Sammendrag

Institutt for plante- og miljøvitenskap

Dr. avhandling 2004:39, Marianne Stenrød, IPM
Effects of pedo-climatic conditions on the degradation of glyphosate in soil; Soil microbial activity and glyphosate mineralization at low temperatures and during frost event
Effekt av klimatiske forhold på nedbrytning av glyfosat i jord; Mikrobiell aktivitet og mineralisering av glyfosat ved lave temperaturer og fryse-tine prosesser

Jord er essensielt for alt terrestrisk liv, både for resirkulering av næringsstoffer og produksjon av biomasse, og for nedbrytning av forurensninger og rensing av vann. For å møte stadige krav om økt produktivitet innen landbruket, tyr vi ofte til økt bruk av eksterne innsatsfaktorer som kunstgjødsel og plantevernmidler. I det lange løp kan dette føre til en overbelastning av jordas selvrensningsevne. Vi ser en økt bruk at plantevernmidler også i de kaldere, nordlige deler av verden, som i Norge, hvor landbruksarealene ofte er små og ligger i nær tilknytning til vannkilder.

Dette arbeidet er gjort innenfor rammene av det strategiske instituttprogrammet ’Plantevernmidler i miljøet’, hvor målet var å studere forsvinningsbilde av plantevernmidler og transportprosesser i jord under ulike klimatiske betingelser, med spesiell vekt på nordiske forhold. Hovedmålet med denne undersøkelsen var å øke kunnskapsgrunnlaget om effekten av lave temperaturer og fryse-tine aktivitet på mineraliseringen av glyfosat i jord. Delmålene omfattet blant annet å finne fram til eventuelle relasjoner mellom klimaet en jord med spesifikke fysiske, kjemiske og biologiske egenskaper er utviklet under, og den biologiske nedbrytningen av glyfosat under ulike klimatiske forhold. Vi vurderte også disse resultatene i forhold til den naturlige variasjonen i noen spesifikke mikrobielle jordegenskaper.

Det eksperimentelle arbeidet ble utført i perioden 2001-2004 og omfattet laboratorie-undersøkelser av jordprøver fra forsøksfelt i Sully s/Loire (Vest-Frankrike) på N 47°40’ Ø 2°25’, Grue (Sørøst-Norge) på N 60°28’ Ø 12°02’, og Målselv (Nord-Norge) på N 69°15’ Ø 18°33’. Dette var jordbruksarealer i konvensjonell åkerdrift valgt for feltstudiene i det strategiske instituttprogrammet ’Plantevernmidler i miljøet’.

Resultatene viser at mineraliseringen av glyfosat øker med økt generell mikrobiell aktivitet. Denne sammenhengen viste seg å gjelde også ved lave temperaturer og gjennom perioder med skiftende temperatur og frysing og tining av jorda. Aktiviteten i jord fra alle tre forsøksfelt økte med økende temperatur, men den relative økningen varierte og jord fra den sørlige prøvetakingsplassen var mest aktiv uansett temperatur. Alle prøvetakingsplassene hadde jord med sammenliknbare fysiske og kjemiske egenskaper og opphav. Forskjellene i glyfosatmineralisering var trolig forårsaket av ulik sorpsjon av glyfosat og ulik sammensetning av det mikrobielle samfunnet. Glyfosatmineraliseringen var også påvirket av biotilgjengeligheten av glyfosat, og mengden CaCl2-ekstraherbar glyfosat var positivt korrelert med mineraliseringsraten.

Frostperiodens varighet var av større betydning for glyfosatmineraliseringen enn hyppigheten av fryse-tine syklusene. Den positive temperaturresponsen var tydelig også ved temperaturfluktuasjoner mellom -5°C og +5°C, med rask økning i aktiviteten etter tining. Dette viser at vi har en potensielt positiv effekt på glyfosatmineraliseringen, av frostfrie dager gjennom vinteren.

Resultatene fra forsøkene med glyfosatmineralisering kan hovedsakelig brukes for prediksjon av potensiell glyfosatmineralisering i kaldt klima i toppjord som pløyes og harves årlig, før glyfosaten eventuelt vaskes videre til dypere jordlag. Videre gir resultatene en indikasjon på hvordan plantevernmidler med tilsvarende fysiske og kjemiske egenskaper vil oppføre seg i jord; det vil si plantevernmidler som brytes raskt ned når de er tilgjengelige for mikroorganismer, men som bindes raskt og sterkt i mineraljord.

Det var stor variasjon i de undersøkte mikrobielle jordparametrene og glyfosatmineraliseringen både romlig og over tid. Dette i tillegg til stor tilfeldig variasjon i disse jordkarakteristikaene, gjør det vanskelig å finne klare grunndata for å vurdere eventuelle effekter av endringer i de klimatiske betingelsene.

Nøkkelord: glyfosatmineralisering, mikrobiell aktivitet i jord, lav temperatur, frysing og tining, variasjon, klimaendring


Oppdatert: 15.12.04
Utskriftsvennlig versjon : Arkiv : Tips en venn