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

Effekten af sprøjtemiddelafdrift på buske og træer i læhegn

2 Materiale og metoder

• 2.1 Design
• 2.2 Sprøjtning
• 2.3 Prøveindsamling
  • 2.3.1 Indsamling og prøvebehandling i 2002
  • 2.3.2 Indsamling og prøvebehandling i 2003
• 2.4 Lokalitetsbeskrivelse
• 2.5 Bærproduktion med højden
• 2.6 Insekticidsprøjtning
• 2.7 Databehandling og statistiske analyser
  • 2.7.1 2002
  • 2.7.2 2003

Effekter af afdrift af metsulfuron fra marksprøjtning blev undersøgt ved at udføre sprøjteforsøg med reducerede doser, hvor der sprøjtes direkte på træet. De valgte doser var 0, 5, 10, 20 og 40% af den af producenten angivne maksimaldosis. Disse doser blev valgt på baggrund af pilotforsøg og litteraturundersøgelser af afdriftens størrelse. Dette sikrede, at doserne både var relevante for afdrift under markforhold og at der blev inkluderet doser med stor effekt, i det mindste på frugtsætningen.

Projektet etablerer således kvantitative data for herbicidet metsulfurons effekt på vegetativ vækst, blomsterproduktion og bærproduktion hos engriflet hvidtjørn. Projektet belyser endvidere betydningen af tidspunktet for eksponering ved at lade sprøjtning finde sted på to tidspunkter (sent forår henholdsvis tidlig sommer). Projektet inkluderer undersøgelse af effekter i eksponeringsåret og effekter året efter eksponering.

2.1 Design

Der blev foretaget prøvetagning i 8 hegn. Hegn 8 viste sig at være klippet meget hårdt i 2001. Dette gjorde, at der ikke var så mange egnede træer i hegnet. Derfor blev der ikke plads til sommersprøjtning. Da det i mange tilfælde ikke var muligt at indsamle nok sidegrene fra de sprøjtede træer, valgte vi helt at udelade dette hegn fra dataanalyserne. I hegn 1 til 7 blev 117 træer i hvert hegn afmærket med fortløbende numre. De 117 træer blev fordelt på fire blokke. I hver blok var der kontroltræer og træer til sprøjtning med de fire valgte doser både forår og sommer. Træerne var placeret fortløbende i hegnet. Hver blok startede med alle kontroltræerne, derefter kom i nævnte rækkefølge 5% forår, 5% sommer, 10% forår, 10% sommer, 20% forår, 20% sommer, 40% forår og 40% sommer. Der var et mellemrum på mindst 5 m mellem hver nye dosis, mellem forårs- og sommersprøjtede træer og mellem blokke. De hegn der lå op af dyrkede arealer blev ikke sprøjtet i en zone på minimum 6 m fra hegnet.

2.2 Sprøjtning

Forud for sprøjtning blev der for hvert hegn lavet 1 stamopløsning med 1 g Ally per 500 ml vand. Der blev tilsat 10 ml 10% Citowett per 2 l sprøjteopløsning. Citowett blev tilsat sprøjtevæsken, fordi det i nogen tilfælde er anbefalet at tilsætte det. Det må antages at effekten øges herved og derfor er at opfatte som et "worst case scenarie". Ved marksprøjtning bliver der sprøjtet med 200 l opløsning ha^-1 svarende til 0,1 g Ally l^-1. Umiddelbart før sprøjtningen blev stamopløsningen fortyndet til den ønskede koncentration (5%, 10%, 20% og 40% af den af producenten anbefalede dosering for vårbyg (20 g Ally ha^-1)). Disse doser blev valgt på baggrund af range-finding forsøg udført i forbindelse med pilotforsøget (Kjær et al. 2002).

Planterne blev sprøjtet med en azo-sprøjte, hvor sprøjtebommen blev holdt lodret, således at planterne sprøjtedes med den ønskede dosis i et "bælte" fra jordoverfladen og op til ca. 2,5 m. Der blev kun sprøjtet på den ene side af hegnet. Der blev foretaget verifikation af den eksponering grenene var udsat for. Væskemængden, der blev udsprøjtet svarede til 200 l ha^-1. Denne mængde blev opnået ved at justere ganghastigheden i forhold til den væskemængde som azosprøjten leverer ved 2 atm arbejdstryk og med Hardi 4110-16 dyser monteret.

Der blev foretaget to sprøjtninger i alle hegn; en forårs- og en sommersprøjtning. Forårssprøjtningen blev foretaget over en relativ lang periode (fra den 13. til den 22. maj). Det skyldes først og fremmest, at der var meget regn og blæst i perioden (Bilag A). Sommersprøjtningen blev foretaget under gunstigere vejrforhold (stille vejr uden regn) i perioden fra den 19. juni til den 21. juni (Bilag B). I hegn 8 blev der kun blev sprøjtet i maj (forårssprøjtning). Hegnet havde, på grund af beskæring, for få træer med fertile sideskud til at gennemføre begge sprøjtninger.

2.2.1.1 Afsætning af sprøjtemiddel

For at være i stand til at relatere observerede effekter til den sprøjtemiddelafsætning der forekommer, når man bruger normalt sprøjteudstyr monteret på traktorer blev der tilsat et sporstof til sprøjtemiddelopløsningerne. Der blev tilsat glycin til alle opløsninger i en koncentration på 10 g glycin l^-1. Herefter kunne vi bestemme afsætningen af sprøjtemidlet ved at måle hvor meget glycin, der blev afsat på tre blade udvalgt omkring de på forhånd afmærkede sideskud (Babcock et al. 1990).

2.2.1.2 Omregning til metsulfurondoser

Metsulfuron udsprøjtes, ved den af producenten angivne maksimaldosis for vårsæd, i en mængde på 4 g ha^-1. Disse 4 g bliver fortyndet i 200 L vand. Med en koncentration på 10 g glycin l^-1 ville der ved anvendelse af 200 L per ha blive udspredt 2000 g glycin ha^-1. Det vil sige, at koncentrationen af glycin i sprøjtevæsken ved 100% dosis er 2000/4 = 500 gange koncentrationen af metsulfuron.

Den på etiketten anbefalede sprøjtedosering svarer til 40 ng metsulfuron cm^-2, denne værdi opnås ved 20 g glycin cm^-2, hvis der sprøjtes med 100% af den af producenten angivne maksimaldosis. En afsætning på 1 g glycin cm^-2 svarer altså til 0,002 g metsulfuron cm^-2 hvis der sprøjtes med 100% af den af producenten angivne maksimaldosis. Imidlertid sprøjtes der med henholdsvis 5%, 10%, 20% og 40% heraf. For at omregne fra glycinafsætning til aktuel afsætning af sprøjtemidlet skal der altså for de 4 anvendte doser ganges med henholdsvis 0,05; 0,1; 0,2 og 0,4 (Tabel 2.1).

Tabel 2.1 Omregningstabel fra afsætning af glycin til afsætning af metsulfuron.

2.3 Prøveindsamling

I pilotprojektet (Kjær et al. 2002), som blev gennemført i 5 hegn i 2001 udførtes der styrkeberegninger med det formål at estimere hvor mange hegn, træer per hegn og sidegrene per træ, der skulle indgå i hovedprojektet for med 80% sandsynlighed at kunne detektere en 20% effekt ved et signifikansniveau på 0,05. Resultatet blev, at der i hvert af 8 hegn for hver dosis skulle indsamles 1 sideskud fra hvert af 13 træer for bær; fra 10 træer for blomster og endelig fra 4 træer for blade.

Så snart det blev muligt at skelne mellem fertile og sterile skud blev de fertile sideskud afmærket med mærkater der angav hvilken dosis, der skulle sprøjtes med og hvilken type indsamling, der skulle foretages.

2.3.1 Indsamling og prøvebehandling i 2002

2.3.1.1 Indsamling af prøver til bestemmelse af sprøjtemiddeleffekt

Efter forårssprøjtningen blev alle bladene i de udvalgte sideskud indsamlet i perioden fra den 4. til den 6. juni. Efter sommersprøjtningen blev blade indsamlet den 29. – 31. juli. Prøverne blev indsamlet i papirposer og frosset ved hjemkomst. Senere blev de frysetørret, vejet og optalt. Da alle knopper var sprunget ud inden indsamling blev påbegyndt (ca. 1 uge efter sprøjtning), blev der ikke indsamlet knopper i 2002, da en reaktion på sprøjtemidlet ikke kunne forventes inden for en uge efter sprøjtning. Blomster blev udelukkende indsamlet efter forårssprøjtning, idet de var afblomstret kort efter sommersprøjtning. Blomsterne blev hjembragt i papirposer, frosset og senere optalt. Blomsterne blev ikke vejet. Grønne bær blev indsamlet fra den 30. – 31. juli og de modne bær blev indsamlet fra den 23. til den 26. september. De blev behandlet på samme måde som blad- og knopprøver.

2.3.1.2 Indsamling af prøver til bestemmelse af sprøjtemiddelafsætning

Tre blade fra hvert træ blev plukket umiddelbart efter, at alle træer i hegnet var sprøjtet. Ved plukning blev bladene anbragt i 10 ml demineraliseret vand i 1 dl beholdere med låg. Ved hjemkomst blev prøverne sat på køl. Dagen efter blev bladene taget op til bladarealmåling. Beholderne med det afvaskede glycin blev frosset. Senere blev væskens koncentration af glycin bestemt.

2.3.1.3 Indsamling af nedfaldne knopper, blomster og bær

I hvert hegn blev der efter endt afmærkning medio maj (uge 20) stillet 80 spande op til opsamling af nedfald af knopper, blomster og bær. Der blev stillet 20 spande per blok dvs. 4 spande for hver af de fem anvendte doser inklusive kontrol. Nedfaldet blev opgjort i felten. Data blev delt op i nedfald med synligt biologisk angreb og nedfald af anden årsag. Der blev ikke skelnet mellem sommer- og forårssprøjtning.

2.3.2 Indsamling og prøvebehandling i 2003

Fra alle hegn blev blade fra fire afmærkede sideskud per hegn, knopper og blomster fra 10 afmærkede sideskud per hegn, samt grønne og modne bær fra 13 afmærkede sideskud per hegn indsamlet indenfor samme uge. Prøverne blev efterfølgende frosset, frysetørret, optalt og endelig blev tørvægten bestemt. Blomsterne blev ikke vejet, kun talt, dels fordi de nogle gange taber kronblade og støvdragere under indsamlingen, dels fordi deres vægt må forventes at være tæt korreleret med knoppernes.

Ved indsamlingen af de grønne bær fik vi det indtryk, at der var færre bær på sideskuddene end i 2001 og 2002. På denne baggrund forventede vi at antallet af nul-prøver kunne blive for stort. Derfor besluttede vi at supplere indsamlingen af de modne bær med en optælling af antallet af modne bær i en 35 x 35 cm² ramme som havde det afmærkede sideskud som centrum. Eventuelle modne bær fra det enkelte sideskud indgår altså i antallet i rammen. Bærrene fra sideskuddene blev både talt og vejet, bærrene fra rammerne blev kun talt.

2.4 Lokalitetsbeskrivelse

Der indgår 8 tjørnehegn i undersøgelsen. De 5 er placeret omkring Silkeborg i Midtjylland. De resterende ligger i et område nord for Birkerød i Nordsjælland. Tabel 2.2 præsenterer hegnene.

Tabel 2.2 Generel beskrivelse af forsøgshegnene og deres omgivelser

2.5 Bærproduktion med højden

Til bestemmelse af biomassen af træets reproduktive enheder og hvorledes de er fordelt, blev mængden af bær i en ramme med et areal på 0,1225 cm² talt. Der blev lavet en optælling i tre højder henholdsvis 1, 3 og 5 m. Der var 5 replikater i hvert hegn og optællingen blev foretaget i alle hegn. Desuden blev antallet af bær på 5 grene på ca. 3/4 meters længde, i højderne 1, 3 og 5 m opgjort. Der taltes grene fra 2 træer i hvert hegn og indsamlingen blev foretaget både på sprøjtesiden og læsiden. Optællingen foregik 5. - 6. august 2003. Resultaterne muliggør en bedømmelse af hvor meget eksponering af hegn med metsulfuron betyder for den tilgængelige fødemængde i form af bær, idet afsætningen af sprøjtemidlet ved afdrift fra mark aftager med hegnets højde (Weisser et al. 2002).

2.6 Insekticidsprøjtning

Betydningen af herbivori for frugtsætningen i tjørn blev bestemt ved at fjerne de herbivore insekter gennem gentagne insekticidsprøjtninger. I hegn fem blev nogle træer således sprøjtet med cypermethrin, et insekticid af pyrethroidtypen, hvorefter effekten på insekter og tjørnen blev registreret.

Der var 5 replikater per behandling og hvert replikat bestod af 3 træer. Behandling og kontrol var placeret skiftevis langs hegnet og adskilt af en sikkerhedszone på ca. 5 meter. Der blev sprøjtet med cypermethrin med den af producenten anbefalede maksimaldosering (0,2 l ha^-1) hver fjortende dag. Første sprøjtning blev gennemført i uge 20. Sprøjtningen ophørte på det tidspunkt, hvor der var grønne bær til stede. De gentagne sprøjtninger blev foretaget for at sikre at de herbivore insekter blev holdt væk, medens tjørnen var i knop, blomst og frugtanlægsstadierne.

Inden første sprøjtning blev i hvert træ markeret 5 tilfældigt udvalgte blomsterstande, hvor der ikke er tegn på insektangreb. Antallet af blomsterknopper blev registreret og udviklingen fulgt ved registreringer hver fjortende dag gennem sæsonen.

Insekter blev indsamlet hver 14. dag. Indsamlingen bestod af 5 ketcherslag i hvert træ i 150-180 cm højde og 3 bankeprøver på grenafsnit. De indsamlede insekter blev puljet til en prøve per behandling.

Optællingen af de modne bær blev efterfølgende opgjort i 35 x 35 cm² rammer. Der blev optalt 3 tilfældige steder inden for hvert replikat.

2.7 Databehandling og statistiske analyser

2.7.1 2002

2.7.1.1 Sprøjtemiddeleffekt

Hverken biomassedata eller antalsdata kunne med rimelighed beskrives ved en normalfordeling. Antalsdata kunne heller ikke beskrives ved en Poissonfordeling. Derfor benyttede vi en ikke-parametrisk test til at undersøge, om der var forskel på de 5 doser. Med det valgte randomiserede blok-design kan det gøres på flere måder, f.eks. Jonckheere-Terpstra test med stratifikation efter blokke eller Page' test (der svarer til en 2-sidet variansanalyse med blokke og doser men uden interaktion). Vi har dog valgt at benytte Spearman's rang korrelation (r_S) stratificeret efter blokke til at vurdere, om der er en monoton sammenhæng mellem respons og dosis. Der er næppe den store forskel i statistisk styrke på de 3 tests, men rent regneteknisk er Spearmans rang korrelation nemmere at lave i en stratificeret version. Det skyldes, at under nulhypotesen om ingen sammenhæng mellem respons og dosis (indenfor en blok) gælder at Var(r_S) = 1/(n-1), uanset om der er ties eller ej (n = antal observationer i blokken, ties = sammenfald af observationer). Det bemærkes, at der er det samme antal blokke pr. hegn. For at lave den stratificerede test benyttes de reciprokke varianser som vægte på de blok-specifikke korrelationer. Det vil sige

2.7.1.2 Antal nedfaldne knopper, blomster og bær

Data kunne beskrives med en normalfordeling. Mængden af nedfaldsfrugt samt den andel af disse, der var angrebet af insekter, blev analyseret ved en variansanalyse, der medtog både systematiske og tilfældige variansfaktorer. I analysen blev sprøjtemiddeldosen (i % af den af producenten angivne maksimaldosis) samt tidspunkt indsat som systematiske effekter, hvorimod hegn er at opfatte som en tilfældig effekt. Varianskomponenten for hegn (dvs. variationen mellem hegn) vil blive opgjort som den procentvise andel af den samlede variation (=hegn + residual). Den statistiske model er:

hvor Y_dth er responsvariablen målt under træer i hegn h, med behandling d og til tidspunkt t. μ, α_d og β_t betegner middelværdi og de systematiske effekter af henholdsvis sprøjtemiddelbehandling d og tidspunkt t. Den tilfældige effekt af hegn h betegnes E_h og residualleddet betegnes U_dth. De tilfældige effekter og residualleddene antages uafhængige og normalfordelte.

2.7.2 2003

2.7.2.1 Sprøjtemiddeleffekt

Målvariable for knopper, blomster og blade viste sig at kunne antages at være normaltfordelte. Derfor blev der lavet en variansanalyse af disse. I analysen blev sprøjtemiddeldosen (i μg metsulfuron cm^-2) indsat som systematisk effekt, hvorimod hegn og blok begge opfattes som tilfældige effekter. Blokfaktoren er 'nested' inden for hegnsfaktoren. De to varianskomponenter vil blive opgjort som deres andel af den samlede variation (hegn + 'blok inden for hegn'+residual). Modellen er:

hvor Y_dthb er responsvariablen målt under træer i hegn h, blok b, med behandling d og til tidspunkt t. μ, α_d og β_t betegner middelværdi og de systematiske effekter af henholdsvis sprøjtemiddelbehandling d og tidspunkt t. De tilfældige effekter af hegn h og af blok b i hegn h betegnes E_h og F_h,b residualleddet betegnes U_dthb. Alle de tilfældige effekter og residualleddene antages uafhængige og normalfordelte.

Det viste sig, at bærdata ikke kunne antages at være normalfordelte. Mængden af bær var simpelthen så lille, at der næsten kun var nul-prøver, og hermed var det også irrelevant at gennemføre nogen statistisk analyse. I stedet blev den supplerende optælling af bær inden for en ramme testet med en Spearman rang korrelation (jf. 2.6.1.1).

2.7.2.2 Bærproduktion med højden i hegnet

Disse data blev analyseret ved lineær regressionsanalyse på logaritmetransformerede data (Log(antal bær+1)).

2.7.2.3 Insekter

Forskelle i antallet af reproduktive enheder i henholdsvis ubehandlede (kontrol) og behandlede (insekticidsprøjtet) træer blev analyseret ved hjælp af en variansanalyse med gentagne målinger (de samme 15 sideskud målt på de samme 5 tidspunkter) for effekten af sprøjtebehandling. Det viste sig, at der var større variation i kontrolgruppen end i den behandlede gruppe, og at der var forskel i variationen på de 5 forskellige tidspunkter. Desuden var det ikke muligt at opnå en simpel reduktion af kovariansstrukturen (korrelationsstrukturen) mellem de 5 tidspunkter, der derfor blev fittet som en ustrukturet 5x5 kovariansmatrix (pr.behandling). For at vurdere behandlingseffekten pr. tidspunkt blev der lavet Bonferoni korrektion af disse test (det var de samme sideskud, der blev talt op gentagne gange). Modellen er:

hvor Y_bts er den "målte respons" ved behandling b til tidspunkt t i sample s. α_t angiver den systematiske effekt til tidspunkt t, og β_bt angiver interaktionen mellem behandling b og tidspunkt t (dvs. behandlingseffekten til tidspunkt t). E_bts er residualleddet. Residualerne for sample s der har fået behandling b antages at følge en multivariat normalfordeling, dvs. hvis

så skal

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

Version 1.0 November 2004, © Miljøstyrelsen.