Effekter af pesticider på non-target planter på individ, populations og økosystemniveau

Projekter: ProjektForskning

Se relationer på Aarhus Universitet

Beskrivelse

Den toksiske effekt af pesticider på planter vurderes i dag udelukkende på baggrund af effek-ten på plantens biomasse i korttidsstudier (< 30 dage) og oftest udelukkende på baggrund af data for afgrøder. Afgrøder og vilde planter, såkaldte non-target planter, er forskellige på en række områder, der kan have betydning for planternes følsomhed over for ukrudtsmidler. For eksempel er afgrøder oftest enårige mens flerårige arter er hyppigst i naturen. Der sættes der-for spørgsmål ved hvor godt risikovurderingen baseret på korttidstest af overvejende enårige afgrøder beskytter vilde planter i landbrugslandet over for pesticidpåvirkning. De seneste år har en række undersøgelser desuden dokumenteret at planters reproduktion, dvs. blomstring, frø- eller frugtsætning samt den efterfølgende spiring af frø, er mere følsomt over for pesti-cider end biomasse uanset hvornår i livscyklus planten eksponeres.

I projektet PENTA vil vi fortsætte undersøgelserne af effekten af pesticider på non-target planter og undersøge effekter på individ, populations og økosystemniveau og undersøgelser-ne vil omfatte effekter på såvel biomasse som planters reproduktion samt betydningen af på-virkningen for planter såvel som for dyr, der udnytter blomster som fødekilde.

Projektet består af fem arbejdspakker hvori vi 1) undersøger effekten af udvalgte herbicider på non-target planter i kontrollerede forsøg i væksthuset, 2) undersøger hvorledes herbicider sammen med konkurrencen mellem planterne påvirker planternes følsomhed overfor herbici-det, 3) undersøger i hvilken udstrækning planters blomstring i semi-naturlige habitater i landbrugslandet er påvirket af herbicidanvendelsen, 4) undersøger betydningen af ændret blomstring for senere led i fødekæden, primært bestøvende insekter, der udnytter planternes blomster som fødekilde, og 5) vurderer om planters blomstring kan benyttes som indikatorer for herbicidbelastningen i semi-naturlige habitater.

Ud over at levere ny spændende forskning vil projektet bidrage med værktøjer som fx test-protokoller, indikatorer og metoder til vurdering af sammenhængen mellem effekter på en-keltarter i korttidstest og den resulterende påvirkning i komplekse naturlige habitater, hvor mange arter vokser sammen. Sådan viden og værktøjer er stærkt efterspurgt hos regulerende myndigheder og rådgivende institutioner nationalt såvel som internationalt og vil direkte kunne bruges i forbindelse med den pågående revision af regulering på pesticidområdet blandt andet i EFSA-regi.

Projektet vil blive udført i samarbejde mellem forskere på Aarhus Universitet og Environ-ment Canada/Carleton Universitet i Ottawa, Canada. Samarbejdet med de canadiske forskere, der er internationalt førende på området, er en stor gevinst for projektet og vil styrke forsk-ning såvel som rådgivning vedr. effekten af pesticider på planter og økosystemer

Nøgleresultater

Projektets overordnede konklusioner er:

1. Væksthusforsøg med eksponering af ikke-mål planter overfor lave herbiciddoser medførte signifikante påvirkninger i såvel kort- som langtids test målt som negativ påvirkning af bio-masse, blomstring, frøproduktion og spiringsdyghed af F1-generation frø og for flere plante-arter resulterede eksponeringen overfor 5% af makdosis af glyfosat (= 72 g a.i./ha-1) i at planterne døde før blomstring.

2. Den negative påvirkning af blomstring ved lave herbiciddoser omfattede både reduktion i det samlede antal blomster og forsinkelse af blomstringen. I potteforsøg var den samlede blom-sterproduktion signifikant reduceret eller reduceret mere end 10%, men ikke signifikant, i 57% af de testede kombinationer (planteart*ukrudtsmiddel) og tidspunktet for maksimal blomstring forsinket i 40% af testene. Samtidig påvirkning af den samlede blomsterprodukti-on og tidspunktet for blomstring blev fundet i 25% af testene. Den største forsinkelse blev set for ioxynil+bromoxynil (27 dage) efterfulgt af glyfosat (24 dage), metsulfuron-methyl (22 da-ge), clopyralid (15 dage) og bromoxynil (9 dage).

3. Meta-analysen, der blev gennemført på data fra de individ-baserede test i væksthus, viste at planter generelt var mest følsomme i tidlige vækststadier. Denne overordende konklusion dækker imidlertid over betydelig variation mellem test (planteart*ukrudtsmiddel) og for nogle arter blev der udelukkende fundet påvirkning ved eksponering på knopstadiet. En påvirkning, der ikke vil blive fundet i standard plantetest, hvor eksponeringen sker på 6-8 blad stadiet. Desuden skal tilføjes at data for påvirkning af blomstring ikke indgik i meta-analysen hvorfor vi ikke kan konkludere vedrørenden følsomheden af blomstring i forhold øvrige mål (bio-masse, frøproduktion, spiring) men som anført oven for var blomstring påvirket i betydeligt omfang.

4. Meta-analysen viste desuden at der for de undersøgte arter var en generel forskel i følsom-hed mellem test udført i Danmark og Canada, hvor følsomheden var større i danske test sammenlignet med canadiske. Variationen i følsomhed var dog af en størrelse, der ikke er usædvanlig i plantetest og kan forklares ved en række mindre forskelle mellem landene uan-set at samme protokoller blev anvendt. Det gælder fx væksthusbetingelser, som antal timer sollys, temperatur og fugtighed, der ikke kan kontrolleres fuldstændig. Desuden var der for-skelle i sprøjteteknikken, der bevirkede at sprøjteudstyret ikke leverede samme mængde af sprøjtemiddel og planterne blev derfor ikke eksponeret fuldstændig ens selvom, der blev an-vendt samme koncentration af sprøjtemidlerne. Endelige bidrager de lave koncentrationer, der blev anvendt, generelt til relativt større variation i testresultaterne end traditionelle dosis-repons forsøg, hvor en større andel af planterne dør.

5. Konkurrenceforsøget viste at konkurrence mellem planter påvirkede pesticidfølsomheden og at såvel konkurrence mellem individer tilhørende samme art (Intraspecifik konkurrence) som konkurrence mellem forskellige arter (interspecifik konkkurrence) var af betydning. Det er derfor ikke muligt på baggrund af standard plantetest at forudsige hvorledes herbicder vil på-virke plantepopulationer bestående af en eller flere arter ligesom det ikke er muligt på forud-sige hvilken art, der vil blive dominerende under påvirkning af herbicider.

6. Felteksperimentet med vindafdrift fra marksprøjte med afdriftsreducerende dysser viste at de lave glyfosatkoncentrationer, der blev afsat på planter i nabohabitaten (højeste dosis var 2,8% af markdosis på 1440 g a.i. ha-1), resulterede i signifikant reduktion i det samlede antal blomster for to af fire plantearter. Desuden var der en tendens til forsinket blomstring hos tre af de fire plantearter.

7. Ændringer i planters blomstring, som påvist i projektet, kan have negative konsekvenser for blomstersøgende insekter som fx bier og sommerfugle.

8. Selvom blomstring hos den enkelte planteart, der findes i naturlige eller semi-naturlige habita-ter, ikke et entydigt respons ved eksponering overfor lave herbiciddoser fandt vi at blom-stringen hos samtlige arter i habitaten gav et entydigt og følsom indikation på de relativt små ændringer i herbicidpåvirkningen, der ses fx ved etablering af herbicid-fri randzoner eller ved omlægning til økologisk produktion. En af styrkerne ved at benytte blomstring som indikator for herbicidpåvirkningen er at blomstring er et funktionelt respons, der ikke er afhængig af til-stedeværelsen af specifikke plantearter. Desuden er blomstring relevant som mål ikke bare for påvirkningen af plantesamfundet men også for de øvrige organismer, der er tilknytte blomstrende planter fx bestøvende insekter.
AkronymPENTA
StatusAfsluttet
Effektiv start/slut dato01/07/201431/12/2017

Projekter

Publikationer

ID: 142701499