Roger Holten
Forsker
Vedlegg
CVBiografi
Jeg er utdannet Cand. Scient. i bioteknologi/miljømikrobiologi fra Norges landbrukshøgskole, nå NMBU (1995-2000) hvor hovedoppgaven omhandlet bioremediering av jord forurenset med PCB ved bruk av genmodifiserte bakterier (Pseudomonas putida). Etter dette jobbet jeg en kort periode som høgskolelektor ved Høgskolen i Telemark hvor jeg underviste i bl.a. grunnleggende toksikologi og fysiologi. Jeg har videre jobbet i vel 14 år i Landbrukstilsynet/Mattilsynet med miljøvurderinger (eksponeringsvurdering/modellering samt risikovurdering) og godkjenning av plantevernmdler før jeg startet i en stipendiatstilling her i NBIO i august 2015. PhD-prosjektet er en del av Smartcrop-prosjektet. Min PhD-avhandling ble ferdigstilt i januar 2019 og forsvart i disputas 14. mai 2019. Avhandlingens tittel er Effekten av frysing og tining på vanntransport og utlekking av plantevernmidler i delvis frossen jord. Fra 1. januar 2019 er jeg fast ansatt som forsker ved Avdeling pesticider og naturstoffkjemi. For tiden er jeg prosjektleder for prosjektene "Vegetasjonssoners effekt på avrenning av plantevernmidler", "Tabeller for utlekkingsrisiko til bruk ved planlegging av sprøyting" og "Utredning om de norske overflatevannscenariene", hvor alle avsluttes i løpet av 2021/22. Videre skal jeg lede prosjektene "Oppdatering av modellen WISPE og de norske overflatevannscenariene" og "Transport av plantevernmidler i vegetasjonssoner med makroporer". Alle disse prosjektene er finansiert over Handlingsplan for bærekraftig bruk av plantevernmidler 2016-2020. Jeg deltar også i flere andre større og mindre prosjekter der min rolle stort sett går på å bruke ulike eksponeringsmodeller for å vurdere hhv. utlekking, avrenning eller nedbrytning/persistens av plantevernmidler i miljøet.
Forfattere
Roger HoltenSammendrag
Det er ikke registrert sammendrag
Sammendrag
Field and laboratory studies show increased leaching of pesticides through macropores in frozen soil. Fast macropore flow has been shown to reduce the influence of pesticide properties on leaching, but data on these processes are scarce. The objective of this study was to investigate the effect of soil freezing and thawing on transport of pesticides with a range of soil sorption coefficients (Kf). To do this we conducted a soil column study to quantify the transport of bromide and five pesticides (2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid, clomazone, boscalid, propiconazole, and diflufenican). Intact topsoil and subsoil columns from two agricultural soils (silt and loam) in southeastern Norway were used in this experiment, and pesticides were applied to the soil surface in all columns. Half the columns were then frozen (−3°C), and the other half were left unfrozen (4°C). Columns were subjected to repeated irrigation events where 25 mm of rainwater was applied during 5 h at each event. Irrigations were followed by 14-d periods of freezing or refrigeration. Percolate was collected and analyzed for pesticides and bromide. Pesticide leaching was up to five orders of magnitude larger from frozen than unfrozen columns. Early breakthrough (<<1 pore volume) of high concentrations was observed for pesticides in frozen columns, indicating that leaching was dominated by preferential flow. The rank order in pesticide leaching observed in this study corresponded to the rank order of mean Kf values for the pesticides, and the results suggest that sorption plays a role in determining leaching losses even in frozen soil.
Forfattere
Roger Holten Frederik Bøe Marit Almvik Sheela Katuwal Marianne Stenrød Mats Larsbo Nicholas Jarvis Ole Martin EkloSammendrag
Limited knowledge and experimental data exist on pesticide leaching through partially frozen soil. The objective of this study was to better understand the complex processes of freezing and thawing and the effects these processes have on water flow and pesticide transport through soil. To achieve this we conducted a soil column irrigation experiment to quantify the transport of a non-reactive tracer and the herbicide MCPA in partially frozen soil. In total 40 intact topsoil and subsoil columns from two agricultural fields with contrasting soil types (silt and loam) in South-East Norway were used in this experiment. MCPA and bromide were applied on top of all columns. Half the columns were then frozen at −3 °C while the other half of the columns were stored at +4 °C. Columns were then subjected to repeated irrigation events at a rate of 5 mm artificial rainwater for 5 h at each event. Each irrigation was followed by 14-day periods of freezing or refrigeration. Percolate was collected and analysed for MCPA and bromide. The results show that nearly 100% more MCPA leached from frozen than unfrozen topsoil columns of Hov silt and Kroer loam soils. Leaching patterns of bromide and MCPA were very similar in frozen columns with high concentrations and clear peaks early in the irrigation process, and with lower concentrations leaching at later stages. Hardly any MCPA leached from unfrozen topsoil columns (0.4–0.5% of applied amount) and concentrations were very low. Bromide showed a different flow pattern indicating a more uniform advective-dispersive transport process in the unfrozen columns with higher con- centrations leaching but without clear concentration peaks. This study documents that pesticides can be pre- ferentially transported through soil macropores at relatively high concentrations in partially frozen soil. These findings indicate, that monitoring programs should include sampling during snow melt or early spring in areas were soil frost is common as this period could imply exposure peaks in groundwater or surface water.
Sammendrag
Målet med prosjektet har vært å utarbeide et verktøy som indikerer risikoen for utlekking av plantevernmidler til grunnvann og drensvann i potet, vårkorn, høstkorn, oljevekster, gulrot, jordbær og epler under ulike jord- og klimaforhold i Norge. I tilfeller der det finnes ulike alternative midler, kan det mest miljøvennlige alternativet velges. Prosjektet er rettet mot Handlingsplanens mål om bærekraftig bruk av plantevernmidler og å redusere risikoen for negative effekter på helse og miljø og utlysningens faglige prioriteringer om kunnskap om plantevernmidler under norske forhold og da spesielt transport i jord. Målgruppa for prosjektet vil i første rekke være næringsutøvere og rådgivere, men resultatene kan også benyttes av forvaltningen. Modellen MACRO-DB er benyttet til å estimere risikoen for utlekking til drensvann/grunnvann under norske forhold for alle plantevernmidler godkjent i de sju kulturene. Resultatene viser blant annet at områder med mye nedbør gir signifikant høyere risiko for utlekking enn tørrere områder og at ugrasmidler er den gruppen av midler som gir høyest risiko. Videre viser enkelte jordtyper høyere risiko for utlekking enn andre, men dette kan avhenge av klima og type midler. Om jordtypen er drenert eller ikke, kan også ha betydning. Videre er det utviklet tabeller som angir risiko for utlekking av ulike plantevernmidler ved forskjellig klima og jordsmonn dekkende for fire av de største landbruksregionene i Norge. Tabellene skal tilgjengeliggjøres for næringsutøvere og veiledere i hele landet og oppdateres årlig. Resultatene gir brukere av plantevernmidler et verktøy de kan bruke
Sammendrag
Det er ikke registrert sammendrag
Forfattere
Roger Holten Randi Bolli Kathinka Lang Ivo Havranek Dominika Krzeminska Mona Pauer Attila NemesSammendrag
For å få mer kunnskap om overflateavrenning av plantevernmidler under norske forhold, dvs. i hellende terreng med jordsmonn med god makroporestruktur, har vi i årene 2020-2022 simulert overflateavrenning av vann og plantevernmidler inn i vegetasjonssoner. Relativt store mengder vann ble tilsatt i overkant av vegetasjonssoner med godt etablert grasdekke og det ble antatt at dette ville gi en del overflateavrenning. I forsøkene ble det vist at det aller meste av vannet som rant inn i vegetasjonssonene raskt infiltrerte nedover i jorda og fulgte makroporer og drensrør ut av jordprofilene. I forsøkene i 2021 ble 41% av alt tilsatt vann samlet opp og analysert for plantevernmiddelkonsentrasjoner kort tid etter start av forsøket, men lite/ingenting av dette kom fra overflateavrenning (0.01 %). Det ble funnet plantevernmidler og bromid i alle prøvene og selv på 80 cm dyp ble det etter kort tid funnet konsentrasjoner av plantevernmidler som var nær 100 % av den tilsatte konsentrasjonen. I 2022 flyttet man lokalitet og gjennomførte forsøk uten å grave like mye rundt rutene med vegetasjonssonene. Vann med plantevernmidler ble også tilsatt i dette forsøket. Dette året fikk man betydelig mer overflateavrenning fra vegetasjonssonene, med konsentrasjoner opp mot 100 % av tilsatte konsentrasjoner for MCPA, som er vannløselig, og noe lavere for benzovindiflupyr som bindes sterkere til partikler. Dette året fikk man ikke samlet opp like mye av utlekkingen og totalt samlet man bare opp 23 % av det tilsatte vannet, hvorav overflateavrenning utgjorde 63 %. Forsøkene har gitt ny kunnskap om vannets og plantevernmidlers transport gjennom NIBIO RAPPORT 10 (64) 3 vegetasjonssoner med veletablert grasdekke og makroporestruktur, både via overflaten, makroporer, tettere jordsjikt og drensrør. Disse resultatene sammen med andre studier viser viktigheten av å ta hensyn til lokale forhold ved etablering av vegetasjonssoner da man ser at under spesifikke forhold så har kanskje ikke vegetasjonssonene den tiltenkte effekten ift. å redusere avrenningen av plantevernmidler. Rapporten kommenterer flere av anbefalingene i Mattilsynets veileder om vegeterte buffersoner i lys av disse resultatene.
