| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Vurdering af Planteværn Onlines økonomiske og miljømæssige effekt

5 Analyse af historiske forsøgsdata med herbicider

• 5.1 Indledning og baggrund
• 5.2 En ny prototype
• 5.3 Usikre vækstbetingelser for ukrudtet
• 5.4 Udbyttetab som følge af ukrudt
  • 5.4.1 Centrale parametre og synergiforhold
  • 5.4.2 Afgrødeskader
  • 5.4.3 Forklaringsgrad for merudbytte
• 5.5 Prototypen
• 5.6 Økonomi og sikkerhed i driftsversionens anbefalinger
  • 5.6.1 Vurdering af behandlingsindeks
  • 5.6.2 Vurdering af herbicidomkostninger
  • 5.6.3 Vurdering af effekt på ukrudtet
• 5.7 Den nye prototype som beslutningsstøtteværktøj
• 5.8 Konklusion
  • 5.8.1 Økonomi og behandlingsindeks (15 kontrolforsøg)
  • 5.8.2 Nyt beslutningsstøttesystem
  • 5.8.3 Perspektivering

5.1 Indledning og baggrund

Ved beregning af herbiciddoser i Planteværn Onlines ukrudtmodul tilstræbes der løsninger, som med det lavest mulige behandlingsindeks eller for de mindst mulige omkostninger kan bekæmpe ukrudtet med en tilstrækkelig effektivitet. Reaktioner fra brugere på de første driftsversioner af Planteværn Online i 1990'erne viste, at der stilles relativt større krav til robustheden i de anvisninger, som kommer fra Planteværn Online sammenlignet med anvisninger, som kommer fra en personlig rådgiver. Herbicidernes effekt på ukrudtet og den ønskede effekt på de enkelte ukrudtsarter er derfor bevidst fastsat til den sikre side, således at der forventes en stor sikkerhed for, at Planteværn Online aldrig medfører en væsentlig lavere effekt overfor ukrudtet, end det bagvedliggende forsøgsgrundlag viser. Denne subjektive fremgangsmåde er valgt med henblik på at inddrage datasæt af forskellig kvali- og kvantitet. Dette med henblik på at gøre Planteværn Online operationel i flest mulige kombinationer af afgrøde og ukrudtsart.

Eksperternes ønske om og subjektive fastlæggelse af niveauer for sikkerhed vil imidlertid alt andet lige medføre, at Planteværn Online generelt og over en årrække anviser unødigt høje doseringer i forhold til, hvad de samme eksperter mener er en forsvarlig og/eller økonomisk optimal indsats.  I bedste fald har eksperterne og landmanden sammenfaldende risikoaversion og behov for sikkerhed. Ved en vurdering af Planteværn Onlines økonomiske og miljømæssige betydning kan og bør systemet derfor ikke kun vurderes i forhold til anvendelse af referencebehandlinger, eksempelvis en planteavlsrådgivers bedste bud, men også vurderes i forhold til en ’skarpere’ version af Planteværn Online, hvor der alene fokuseres på landmandens økonomi og behovet for en effektiv og sikker bekæmpelse af ukrudtet. En sådan mere økonomisk stringent tilgang kan imidlertid kun foretages for én vækstsæson ad gangen, idet langsigtede økonomiske virkninger af forskellige strategier i ukrudtsbekæmpelsen er meget svagt belyste.  En sådan version kan appellere til landmænd, som ønsker at forstå de komplekse sammenhænge i ukrudtsmodulet, og som på grundlag af en personlig afvejning af effektkrav, omkostninger, udbyttetab og behov for sikkerhed ønsker at styre beslutningsprocessen.

5.2 En ny prototype

Til at validere økonomien og sikkerheden i driftsversionen af Planteværn Online-ukrudtsmodul for vårsæd og for at afprøve og implementere ovenstående ønsker til Planteværn Online er der udviklet en ny prototype for ukrudtsbekæmpelse i vårsæd. Til brug for prototypen er der blandt andet konstrueret og estimeret nye responsfunktioner og responsparametre for herbicidanvendelse i vårsæd, en ukrudtsmodel og funktioner for udbyttetab på baggrund af ukrudt og herbicider samt en relativt simpel, men dog operationel, grafisk brugerflade.

De nye modeller og parametre er primært blevet konstrueret og estimeret på grundlag af 120 effekt- og toleranceforsøg med herbicider i vårsæd, som er gennemført ved Institut for Plantebeskyttelse og Skadedyr i Flakkebjerg i perioden 1999 til 2005. Forsøgene har primært været placeret på veldrevne planteavlsbrug på Vestsjælland og har involveret mere end 1.200 forsøgsbehandlinger.

I den nye prototype er sortimentet af herbicider begrænset til Express, Ally, Harmony, Gratil, Starane, Hussar, Primus, Oxitril, DFF og Stomp, som er fagligt dækkende og de i forsøgene og i praksis mest anvendte herbicider i vårbyg. Prototypen er ligeledes begrænset til de udviklingsstadier af ukrudt og de vejrmæssige forhold, som er mest fremherskende ved en rettidig behandling med herbicider, og som er praktiseret i de benyttede forsøgsdata.

En væsentlig nyskabelse i den nye prototype i forhold til den aktuelle driftsversion er introduktionen af en model, som kan forudsige udbyttetab for forskellige bestande af ukrudt.

I den nye prototype anvendes en ukrudtsmodel, der på grundlag af en given artsspecifik ukrudtstæthed på tidspunktet for beslutning om herbicidanvendelse kan beregne den forventede produktion af herbicidbehandlet såvel som ubehandlet ukrudt i samme vækstsæson.

Til at forudsige ukrudtsbiomassen i et enkelt forsøg, på grundlag af en artsspecifik optælling af ukrudt er der benyttet følgende model (formel 5.1).

Formel 5.1

Ukrudtsbiomassen w for en given ukrudtsart i bestemmes således med brug af en Cousens hyperbel (Cousens, 1985) som en funktion af artens tæthed, vægten g af et enkelt individ dyrket på en i princippet afgrøde- og ukrudtsfri parcel, den potentielle biomasse for alle ukrudtsarterne j samt en faktor T, der udtrykker de aktuelle vækstbetingelser for ukrudtet, herunder afgrødens tryk på ukrudtet.

T værdierne er en faktor, som angiver de klimatiske og miljøbetingede effekter på ukrudtet, og T-værdierne må derfor ikke forveksles med statistiske t-testværdier.

Faktoren 5000 (Cousens asymptote) indikerer, at ukrudtsbiomassen  i en afgrødefri parcel og med en meget stor ukrudtstæthed frem til medio juni kan udvikle sig til højst 5.000 gram friskvægt pr. m². Asymptoten er ikke statistisk estimeret men er fastsat på grundlag af en subjektiv vurdering og faglitteratur (f.eks. Milberg og Hallgren, 2004).

På grundlag af data fra de 128 ubehandlede led er parametrene g i formel 5.1 blevet bestemt, som vist i tabel 5.1. En simpel U-test har vist, at de med fed markerede gennemsnitlige og estimerede vægte afviger signifikant fra gennemsnittet (som med tilhørende standardafvigelser er vist på de nederste linier i tabellen).

5.3 Usikre vækstbetingelser for ukrudtet

Der er på baggrund af forsøgsdata beregnet en konstant (T værdi) for hvert enkelt forsøgt (året, afgrøden, lokaliteten, tørkestress, luftfugtighed og temperatur), og det har vist sig, at fordelingen af T værdierne meget hensigtsmæssigt kan beskrives med en log-transformeret normalfordeling med middelværdien 8,2 og en spredning på 1,2. For en given fraktil p kan T derfor beregnes ved hjælp af den inverse normalfordelingsfunktion (N^-1) således:

Formel 5.2

På 50% fraktilen (p=0,5) har T således værdien 3.641 (e^8,2) gram pr. m².

Til at anskueliggøre funktionaliteten i den valgte ukrudtsmodel og betydningen af de varierende vækstbetingelser for ukrudtet og ukrudtets intra- og interspecifikke konkurrence viser figur 5.1, hvorledes ukrudtsbiomassen udvikler sig ved en stigende bestand af kun lugtløs kamille ved henholdsvis gode, normale og dårlige vækstbetingelser for ukrudtet, beregnet med formel 5.1 og 5.2 samt tabel 5.1.

Tabel 5.1. Data for ukrudtsarter i ubehandlede forsøgsled.

*) Bemærk, at fuglegræs kun er vejet, mens enårig rapgræs kun er optalt. Tæthed og vægte for disse ukrudtsarter er beregnet ved hjælp af en subjektivt fastsat gennemsnitlig vægt på 8,1 gram pr. plante.

Figur 5.1. Modelberegnet ukrudtsbiomasse ved forskellige vækstbetingelser (p=15%, 50% og 85%) for blandet ukrudt samt for agerkål (BRAS) og agerstedmoder (VIOAR) ved gennemsnitlige vækstbetingelser.

5.4 Udbyttetab som følge af ukrudt

Til at beregne hvorledes den producerede ukrudtsbiomasse påvirker udbyttet i vårsæd er der etableret en udbyttemodel (formel 5.3).

Formel 5.3

Udbyttet y ved en given ukrudtsbiomasse w (gram pr. m²) er bestemt af det potentielle ukrudtsfri udbytte Y (hkg pr. ha) minus et udbyttetab, som er en potensfunktion med parametrene q og p af den samlede ukrudtsbiomasse w. Den i formel 5.3 viste potensfunktion kan frembringe den samme hyperbel som Cousens hyperbelfunktioner men er i øvrigt mere fleksibel.

Det har været vanskeligt at bestemme ukrudtsbiomassens betydning for udbyttet i vårsæd og dermed også vanskeligt at bestemme parametrene q og p. Dels fordi der generelt har været en beskeden mængde ukrudt i de udvalgte forsøg, hvorfor det forventede udbyttetab i mange tilfælde er på niveau med eller mindre end sikkerheden på udbyttemålingerne, dels fordi udbyttet ved herbicidanvendelsen (det ukrudtsfri referenceudbytte) især i toleranceforsøgene har vist sig at være væsentligt påvirket af herbicider (afgrødeskade).

Under hensyntagen til problemet med afgrødeskader og manglen på forsøg med meget ukrudt har det været vanskeligt entydigt at afgøre, om ukrudtsbiomassen har en lineær eller hyperbolsk aftagende effekt på udbyttet i vårsæd. Det er imidlertid valgt at fastholde en hyperbolsk sammenhæng, fordi der er tradition for en sådan sammenhæng, og fordi en sådan sammenhæng trods alt giver en lidt bedre (men ikke signifikant bedre) forklaring af variationen i merudbyttet end en liniær sammenhæng.

Parametrene p og q, som er ubestemte kvotienter, er blevet estimeret til henholdsvis 0,046 og 0,7. Således vil en ukrudtsbiomasse på f.eks. 100 gram pr. m² (friskvægt) medføre et udbyttetab på 1,16 (0,046 x 100^0,7) hkg pr. ha.

Figur 5.2 viser modelberegnet udbyttetab ved forskellige vækstbetingelser for ukrudt i vårsæd beregnet med formel 5.1, 5.2 og 5.3 samt tabel 5.1.

Figur 5.2. Modelberegnet udbyttetab ved forskellige vækstbetingelser (p=15%, 50% og 85%) for blandet ukrudt samt for agerkål (BRAS) og agerstedmoder (VIOAR) ved gennemsnitlige vækstbetingelser.

5.4.1 Centrale parametre og synergiforhold

I driftsversionen af ukrudtsmodulet i Planteværn Online er responsparametrene jf. afsnit 4 fastsat til den sikre side. Responsparametre, som er fastsat til den sikre side, vil efterfølgende også blive omtalt som skæve responsparametre. I driftsversionen af Planteværn Online er parametrene, som bestemmer geometrien i det enkelte herbicids responskurve (parameteren b_h, som i grafisk visning illustrerer, om den har S form eller en hyperbel) bestemt i potteforsøg (semifield), mens (de skæve) parametre for a_n, som bestemmer herbicidets effekt på forskellige kombinationer af ukrudtsart og herbicid er bestemt på grundlag af flere års danske og udenlandske feltforsøg med specifikke (ikke blandede) herbicider og med subjektive tillæg for sikkerhed (afsnit 4.1.2). Data fra markforsøg, som belyser effektiviteten af forskellige herbicider i forskellige doser imod forskellige naturligt forekommende bestande af ukrudt, er ofte meget heterogene med hensyn til forsøgsmetodik og omfang. Ofte er der gode og omfattende data for dominerende arter, medens grundlaget udtyndes i takt med, at arterne på  Planteværn Onlines artsliste, som p.t. inkluderer 105 arter, bliver mere sjældent forekommende.

I Planteværn Onlines driftsversion er parameterværdier for a_n for særligt tabsvoldende ukrudtsarter estimeret med henblik på, at der i praksis opnås højere effekt, end Planteværn Online predikterer (forventer),  i ca. 75% af  tilfældene. For mere inferiøre ukrudtsarter anvendes ofte centrale estimater. For meget sjældent forekommende ukrudtsarter, er der eksempler på, at estimater er fastsat alene på grundlag af sekundært kildemateriale eksempelvis angivelser i litteratur.

Af praktiske og ressourcemæssige årsager er de nye centrale responsparametre estimeret på grundlag af driftsversionens responsparametre, dels estimeret på grundlag af de udvalgte effekt og toleranceforsøg. For hver ukrudtsart er herbicidernes effekt i driftsversionen blevet transformeret med en voksende funktion (i praksis en potensfunktion) således at herbicidernes effektmæssige rangorden i driftsversionen er blevet bibeholdt i den nye prototype.

Fordi der i forsøgene i mange tilfælde er benyttet blandinger af herbicider, har det været nødvendigt samtidigt med nye centrale responsparametre også at estimere synergiforholdene. Til fastsættelse af synergiforhold og ved beregning af den samlede effekt af herbicidblandinger benytter driftsversionen af Planteværn Online den såkaldte Additive Doseringsmodel (ADM) (Kudsk & Mathiassen, 1997). For blandinger af herbicider med forskellig virkemekanisme kan den såkaldte ”multiplicative survival model” (MSM) imidlertid være en bedre model. På grundlag af ekspertvurdering (Kudsk, 2006) er det valgt at benytte nedenstående modeller (tabel 5.2) til at beskrive synergiforholdene i de i forsøgene anvendte herbicidblandinger.

Tabel 5.2. Synergiforhold for blandinger af herbicider (A = ADM).

Det fremgår af tabellen, at det for mange blandinger og især ved ”blandinger” med samme herbicid er valgt at beskrive synergiforholdene med ADM (A), mens synergiforholdene ved blandinger med Oxitril og DFF bedst beskrives med MSM. I tabellen repræsenterer Express sulfonylureamidlerne (f.eks. Express, Ally, Harmony og Gratil).

De nye responsfunktioner, som benyttes ved estimering af de nye centrale responsparametre, og som benyttes til optimering af herbicidblandinger i den nye prototype, er dokumenteret i et selvstændigt arbejdspapir (Ørum, Rydahl og Kudsk, 2006). I princippet beregnes effekten z af en blanding af to herbicider med doseringerne x₁ og x₂ således, hvor C₁₂ er en synergifaktor for en blanding af herbicid 1 og 2:

Formel 5.4

I tilfælde af MSM er synergifaktoren lig 1, og ved ADM kan synergifaktoren beregnes som kvadratroden af produktet af beta parametrene β₁ og β₂, således:

Formel 5.5

Ved blandinger med et tredje herbicid beregnes den nye ADM synergifaktor således:

Formel 5.6

De i prototypen benyttede beta parametre og synergifaktorer fremgår af tabel 5.3.

Tabel 5.3. Beta parameter (diagonalen) og synergifaktor C for herbicidblandinger.

De i diagonalen (med kursiv) viste værdier er beta responsparametre for de enkelte herbicider, mens de øvrige værdier er synergifaktorer for blandinger af herbicider. De med fed viste synergifaktorer er ekspertfastsatte (C=1 og dermed MSM), mens de øvrige synergifaktorer er beregnet med formel 5.5. Lige som i tabel 5.2 repræsenterer Express også her sulfonylureamidlerne. Og lige som i driftsversionen af Planteværn Online er det også i den nye prototype antaget, at herbicider med samme virkemekanisme (f.eks. sulfonylureamidlerne) har en fælles beta parameter. Ved den videre afprøvning af den nye prototype er det dels valgt at antage at C=1 (MSM), hvor der for blandinger med Oxitril, DFF og Stomp ikke i tabel 5.3 er anført en synergifaktor, dels valgt helt at undlade blandinger, hvor Stomp indgår.

5.4.2 Afgrødeskader

Som tidligere nævnt (afsnit 5.4, har det vist sig, at der i mange af forsøgene især med høje herbiciddoseringer ud over det i praksis tilladte er konstateret betydelige udbyttetab (afgrødeskader). Det har derfor været nødvendigt (et valg) at estimere og korrigere for disse skader i samme arbejdsgang som funktionen, der anvendes til forudsigelse af udbyttetab på grund af ukrudt er estimeret (formel 5.3).

Skaderne kan dels skyldes, at der i forsøgene er afprøvet forskellige formuleringer af herbiciderne, som ikke nødvendigvis svarer til de formuleringer, der benyttes i de markedsførte herbicider, dels at der i mange tilfælde er afprøvet doseringer ud over det tilladte og langt ud over, hvad der benyttes i praksis. For at give en indikation af problemets størrelse er der i tabel 5.4 beregnet nogle eksempler på modelberegnet udbyttetab ved herbicidanvendelse i vårsæd.

Tabel 5.4. Eksempler på modelberegnede udbyttetab ved herbicidanvendelse i vårsæd.

5.4.3 Forklaringsgrad for merudbytte

For at den behandlede og ubehandlede ukrudtsbiomasses effekt på udbyttet kan indgå i beslutningsstøtteværktøjet, skal merudbyttet også kunne bestemmes på grundlag af en modelberegnet ukrudtsbiomasse. Det har vist sig, at der stort set ikke er forskel på, om merudbytterne er beregnet på grundlag af observeret ukrudtsbiomasse eller på grundlag af den modelberegnede ukrudtsbiomasse (formel 5.1 og 5.3-5.5 samt tabel 5.1 og 5.3). Det skal bemærkes, at der ved den modelberegnede ukrudtsbiomasse ikke er benyttet gennemsnitlige eller på forhånd forventede T værdier, men derimod ex-post (efterfølgende) bestemte T værdier (formel 5.2) for ukrudtets vækstbetingelser i de enkelte forsøg. Det betyder, at modellen ikke skal forklare variationen mellem forsøgene (den opgave er blandet andet løst med T værdierne) men variationen i de enkelte forsøg.

Figur 5.3 viser, hvor godt variationen i merudbyttet eksklusiv afgrødeskade kan bestemmes på grundlag af observeret og modelberegnet ukrudtsbiomasse.

Figur 5.3. Modelberegnet merudbytte eksklusiv afgrødeskade ved herbicidanvendelse i vårsæd beregnet på grundlag af observeret (blå) og modelberegnet (lilla) ukrudtsbiomasse. Den optrukne sorte trendlinie viser sammenhængen mellem de observerede og modelberegnede merudbytter.

Det fremgår af figuren, at 63% af variationen i merudbyttet kan bestemmes med den etablerede model for udbyttetab. Figuren viser også, at der stort set ikke er forskel på, om merudbytterne er beregnet på grundlag af en observeret ukrudtsbiomasse (blå) eller på grundlag af en modelberegnet ukrudtsbiomasse (rød). Den relativt høje forklaringsgrad (63%) skyldes, at der i modelberegningerne er benyttet ex-post fastsatte T værdier.

Det er således vanskeligt med stor sikkerhed at beregne merudbytte ved bekæmpelse af ukrudtsbiomassen, men en modelberegnet ukrudtsbiomasse er tilsyneladende et lige så godt grundlag for beregning og forudsigelse af merudbyttet som en observeret ukrudtsbiomasse.

5.5 Prototypen

Den nye protype er operativ i to versioner, om p.t. eksisterer i en Excell-version.  Begge udpeger den eller de løsninger, som for en given ukrudtsbestand giver de billigste løsninger. De billigste løsninger bliver bestemt på grundlag af løsningernes samlede omkostninger til ukrudtsbekæmpelse og ukrudt. Et estimeret ukrudtsfrit udbytte er reference for disse omkostninger. Jo mere ukrudt, der overlever ukrudtsbekæmpelsen og konkurrerer med afgrøden, og jo flere herbicider, der anvendes, desto større bliver de samlede omkostninger.

Denne ene version af prototypen har et grafisk interface, mens den anden version er en batchudgave, som uden brugerindgriben kan arbejde i baggrunden på f.eks. en traktorcomputer. I begge versioner, kan der tages hensyn til individuelle effektkrav, men det er kun i den grafiske version, at de økonomiske og effektmæssige konsekvenser af en øget eller reduceret dosering ved forskellige vækstbetingelser for ukrudtet vises på skærmen. Batchversionen kan indlæse en lang række ukrudtsbestande fra f.eks. en tekstfil eller en ukrudtsskanner og meget hurtigt beregne en økonomisk optimal løsning for hver enkelt ukrudtsbestand.

I de følgende eksempler med anvendelse af protypen er der benyttet aktuelle afgrøde- og herbicidpriser fra september 2006, og omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse og ukrudt er omregnet til afgrødeekvivalenter målt i hektokilo (hkg). Der er med brug af formel 5.1-5.5 og tabel 5.1 beregnet ukrudtsbiomasse (altid friskvægt), udbyttetab, afgrødeskade, behandlingsindeks, relativ bekæmpelse af ukrudtet og samlede omkostninger til ukrudtsbekæmpelse og ukrudt dels ved anvendelse af den økonomisk optimale løsning (med eller uden artsspecifikke effektkrav), dels ved en kontinuert reduktion eller øgning i doseringen af den økonomisk optimale blanding.

5.6 Økonomi og sikkerhed i driftsversionens anbefalinger

Et af formålene med at udvikle den nye prototype har været at vurdere økonomien og sikkerheden i driftsversionens anbefalinger. Hypotesen er, at Planteværn Onlines driftsversion for at være på den sikre side anviser løsninger med for høje doseringer og dermed også unødigt dyre løsninger og unødigt høje behandlingsindeks. Den øgede sikkerhed opnås som bekendt dels ved unødigt høje artsspecifikke effektkrav dels ved anvendelsen af skæve responsparametre.

For at afprøve denne hypotese er Planteværn Onlines driftsversion for herbicidanvendelse i vårsæd derfor blevet testet mod den nye prototype på grundlag af de 15 kontrolforsøg på 12 lokaliteter i perioden 1996-1997, som også ligger til grund for analysen af Planteværns Online reduktionspotentiale i kapitel 4.1. Der indgår afgrødeskade og er benyttet gennemsnitlige vækstbetingelser i analyserne.

5.6.1 Vurdering af behandlingsindeks

Figur 5.4 viser, hvor stort et behandlingsindeks prototypen med og uden artsspecifikke effektkrav samt driftsversionen af Planteværn Online (september 2006) ville have udløst i de 15 kontrolforsøg.

Figur 5.4. Herbicidanvendelse (BI) som en funktion af modelberegnet ukrudtstryk (gram pr. m²) i 15 kontrolforsøg i vårsæd og herbiciddoseringer udløst af den nye prototype med (rød) og uden (blå) artsspecifikke effektkrav samt Planteværn Online driftsversion (grøn).

Det fremgår af figuren, at der med centrale parametre ved anvendelse af artsspecifikke effektkrav (rød) udløses et højere behandlingsindeks end ved en ren økonomisk optimering (blå). F.eks. stiger behandlingsindekset fra 0,15 til 0,3 BI ved et normalt, lavt ukrudtstryk på omkring 125 gram ukrudt pr. m². Og ved et ukrudtstryk på 250 gram ukrudt pr. m² stiger behandlingsindekset fra 0,25 til 0,4 BI, mens et ukrudtstryk ud over 250 gram pr. m² tilsyneladende ikke giver økonomisk incitament til at øge behandlingsindekset (den blå kurve flader ud). Det artsspecifikke effektkrav medfører generelt en fordobling i behandlingsindekset.

Driftsversion af Planteværn Online udløser et herbicidforbrug, som tilsyneladende er lineært stigende med ukrudtstrykket, og som i de fleste tilfælde er højere end for prototypen uden effektkrav (blå). Det er imidlertid overraskende at driftsversionen generelt har udløst et herbicidforbrug som er lavere end eller på højde med protypen med sikkerheds (rød) anbefalinger. Ved et normalt, lavt ukrudtstryk på 100-250 gram ukrudt pr. m², udløser driftsversion et behandlingsindeks, der i gennemsnit er 0,1 BI  lavere end for den nye prototype med effektkrav.

Det kan konkluderes, at artsspecifikke effektkrav, som ventet medfører et øget behandlingsindeks (generelt en fordobling); men også mere overraskende at anvendelsen af centrale responsparametre og økonomisk optimering (med effektkrav) ikke vil reducere herbicidforbruget i anbefalingerne i Planteværn Online. Dette indikerer, at udbyttetab som følge af overlevende ukrudt, selv ved en tilfredsstillende bekæmpelse af ukrudtet kan (økonomisk) retfærdiggøre et øget herbicidforbrug.

Det er også overraskende, at driftsversionen (grøn) på trods af skæve parametre og artsspecifikke effektkrav ved et lavt til normalt ukrudtstryk (under 250 gram friskvægt pr. m²) kun udløser et herbicidforbrug, som er 0,05 BI højere end det kortsigtede, økonomisk optimale forbrug helt uden effektkrav (blå). Dette indikerer ligeledes, at værdien af at bekæmpe ukrudtet i mange tilfælde kan retfærdiggøre et større herbicidforbrug end driftsversionens effektkrav tilsiger.

5.6.2 Vurdering af herbicidomkostninger

Figur 5.5 viser de herbicidomkostninger, som er udløst af den nye prototype og Planteværn Online-driftsversion.

Figur 5.5. Herbicidomkostninger (DKK pr. ha) som en funktion af modelberegnet ubehandlet ukrudtstryk (gram pr. m²) i 15 kontrolforsøg i vårsæd og herbiciddoseringer udløst af den nye prototype med (rød) og uden (blå) artsspecifikke effektkrav samt Planteværn Online-driftsversion (grøn).

Det fremgår af figuren, at der er et stort sammenfald mellem behandlingsindekset (figur 5.4) og omkostningerne til herbicider. Det fremgår også, at det øgede pesticidforbrug ved anvendelsen af artsspecifikke effektkrav koster ca. 20 kr. pr. ha. Der er i øvrigt ikke den store forskel på herbicidomkostningerne for Planteværn Online og omkostningerne ved den økonomiske optimering med effektkrav ved et normalt, lavt ukrudtstryk.

Det kan konkluderes at de artsspecifikke effektkrav medfører en meromkostning til herbicider på i gennemsnit 50 kr. pr. ha og medfører en fordobling af pesticidforbruget i vårsæd fra 0,15 BI til 0,3 BI ved et normalt, lavt ukrudtstryk. Under forudsætning af, at de artsspecifikke effektkrav skal opfyldes, kan endvidere konkluderes, at anvendelsen af centrale parametre og en økonomisk optimering der inddrager ukrudtets effekt på høstudbyttet, ikke vil påvirke herbicidforbruget og omkostningerne til herbicider i vårsæd i forhold til Planteværn Online- driftsversion.

5.6.3 Vurdering af effekt på ukrudtet

Figur 5.6 viser de effekter på den samlede ukrudtsbiomasse, som er udløst af den nye prototype med og uden artsspecifik sikkerhed.

Figur 5.6. Relativ effekt (1=100 pct.) på ukrudtsbiomasse som en funktion af modelberegnet ubehandlet ukrudtstryk og herbiciddoser udløst af den nye prototype med (rød) og uden (blå) artsspecifikke effektkrav ved (gram friskt ukrudt pr. m²) i 15 kontrolforsøg i vårsæd.

Det fremgår af figuren, at der ved en økonomisk optimering med artsspecifikke effektkrav (røde trekanter) bliver opnået en effekt på den samlede modelberegnede ukrudtsbiomasse på mindst 70%. Og effekten stiger med ukrudtstrykket til mere end 95%. Ved en optimering uden effektkrav, vil effekten på ukrudtsmassen også øges ved et stigende ukrudtstryk, men på et lavere niveau. Startende ved ca. 60%. og stigende til ca. 90%. Bemærk dog, at det i nogle få tilfælde har været økonomisk optimalt at tillade en effekt på mindre end 50%.

5.7 Den nye prototype som beslutningsstøtteværktøj

Som nævnt er den nye prototype også blevet forsynet med et grafisk interface og er blevet afprøvet som beslutningsstøtteværktøj.

På den nye brugerflade indtastes en række pris-, udbytteforudsætninger, der registreres en artsspecifik ukrudtstæthed, og de foreslåede effektkrav kan justeres. Herefter beregner prototypen fem blandinger og doseringer, som hver især minimerer omkostningerne til ukrudtsbekæmpelse og ukrudt. I en af blandingerne er der frit valg mellem de forskellige herbicider, for de andre blandinger skal der, eller skal der ikke indgå midler med relativt smalle artsspektre som f.eks. Starane. Den blanding, som har de laveste omkostninger, vises på skærmen (figur 5.7), og for hver ukrudtsart vises effekten af den valgte løsning. Brugeren kan i øvrigt vælge at skifte mellem de forskellige (hver især) optimale blandinger. Figur 5.7 viser et eksempel på den nye brugerflade, som har været afprøvet til Planteværn Online. I eksemplet har brugeren valgt at benytte blandingen med de laveste omkostninger samt at benytte standard afgrødeskader (tabel 5.4) og artsspecifikke effektkrav svarende til den nuværende Planteværn Online-driftsversion.

Figur 5.7. Eksempel på nyt brugerinterface til Planteværn Online herbicidanvendelse i vårsæd. For beskrivelse af kurverne henvises til teksten.

På skærmen (figur 5.7) vises omkostningerne (blå kurve)(primær akse) og den samlede effekt på ukrudtsbiomassen (lyseblå kurve)(sekundær akse) for den valgte løsning i en dosering stigende fra 0,0 BI til 1,2 BI. Den optimale løsning findes i punktet, hvor omkostninger er lavest (grøn diamant). På figuren er omkostningerne ved normale vækstbetingelser for ukrudtet (den fede mørkeblå kurve) suppleret med omkostningerne ved gode (tynd rød kurve, p=15%) og dårlige (tynd blå kurve, p=85%) betingelser for ukrudtet. Til orientering vises også den løsning, som Planteværn Onlines nuværende driftsversion ville anvise (orange diamant) samt en kurve, der indikerer de samlede omkostninger til herbicider ved en op/nedskalering af Planteværn Online løsningen (stiplet orange linie).

I eksemplet (figur 5.7) er der blevet registreret 11 stk. agerkål eller spildraps og 33 stk. lugtløs kamille pr. m². For begge arter er der et effektkrav på 80%. Den nuværende Planteværn Online-driftsversion (orange diamant) vil løse opgaven med 0,5 tablet Express (BI=0,25). Denne løsning vil medføre herbicidomkostninger svarende til 0,5 hkg pr. ha. Ved at mindske eller øge doseringen mindskes og øges omkostningerne tilsvarende (lineært), men man kan ikke (og har ikke i dag mulighed for at) se, hvilken effekt en sådan justering har på bekæmpelsen af ukrudtet og den samlede økonomi.

I den ny prototype, med centrale responsparametre og økonomisk optimering, anbefales 0,8 tablet Express svarende til et BI på 0,4. Denne løsning medfører en samlet omkostning til herbicider og udbyttetab svarende til knapt 1,5 hkg pr. ha. En øget dosis vil øge omkostningerne til herbicider mere, end den øgede effekt på ukrudtet og udbyttet kan opveje. Ved at reducere dosis, mindskes omkostningerne til herbicider, men de sparede omkostninger mere end opvejes af det udbyttetab den større mængde overlevende ukrudt vil medføre. Ved helt at undlade brugen af herbicider vil ukrudtet, alt efter vækstbetingelserne for ukrudtet, medføre udbyttetab på mellem 2 og 4 hkg pr. ha, og ukrudtet vil have gode betingelser for at opformere sig og udgøre et endnu større problem de efterfølgende år.

Den nye prototype udløser således lidt højere herbicidforbrug end den nuværende Planteværn Online-driftsversion. På grund af responskurvens relativt flade form omkring optimum er den reelle økonomiske betydning heraf dog marginal.

Det fremgår også af brugerfladen (ikke vist i figur 5.7), at der med den valgte løsning er beregnet en effekt på de to ukrudtsarter på henholdsvis 95 og 88%. Den lyseblå kurve (figur 5.7) indikerer, at der med den anbefalede løsning med 0,4 BI opnås en effekt på 88% på den samlede ukrudtsbiomasse. Ved for eksempel at fordoble doseringen til 0,8 BI (1,6 tablet Express) øges de samlede omkostninger til herbicider og udbyttetab med 0,25 hkg til ca. 1,8 hkg pr. ha, mens effekten på ukrudtet øges fra 88% til 96%. Den relative effekt på ukrudtet påvirkes ikke af vækstbetingelserne for ukrudtet, men det fremgår af figuren, at vækstbetingelserne har en økonomisk konsekvens. På figuren er omkostningerne til herbicider og udbyttetab som følge af ukrudt ved normale vækstbetingelser for ukrudtet (den mørkeblå kurve) suppleret med omkostningerne ved gode (rød kurve, p=15%) og dårlige (blå kurve, p=85%) betingelser for ukrudtet. Når ukrudtet har de bedste vækstbetingelser øges den økonomisk optimale dosering til 0,5 BI (1 tablet Express), mens den reduceres til 0,31 BI (0,6 tablet Express), når ukrudtet har dårlige vækstbetingelser. Dette eksempel illustrerer, at det for landmandens økonomi og miljøet, er mest interessant at kunne identificere de år og afgrøder, hvor ukrudtet har de ringeste vækstbetingelser. Dette er imidlertid meget vanskeligt at forudse på de relativt tidlige afgrødeudviklingstrin, hvor herbiciderne skal anvendes. Det indikeres også, at den forsigtige landmand, der antager, at ukrudtet altid har gode vækstbetingelser, straffes med en merudgift på 0,25 hkg. Det indikeres også, at den landmand, der ønsker at gøre op med ukrudtet, for en meromkostning på 0,5 hkg pr. ha kan øge dosis til 1 BI og dermed øge effekten på ukrudtet fra de økonomisk optimale 88% til godt 97%.

Det diskuterede eksempel viser dog, at anvendelsen af centrale responsparametre og økonomiske skadestærskler ikke nødvendigvis vil medføre et lavere pesticidforbrug eller reducerede effekter på ukrudtet sammenlignet med driftsversionen af Planteværn Online.

5.8 Konklusion

5.8.1 Økonomi og behandlingsindeks (15 kontrolforsøg)

Det kan på grundlag af en sammenlignende test baserende sig på 15 kontrolforsøg konkluderes, at driftsversionen af Planteværn Online, som ventet, medfører et øget behandlingsindeks i forhold til en økonomisk optimal pesticidanvendelse beregnet med centrale responsparametre og uden artsspecifikke effektkrav.

Forskellen på, som i driftsversionen, at benytte strenge effektkrav og skæve parametre, og som i prototypen uden effektkrav, at benytte økonomisk optimering med en ukrudts- og udbyttemodel er meget beskedne. Driftsversionen udløser et merforbrug på mellem 0,05 BI ved et lavt ukrudtstryk og 0,2 BI ved et højt ukrudtstryk svarende til en fordobling af herbicidforbruget. Merforbruget koster generelt 20 kr. pr. ha.

Det vurderes, at de nuværende højere effektkrav i langt høje grad end de skæve responsparametre er med til at bestemme herbicidforbruget i anbefalingerne fra Planteværn Online. Og de højere effektkrav medfører, at ukrudtsbiomassen reduceres 5-20% mere end det økonomisk optimale.

Som nævnt er der mange gode grunde som f.eks. problemer med høstbesvær og opformering af ukrudtet til at foretage en ukrudtsbekæmpelse ud over det umiddelbare udbyttemæssigt økonomisk optimale. Analyserne med den nye prototype for herbicidanvendelse i vårsæd har vist, at de nuværende høje effektkrav i Planteværn Online koster landmanden ca. 20 kr. pr. ha, medfører en beskeden forøgelse af herbicidforbruget og en 5-20% højere reduktion i ukrudtsbiomassen i vårsæd sammenlignet med det umiddelbart udbyttemæssige økonomisk optimale. Det virker ikke urimeligt, at en sikring mod høstbesvær og opformering af ukrudtet i vårsæd koster 20 kr. pr. ha. At denne forsikring til gengæld medfører en beskeden forøgelse af herbicidforbruget og reducerer biodiversiteten i vårsædsmarkerne har næppe en stor praktiske betydning, så længe Planteværn Online i den nuværende udgave er et miljømæssigt og økonomisk godt alternativ til almindelig landmandspraksis.

5.8.2 Nyt beslutningsstøttesystem

Med den nye prototype for Planteværn Online-ukrudtsmodel for vårsæd har det været muligt at  prædiktere udbyttetab ved forskellige kontinuert stigende herbiciddoseringer. Et forhold, som kan visualiseres overfor brugerne, og herved vise både potentialet i at foretage bekæmpelse og graden af robusthed i den økonomisk mest optimale behandling.

Den nye model gør det også muligt at beregne estimerede udbyttetab, hvor stedlige og sæsonbetingede forhold kan illustreres for de henholdsvis bedste og værste tilfælde (f.eks. 15%-fraktiler). Hermed opnås større transparens med hensyn til bl.a. robustheden i de anvisninger, som præsenteres for brugerne.

I den nye prototype kan der anvises økonomisk optimale herbiciddoseringer i vårsæd samtidigt med, at effekten (økonomi og bekæmpelse) af en varierende (usikker) ukrudtsmængde og en varierende herbiciddosering (styringsvariabel) kan inspiceres. Herved er det muligt for landmanden selv at afveje behovet for sikkerhed (mindsket risiko) mod ønsket om en økonomisk optimal ukrudtsbekæmpelse på kort eller lang sigt.

Det kan også konkluderes, at den nye prototype, som kombinerer de nuværende effektkrav, nye centrale responsparametre og økonomisk optimering på grundlag af en ukrudts- og udbyttemodel vil få Planteværn Online til at udløse et højere herbicidforbrug og en mere effektiv bekæmpelse af ukrudtet. Med mindre landmanden tør slække på de nuværende høje effektkrav, vil den nye prototype således alt andet lige medføre et højere herbicidforbrug og mindre overlevende ukrudt i vårsæd.

5.8.3 Perspektivering

Det er et væsentligt fremskridt i de nye prototyper, at variationen i datagrundlaget kan visualiseres i de løsninger, som præsenteres overfor brugeren. Eksempelvis kan man se i figur 5.7, at udbyttet er relativt stabilt indenfor et relativt bredt interval omkring den optimale BI-indsats.

Med henblik på en integration af den nye prototype i Planteværn Onlines  driftsversion udestår der en række opgaver. Eksempelvis at integrere centrale estimater for korrektionsfaktorer, således at prototypen også bliver aktuel for andre klasser af ukrudtets størrelse og andre klimaforhold. Endvidere skal der udvikles principper for, hvordan dosis-respons data fra forskellige geografiske regioner (lande) og forskellige målemetoder kan integreres. Endvidere udestår en betydelig opgave med henblik på indsamle og behandle data, således at principperne i den nye prototype kan implementeres i flest mulige af de i alt 30 afgrøder, som driftsversionen indeholder. Herunder skal det undersøges, om de ukrudts- og udbyttetabsmodeller, som er udviklet til vårbyg, som er den nok mest konkurrencestærke afgrøde, også kan anvendes direkte i afgrøder, hvor der er svagere konkurrenceevne, og hvor det oftest er nødvendig at behandle flere gange.

Dernæst bør behovet for at gennemføre supplerende valideringsforsøg overvejes. Eksempelvis kan det være interessant at undersøge, i hvilken udstrækning at sædvanlige krav til ukrudtseffekt ved høst og dermed indirekte krav til, at opformering af ukrudt begrænses, er indfriet af prototypen, som alene fokuserer på økonomisk optimering i den indeværende afgrøde. Og det kan ligeledes være relevant at verificere, underbygge og forbedre den benyttede ukrudtmodel, modellen for beregning af udbyttetab på grund af ukrudt og modellen for afgrødeskade på grund af herbicider.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Oktober 2007, © Miljøstyrelsen.