Kobber i plantevern: Påvirkning på miljø, jordhelse og antibiotikaresistens

Kobber er et mye brukt plantevernmiddel mot sopp- og bakteriesykdommer i frukt- og bærproduksjon. Likevel har vi lite kunnskap om ringvirkningene av kobberbruk i landbruket, både her i Norge og på verdensbasis. Det er imidlertid påvist at bruk over lang tid har gitt akkumulering av kobber i jordsmonnet mange steder, blant annet i områder med vinproduksjon. Kobberkonsentrasjonene har vært så høye at det har ført til negative effekter både på planter og på det mikrobielle livet i jorda. I tillegg er det observert en sammenheng mellom kobber i miljøet og økt grad av antibiotikaresistens.

Nå skal NIBIO undersøke om bruken av kobber som plantevernmiddel har en negativ innvirkning på jordhelsen og om det kan føre til økt forekomst av antibiotikaresistens i fruktdyrkingsområder i Norge.

Bruken av kobber varierer fra år til år

– God jordhelse er grunnlaget for all jordbruksproduksjon. Mer kunnskap om bruk og effekter av kobber er viktig for å sikre en bærekraftig bruk av plantevernmidler og en dyrkingspraksis som ivaretar både plantehelse og jordhelse på lang sikt, sier NIBIO-forsker Roger Holten, som skal lede prosjektet.

Han forklarer at kobber er brukt som soppmiddel blant annet i frukt-, bær og vinproduksjonen. I Norge er kobber særlig viktig i fruktdyrkingen, og bruken ser ut til å ha økt de siste årene. Kobber er også godkjent i økologisk produksjon i Norge, men brukes ikke som plantevernmiddel i Sverige eller Danmark, selv om det er godkjent av EU.

Soppmidlet blir brukt forebyggende og hindrer soppen i å trenge inn og etablere seg i plantene. Ifølge etiketten til det eneste godkjente kobbermidlet i Norge, Nordox 75 WG, kan man sprøyte med kobber opp til tre ganger per sesong med en maksimal arealdose på 400 gram per dekar. Sprøyting foregår tidlig om våren eller om høsten etter høsting.

En av grunnene til at middelet er mye brukt er ifølge Holten at det er få alternativer som er like effektive.

Arne Stensvand, seniorforsker ved NIBIO, sier imidlertid at bruken av kobber i fruktproduksjonen i Norge varierer en god del fra år til år.

– Kobberbruk i norsk fruktdyrking handler litt om epleskurv, men aller mest er kobber brukt mot soppsykdommen frukttrekreft i epler og bakteriekreft i plommer og kirsebær. Problemet er at disse sykdommene har økt en del de siste årene. Dette henger nok en del sammen med at vi importerer mer plantemateriale som allerede er infisert. Klimatiske forhold og klimaendringer spiller også inn. I tillegg har det vært noe beplanting som ikke er helt optimalt plassert:

– Har du litt for fuktige forhold på vinteren og våren er det gunstig for frukttrekreft og bakteriekreft, forklarer Stensvand. Han legger også til at fruktproduksjonen i Norge har økt noe de siste årene.

– Men sett i sammenheng er kobberbruken i fruktproduksjonen i Norge veldig liten. Det er snakk om så små areal at miljøkonsekvensene nok er minimale. Jeg tror at selv i lokale sammenhenger er påvirkningen veldig liten, hevder Stensvand.

Behov for mer kunnskap

Nå ønsker imidlertid Mattilsynet å se på bruken av kobber som plantevernmiddel i Norge.

– Med et varmere og våtere klima kan man se for seg økt bruk av plantevernmidler framover. Det er heller ikke usannsynlig at et varmere klima vil gjøre det mulig å dyrke mer frukt i større deler av landet enn tidligere. Derfor er det behov for å undersøke det totale innholdet av kobber i jord og vann i norske fruktområder for å kunne danne seg et bilde av den totale miljøeksponeringen for kobber i disse viktige jordbruksområdene, sier Holten.

Han påpeker at det også er viktig med kunnskap når det gjelder effekten av kobber på de mikrobielle populasjonene i jorda i disse områdene, og om det er forskjell på populasjonene i områder som ikke sprøytes med kobber sammenlignet med områder som er sprøytet over mange år.

– I tillegg vil vi se om vi finner økt antibiotikaresistens hos den mikrobielle populasjonen i jord i fruktdyrkingsområder sammenlignet med i andre landbruksområder.

Prosjektet skal ta utgangspunkt i forsøksfelt som allerede er etablert ved NIBIO Ullensvang i Hardanger.

– I disse områdene har man i et tidligere prosjekt sett svært høye konsentrasjoner av kobber og dette vil derfor være et slags «worst case» scenario når det gjelder kobbereksponering i frukthager under norske forhold, sier prosjektlederen.

– Målsetningen er å ta prøver i tre konvensjonelle og en eller flere økologisk drevne frukthager for å få et representativt utvalg av jordprøver fra dette området.

Potensielt giftig

Siden kobber er et tungmetall, brytes det altså ikke ned i naturen. I enkelte områder er det derfor svært høye konsentrasjoner i jorda.

– Det er virkelig et problem. I Hardanger er det målt verdier på 20-70 mg plantetilgjengelig kobber/kg lufttørket jord. Nivåer over 5 mg/kg anses som veldig høyt, sier Holten.

Kobber kan påvirke virvelløse dyr som snegler, mark og edderkopper i vann og jord, både akutt og over tid, men dette avhenger av faktorer som pH og mengden organisk materiale i miljøet. Høye nivåer av kobber i jord kan redusere nedbrytningen av organisk materiale. Dessuten kan høye kobberkonsentrasjoner føre til resistens mot kobber, og det er en kobling mellom kobbereksponering og antibiotikaresistens.

– Kobber i «feil» form er ekstremt giftig for miljøet, spesielt i vann. Det som redder situasjonen, er at det ofte er en pH-verdi som gjør at kobberet blir ufarliggjort. Men vi vet som sagt lite om dette under norske forhold. Vi har ikke tidligere gjort studier i norske fruktområder. Det vi vet er at det ikke skjer noe med kobber. Det brytes ikke ned. Enten blir det liggende i jordsmonnet, eller så vaskes det ut, sier NIBIO-forskeren.

Holten forteller at der det er registrert høye konsentrasjoner av kobber i jord også er registrert høye konsentrasjoner i epletrær.

– Det er vist at kobber i forhøyede konsentrasjoner tas opp og transporteres rundt i planten, også til fruktene. Dette kan komme i tillegg til bidraget fra dyrebasert gjødsel som benyttes i landbruket og på denne måten bidra til høye konsentrasjoner av kobber i både jord og planter.

Antibiotikaresistens

– Vi ønsker også å undersøke om man finner større grad av antibiotikaresistens hos jordbakteriene i fruktdyrkingsområder sammenlignet med i andre landbruksområder, sier Holten.

Antibiotikaresistens er bakterienes evne til å motstå virkningen av antibiotika, noe som kan oppstå naturlig, men også forsterkes av menneskelig aktivitet som overforbruk av antibiotika. Det har vist seg at tungmetaller som kobber også kan spille en rolle ved å fremme utviklingen av resistente bakterier. Antibiotikaresistente bakterier kan være vanskeligere å behandle og utgjøre en trussel mot effektiviteten av antibiotikabehandling.

– I prosjektet vil vi benytte screening av eventuell antibiotikaresistens i bakteriepopulasjonen i jordprøvene ved å bruke teknikker som påviser antibiotikaresistensgener i jord,som DNA-chip, forklarer Holten.