Sprøjtepraksis i sædskifter med og uden glyphosattolerante afgrøder
Måling af væksthæmning
I mange forsøgssammenhænge er det interessant at bestemme varigheden af en væksthæmning samt at kunne forudsige en sluteffekt ved ikke-destruktive målinger. Oftest anvender man i disse sammenhænge visuelle vurderinger, hvor der gives en karakter for skade. Andre muligheder kunne være at måle plantens fotosyntese eller vandforbrug i en periode efter sprøjtning. Begge disse parametre er tæt relateret til vækst. Bladtilvækst er endnu en mulighed, og endelig arbejdes der i et andet projekt med udvikling af et test-kit, som kan forudsige effekten af en sprøjtning 1 uge efter dens udførelse (HWR test-kit140). I nærværende projekt sammenlignede vi anvendeligheden af disse forskellige metoder til vurdering af sluteffekt af glyphosat og MaisTer over for frø- og rodfremspirede planter af mælkebøtte og stor nælde.
Effekt af glyphosat
Effekten af de anvendte doseringer af glyphosat på frøfremspiret mælkebøtte kunne beskrives med S-formede doseringskurver (figur 1). Med undtagelse af to doseringer var den målte biomasse 1, 2 og 3 uger efter sprøjtning højere end slutbiomassen, og der var derfor ikke tale om midlertidig væksthæmning men om en øget effekt med tid efter sprøjtning. Beregnes ED50-doser ud fra data for vandforbrug og bladtilvækst henholdsvis 1, 2 og 3 uger efter sprøjtning fås generelt ED-doseringer, som er noget lavere end ved beregning udfra sluteffekt på biomasse (tabel 1). ED50-doseringen beregnet på bladtilvækst i den første uge efter sprøjtning er den værdi, som kommer tættest på ED50-doseringen beregnet udfra sluteffekt på biomasse, og disse er ikke signifikant forskellige. De bedste korrelationer til sluteffekt blev fundet for bladtilvækst 3 uger efter sprøjtning og visual score 3 uger efter sprøjtning (r²= 0,91 og 0,93).
På rodfremspiret mælkebøtte blev der ikke opnået nogen effekt på biomassen målt 24 uger efter behandling (tabel 1 og figur 1). De fleste doseringer stimulerede effekten (hormesis) – en reaktion som ofte ses i forbindelse med subletale doseringer141. På flerårige arter er det veldokumenteret, at stresspåvirkninger medfører en translokation af reserver fra forrådsorganer til nye skud. Måling af biomasse 1, 2 og 3 uger efter sprøjtning viste op til 60% effekt, og der var således tale om en midlertidig væksthæmning, som planten over et længere tidsrum var i stand til at kompensere for. De målte effekter på bladtilvækst og vandforbrug var moderate, men specielt vandforbrug og visuel score viste dog, at der var tale om en hæmning af plantens vækst i en periode. Ingen af værdierne korrelerede godt med slutbiomassen.
På frøfremspiret nælde var der ikke tale om midlertidige væksthæmninger, men om permanente effekter (tabel 2 og figur 2). ED50-doseringerne for tørvægt var højere end ED50-doseringerne beregnet ud fra vandforbrug (undtagen 1 uge efter sprøjtning) og bladtilvækst. På grund af de usikre estimater er der dog ikke tale om signifikante forskelle. På grund af for lav effekt var det ikke muligt at estimere doseringskurver for glyphosat på rodfremspiret stor nælde.
Effekt af MaisTer
Med MaisTer blev der på frøfremspiret mælkebøtte opnået en midlertidig væksthæmning i de to laveste doseringer, hvor den relative tørvægt 2 og 3 uger efter sprøjtning var reduceret, men sluteffekten 11 uger efter sprøjtning var stimuleret eller upåvirket af behandlingen (tabel 3 og figur 3). For de øvrige doseringer blev der opnået effekter fra 0 til 100%. Ved sammenligning af ED50-doseringerne beregnet ud fra vandforbrug og bladtilvækst 1, 2 og 3 uger efter behandling ses, at de parametre, som bedst beskriver sluteffekten, er vandforbrug 1 uge efter sprøjtning samt bladtilvækst 1 og 3 uger efter sprøjtning. De målte parametre var dårligere korreleret til sluteffekt end for behandlingerne med glyphosat, hvilket primært skyldes vækststimuleringen i laveste dosering. De bedste korrelationer til sluteffekten blev fundet med visuel score 1 uge efter sprøjtning og vandforbrug 1 uge efter sprøjtning (r²=0,81 og 0,79).
Effekten af MaisTer på rodfremspiret mælkebøtte var signifikant lavere end for frøfremspirede planter, men da doseringerne blev øget på de rodfremspirede planter, var sluteffekten høj. Effekten kunne derfor beskrives med S-formede doseringskurver, mens de destruktive målinger 1, 2 og 3 uger efter sprøjtning kun viste et svag respons på doseringerne. Som følge heraf er estimaterne usikre og konfidensintervallerne meget store, og der er ikke signifikant forskel på ED50-doseringerne. Korrelation mellem visuelle bedømmelser og sluteffekt var dårlige men stigende over tid, idet effekten af MaisTer først indtræder lang tid efter behandling. De bedste korrelationer blev fundet til bladtilvækst (r²= 0,95), som hæmmedes i samme takt som slutbiomassen.
På stor nælde var det kun muligt at estimere doseringskurver for tørvægt på de rodfremspirede planter (tabel 4 og figur 4). For de målte parametres vedkommende var der for lidt effekt til at kunne bestemme doseringskurverne.
Nye metoder
Resultater af biomarkørtesten (HWR testkit) indikerede, at man specielt med den ene stick-metode (A) fik tydelige farvegrupperinger i relation til den opnåede effekt på plantebiomassen (figur 5). På de rodfremspirede mælkebøtter var sluteffekten meget lav, og der var intet farverespons på sticksene (figur 6). Kittet er p.t. kun valideret for to herbicider og tre græsukrudtsarter, men der synes at være perspektiver i en målrettet videreudvikling af testkittet til vurdering af herbicideffekter på tokimbladede ukrudtsarter.
I forsøget fulgtes fotosynteseaktiviteten på et enkelt blad for hver plante (figur 7 og 8). Glyphosat forårsagede en kortvarig hæmning af fotosyntesen på de ramte blade, mens MaisTer havde en længerevarende negativ effekt. Begge herbicider bevirkede dog, at bladene på længere sigt var mere aktive end ubehandlede blade. Metoden kunne altså ikke anvendes som indikation for hele plantens vækst.
Konklusion
Det må konkluderes, at det er vanskeligt at forudsige effekten udfra ikke-destruktive målinger. Sammenhængen mellem visuelle bedømmelser af planternes udseende de første uger efter sprøjtning giver for frøfremspirede planter ligeså gode eller bedre forudsigelser af sluteffekt som måling af bladtilvækst og vandforbrug. For rodfremspirede planter er det derimod vanskeligt at vurdere sluteffekten udfra visuelle bedømmelser, idet der sker en kompensation af væksthæmning ved anvendelse af reserverne fra rodsystemet. For MaisTers vedkommende kan bladtilvæksten anvendes som et mål for sluteffekten. Det er ikke muligt at forudsige, om dette også vil være tilfældet for Roundup, hvis doseringerne havde været højere, og dermed givet højere effekt.
Tabel 1. Effekt af glyphosat på mælkebøtte vist som ED50 dosering (95% konfidensinterval i parentes) ved anvendelse af forskellige måleparametre på forskellige tidspunkter efter behandling. For mange parametre var det ikke muligt at estimere doseringskurven (i.e.) og derfor ikke muligt at bestemme ED50 doseringen.
Mælkebøtte, |
Frøfremspiret | Rodfremspiret | ||||||||||
| glyphosat-behandlet | b | ED50 (g as./ha) | b | ED50 (g as./ha) | ||||||||
| Tørvægt (g) | ||||||||||||
| efter 3 uger | –3,7 | (–5,7...–1,8) | 129,8 | (87,0...172,5) | i.e. | i.e. | ||||||
| Vandforbrug (ml/dag) | ||||||||||||
| efter 1 uge | –0,7 | (–1,0...–0,4) | 21,6 | (-5,6...48,8) | i.e. | i.e. | ||||||
| efter 2 uger | –1,0 | (–1,5...–0,6) | 27,6 | (3,0...52,2) | i.e. | i.e. | ||||||
| efter 3 uger | –1,1 | (–1,5...–0,8) | 25,6 | (7,6...43,5) | i.e. | i.e. | ||||||
| Bladtilvækst (cm/uge) | ||||||||||||
| efter 1 uge | –5,1 | (–9,9...–0,2) | 63,9 | (40,8...87,1) | i.e. | i.e. | ||||||
| efter 2 uger | –2,0 | (–4,2...–0,2) | 46,6 | (5,2...72,9) | i.e. | i.e. | ||||||
| efter 3 uger | –1,8 | (–3,8...–0,1) | 39,0 | (9,4...83,9) | i.e. | i.e. | ||||||
Tabel 2. Effekt af glyphosat på stor nælde vist som ED50 dosering (95% konfidensinterval i parentes) ved anvendelse af forskellige måleparametre på forskellige tidspunkter efter behandling. For mange parametre var det ikke muligt at estimere doseringskurven (i.e.) og derfor ikke muligt at bestemme ED50 doseringen.
Stor nælde, |
Frøfremspiret | Rodfremspiret | ||||||||||
| glyphosat-behandlet | b | ED50 (g as./ha) | b | ED50 (g as./ha) | ||||||||
| Tørvægt (g) | ||||||||||||
| efter 3 uger | –1,8 | (–3,1...–0,5) | 207,1 | (22,3...391,9) | i.e. | >710 | ||||||
| Vandforbrug (ml/dag) | ||||||||||||
| efter 1 uge | –1,1 | (–2,2...–0,1) | 552,2 | (79,6...1025) | i.e. | i.e. | ||||||
| efter 2 uger | –1,5 | (–2,3...–0,7) | 144,1 | (20,4...268,1) | i.e. | i.e. | ||||||
| efter 3 uger | –1,7 | (–2,7...–0,7) | 141,6 | (17,2...266,2) | i.e. | i.e. | ||||||
| Bladtilvækst (cm/uge) | ||||||||||||
| efter 1 uge | –1,9 | (–3,6...–0,2) | 141,9 | (7,3...276,6) | i.e. | i.e. | ||||||
| efter 2 uger | –3,1 | (–7,6...–1,4) | 150,2 | (0,2...300,4) | i.e. | i.e. | ||||||
| efter 3 uger | –3,1 | (–6,1...–0,02) | 125,6 | (24,0...227,3) | i.e. | i.e. | ||||||
Tabel 3. Effekt af MaisTer på mælkebøtte vist som ED50 dosering (95% konfidensinterval i parentes) ved anvendelse af forskellige måleparametre på forskellige tidspunkter efter behandling. For mange parametre var det ikke muligt at estimere doseringskurven (i.e.) og derfor ikke muligt at bestemme ED50 doseringen.
Mælkebøtte, |
Frøfremspiret | Rodfremspiret | ||||||||||
| MaisTer-behandlet | b | ED50 (g as./ha) | b | ED50 (g as./ha) | ||||||||
| Tørvægt (g) | ||||||||||||
| efter 3 uger | –4,9 | (–8,8...–1,1) | 3,3 | (2,1...4,4) | –4,3 | (–6,2... –2,5) |
9,9 | (7,9... 11.8) |
||||
| Vandforbrug (ml/dag) | ||||||||||||
| efter 1 uge | –5,8 | (–10,0...–1,7) | 2,3 | (1,4...3,3) | –1,0 | (–2,0.. .–0,01) |
19,1 | (3,2... 34,9) |
||||
| efter 2 uger | –4,0 | (–6,5...–1,6) | 1,6 | (0,9...2,4) | –1,2 | (–2,2... –0,2) |
16,8 | (7,2... 26,5) |
||||
| efter 3 uger | –4,1 | (–6,3...–1,9) | 1,4 | (0,9...2,0) | –1,7 | –2,9... –0,5) |
12,4 | (7,6... 17,1) |
||||
| Bladtilvækst (cm/uge) | ||||||||||||
| efter 1 uge | –1,5 | (–2,7...0,3) | 2,1 | (0,2...3,9) | –8,o | (–99,0... –7,9) |
14,6 | (3,9... 25,2) |
||||
| efter 2 uger | –1,4 | (–2,3...–0,4) | 1,8 | (0,3...3,2) | –4,8 | (–18,9.. .–9,2) |
15,2 | (10,3... 20,1) |
||||
| efter 3 uger | –1,8 | (–2,7...–0,9) | 2,3 | (1,1...3,4) | –1,7 | (–6,4... –3,0) |
10,9 | (–9,4... 31,2) |
||||
Tabel 4. Effekt af MaisTer på stor nælde vist som ED50 dosering (95% konfidensinterval i parentes) ved anvendelse af forskellige måleparametre på forskellige tidspunkter efter behandling. For mange parametre var det ikke muligt at estimere doseringskurven (i.e.) og derfor ikke muligt at bestemme ED50 doseringen.
Stor nælde, |
Frøfremspiret | Rodfremspiret | ||||||||||
| MaisTer-behandlet | b | ED50 (g as./ha) | b | ED50 (g as./ha) | ||||||||
| Tørvægt (g) | ||||||||||||
| efter 3 uger | –3,2 | (–6,2...–0,4) | 7,5 | (4,1...11,0) | –0,7 | (–1,8...–0,5) | 6,0 | (–9,3...21,2) | ||||
| Vandforbrug (ml/dag) | ||||||||||||
| efter 1 uge | i.e. | i.e. | i.e. | i.e. | ||||||||
| efter 2 uger | i.e. | i.e. | i.e. | i.e. | ||||||||
| efter 3 uger | i.e. | i.e. | i.e. | i.e. | ||||||||
| Bladtilvækst (cm/uge) | ||||||||||||
| efter 1 uge | i.e. | i.e. | i.e. | i.e. | ||||||||
| efter 2 uger | i.e. | i.e. | i.e. | i.e. | ||||||||
| efter 3 uger | i.e. | i.e. | i.e. | i.e. | ||||||||
Figur 1. Mælkebøttes vækst efter behandling med glyphosat.
Responskurver vises som % i forhold til responskurven for ubehandlede planter. Responskurver for tre ikke-destruktive målemetoder sammenlignes med slutvægten, som måles destruktivt. Slutvægten bestemtes henholdsvis 11 og 24 uger efter fremspiring for frøfremspirede og rodfremspirede planter.
Figur 2. Stor nældes vækst efter behandling med glyphosat.
Responskurver vises som % i forhold til responskurven for ubehandlede planter. Responskurver for tre ikke-destruktive målemetoder sammenlignes med slutvægten, som måles destruktivt. Slutvægten bestemtes henholdsvis 13 og 20 uger efter fremspiring for frøfremspirede og rodfremspirede planter.
Figur 3. Mælkebøttes vækst efter behandling med MaisTer.
Responskurver vises som % i forhold til responskurven for ubehandlede planter. Responskurver for tre ikke-destruktive målemetoder sammenlignes med slutvægten, som måles destruktivt. Slutvægten bestemtes henholdsvis 11 og 24 uger efter fremspiring for frøfremspirede og rodfremspirede planter.
Figur 4. Stor nældes vækst efter behandling med MaisTer.
Responskurver vises som % i forhold til responskurven for ubehandlede planter. Responskurver for tre ikke-destruktive målemetoder sammenlignes med slutvægten, som måles destruktivt. Slutvægten bestemtes henholdsvis 13 og 20 uger efter fremspiring for frøfremspirede og rodfremspirede planter.
Figur 5. Resultater af HWR testkit på frøfremspiret mælkebøtte behandlet med glyphosat (360 g/ha). Procentuel reduktion i friskvægt (grøn kurve) og tørvægt (blå kurve) 24 uger efter behandling er vist sammen med farvereaktionen på stick A (venstre søjler) og stick B (højre søjler).
Figur 6. Resultater af HWR testkit på rodfremspiret mælkebøtte behandlet med glyphosat (360 g/ha). Procentuel reduktion i friskvægt (grøn kurve) og tørvægt (blå kurve) 24 uger efter behandling er vist sammen med farvereaktionen på stick A (venstre søjler) og stick B (højre søjler).
Figur 7. Fotosyntese i pottesprøjteforsøg med rodfremspiret mælkebøtte.
Fotosyntesen blev målt gentagne gange på samme blad. Den er angivet som et indeks, som inden for hver dato er standardiseret, så et gennemsnitsblad giver værdien 0. Brøker angiver andelen af en dosis på henholdsvis 1260 g/ha glyphosat og 46,5 g as./ha MaisTer. Kurver er afbrudte, hvis alle 3 blade (på hver sin plante) døde.
Figur 8. Fotosyntese i pottesprøjteforsøg med rodfremspiret stor nælde.
Fotosyntesen blev målt gentagne gange på samme blad. Den er angivet som et indeks, som inden for hver dato er standardiseret, således at et gennemsnitsblad giver værdien 0. Brøker angiver andelen af en dosis på henholdsvis 1260 g/ha glyphosat og 46,5 g as./ha MaisTer. Målingerne blev afbrudt, da mange blade pludseligt døde.
Version 1.0 November 2008, © Miljøstyrelsen.