til ukrudtsbekæmpelse i trærækken. Behandlingshyppigheden er mellem på 2,4-3 for konventionelle frugtavlere, som et gennemsnit over perioden 1998-2000 (Lindhard er al, 2003). Flere lovende metoder har været under udvikling, men effekten på træernes vækst og udbytte har været ikke været kendt. Alternativer til herbicider ved etablering af æbleplantage kunne være mekanisk renholdelse, jorddækning eller etablering af dækafgrøde. Dækafgrøder har været forsøgt anvendt (Bertelsen & Christensen, 1993), men plantevækst helt ind til træerne kan medføre en kraftig konkurrence med kulturplanterne (Andersen, 2003). Som dækafgrøde ønskes derfor en planteart, som har et lille vand- og næringsstofforbrug, etableres hurtigt og danner en tæt blivende bestand, er hårdfør overfor frost, tåler skygge samt færdsel (Bertelsen & Vittrup Christensen, 1993). Dækning af jordoverfladen (mulching) har været forsøgt i andre lande, bl.a. i Sverige til solbær (Larsson et al, 1997) og i planteskolekulturer (Haywood, 1999). Forsøg i æbler har vist, at dækning med halm eller plastik bør foretrækkes frem for flis (Lindhard Pedersen, 1999). Halmdække kan imidlertid give problemer med angreb af meldug (Kolbe, 1987). Derudover skal man være opmærksom på, at jordtemperaturen mindskes ved dækning (Larsson et al, 1997). Derfor kan dækning af jorden give en øget risiko for skader på knopper og blomster ved udstrålingsfrost om foråret (Lindhard Pedersen, 1999). Ulemperne ved dækning af jorden kan tillige være en øget risiko for skader efter mus. Musegnav kan totalt ødelægge barken i jordoverfladen, og derved dør træerne (Granatstein et al, 2005).

Der findes mekanisk udstyr til renholdelse i rækkerne. Mekanisk ukrudtsbekæmpelse er imidlertid arbejdskrævende, idet gentagne behandlinger er nødvendige i planternes vækstsæson. I nærværende forsøg blev anvendt en ukrudtsklipper udviklet til brug i juletræer for at undersøge effekten på frugttræernes vækst og udbytte. Det anvendte apparat er beregnet til at køre mellem rækker og afklippe ukrudt tæt omkring stammer med en rotorklipper (Have et al, 2005). Styringen af maskinen er baseret på et digitalt kort over kulturens afgrænsninger og træernes positioner. Kulturens afgrænsninger anvendes til at sikre, at maskinen ikke kommer udenfor det definerede areal.

Der er kun få undersøgelser, der har beskæftiget sig med miljøfordelen ved at undgå herbicidanvendelse i æbleplantager. Vegetationen er inkluderet i nærværende undersøgelse, fordi blomstrende planter er et væsentligt element i vores naturopfattelse og medbestemmende for hvilken fauna, der kan være til stede. Endvidere har urtevegetationen i mange udenlandske undersøgelser vist sig at være en stor del af årsagen til variation i naturindholdet i æbleplantager. Faunaen er analyseret mht. regnorme, idet regnorme dels repræsenterer biodiversitet og dels nedbryder blade og dermed æbleskurv på bladene. Regnorme påvirkes normalt ikke direkte af herbicider, men forventes at være afhængige af mængden af urter. Regnorme kan også være følsomme overfor mekanisk påvirkning af jorden pga. udtørring og kompaktion. Der kan altså være både fordele og ulemper for regnormene ved at erstatte herbicider med mekanisk bekæmpelse.

Der er således et behov for at klarlægge mulige alternativer til herbicidbehandling og de kulturmæssige potentialer i de alternative metoder med hensyn til effekt på udbytte og kvalitet. Samtidig er det relevant at undersøge, hvilken effekt de alternative metoder vil have på flora og mængde og art af regnorme. De alternative metoder formodes at øge omkostningerne for producenterne, og en sådan merudgift kan være en økonomisk barriere for at anvende alternative metoder. Forbrugernes vilje til at betale ekstra for æbler, der er dyrket uden brug af herbicider, blev derfor undersøgt i projektet gennem en spørgeskemaundersøgelse.

Undersøgelsen

I forsøg indgik æblesorten ’Elshof’ udplantet som traditionel rækkekultur udlagt med 9 alternative metoder til forebyggelse og bekæmpelse af ukrudt i sammenligning med herbicidbehandling. De 9 alternative behandlinger var: ubehandlet, mekanisk behandling med rotorharve i rækken, klipning af ukrudt, dækafgrøde af: græs, tagetes eller humlesneglebælg, eller dækning med sort vævet plast, papiruld eller rapshalm (Tabel 1). Behandlingerne repræsenterer nye lovende alternative metoder indenfor mekanisk rensning, dækafgrøder og dækmaterialer

I forsøget blev effekten af de alternative metoder på udbytte og kvalitet af frugterne registreret, samt flora og regnorme i trærækken bestemt i forhold til herbicid behandling i et 2-årigt forsøg.

En værdisætningsundersøgelse blev foretaget for at få et estimat for forbrugernes betalingsvilje for æbler dyrket uden herbicider. Driftsøkonomiske beregninger, foretaget på grundlag af beregninger foretaget i landbruget, gav et estimat for de driftsøkonomiske konsekvenser af de alternative metoder.

Tabel 1. Oversigt over behandlinger og analyser.

For at klarlægge evt. effekter af vandingsmønster blev alle behandlinger foretaget med daglig vanding eller ugentlig vanding med samme totale vandmængde. Flora i trærækken blev registreret som artsantal og dækningsgrad i procent i 6 behandlinger, og vægt og artsantal af regnorme blev ligeledes registreret i 6 af behandlingerne. Forsøget blev udlagt med henblik på at analysere efter en 3-faktoriel model, med år, vandingsmønster og behandling som de indgående faktorer.

For at få et indblik i forbrugernes betalingsvilje for æbler fra plantager, der ikke bruger herbicider, blev der gennemført en spørgeskemaundersøgelse. I undersøgelsen blev forbrugernes holdning og betalingsvilje estimeret i en værdisætningsundersøgelse.

Hovedkonklusioner

Resultaterne viser, at alternative metoder til forebyggelse eller bekæmpelse af ukrudt ved etablering af æbleplantage bestående af dækning af jorden med rapshalm eller sort plast kan anvendes, uden at udbytte og kvalitet bliver berørt under optimale klimatiske betingelser som i nærværende forsøg. For at få optimalt udbytte ved mekanisk rensning, dækafgrøder som tagetes, humlesneglebælg eller græs skal der vandes ugentlig med stor vandingsintensitet. Ukrudtsklipning kan ikke i tilstrækkelig grad holde konkurrence fra ukrudtet nede med den anvendte hyppighed af klipning og metode. Dækning med papiruld medfører et reduceret udbytte uanset vanding, sandsynligvis på grund af konkurrence om kvælstof og utilstrækkelig effekt på ukrudtet. Der blev ikke konstateret forårsfrost i de 2 år, forsøget kørte, og derfor er effekten af dækningen i relation til skader på blomsterknopper ved forårsfrost ikke klarlagt.

Gnavere som mus var et stort problem i nogle behandlinger og parceller, hvor især en dækafgrøde som Tagetes og dækning med sort plast medførte museproblemer, som ødelagde træerne.

Regnormene trivedes under rapshalmen, hvor det største antal og arter blev registreret, i modsætning til under sort plast og i mekanisk rensning, som resulterede i de laveste værdier. Ugentlig vanding med stor vandmængde medførte en større mængde af ukrudtsarter, end ved daglig vanding i andet dyrkningsår (2005). Dækningsgraden var højest i den ubehandlede og i behandlingen med humlesneglebælg, medens det var lavest i herbicidbehandlingen.

En værdisætningsundersøgelse viste, at forbrugerne er parate til at betale for æbler fra plantager, der ikke anvender herbicider. Undersøgelsen viste, at forbrugerne var villige til at betale en merpris på mellem 2,90 kr. og 4,14 kr. per kg æbler. Driftsøkonomiske estimater viste, at visse af de alternative metoder ikke nødvendigvis er dyrere end anvendelse af herbicider, under de givne forudsætninger og baseret på driftsøkonomiske betragtninger fra landbruget.

Projektresultater

Dækning af jordoverfladen med rapshalm eller sort plastukrudtsdug gav lige så stort udbytte af optimal kvalitet som herbicider. Således var udbyttet af æbler i kvalitetsklasse I (70-80 mm) størst ved dækning med rapshalm og sort plast i forhold til herbicidbehandling, når der blev vandet dagligt (Fig. 1). Ved vanding ugentligt var der ikke statistisk sikker forskel mellem de 3 behandlinger. Dækafgrøder som tagetes, humlesneglebælg eller golfgræs reducerede udbyttet og kvaliteten ved daglig vanding, men ikke ved ugentlig vanding med samme totale vandmængde. Dækning med papiruld og ubehandlet reducerede udbyttet signifikant uanset vandingsmønster. Ligeledes var ukrudtsklipning, som den blev udført med ret lange intervaller og relativ lang stub, ikke tilstrækkeligt til at holde konkurrencen fra græsset nede i forhold til træerne, og udbyttet blev reduceret især ved daglig vanding.

Klik her for at se figuren.

Figur 1. Udbytte af æbler i størrelse 70-80 mm i relation til behandling og vandingsmønster (daglig blå, ugentlig rød). Kolonner med samme bogstav indenfor hvert vandingsmønster er ikke signifikant forskellige (p<0,05).

Kvaliteten af æblerne mht. farve og størrelse var ikke påvirket af behandlingerne. Der var dog en tendens til større andel af ’skrub’, som er en kvalitetsforringelse af æblerne, hvor jordoverfladen var dækket.

Forsøget foregik under optimale betingelser mht. klima i blomstringsperioden, hvor der ikke forekom frost i de to år, forsøget foregik. Derimod var mus et stort problem især i parcellerne med tagetes og dækning med sort plast (MyPex). Musene gnavede barken af træet ved rodoverfladen.

Behandling med rapshalm resulterede både i 2004 og 2005 i signifikant større vådvægt af regnorme end standardherbicid (Fig. 2). Plastafdækning og mekanisk rensning gav signifikant lavere vådvægt af regnorme end standardherbicid. I de øvrige behandlinger var der ikke signifikante forskelle til standardherbicid. Resultaterne mht. antal regnorme og antal regnormearter viste samme tendens mht. signifikans som vådvægt af regnorme.

Figur 2. Gennemsnitlig regnormevådvægt og standardafvigelser ved de 6 behandlinger i 2004 og 2005. Data for de to vandingsmønstre er slået sammen, da der ikke var signifikante forskelle.

Både i 2004 og 2005 var antallet af ukrudtsplantearter højest i den ubehandlede kontrol, men hvor det gennemsnitlige antal per prøve i 2004 var 9,5, var det i 2005 4,5 ved daglig vanding og 7,0 ved ugentlig vanding. Det gennemsnitlige artsantal per prøve og den gennemsnitlige dækning i de øvrige behandlinger fremgår af Tabel 2 og Tabel 3.

Tabel 2. Gennemsnitlige antal plantearter i prøvefelter á 0,25 m² i rækker under æbletræer i 2004 og 2005 ved 6 forskellige behandlinger kombineret med daglig og ugentlig vanding med samme totale vandmængde.

Tabel 3. Gennemsnitlige dækningsgrader % af vegetation i rækker under æbletræer i 2004 og 2005 ved 6 forskellige behandlinger kombineret med daglig og ugentlig vanding med samme totale vandmængde.

Både i 2004 og 2005 var der større forskelle mellem ukrudtsbekæmpelsesmetoderne end mellem end de to vandingsmetoder. 2005-data viste ikke overraskende, at vegetationen udvikler sig over tid i de felter, som ikke løbende nulstilles ved enten herbicidbehandling eller mekanisk rensning. Derudover viste 2005 en effekt af de to forskellige vandingsmønstre dvs. daglig og ugentlig vanding med samme totale vandmængde. Forskellene mellem vandingsmønstre og år er dog ikke af en størrelsesorden, som påvirker konklusionen om, at behandlingen med humlesneglebælg giver de højeste værdier for artsantal og dækning sammen med ubehandlet kontrol. I den sammenhæng skal man også tage med, at floraudviklingen i papiruld fra 2004 til 2005 vil blive kraftigt påvirket ved en fornyelse af behandlingen. Samtidig antyder æbleudbyttet ved dækning med papiruld uanset vandingsmønster, at denne behandling ikke har givet den ønskede bekæmpelse af arter, der konkurrerer med æbletræerne. Ud fra resultaterne fra æblehøsten må det samme siges om behandlingen, hvor der udsås humlesneglebælg under træerne dyrket med daglig vanding, medens der med humlesneglebælg ved ugentlig vanding var et tilfredsstillende udbytte, samtidig med at der var en miljøgevinst. Humlesneglebælg ser dog ud til at blive mere dominerende overfor andre arter med tiden, så antallet af andre plantearter falder i 2005, hvilket indikerer en mindre miljøgevinst med tiden.

Ved dækning med rapshalm er der en positiv effekt af dækningen på antallet af regnorme og samtidig ingen negativ effekt på udbytte og kvalitet. Antallet af plantearter er stigende, da rapshalmen bliver mere gennemtrængelig for lys andet år, hvilket indikerer en stigende miljøgevinst. Erfaringer fra andre sammenhænge har dog vist, at dækmaterialer i gennemsnit kan holde 2-3 år, inden der skal ske en fornyelse aht. konkurrence fra ukrudt overfor kulturplanterne. Derfor kan miljøgevinsterne blive mindre.

Værdisætningsundersøgelsen viste, at det konservative estimat for den ekstra betalingsvilje for et kg æbler dyrket uden brug af herbicider kunne beregnes til 2,90 kr. pr. Det ”næsten sikre” alternativ blev benyttet som en øvre grænse for betalingsviljen og er beregnet til 4,14 kr. Analysen er foretaget på det fulde sample af 1.442 respondenter, idet det er vurderet, at eventuelle protestbud og fejlagtige opfattelser af godet ikke har haft nogen nævneværdig påvirkning af estimatet. Ved regression er det tillige blevet analyseret, hvorledes forskellige holdnings-, adfærds- og socioøkonomiske variable påvirkede betalingsviljen.

Den i spørgeskemaet oplyste kilopris for æbler udgør 10 kr. Den samlede betalingsvilje kan således opgøres til hhv. 12,90 kr. pr. kg og 14,14 kr. pr. kg. Såfremt den aktuelle kilopris på æbler skulle afvige væsentligt fra ovennævnte, kan tilnærmes en betalingsvilje ved at benytte de procentvise ændringer af betalingsviljen, svarende til hhv. 29 % og ca. 41 %.

Selv uden en merpris for æblerne ser mekanisk ukrudtbekæmpelse og dækning ud til at være konkurrencedygtigt med konventionel ukrudtsbekæmpelse, under forudsætning af, at dækningen kan holde ukrudtsarterne nede. Ukrudtsklipningen er uanset merprisen ikke konkurrencedygtig med den konventionelle ukrudtsbekæmpelse, medens dækafgrøderne kun er konkurrencedygtige ved 30 procent merpris. Dette skyldes især de reducerede udbytter ved disse alternativer.

En vigtig forudsætning for anvendelse af dækning eller dækafgrøder er imidlertid, at gnaverproblemer bliver løst.

Summary

Herbicides are used to control weed in the tree row in apple orchards. Some alternatives to herbicides have been developed, but their effects on the fruit yield, quality and tree growth have not been studied so far. The aim of the present project was to study possible alternatives to herbicides and their potentials in relation to effect on yield and quality, and on natural flora and earthworms. A trial with the cultivar ‘Elshof’ was established as a traditional orchard comparing herbicide treatment with 9 alternative methods, including untreated control, mechanical weeding with rotor harrow in the row, weed cutting by a lawn mower, cover crops as: grass, Tagetes erecta or hop medick (Medicago lupulina), or cover material as: black polypropylene (MyPex), paper wool or rape straw. The effects of the 9 methods on fruit yield and quality, flora and earthworms were determined in comparison to herbicide treatment in a two-year study, applying daily or weekly irrigation.

The results show that alternative methods as covering the soil with rape straw or black polypropylene (mulching) may be used without negative effects on quality and yield under the optimal conditions as in the present trial. Mechanical harrowing, cover crops as Tagetes, Medicago or grass reduced yield when irrigation was performed daily, but no negative effects were found when irrigating weekly with the same total amount of water. The weed cutting could not reduce the competition from the weed at the frequency and method used in the trial, and yield was reduced. Yield was reduced when covering with paper wool, independently of irrigation schedule. Probably competition for nitrogen could be the reason and furthermore the material decayed, thus becoming less efficient the second year.

The air temperature was never below 0° C during the flowering period, and hence, no frost damage on the flowers was observed. Rodent damage (e.g. mice) on trees was a major problem in some treatments, especially with Tagetes and polypropylene cover. Earthworms thrived under the rape straw contrary to under black polypropylene and in treatment with harrowing. In the second year of the trial more plant species were found in plot irrigated weekly than in plot receiving daily irrigation. Coverage was highest in untreated control and in the Medicago treatment and lowest in herbicide treated plots.
Consumer willingness to pay extra for the apples grown without herbicide was tested in a valuation of non-marketed goods by using a questionnaire. The investigation showed, that the consumers were prepared to pay an additional charge between 2,9 Dkr. and 4,14 Dkr. per kilo of apple, where no herbicides have been used. Estimates showed that some of the alternative methods would not cost more than the use of herbicide, based on calculations from agriculture and if the conditions in the calculations were right.

References

Andersen, L. 2003. Græsset halverer træernes vækst. Grønt Miljø 3, 14-15.

Bertelsen, M. & Christensen, J.V. 1993. Dækkulturer og dækplanter til frugtplantagen. SP-rapport, nr 9 1993. pp 71.

Granatstein, D. Mullinix, K., Kirby, E. & Brockington, M. 2005. Integrated multiple mulch trial. Progress report: Organic Cropping research for the Northwest. Wash. State. Uni. Tree Fruit Res. & Ext. (http://organic.tfrec.wsu.edu/OrganicIFP/Orchard
FloorManagement/IMM_Progress_Report_2005.pdf).

Have, H.; Nielsen, J.; Blackmore, S.B.; Theilby, F. (2005): Autonomous weeder for Christmas trees – Basic development and tests. - Pesticides Research No. 97, Danish Environment Protection Agency. (http://www.mst.dk/homepage/default.asp?Sub=
http://www.mst.dk/udgiv/publications/
2005/87-7614-868-8/html/default_eng.htm)

Haywood, J.D. 1999. Durability of selected mulches, their ability to control weeds, and influence growth of loblolly pine seedlings. New For. 18, 263-276.

Kolbe. W. 1987. Einfluss verschiedener Bodenflegenmassnahmen aud Apfelertag, Frugtqualität und Krankheitsbefall in Dauerversuch Hùfchen (1961-1986). Erwebobstbau 29, 39-51.

Larsson, L., Gunnarsson, K. & Schroeder, H. 1997. Marktäckning i trädgårdsodling. Jordbruksinformation 5.

Lindhard Pedersen H. 1999. Alternative all’uso degli erbicidi per il controllo delle erbe infestanti nel meleto. (Alternatives to herbicides in controlling weed in apples). Rivista di Frutticoltura e di ortofloricoltura. Vol, LXI, 10, 81-83.

Lindhard Pedersen, H. et al. 2003. Vurdering af muligheder for forebyggelse og alternativ bekæmpelse i frugt og bær. Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen 38, 131 pp.

|Top|