Sprøjtepraksis i sædskifter med og uden glyphosattolerante afgrøder

1 Indledning

1.1 Herbicidtolerante afgrøder

På verdensplan er herbicidtolerance den mest udbredte egenskab i genmodificerede afgrøder. I 2007 dyrkedes således herbicidtolerante afgrøder på 75 mio. ha, insekticidresistente afgrøder udgjorde 15 mio. ha, mens afgrøder med begge disse egenskaber blev dyrket på yderligere 15 mio. ha (International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, www.isaaa.org). I EU og dermed i Danmark er det aktuelt kun tilladt landmænd at dyrke én genmodificeret afgrøde, en majssort med indbygget insektresistens. Blandt herbicidtolerante afgrøder er glyphosattolerance (GT) den mest udbredte egenskab². GT-afgrøder har den umiddelbare dyrkningsmæssige fordel, at de kan sprøjtes med det meget effektive og billige ukrudtsmiddel, glyphosat, uden at tage skade. Dette giver flere muligheder for at tilrettelægge ukrudtsbekæmpelsen.

Over for landbrugets praktiske og økonomiske afvejninger af genteknologiens nytte står befolkningens skeptiske holdning. Teknologien ses i en større sammenhæng og kun samfundsmæssigt nyttige anvendelser (f.eks. til ny medicin) anses for at være acceptable3,4. Selvom vi i dette projekt fokuserer på de landbrugsfaglige og miljømæssige aspekter af GT-afgrøder, vil den endelige beslutning om dyrkningen af disse afgrøder bero på en bredere debat, som går videre end konkrete overvejelser af GT-afgrøders nytteværdi og effekter på biodiversitet.

Glyphosat er i modsætning til hovedparten af de konventionelle herbicider ikke selektivt. Alle plantearter er mere eller mindre følsomme over for glyphosat5,6. Blandt de herbicidtolerante afgrøder kan de glyphosattolerante afgrøder derfor forventes at have den største effekt på agerlandets plantesamfund både i marken og i tilstødende biotoper.

Den største herbicideffekt opnås, når planterne er små, derfor sprøjtes der som regel tidligt i vækstsæsonen eventuelt fulgt op af senere sprøjtninger efter behov. Behovet afgøres primært af, om afgrøden har kunnet udkonkurrere det resterende ukrudt. Glyphosat er imidlertid i modsætning til andre herbicider effektiv over for de fleste ukrudtsarter, også når de er blevet store6,7. Det giver mulighed for i GT-afgrøder at lægge den første sprøjtning senere end i konventionelle afgrøder. Dermed giver GT-afgrøder både landmanden større frihed med hensyn til sprøjtetidspunkt og større dyrkningssikkerhed, da en mislykket sprøjtning kan følges op af en senere glyphosatsprøjtning.

Vil de dyrkningsmæssige fordele ved GT-afgrøder være fristende for landmanden? I givet fald vil indførelse af disse nye afgrøder føre til en større anvendelse af glyphosat, idet anvendelse af glyphosat i de nuværende konventionelle afgrøder er stærkt begrænset. En sådan ændret herbicidanvendelse vil kunne påvirke agerlandets flora både negativt (hvis det medfører en mere effektiv bekæmpelse) og positivt (hvis sprøjtningen falder senere end i konventionelle afgrøder). Da vegetationen tjener som næringskilde for jordbundsorganismer, insekter, fugle m.m., kan man forestille sig ganske omfattende, afledte effekter på agerlandets fauna afhængigt af, hvorledes GT-afgrøderne indpasses i sædskiftet.

Man kan umiddelbart forestille sig to modsatrettede konsekvenser af den forøgede fleksibilitet, som GT-afgrøder giver. På den ene side vil en udsætning af den første sprøjtning føre til, at en større mængde ukrudt står i længere tid i marken. På den anden side kan en fuld udnyttelse af glyphosats effektivitet føre til, at ukrudtet sjældent når at udvikle sig frem til frøsætning, hvorved ukrudtsbestanden vil blive reduceret på længere sigt. Dette er blevet påvist både i GT-roer8 og GT-majs9. GT-afgrøder giver således både mulighed for at forøge og at reducere biodiversiteten

De første danske undersøgelser af ændringer i flora og fauna ved dyrkning af herbicidtolerante afgrøder blev gennemført af Danmarks Miljøundersøgelser (DMU) i GT-roer10. I sammenligning med konventionelle roer var der mere ukrudt i juni måned, når den første sprøjtning blev foretaget senere end i konventionelle roer, men senere på sommeren kunne der være mindre (på grund af glyphosats større effektivitet)10-12. Tætheden af hvirvelløse dyr i marken blev påvirket af, om der dyrkedes GT eller konventionelle roer. I det første studium10 varierede effekten mellem forskellige dyregrupper og fra sted til sted (seks lokaliteter), så der ikke var nogen generel positiv eller negativ effekt på faunaen af at dyrke GT-roer. I det andet studium, som blev udført på én lokalitet, var der konsekvent en positiv effekt af den sene sprøjtning i GT-roer på tætheden af hvirvelløse dyr11,12. Effekten af sprøjtetidspunktet varierede mellem de forskellige taksonomiske grupper, men der sås positive effekter på både herbivore og ikke-herbivore grupper, hvilket formentlig skyldes, at ukrudtet ikke alene er en fødekilde men også har en for dyrene gavnlig effekt på f.eks. mikroklima og habitatstruktur11. Samlet set viser disse undersøgelser, at GT-roer kan have en umiddelbar positiv effekt på biodiversiteten, men at langtidseffekten bør undersøges nærmere.

De britiske Farm Scale Evaluations var særdeles omfattende og sammenlignede økosystemeffekter af konventionelle og herbicidtolerante vårafgrøder (raps, majs og roer)13. Hver afgrøde blev testet på 60-70 lokaliteter over tre år. I raps og roer fandtes som i de danske studier, at den sene sprøjtning i GT-afgrøden gav en forøget ukrudtsbiomasse indtil sprøjtning, men en mindre biomasse senere hen i forhold til den konventionelle afgrøde. I majs var biomassen høj både før og efter sprøjtning14. Hvis man betragtede effekten på de enkelte ukrudtsarter, fremgik det dog, at nogle var positivt påvirkede af sprøjtepraksis i GT-afgrøden og andre negativt15. Effekten på de forskellige taksonomiske grupper af overfladeaktive hvirvelløse dyr fordelte sig ligeligt på positive og negative effekter16. Ved at dele de hvirvelløse dyr op i funktionelle grupper fremkom et langt klarere billede. I de afgrøder og på de tidspunkter, hvor ukrudtsbiomassen var høj, havde det positive effekter på dyr højere oppe i fødekæden17. Hovedeffekten på flora og hvirvelløse dyr fandtes i selve marken, medens lignende mindre effekter fandtes i tilstødende biotoper18. Hvorvidt dyr findes i marken skal fortolkes i sammenhæng med deres levevis og mobilitet: Blomstersøgende insekter som sommerfugle og bier påvirkedes negativt af GT-afgrøder, men om dette har nogen væsentlig effekt på bestandene i agerlandet kommer an på, hvor vigtigt ukrudt i marken er som fødekilde19.

Sammenfattende om de danske og engelske undersøgelser kan man sige, at det ikke er overraskende, at en reduktion af det nederste led i fødekæden (ukrudt) har afledte effekter højere oppe. Herbiciders afledte negative effekter på insekter og fugle er således demonstreret flere gange20. På grund af økosystemers kompleksitet overrasker det heller ikke, at sådanne effekter ikke altid kan detekteres, eller at sammenhængen sommetider findes at være modsat. De tydeligste effekter fandtes, hvor sprøjtetidspunktet for GT-afgrøden afveg mest markant fra den konventionelle afgrøde. Størrelsen af dette herbicidfrie tidsvindue er vigtig for, hvor stor den umiddelbart positive effekt på flora og fauna bliver12. En positiv effekt afhænger således af, at landmanden i begyndelsen af vækstsæsonen er villig til at acceptere en større mængde ukrudt i en GT-afgrøde end i en tilsvarende konventionel afgrøde.

Den forsinkede herbicidsprøjtning, som er mulig i GT-afgrøder, har en umiddelbart positiv virkning på floraen, men på grund af glyphosats høje effektivitet over for mange arter, så kan effekten på lang sigt godt vise sig at være negativ på grund af mindsket frøsætning. Den effektive bekæmpelse i GT-afgrøder forårsager en mindre overlevende ukrudtsbiomasse, og det er velkendt, at der er en meget stabil sammenhæng mellem ukrudtets frøproduktion (y) og biomasse (x), y=axb, som ikke eller kun i ringe grad påvirkes af årsagen til, at plantemassen er lille eller stor, det være sig konkurrence med forskellige afgrøder21 eller behandling med forskellige herbicider22. Ydermere kan man forvente forskydninger i floraen på grund af plantearternes forskellige følsomhed over for herbiciderne anvendt i konventionelle afgrøder i forhold til følsomheden for glyphosat.

Floraen i hegnets fodpose (det vil sige den urte- og græsdominerede vegetation, som findes i det upløjede område mellem træer og buske og marken) påvirkes meget af markdriften, især brugen af gødning og herbicider23. Artsdiversiteten er lavere, og andelen af mosser og naturlige floraelementer er lavere end i tilsvarende usprøjtede hegn ved samme næringsstofforhold24. Vegetationen, der overvejende er flerårig, afspejler således den måde marken drives på. Afdrift af glyphosat forekommer i konventionelle afgrøder som oftest, hvor midlet bruges til nedvisning eller til kvikbekæmpelse, det vil sige fra sommer til efterår. I en GT-afgrøde vil glyphosat blive anvendt tidligere på året, og afdriften herfra må forventes at have større konsekvenser på floraen i fodposen, da planterne endnu ikke har sat frø. I de britiske Farm Scale Evaluations påvirkede herbiciderne floraen i markkanten. I kanten af vårraps- og roemarker var der en negativ påvirkning af floraen ved dyrkning af GT-sorter sammenlignet med de tilsvarende konventionelle afgrøder, mens der i kanten af majsmarker var en positiv virkning18.

Hvorledes de naturmæssige sideeffekter af at dyrke GT-afgrøder udmøntes vil afhænge af, hvorledes landmanden vælger at udnytte de dyrkningsmæssige muligheder ved GT-afgrøder. En undersøgelse af GT-afgrødedyrkningens konsekvenser på Danmarks flora og fauna må derfor inddrage både sociologiske og økologiske aspekter.

1.2 Landmænds sprøjteadfærd

Det sociologiske studium i landmænds sprøjteadfærd, som var en del af dette projekt, er beskrevet i en særskilt rapport1. Her gennemgår vi de resultater, som har særlig betydning for det agronomisk-biologiske delstudium, beskrevet i nærværende rapport.

En forudsætning for at opnå de eventuelle miljømæssige fordele ved GT-afgrøder er, at landmændene ændrer deres adfærd henimod færre og senere sprøjtninger. Et vigtigt formål med interviewene i det sociologiske studium var derfor at undersøge, om landmænd faktisk vil ændre deres adfærd i den retning.

Et argument, der taler for den ønskede adfærdsændring, er driftsøkonomien. Det synes at give god mening ud fra en tankegang om at optimere driften at følge sprøjteplaner med brug af kun et enkelt herbicid samt færre og senere sprøjtninger. At der så oven i købet er fordele for miljøet burde tale yderligere for, at landmændene skulle ændre deres adfærd.

I lyset af interviewene må vi dog konkludere, at landmænd med den viden og de holdninger de har i dag formodentlig kun i meget begrænset omfang vil ændre deres adfærd i den ønskede retning. Dette beror på flere forhold:

§ Landmændene opfatter det slet ikke som en fordel for miljøet, at man lader ukrudtet vokse sig stort, inden man sprøjter. For landmændene drejer miljøbeskyttelse sig først og fremmest om at beskytte grundvandet mod forurening.

§ Landmændene optimerer økonomisk ved at følge ”tommelfingerregler”, som via tradition og erfaring har vist sig nyttige; og en vigtig tommelfingerregel for de interviewede landmænd er, at rene (dvs. ukrudtsfrie) marker er en god ting. Reglen er indarbejdet i en grad, så rene marker også for landmændene er en æstetisk kvalitet og ses som tegn på godt landmandskab.

§ I forhold til driftsøkonomien synes landmændene også at prioritere produktionssikkerhed – her at de undgår at ende i store ukrudtsproblemer – højere end en langsigtet økonomisk optimering.

§ Landmændene er skeptiske over for helt at opgive de traditionelle pesticider. Med deres nuværende viden og holdninger vil de i forbindelse med dyrkning af GT-afgrøder vælge at kombinere glyphosat med et eller flere andre sprøjtemidler.

Landmændene vil dog efter alt at dømme sprøjte færre gange samt lægge den første sprøjtning en smule senere i forhold til, hvad der med de nuværende systemer er normen.

1.3 Undersøgelsens formål

Undersøgelsen havde til formål at undersøge konsekvenserne for flora og fauna i mark og hegn ved at inddrage GT-afgrøder i sædskiftet, idet indførelsen af sådanne afgrøder ville forårsage en ændring i landmandens sprøjtepraksis.

Korttidseffekterne, det vil sige inden for en dyrkningssæson, blev belyst direkte ved forsøg i væksthus, mark og naturlige biotoper, mens langtidseffekterne blev beregnet ved hjælp af modeller, som inddrog konkurrenceforhold og populationsdynamik for ukrudt og anden flora både i mark og fodpose. Konklusionerne samles via en række scenarier, som sammenligner typiske sædskifter bestående af konventionelle afgrøder alene eller i kombination med GT-afgrøder. I scenarier med GT-afgrøder sammenlignes endvidere de forskellige sprøjtestrategier, som landmanden kunne tænkes at anvende.

1.4 Arbejdshypoteser

Overordnet arbejdede vi ud fra hypotesen, at

§ den sprøjtepraksis, som dyrkningen af GT-afgrøder vil afstedkomme, kan på afgørende vis ændre levevilkårene for flora og fauna i mark og hegn.

På kort sigt

§ vil anvendelsen af glyphosat i GT-afgrøder påvirke floraens frøproduktion i mark og hegn markant i forhold til traditionelle herbicider;

§ vil en sen glyphosatsprøjtning forbedre levevilkårene i forsommeren for flora og fauna i marken i forhold til traditionel sprøjtepraksis.

På lang sigt

  • vil ændringen i floraens konkurrenceforhold, forårsaget af den ændrede herbicidanvendelse. medføre, at plantesamfundene i mark og hegn ændres markant, muligvis med afledte effekter på faunaen.

1.5 Valg af afgrøder

Vi har valgt at sammenligne dyrkningen af GT og konventionelle typer af tre afgrøder: Vinterraps, majs og sukkerroer. Af disse GT-afgrøder betragter vi kun GT-majs som en sandsynlig fremtidig afgrøde i Danmark. De øvrige afgrøder inddrages for at have et bedre sammenligningsgrundlag for de opnåede resultater for GT vs. konventionel majs.

Ifølge Danmarks Statistik for perioden 2002-2007 er dyrkningen af sukkerroer faldet jævnt fra 60 til 40 tusinde ha, mens fodermajs steg fra 100 til 140 og vinterraps fra 80 til 180 tusinde hektar. Vårraps dyrkes knapt mere (1 ha i 2007). Tallene skal sammenholdes med det samlede dyrkede areal på 2.7 mio. ha i 2007, hvoraf kornafgrøder udgjorde ca. halvdelen.

1.5.1 Vinterraps

Raps er meget villig til at krydse med andre rapsplanter, vilde slægtninge og beslægtede kulturafgrøder, hvilket afspejles i loven om sameksistens, som gør dyrkning af GM-raps i Danmark noget nær umulig. Men globalt set er GM-raps en vigtig afgrøde:

  • I 2006 udgjorde GM-raps 5% af det samlede areal i hele verden dyrket med GM-afgrøder25.

1.5.2 Fodermajs

GM-majs er allerede godkendt til dyrkning i Danmark. Der er stor interesse for majs til bioenergi, og majs som GM-afgrøde er dyrkningsmæssigt umiddelbart let at acceptere, da der i Danmark hverken er problemer med overvintrende frø eller krydsning.

§ GT-majs er et eksempel på, at sprøjtningen kan udsættes væsentligt i forhold til den nuværende almindelige praksis. Den kan derfor hjælpe til at undersøge de dyrknings- og naturmæssige konsekvenser af sprøjtestrategier basereret på GT.

1.5.3 Sukkerroer

Ligesom majs er sukkerroer godkendt til dyrkning i Danmark. Problemer med krydsninger begrænser sig til én vild slægtning (strandbeden), og der er ikke problemer med overvintrende frø. Selvom markedet for foder- og sukkerroer forventes at være begrænset26, er der alligevel gode grunde til at inddrage dem i undersøgelsen:

§ Ligesom for majs giver GT-sukkerroer større frihed i valg af sprøjtetidspunkter end konventionelle sukkerroer, og de kan ligeledes belyse effekten af sprøjtestrategier baseret på GT.

1.6 Valg af plantearter

Ukrudt er i denne sammenhæng floraen i marken, af hvilke vi har valgt fem enårige arter: Agersennep, burresnerre, fuglegræs, hvidmelet gåsefod og lugtløs kamille (videnskabelige navne på disse og andre plantearter kan ses i Bilag A). De er valgt bredt og repræsenterer således fem forskellige plantefamilier samt forskellige livsstrategier. F.eks. spirer agersennep og hvidmelet gåsefod primært om foråret, de andre både forår og efterår27. Vi valgte en starttæthed i scenarierne på 100 frø pr. m² af hver art, fordelt jævnt i pløjelaget (til 20 cm dybde) ved scenariets begyndelse det vil sige den 1. januar år 1. Denne tæthed er tilstrækkelig til at udgøre et truende ukrudtsproblem ved mangelfuld bekæmpelse.

Som repræsentanter for den vilde flora i markens tilstødende arealer er valgt en række af både græsser og tokimbladede, i alt otte arter: Fåresvingel, rejnfan, alm. hvene, stor nælde, alm. kørvel, agertidsel, mælkebøtte og kvik. Disse er valgt for at repræsentere forskellige livsstrategier bl.a. er agertidsel og kvik også alvorlige ukrudtsarter i marken.

Det er disse 13 arter, der fokuseres på i dette projekt, både eksperimentelt og i scenariestudierne. I forsøg, som skal afdække generelle biologiske sammenhænge, er der dog i visse tilfælde af praktiske årsager valgt at arbejde med andre plantearter.

1.7 Valg af dyrkningsscenarier

Scenarierne er bygget op om fire sædskifter, hvor GT- og ikke-GT-typer af vinterraps, majs og roer kan indgå i sædskifte med konventionelle afgrøder. I praksis vil man ikke fortløbende dyrke GT-afgrøder, da ensidig brug af glyphosat vil fremprovokere glyphosatresistent ukrudt. Vi har valgt fire forskellige sædskifter:

  1. Vinterraps-vårbyg-vinterbyg.
  2. Majs-vårbyg.
  3. Vedvarende majs.
  4. Roer-vårbyg-vinterhvede-vinterhvede.

I det første sædskifte vil man i praksis ofte indskyde vinterhvede mellem vinterraps og vårbyg, men det valgte sædskifte giver mulighed for en mere ekstrem effekt af GT-afgrøden (vinterraps), da den her dyrkes hvert tredje og ikke hvert fjerde år.

Dyrkningsscenarierne defineres i form af dyrkningskalendere for pløjning, såning, herbicidbehandlinger og høst. I realiteten vil dyrkningskalenderen variere afhængigt af vejrliget, men i simuleringerne arbejdes med dansk standardvejr (30 års gennemsnit), og derfor afspejler dyrkningskalenderne nedenfor de typiske datoer for de forskellige markoperationer.

I ikke-GT-afgrøder er herbicider og dosis valgt ud fra Planteværn Onlines anbefalinger, som er givet ud fra afgrøde, ukrudtsarterne og deres vækststadium (www.planteinfo.dk). I GT-afgrøder er glyhosatdosis skønnet ud fra et effektkrav svarende til Planteværn Onlines anbefalinger i kombination med arternes dosisresponskurver7.

GT-afgrøderne indgår i sædskifte med korn som vår- eller vintersæd. I alle tilfælde sprøjtes kornet i foråret med ioxynil+bromoxynil. I vintersæd vil man ofte indlede med en sprøjtning efterår, opfulgt af en forårssprøjtning efter behov. Vi nøjedes med forårssprøjtningen, da indledende simuleringsstudier viste, at dette gav en tilstrækkelig bekæmpelse med den valgte ukrudtsflora.

Sædskiftet i scenarium 1 (tabel 1.1) findes i to variationer med hensyn til rapsen:

a.      Med konventionel raps og herbicidbehandlinger med jordmiddel og opfølgende sprøjtning efterår samt en sprøjtning mod kamille forår.

b.      Med GT-raps og glyphosatbehandling efterår.

Sædskifterne i scenarium 2 (tabel 1.2) og 3 (tabel 1.3) findes begge i fire variationer med hensyn til majsen:

a.      Splitsprøjtning med MaisTer.

b.      Splitsprøjtning med glyphosat.

c.       Normaltidig glyphosatbehandling.

d.      Sen glyphosatbehandling.

Sædskiftet i scenarium 4 (tabel 1.4) findes i to variationer med hensyn til roerne:

a.      Med konventionelle roer og fire traditionelle herbicidbehandlinger april-maj.

b.      Med GT-roer og to glyphosatbehandlinger maj-juni.

I majs anbefales det, at anvende MaisTer i kombination med et andet herbicid for at forebygge udviklingen af resistent ukrudt. Risikoen er særlig stor, fordi majs ofte dyrkes på samme areal år efter år. For at begrænse antallet af scenarier nøjedes vi med MaisTer.

I roer anvendes traditionelt herbicidblandinger. Vi udelod ethofumesat i blandingerne, da dette primært iblandes til bekæmpelse af pileurter, som ikke indgik i scenarierne.

I alt arbejdes der således med 2+4+4+2=12 scenarier. Af disse scenarier er det kun de forskellige sprøjtestrategier i majs, som vi afprøvede i praksis (2.1.2). Sædskifterne og deres variationer blev belyst gennem modelstudier i mark (2.1.7) og hegn (2.2.5).

Tabel 1.1. Dyrkningskalender for scenarium 1.

Afgrøder og behandlinger   Dato
     
Vinterraps (år 1)
Pløjning
Såning
(a) Sprøjtning i konventionel raps
90 g clomazon pr. ha
500 g propyzamid pr. ha
80 g clopyralid pr. ha
(b) Sprøjtning i GT-raps
540 g glyphosat pr. ha
Høst
  14.8.1
15.8.1


15.8.1
5.11.1
1.5.2

25.9.1
20.7.2
     
Vårbyg (år 2)
Pløjning
Såning
Herbicidsprøjtning
76 g ioxynil + 76 g bromoxynil pr. ha
Høst
  9.4.2
10.4.2

24.4.2
15.8.2
     
Vinterbyg (år 3)
Pløjning
Såning
Herbicidsprøjtning
76 g ioxynil + 76 g bromoxynil pr. ha
Høst
  17.9.3
18.9.3

24.4.3
1.8.4
     

Tabel 1.2. Dyrkningskalender for scenarium 2.

Afgrøder og behandlinger   Dato
     
Majs (år 1)
Pløjning
Såning
(a) Splitsprøjtning i konventionel majs
100 g MaisTer pr. ha
50 g MaisTer pr. ha
(b) Splitsprøjtning i GT-majs
360 g glyphosat pr. ha
360 g glyphosat pr. ha
(c) Normaltidig sprøjtning i GT-majs
720 g glyphosat pr. ha
(d) Sen sprøjtning i GT-majs
720 g glyphosat pr. ha
Høst
 
1.11.0
1.5.1


25.5.1
8.6.1

25.5.1
8.6.1

8.6.1

20.6.1
19.9.1
     
Vårbyg (år 2)
Pløjning
Såning
Herbicidsprøjtning
76 g ioxynil + 76 g bromoxynil pr. ha
Høst
 
9.4.2
10.4.2

24.4.2
15.8.2
     

Tabel 1.3. Dyrkningskalender for scenarium 3.

Afgrøder og behandlinger   Dato
     
Majs (vedvarende)
Pløjning
Såning
(a) Splitsprøjtning i konventionel majs
100 g MaisTer pr. ha
50 g MaisTer pr. ha
(b) Splitsprøjtning i GT-majs
360 g glyphosat pr. ha
360 g glyphosat pr. ha
(c) Normaltidig sprøjtning i GT-majs
720 g glyphosat pr. ha
(d) Sen sprøjtning i GT-majs
720 g glyphosat pr. ha
Høst
 
1.11.0
1.5.1

25.5.1
8.6.1

25.5.1
8.6.1

8.6.1

20.6.1
19.9.1
     

Tabel 1.4. Dyrkningskalender for scenarium 4.

Afgrøder og behandlinger   Dato
     
Sukkerroer (år 1)
Pløjning
Såning
(a) Sprøjtning i konventionelle roer
240 g phenmedipham pr. ha
160 g phenmedipham + 5 g triflusulfuron-
methyl pr. ha
160 g phenmedipham + 5 g triflusulfuron-
methyl pr. ha
240 g phenmedipham + 1 L metamitron
pr. ha.
(2) Sprøjtning i GT-roer
270 g glyphosat pr. ha
270 g glyphosat pr. ha
Høst
 
1.11.0
21.4.1

23.4.1
1.5.1


11.5.1


25.5.1


17.5.1
5.6.1
28.10.1
     
Vårbyg (år 2)
Pløjning
Såning
Herbicidsprøjtning
76 g ioxynil + 76 g bromoxynil pr. ha
Høst
  9.4.2
10.4.2

24.4.2
15.8.2
     
Vinterhvede (år 3)
Pløjning
Såning
Herbicidsprøjtning
76 g ioxynil + 76 g bromoxynil pr. ha
Høst
  17.9.2
18.9.2

24.4.2
1.8.3
     
Vinterhvede (år 4)
Pløjning
Såning
Herbicidsprøjtning
76 g ioxynil + 76 g bromoxynil pr. ha
Høst
  17.9.3
18.9.3

24.4.3
1.8.4
     

Valg af modelleringsmetode

Indflydelsen af dyrkningsscenarierne på floraen i mark og hegn blev beregnet ved hjælp af simuleringsmodeller baseret på planternes basale biologiske egenskaber. For marken anvendtes modellen FieldWeeds og for hegnet modellen FieldEco. Begge modeller forefandtes inden dette projekt gik i gang, men blev videreudviklet for at kunne beskrive dynamikken af netop de arter, som indgik i dette projekt. I et tidligere miljøstyrelsesprojekt28,29 om frøpuljens dynamik anvendtes en statistisk beskrivelse baseret på et omfattende datamateriale. En sådan metode og dog mere bagudskuende end fremadskuende, og i forbindelse med scenarierne har vi netop brug for den forudsigelseskraft, som simuleringsmodeller har.

FieldWeeds er en frøpuljemodel, som inkluderer effekterne af markoperation-erne i løbet af sædskiftet. Da alle de fem udvalgte ukrudtsarter er enårige, ansås denne model for passende. Som anbefalet af andre ukrudtsmodellører, holder modellen styr på ukrudtets demografi (antal planter)30 og biomasse31. Manglende viden om ukrudtets fremspiring (som afhænger af vejret på kompliceret vis) er tidligere udpeget som væsentligt usikkerhedsmoment i frøpuljemodeller32,33, og det indebærer også for FieldWeeds en iboende usikkerhed. For at imødegå dette opererer FieldWeeds med en fast fremspiringskalender, som repræsenterer den typiske fremspiring gennem et år.

I modsætning til FieldWeeds er FieldEco en mere detaljeret, fysiologisk model af planters vækst og konkurrence. Den blev valgt til simulering af de otte hegnsarter, der alle er flerårige. Da flerårige planter, i modsætning til enårige, viderefører reserver fra et år til det næste, kræver de et nøjere regnskab med plantens kulstof og kvælstof. I hegnet er konkurrenceforholdene mere indviklede end i marken, da der dér er mange arter i indbyrdes konkurrence og ikke som i marken én dominerende art (afgrøden), som ukrudtet konkurrerer med. Økofysiologiske modeller som FieldEco anbefales netop til at modellere plantekonkurrence33.

Ukrudtsmodeller vil altid være usikre på grund af grænsebetingelser, som er mere eller mindre uden for menneskelig kontrol (f.eks. vejr, dyrkningspraksis, startfrøbanken), og fordi modeller nødvendigvis altid er simplere end virkeligheden. Denne usikkerhed fører til kravet om validering. Valideringsbegrebet kan forvirre meget, og man bør tænke grundigt over dets rødder og rationale34, inden en validering sættes i værk. Vi bruger udtrykket ”validering” for det at sammenligne modeloutput med uafhængige feltdata.

Inden valideringen blev FieldEco, men ikke FieldWeeds, kalibreret. Det betyder, at man efter at have bygget modellen sammenligner den med uafhængige feltdata. Man får da modellen til at passe med disse feltdata ved at indstille på modellens frie parametre. Frie parametre er enten parametre, som man har dårligt belæg for værdien af, eller hvis værdi forventes at variere fra sted til sted. Efter kalibreringen følger da valideringen med et nyt, uafhængigt datasæt.

Validering af populationsdynamiske ukrudtsmodeller, som de to anvendt i dette projekt, er meget datakrævende og dyrt. I et nyligt review35, som omfattede 134 artikler om sådanne modeller, fandtes kun 3 modeller at være grundigt validerede. Samme review konkluderede da også, at ukrudtsmodellerne indtil videre er bedst egnede som forskningsværktøjer. De er gode til at formulere og teste hypoteser om ukrudtets dynamik, mens de er mindre velegnede til at give konkret vejledning. Ikke desto mindre er det med dette formål, at modellerne anvendes i nærværende projekt. Med bevidstheden om den store usikkerhed i modellernes beregninger anvender vi derfor modellerne til at sammenligne ukrudtsarternes dynamik i de forskellige scenarier. Man kan med større sikkerhed forudsige, hvorvidt én art vil blive begunstiget og en anden hæmmet i et scenarium, end man kan sige præcist, hvorledes dynamikken vil forløbe. Modellerne blev udviklet og anvendt med dette for øje. Endvidere blev alle projektets konklusioner (kapitel 5) draget med belæg i empiriske data, i nogle tilfælde med støtte i modellernes forudsigelser, men aldrig med belæg kun i modellerne.

 



Version 1.0 November 2008, © Miljøstyrelsen.