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

Effekter af sprøjtemiddelafdrift på bærbærende buske og træer som indikator for biodiversitetsforandringer

6. Begrundet forsøgsdesign

6.1 Introduktion

Det er formålet med dette projekt at etablere kvantitative data for herbicidet metsulfurons effekt på vegetativ vækst, blomsterproduktion og bærproduktion hos engriflet hvidtjørn. Afdrift af herbicider fra marker til omkringliggende hegn kan påvirke mængden af disse plantedele og hermed også fødemængden for den tilknyttede fauna såsom herbivore insekter og bærædende fugle. Ydermere kan en eventuel påvirkning af insekterne bevirke at de insektædende fugles antal reduceres. Vi har i de foregående kapitler gennemgået de data der er indsamlet i pilotforsøget for at understøtte planlægningen af et forsøg der skal dokumentere om der er effekt af herbicidet metsulfuron på tjørn i de udvalgte hegn. I kapitel 2 blev der gennemført en statistisk styrkeberegning for at beregne de prøvestørrelser der er nødvendige for med en styrke på 80% at detektere effekter der ligger over 20%. Kapitel 4 gennemgik resultatet af et lille sprøjteforsøg og i kapitel 5 blev resultatet af insektindsamlinger i fire tjørnehegn gennemgået. I nærværende kapitel vil vi på basis af de indsamlede data, litteraturen og økonomiske scenarieberegninger argumentere for et givent forsøgsdesign. Det design, som vi vil foreslå her i kapitlet, har som overordnet mål at sammenholde observerede effektniveauer med afsætning og relativ biomasse i regioner/højder af træerne for at beregne om det er sandsynligt at der vil forekomme effekter i hegn under normal sprøjtepraksis.

6.2 Prøveantal

De statistiske styrkeberegninger viste at der er store forskelle mellem forskellige endpoints (blade, knopper, blomster, grønne bær, modne bær) i hvor mange sidegrene per træ og hvor mange træer per hegn det er nødvendigt at indsamle for at opnå en statistisk styrke på 80%. Det var tydeligt for alle de valgte endpoints at det nødvendige prøveantal er lavest ved høst af få sidegrene per træ men med lidt flere træer per hegn. Det var mere variabelt hvorledes et øget antal hegn påvirkede antallet af prøver.

Når man skal vælge mellem de forskellige alternativer er der andre parametre end den statistiske styrke der skal inddrages. En vigtig diskussion er afvejningen af undersøgelsens generalitet, det vil sige antallet af hegn der laves undersøgelser i, i forhold til den nødvendige ressource der skal til for at gennemføre dataindsamlingen. Hvis der kun inddrages et enkelt hegn er det muligt at vi kan opnå den ønskede statistiske styrke, men i den efterfølgende diskussion af data vil konklusionerne kun være repræsentative for dette ene hegn. Hvis flere hegn, gerne af meget forskellig karakter, inddrages vil de biologiske konklusioner være af mere generel karakter. Det er derfor vores mål at inddrage flere hegn hvis dette ikke medfører for store omkostninger praktisk og økonomisk.

Nedenfor præsenteres de mulige scenarier for indsamlinger der opfylder kriteriet med en statistisk styrke på 80% (ud fra vores valg). Senere i dette kapitel vil vi beregne tidsforbruget ved at gennemføre det foreslåede forsøg i henholdsvis 1, 2, 4, 8 eller 16 hegn. Det betyder at vi har udvalgt de scenarier der har det laveste antal prøver for hver variabel (Tabel 6.1) og dernæst udvalgt den måleparameter hvor der skulle bruges flest træer således at begge måleparametre var dækket ind.

I pilotforsøget blev der indsamlet de sidegrene der som den mindste enhed indeholder blade eller knopper, blomster og bær. Disse indsamlinger giver imidlertid ikke data for den samlede bærbiomasse (udbytte) i hegnet hvorfor data skal suppleres med areal-relaterede data. Det vil sige at der skal tælles skud inden for et givent areal fordelt på forskellige positioner i træet . Disse tællinger vil gøre det muligt at omsætte effekter til hele hegnet når man kender afsætningens fordeling i et hegn som funktion af højden. Der foretages kun en enkelt måling på et tidspunkt hvor det er klart om sideskuddene er fertile. Forandringer i de enkelte sideskud måles jo andetsteds. Målingerne bliver yderligere understøttet af en massebestemmelse af 2 træer per forsøgshegn. Oplysninger om sprøjtemidlers afsætningsmønster i hegn findes i litteraturen .

Som tidligere nævnt vides det ikke om der er effekter året efter at planterne har været udsat for sprøjtning, derfor skal der høstes i sprøjtede træer både det år der sprøjtes og året efter.

6.3 Sprøjteprocedure

Forsøgene gennemføres som sprøjteforsøg i hegn, hvor engriflet hvidtjørn er dominerende og hvor der ikke sprøjtes i det yderste sprøjtespor på de tilstødende marker (12-18 m). I forsøgene sprøjtes sektioner af 3 til 4 træer. Der sprøjtes med fem doser henholdsvis 0%, 5%, 10%, 20% og 40% af anbefalet markdosis for kornmarker. Disse doser er blevet valgt dels fordi pilotforsøget viste at der var en målbar effekt mellem 10 og 30% af anbefalet markdosis og fordi højere doser ville være væsentlig højere end de doser der vil kunne observeres under normale driftforhold. Vi holder fast i den højeste dosis på 40% selvom pilotforsøget viste en 100% effekt allerede ved 20% for de bær der ikke var angrebet af insekter. Det gør vi fordi pilotforsøget kun er gennemført for et enkelt udviklingsstadie på et enkelt sprøjtetidspunkt. Der sprøjtes på to tidspunkter, nemlig forår (maj) og tidlig sommer (juni).

Kontrolplanterne sprøjtes ikke da vi ønsker at undersøge den samlede effekt af sprøjtning af tjørnehegn. Som en yderligere fordel medfører ovennævnte synsvinkel at den samme kontrol kan bruges ved begge sprøjtninger. Dette reducerer prøveantallet i det enkelte hegn hvilket gør det lettere at finde egnede hegn.

Idet den valgte sprøjtemetode er kunstig i forhold til en naturlig driftsituation og fordi det ikke umiddelbart er muligt at omsætte udsprøjtet mængde til mængde afsat sprøjtemiddel, er det nødvendigt at få et mål for sprøjtemiddelafsætningen. Disse afsætningsmålinger skal både bruges til at relatere effektmålingerne til en "normal" drifthændelse og til at få en direkte dosis-effekt sammenhæng. Ved sprøjtningen bestemmes den væskemængde der afsættes i hegnet ved hjælp af glycin afsætning. Idet træets/hegnets form er af betydning for afsætningen (for eksempel kan de yderste grene skygge for blade siddende længere inde i træet) skal afsætningen måles på en sidegren lige ved siden af de sidegrene der skal bruges til indsamling.

6.4 Insektindsamlinger

Pilotforsøgets indsamlinger viser at der er en række insekter der angriber blomsterknopper og bær med den mulige konsekvens at disse aborteres. Da pilotforsøget yderligere viste at ukrudtsmidlet metsulfuron også forårsagede nedfald er det vigtigt at isolere herbicideffekten fra andre årsager til nedfald. Udover insektprovokeret nedfald kan det ikke udelukkes at nogle af bærrene aborteres fordi bladædende insekter eller andre energi- og næringsbegrænsende faktorer "udsulter" de bærbærende sideskud (Manzur og Courtney 1984). Derfor er det vigtigt at fastslå hvor mange af de knopper, blomster og bær der aborteres der er angrebet af insekter. Vi vil derfor indsamle både knopper, blomster og bær på 8 tidspunkter gennem sæsonen og dissekere dem for insekter, ligeledes vil vi opsamle nedfaldne knopper, blomster og bær således at en eventuel sprøjtemiddeleffekt kan adskilles fra andre årsager til nedfald af frugter.

6.5 Pilotforsøg af insekticideffekt på frugtsætning

Ifald insekterne betyder meget for mængden af tjørnefrugter og blomster der falder ned før modenhed kan man forestille sig at drift af et insekticid ind i hegnet betyder at færre generative enheder falder ned og at der bliver flere frugter. Vi ønsker som nævnt i Kapitel 1 at bruge tjørn som indikator for biodiversiteten i hegn. Selvom bærmængden faktisk stiger er det ikke ensbetydende med at biodiversiteten også stiger idet insektmidlet har en direkte effekt på insekterne. Derfor vil vi lave et pilotforsøg for at etablere effekten af en insekticidsprøjtning på bærproduktionen af tjørn. Pyrethroider er de mest benyttede insektmidler i Danmark (Miljøstyrelsen 2001), og derfor udvælger vi en af de mest benyttede af disse som repræsentant for drift af insektmidler ind i hegn.

Fem enkelttræer sprøjtes med et insekticid i starten af juni. Doserne vælges i spændet mellem 0 og 40% af anbefalet markdosis. Inden sprøjtning afmærkes 10 sidegrene og antallet af blomster opgøres. Endelig anslås det, hvor mange af blomsterne der er angrebet af insekter. Efterfølgende optælles sideskuddene en gang om ugen i 6 uger.

6.6 Økonomiske betragtninger

6.6.1 Kriterier

Som nævnt tidligere ønsker vi at have den størst mulige sikkerhed i de konklusioner vi når frem til i et efterfølgende forsøg. Derfor sigter vi på at indsamle i så mange hegn som praktisk og økonomisk muligt. Det er dog også vigtigt at konstatere at mængde af træer som skal sprøjtes også bestemmes af den normale størrelse af tjørnehegn. Hvis der for eksempel skal behandles 30 træer per dose vil det betyde at der skal bruges 300 træer (30 træer x 5 doser x 2 sprøjtetidspunkter). Med bufferzoner mellem de sprøjtede træer betyder dette at alle hegn skulle mindst være 1 km lange. Vi har lavet en beregning af de nødvendige ressourcer til at kunne måle en 20% effekt ved et signifikansniveau på 0,05 og en statistisk styrke på 80% for begge måleparametre (vægt af sideskud og antal af enheder per sideskud). Beregningerne af tidsforbruget for høst af blade er kun lavet på antallet af blade i kortskud idet langskud overvejende forekommer i klippede hegn.

6.6.2 Beregninger

Beregningen af tidsforbruget for de forskellige scenarier er lavet udfra den tid der går med: indsamling af sidegrene (herunder også prøve behandling), sprøjtning, kørsel, afmærkning, insektprøver, massebestemmelse af træer og sideskudsoptælling på træer per areal. For beregningen er der gjort visse antagelser baseret på erfaringer fra pilotforsøgene. Disse er gennemgået nedenfor.

Prøvebehandling

Prøvebehandling af høstede plantedele inkluderer mærkning, tælling, tørring, vejning og dataindtastning som anslået beløber sig til 6 min. per sideskud.

Sprøjtning

I forbindelse med sprøjtning er der en del forberedelser der samlet set beløber sig til 1656 min.. Heri er indregnet en kalibrering af sprøjteudstyr, sprøjteopløsninger, opsætning, opbevaring og måling af afsætning såvel som oprydning. Derudover er der indregnet 8 min. til at sprøjte det enkelte træ og opfyldning af sprøjte mm., 15 min. ekstra per dosis fordi der skal skiftes sprøjtebeholder mm. og endelig er der beregnet en time ekstra per hegn til for eksempel af- og påføring af sprøjteudstyr. I Tabel 6.1 er der kun beregnet tid til sprøjtning for et enkelt udviklingsstadie (det der kræver flest træer) idet træerne genbruges ved alle øvrige indsamlinger.

Kørsel

Til kørsel er der beregnet 50, 70, 100, 200 og 220 min. per person ved hhv 1, 2, 4, 8, og 16 hegn. Disse tal er skønnet udfra at vi regner med at kunne finde hegn tæt ved Silkeborg og at disse ikke ligger for langt fra hinanden (men nok til at de er forskellige). I beregningerne indgår det at tre personer deltager per gang. Det er, som tidligere nævnt, planlagt at der skal laves en massebestemmelse af nogle hele træer fra forsøgshegnene (to per hegn). Tidsforbruget hertil er skønnet udfra tidligere erfaringer med opskæring og tælling af egetræer.

Opskæring

Vi skønner at det vil tager i alt 250 min. per træ (fældning 30 min., opdeling 120 min., transport 10 min., vejning 20 min., tælling 60 min. og indtastning 10 min..). Opskæringen finder sted mellem tidspunktet for de to forsøgsprøjtninger.

Udbytte-måling

’Udbytte-målingen’ det vil sige den arealrelaterede optælling af sideknopper, er skønnet til at koste en dags arbejde per hegn. Dette er baseret på køretid, at der skal to afsted for at kunne arbejde i flere højder af træet og at der skal tælles i tyve træer og en ramme per højde i træet.

Insektindsamlinger

Insektindsamlingerne laves på otte tidspunkter gennem sæsonen med fem træer per hegn. Fra hvert træ indsamles 30 enheder af det dominerede udviklingsstadie (knopper, blomster, bær). I alt vil dette give 1200 prøver. Herudover vil vi om muligt opsamle 320 nedfaldne enheder. Det vil sige at der i alt bliver 1520 prøver. Vi skønner at det i gennemsnit tager 1 minut at konstatere om der er insekter i og hvilken type. Det giver derfor 25 timer + 8 timer til indsamling + 4 timers ekstra køretid for tre personer.

Insekticidbehandling

Pilotforsøget til at undersøge om en insekticidbehandling har effekt på bærproduktionen gennemføres i år 2. Vi planlægger at behandle tjørnetræer med 5 doser i 3 replikater (træer). Fra hvert træ høstes 20 sidegrene. Alt i alt betyder det at der per indsamling vil være 300 prøver til registrering og dissektion. Der skal indsamles sideskud 6 gange gennem sæsonen, altså 1800 prøver. Vi skønner at dette vil tage 40 timer. Sprøjtningen tager 15 timer inklusive forberedelse, og kørsel tager samlet ca. 7 timer (8 ture af 50 min.).

6.6.3 Resultater

Tabel 6.1
Beregninger af tidsforbruget (timer) ved at lave undersøgelser i 1, 2 , 4, 8 eller 16 hegn. Antallet af træer og sideskud er bestemt ud fra statistiske styrkeberegninger. Søjlen benævnt "Tid" er den tid der skal bruges på indsamlede prøver i år 1.’Chop’ er den tid der går med at skære 2 træer op per hegn og tælle antal sideskud i forskellige dele af træet. ’Insekter’ er den tid der går med at indsamle knopper, blomster og bær og dissekere dem for indhold af insekter. ’Insekticid’ er tidsforbruget til pilotforsøg vedr. insekticiders effekt på bærmængden. ’Udbytte’ er tiden brugt til at lave et arealrelateret mål for bærmængden. ’Total’ er den beregnede tid der skal bruges hvis der bliver indsamlet i henholdsvis 1, 2 , 4, 8 eller 16 hegn.

Se her!