Nytt verktøy for å begrense utlekking av plantevernmidler

Kjemiske plantevernmidler som sprøytes på åkeren kan komme på avveie og bli transportert vekk fra området. Dette kan skje ved overflateavrenning eller ved utlekking nedover i jorda mot grunnvannet. Undersøkelser viser en rekke funn av plantevernmidler, både i overflatevann og grunnvann i norske landbruksområder. Dette bidrar til forurensing av jord og vann.

Hvilken vei plantevernmidlene tar er avhengig av flere faktorer, men vær, jordsmonn og plantevernmidlenes kjemiske egenskaper betyr mye. Bonden har imidlertid få verktøy tilgjengelig for å vurdere sannsynligheten for slik forurensing på egen gård.

På oppdrag av Landbruksdirektoratet har NIBIO i et treårig prosjekt utviklet tabeller som viser hvor stor sannsynlighet det er for utlekking av et plantevernmiddel sprøytet i korn og potet under gitte jord- og klimaforhold. Målet er at bonden ved hjelp av tabellene kan finne det mest miljøvennlige alternativet blant de aktuelle plantevernmidlene.

Tabellene vil bli oppdatert årlig og i løpet av 2023 vil det bli laget tilsvarende tabeller for flere av de viktige jordbrukskulturene i Norge.

Forskjeller på avrenning

Sannsynligheten for utlekking av plantevernmidler mot grunnvann påvirkes både av klima og jordsmonn. Det gjør at variasjonene kan være store fra sted til sted.

– I dag mangler bønder i Norge gode verktøy for å kunne vurdere om plantevernmidlene de kan bruke, vil kunne lekke nedover i jorda mot grunnvann under deres jord- og klimaforhold i deres region, sier Roger Holten, forsker ved NIBIO og leder for prosjektet.

Han forklarer at noen plantevernmidler bindes sterkt til jordpartikler. Dette gjør at de kan transporteres med avrenning på overflaten av jordet mot nærmeste bekk eller grøft. Hvor stor avrenningen blir vil være styrt av mengden og intensiteten av nedbør som kommer etter at bonden har sprøytet.

– Bonden kan redusere avrenningen ved å etablere buffersoner med vegetasjon i kanten av åkeren, som striper på tvers av fallretningen eller i erosjonsdrag. Plantevernmidler som er mer vannløselige beveger seg imidlertid ofte nedover i jorda. Disse kan transporteres i retning grunnvannet, noe som gir en risiko for forurensning av bl.a. grunnvannsbrønner. Enkelte plantevernmidler har en merknad om dette på etiketten. Det vil si at det informeres om at midlet kan nå grunnvann, uten at dette forklares nærmere, påpeker Holten.

Store datamengder

Han forteller at forskerne i prosjektet har samlet inn betydelige mengder data på klima, jordsmonn og kulturutvikling for potet/nypotet og korn (høst- og vårkorn) i de store landbruksregionene i Norge; Rogaland og Sørlandet, Østlandet, Innlandet og Trøndelag. Dataene er brukt til å tilpasse grunnvannsmodellen MACRO-DB, et scenariobasert simuleringsverktøy for plantevernmidler i jord, til norske forhold. Det er også samlet inn data på alle godkjente plantevernmidler i disse kulturene.

– Samlet danner dette basis for modellsimuleringer som gir oss en indikasjon på om et plantevernmiddel kan lekke til grunnvann og i så fall i hvilken konsentrasjon, sier Holten.

Disse konsentrasjonene er videre presentert i utlekkingstabeller i form av fargekoder som indikerer sannsynligheten for utlekking.

– Utlekkingstabellene gir en fargekode for hver av de ulike plantevernmidlene godkjent i de aktuelle kulturene for 10 ulike jordtyper i fire ulike regioner, forklarer han.

Ugrasmiddel er versting

Forskerne har i tillegg gått gjennom og sammenstilt feltmålinger av plantevernmidler i grunnvann i Norge.

– Vi ser at konsentrasjoner som er målt i svært mange tilfeller er i samme størrelsesorden som de konsentrasjonene som er simulert med MACRO DB, men også at modellen både kan over- og underestimere konsentrasjonene.

Både målinger og simuleringer viser at det er ugrasmidler som oftest lekker mot grunnvann. Dette er kanskje ikke uventet siden dette er den største gruppen plantevernmidler på markedet og den gruppen det brukes mest av.

Må velge jordtype

Det er store variasjoner mellom år og mellom steder når man sår og høster en kultur. Været varierer også mye fra sted til sted.

– I tillegg varierer gjerne jordsmonnet mye innenfor korte avstander. Ved bruk av datamodeller må man derfor gjøre en rekke generaliseringer og forenklinger for å begrense datamengden og gjøre arbeidet overkommelig, sier Holten.

Før en simulering settes i gang, må forskerne for eksempel foreta en rekke valg som gjelder jordtypen som skal simuleres.

– Man må gjøre valg når det gjelder opphavsmateriale (er jorda avsatt av elver, hav eller isbreer), teksturklasse (fordelingen av leire, silt og sand), matjordlaget, undergrunnsjord og moldinnhold.

– I tillegg velger man om jordtypen vanligvis dreneres kunstig eller om den er selvdrenert. Ut fra dette definerer modellen hvilken hydrologisk klasse jordtypen tilhører og oppsummerer en del viktige hydrologiske faktorer for de enkelte jordtypene. I sum bestemmer dette om den aktuelle jordtypen er sårbar for utlekking eller ikke, forklarer NIBIO-forskeren.

Alle godkjente plantevernmidler, i alle de valgte kulturene, ble simulert med MACRO-DB for alle kombinasjoner av region og jordtype. Informasjon om dosering og sprøytetidspunkt ble hentet fra de ulike plantevernmidlenes etiketter og data fra Plantevernguiden.

– Doseringen av et plantevernmiddel kan variere mye. Det avhenger av bruksområdet eller skadegjøreren midlet skal virke mot. Vi valgte derfor å bruke den høyeste godkjente dosen for handelspreparatet i den største kulturen det enkelte midlet benyttes. Dette er et «worst case»-valg av dosering i mange tilfeller. Dosen for hvert enkelt virksomt stoff er beregnet ut fra mengden av stoffet i handelspreparatet. Sprøytetidspunktet varierer også fra år til år i de ulike regionene, men i modellen defineres sprøytetidspunktet, eller tidspunktene når det er flere sprøytinger per sesong, inn i første eller andre halvdel av hver aktuell måned, opplyser Holten.

Resultatene fra modellsimuleringene er oppsummert i tabeller som viser de simulerte plantevernmiddelkonsentrasjonene ned til to meters dybde i alle jordtyper for dyrking av høstkorn, vårkorn og potet i de fire regionene.

Ikke en fasit

Alle plantevernmidler godkjent i vårkorn, høstkorn og potet er inkludert i tabellene og dette tabellverket vil gi bonden mulighet til å sammenlikne sannsynligheten for utlekking for alle de ulike plantevernmidlene som er aktuelle å bruke.

– Der det finnes flere alternativer, er det da mulig å velge det minst problematiske plantevernmidlet. Men det er viktig å påpeke at det i mange tilfeller faktisk ikke finnes reelle alternativer - eller det kan være andre hensyn som også må tas med i betraktning. Tabellene er bare veiledende og skal ikke anses som noen fasit eller et pålegg, understreker Holten.

Kun fem av de ti jordtypene som var inkludert i modellsimuleringene i dette prosjektet ga sannsynlighet for utlekking av plantevernmidler til grunnvann.

– Dette skyldes måten modellen grupperer jordtypene i ulike hydrologiske klasser og hvordan transporten av plantevernmidler skjer i jorda. Mer konkret betyr dette at i de jordtypene som ikke ga noen utlekking, ble vannet og plantevernmidlene transportert mer sidelengs enn vertikalt i jorda. Resultatet er at alle plantevernmidler klassifiseres med lav sannsynlighet for utlekking (grønn) i disse fem jordtypene. Det er mange faktorer som spiller inn på hvordan plantevernmidler oppfører seg i miljøet og ikke alle faktorer blir tatt hensyn til i modellsimuleringene.

– Det vil alltid være en viss usikkerhet om hva som faktisk vil skje ute i naturen. Man må derfor bruke plantevernmidler med forsiktighet også på jordtyper med antatt lav sannsynlighet for utlekking, avslutter NIBIO-forskeren.

Alle utlekkingstabellene skal være tilgjengelig digitalt og oppdateres årlig. Videre er planen at Felleskjøpet og Norgesfôr skal lenke sine sider opp mot NIBIOs sider for slik å nå ut til et enda videre publikum.