Ulike driftsopplegg ulike krav til plantevern

Transkript

1 30 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) Ulike driftsopplegg ulike krav til plantevern Modell for simulering av plantevernbehovet Haldor Fykse 1) / haldor.fykse@ipm.nlh.no Espen Haugland 2) / espen.haugland@planteforsk.no 1) Institutt for plante- og miljøvitskap, NLH / Planteforsk Plantevernet 2) Planteforsk Plantevernet Samandrag Artikkelen gjer kort greie for strukturen av ein modell som simulerer plantevernbehov og plantevernpraksis. Modellen er utvikla som ein del av EU-prosjektet (AgriBMPwater) og dekkjer ugras i korn, potet og kål, sjukdomar i korn og potet og skadedyr (kålfluge) i kvitkål. Den gir høve til å velja fritt mellom seks ulike former for jordarbeiding, mellom ulike vekstfølgjer og mellom plantevernmiddel som er godkjende i dei respektive kulturane mot ugras dessutan mekaniske tiltak. Modellen spenner over 22 år og er i utgangspunktet knytt til vêrdata frå Rygge Flystasjon, men dette kan endrast. Artikkelen gir eksempel på resultat frå scenarium med ulike vekstfølgjer og forskjellige jordarbeidingsregime, i form av grafiske framstillingar av kvekeutvikling (figur 2 4), og tabellariske oppsummeringar av avlingsreduksjon (tabell 2) og talet på tiltak (tabell 1 og 3) i simuleringsperioden. Innleiing Forsøk i felt gir direkte svar på spørsmåla som ein stiller, og svara som ein får er samtidig knytt til lokaliteten og dei vilkåra som forsøka er utført under. Dette er ein styrke med tanke på å skaffa kunnskap til bruk i lokalmiljøet, og med fleire spreidde felt vil ein også kunna dra fornuftige konklusjonar som gjeld større område. Vil ein derimot finna effekten av ulike driftsopplegg, og ønskjer å vita kva konsekvensar slike endringar får på litt sikt, er feltforsøka ikkje like godt eigna. Felta blir fort svært store,

2 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) 31 det blir vanskeleg å finna einsarta areal, det tar lang tid før ein får svaret, og det blir svært dyrt. Innanfor plantedyrking der problemstillingen over tid kan dreia seg om ulik jordarbeiding, skifting mellom forskjellige vekstar, ulike strategiar for plantevern og med endra vêr frå eitt år til neste som ein naturleg og ustyrleg faktor, er feltforsøk lite eigna. Dei blir altfor kompliserte. Samtidig er dette problemstillingar som det ville ha vore svært interessant å kunna seia noko om. Særleg ville det ha vore fint om vi i dag kunna sjå konsekvensane som ulike dyrkingsopplegg ville føra til om ein del år, utan å måtta gjennomføra store, kostbare og årelange feltforsøk først. I slike situasjonar kan modellering vera eit svært nyttig hjelpemiddel. Vilkåret er sjølvsagt at modellen fangar opp sentrale element i det problemkomplekset vi vil studera, og greier å sy delelementa saman i ein heilskap til slutt. Ved å mata modellen med ulike driftsopplegg vil den gi tilbake opplysningar om den sannsynlege utviklinga for kvart opplegg, og vi kan deretter stilla dei opp mot kvarandre og dra våre konklusjonar. Denne rapporten gir eit lite utdrag av arbeidet som er gjort innanfor EU-prosjektet AgriBMPwater (Eklo, 2004a), og viser med nokre resultat korleis modellering kan nyttast til å analysera kompliserte problemstillingar der mange faktorar grip inn i kvarandre. Middel og metodar Utgangspunktet for modelleringa var PVNOR (Fykse & Tørresen 2001). Dette er ein dynamisk modell frå MILDRI-programmet (Vatn et al. 2002) og er tilrettelagt for å kunna simulera utvikling av sjukdomar og ugras i korn, med tilhøyrande tiltak. AgriBMPwater PV - hovudmodell Ugras - korn Sjukdomar - korn Ugras - potet Sjukdomar - potet Ugras - kål Skadedyr - kål Mjøldogg Tørròte Kålfluge Bladflekkar på bygg Kveiteaksprikk Figur 1. Modellstruktur: Hovudmodell med 6 undermodellar som igjen er bygd opp av ei eller fleire grupper, basert på typen skadegjerar

3 32 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) I BMP-prosjektet er modellen utvida til også å omfatta potet og kvitkål, jf. figur 1. Av figuren går det fram at ugraset er gruppert i einfrøblada, tofrøblada, einfrøblada og tofrøblada, medan sjukdomane er delt inn i mjøldogg, bladflekkar på bygg og kveiteaksprikk i korn, dessutan tørròte i potet, medan skadedyrproblematikken er avgrensa til kålfluge i kvitkål. Modellen handterer desse jordarbeidingsmetodane: (Stubb)harving + pløying om hausten Haustpløying Vårpløying Haustharving Vårharving Direktesåing/-planting Modellen startar alltid med korn (bygg) som er sådd etter haustpløying året før. Deretter kan ein velja fritt mellom potet, kvitkål og korn, og innan korn mellom dei tre vårkornartane og haustkveite. Ein kan også velja rekkjefølgja ein vil dyrka kulturane i, og kor mange år etter kvarandre same kultur skal dyrkast på skiftet. Mot ugras kan ein velja mekaniske tiltak (harving, radreinsing) eller kjemiske middel innanfor dei tidsroma i sesongen då vedkomande tiltak kan brukast i praksis. Mot sjukdomar og kålfluge er berre kjemiske middel aktuelle. For alle tre hovudgruppene av skadegjerarar (ugras, sjukdomar og skadedyr) kan ein velja blant dei fleste pesticid som har vore tilgjengelege i prosjektperioden. Tidspunkta då behandling mot ugras kan koma på tale, evt. ugrasgruppene som blir behandla i dei ulike kulturane, er: Korn Kål Potet Sp1 (Før såing) Sp1 (Før planting) Sp1 (Før setjing) Sp2ef (Einfrøbl. frøugr.) Sp2 (Ved planting) Sp2 (Før oppspiring) Sp2tf (Tofrøbl. frø ugr.) Sp3 (3-4 v. e. planting) Sp3 (7-10 d. e. oppspiring) Sp3 (Rotugras) Sp4 (5-6 v. e. planting) Sp4 (2-3 v. e. oppspiring) Sp4 (Kveke, moge bygg) Sp5 (Etter hausting) Sp5 (3-4 v. e. oppspiring) Sp5 (F. ugr., etter tresk.) Sp6 (Etter opptaking) Sp6 (Kveke i stubb) Om åkeren skal behandlast ved eitt eller fleire av tidspunkta, er avhengig av ugrasmengda på det aktuelle tidspunktet i høve til terskelverdien for vedkomande ugrasgruppe. For kål og potet fører dette nær sagt alltid til minst ei behandling pr år. For korn er variasjonen større, men sidan det mest vanlege enno er at det blir sprøyta mot utan omsyn til ugrasmengda, gir modellen også høve til å nytta dette alternativet.

4 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) 33 Tidspunkta for sprøyting mot sjukdomar og skadedyr blir fastsett ut frå varsel/ tersklar tilsvarande dei som er nytta i VIPS, evt. rutinemessig før utplanting (kål). Modellen spenner over eit tidsrom på 22 år, og er i si noverande form innstilt på vêrdata frå Rygge flystasjon for perioden , men tilsvarande data frå andre stasjonar kan også nyttast. Fleire detaljar om modellkonseptet og resonnement som ligg bak fastsetjing av ulike parametrar, kan finnast hos Fykse & Tørresen (2001). Resultat og diskusjon Modellverktyet gir høve til å studera ei lang rekkje av dyrkingssituasjonar. Sidan modellen er utvikla med utgangspunkt i Råde, der produksjonen av kål og potet er særleg viktig, og korn utgjer ein heilt sentral mellomvekst, er det naturleg å starta med eit par scenarium der desse kulturane går inn. Jordarbeiding og konsekvensar av den på behovet for planteverntiltak er eit anna aktuelt spørsmål i dag. Difor vil nokre scenarium som er spesielt retta mot ulike former for jordarbeiding bli tatt med. For å gjera framstillinga meir oversiktleg vil desse scenaria berre omfatta omlaup med korn, og kornet som går inn i scenaria, er alltid vårkorn. Resultata vil dessutan bli avgrensa til grafiske framstillingar av effekt på kveke og tabellariske oversikter over mengde behandlingar mot skadegjerarane. Scenarium 1 Jordarbeiding: Haustpløying alle år Vekstfølgje: Bygg, kål, kveite, bygg, potet, kveite, bygg, kål, kveite, bygg, potet, kveite o.s.v. Planteverntiltak: Korn: Berre kjemisk bekjemping av ugras og sjukdomar Kål: Ugras Herbicid ved planting, radreinsing evt. herbicid seinare Kålfluge Kjemisk bekjemping Potet: Ugras Herbicid før oppspiring, herbicid og/eller radreinsing seinare Tørròte Kjemisk bekjemping Figur 2 viser korleis kveka utvikla seg gjennom den 22 år lange simuleringsperioden. For ikkje å dra inn for mange detaljar inneheld figuren berre den maksimale kvekemengda for året, ikkje svingingane gjennom sesongen. Alt tredje året (kveite) kom kvekemengda over terskelen, og åkeren vart sprøyta (glyfosat) i stubben. Dette reduserte saman med haustpløyinga kvekemengda sterk. Først i det åttande året (kål) nådde kveka på nytt over terskelen. Radreinsing i kålen

5 34 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) reduserte mengda så mykje at sprøyting ikkje vart nødvendig. Den etterfølgjande pløyinga på hausten reduserte kveka endå litt til, men likevel ikkje meir enn at den alt i kveiten det niande året på ny stakk over terskelen. Dette førde til sprøyting, og kvekeinfeksjonen minka sterkt Strå pr. kvm Simuleringsår Figur 2. Utvikling av kveke i omlaup med kveite, bygg, potet, kveite, bygg, kål osv. Åkeren er pløgd kvar haust. Heil strek = største mengde kveke før tiltak er sett inn. Stipla strek = sprøyteterskel Siste del av simuleringsperioden viser eit tilsvarande mønster som første. Scenarium 2 Jordarbeiding: Haustpløying før kål og potet, direktesåing av korn. Vekstfølgje: Som scenarium 1. Planteverntiltak: Som scenarium 1. Resultatet av simuleringa på kveke er vist i figur 3. Reint generelt ser ein at kvekemengda her ligg på eit høgare nivå enn i figur 2. Sidan både vekstfølgje og tilgjengelege planteverntiltak er dei same, må dette først og fremst skuldast at jordarbeidinga er mindre intensiv i scenarium 2 enn i scenarium 1. I tillegg kjem litt uflaks med vêret. Bl.a. ser ein at i femte simuleringsåret (potet) nådde kvekemengda ikkje heilt opp til terskelen. Følgjeleg vart det ikkje sett inn nokon ekstra innsats for å redusera ugraset. Sjette året var det kveite på jordet, og der veks kveka, som kjent, relativt godt. Den nådde langt over terskelen, noko som normalt ville ha ført til sprøyting i stubben. I dette tilfellet skjedde ikkje det. I staden vart åkeren berre sprøyta mot straks etter tresking.

6 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) 35 Strå pr. kvm Simuleringsår Figur 3. Utvikling av kveke i omlaup med kveite, bygg, potet, kveite, bygg, kål osv. Åkeren er pløgd kvar haust før kål og potet, kornet er direktesådd. Heil strek = største mengde før tiltak er sett inn. Stipla strek = sprøyteterskel Grunnen til dette avviket, som i første omgang kan synast rart, går ikkje fram av figuren. Kikkar ein derimot inn i modellen, finn ein at det sjette året var 1985, som hadde ein svært sein haust faktisk så sein at det ikkje vart nok gjenvekst til at kveka kunne sprøytast på ordinær måte. Derimot vart et sprøyta. Det hadde no på grunn av direktesåing av kornet (ikkje pløying) fått uakseptabelt stort omfang. Denne sprøytinga gav ein viss effekt også på kveka, om enn ikkje like stor som den ville ha blitt om kveka hadde vorte sprøyta til optimal tid og med normal dose. Kvekemengda kom likevel under terskelen (går ikkje fram av grafen), slik at det var unødvendig å sprøyta om våren sjuande året, og bygget kunne såast som planlagt utan utsetjing. Om sommaren tok kveka seg sterkt opp og kom på ny langt over terskelen, slik grafen viser. Dermed vart det også denne hausten behov for sprøyting, og sidan vilkåra no låg godt til rette for sprøyting i stubben, vart kveka sterkt redusert. Svingingane i kvekemengda som grafen viser for resten av simuleringsperioden, er eit resultat av samspelet mellom tilvekstpotensialet i kveka, skiftande konkurranseevne i ulike kulturar, jordarbeidinga og effekten av tiltak som blir sett inn, det være seg tiltak direkte retta mot kveka, eller tiltak som primært er retta mot andre ugras, men som har ein tilleggseffekt på kveka. Både sprøyting mot etter tresking, som er nemnt framanfor, og radreinsing for å ta i kål og potet er eksempel på tiltak som har ein bieffekt på kveka.

7 36 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) Tabell 1 viser kor mange behandlingar som har vore nødvendig i kvart av dei to jordarbeidingsregima. Vekstfølgja var den same i begge, så skilnadene som kjem fram, skuldast måten jorda blir arbeidd på, og utslaget er klart størst mot ugraset. Det er dessutan større i korn, som vart direktesådd, enn i kål og potet som vart dyrka på pløgd jord. Kravet om behandling av sjukdomar og skadedyr vart ikkje påverka jordarbeidinga. Medverkande til dette, i alle fall for kveiteaksprikk og bladflekksjukdomane sitt vedkomande, var at ingen kornart vart dyrka meir enn eitt år før det kom ein ny kultur. Dermed vart det lite overføring av sjukdomar frå eitt år til eit anna. Med same art i fleire år etter einannan ville jordarbeidinga også ha slått ut på sjukdomsåtaka i korn (Fykse et al. 2004). Tabell 1. Tal behandlingar gjennom 22 år mot ugras, sjukdomar og skadedyr i korn, potet og kvitkål, med denne vekstfølgja: Bygg, kål, (vår-)kveite, bygg, potet, kveite, bygg, kål, kveite, bygg, potet, kveite, bygg, kål, kveite osv. under to ulike jordarbeidingsregime Jordar- Korn Potet Kvitkål Sum behandlingar mot Total beiding 1) Ugras Sjukd. Ugras Tørròte Ugras Kålfl. Ugras Sjukd. Kålfl. sum I II ) Jordarbeiding I: Haustpløying alle år. Jordarbeiding II: Haustpløying før kål og potet, direktesåing av korn Det viktigaste med planteverntiltak er likevel ikkje å ta knekken på skadegjerarane, men å berga avlinga. Tabell 2 viser kor stor avlingsreduksjonen vart i gjennomsnitt for alle avlingsåra i kvar av kulturane. For kål og potet var det liten, i praksis ingen, skilnad i avling om jorda i kornåra vart arbeidd på den eine eller den andre måten. Noko anna skulle ein heller ikkje venta. I kornet vart derimot avlinga litt lågare etter direktesåing, enn om åkeren vart pløgd. Dette heng bl.a. saman med at kornet vart ein reinsekultur, som ikkje berre skapa avstand mellom åra med potet og åra med kål. Særleg, både ein- og tofrøblada artar frå kål og potet, som i desse scenaria hadde relativt svake tiltak mot, kom over i kornet og gjorde skade der før dei vart fjerna, jf. figur 2 og figur 3 for kveke. Tabell 2. Avlingsreduksjon i korn, kvitkål og potet gjennomsnitt for 22 år. Vekstfølgje som i tabell 1. Prosent av potensiell avling Jordarbeiding Korn Potet Kål Haustpløying alle år 7,4 13,5 17,4 Haustpløying før kål og potet, direktesåing av korn 10,0 13,3 18,2

8 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) 37 Jordarbeidinga spelar som nemnt ei sentral rolle i plantevernsamanheng, spesielt med omsyn til ugras. Samtidig er den viktig med tanke på jorderosjon. Det er difor nyttig å ha kjennskap til korleis ulike typar jordarbeiding slår ut på kravet om planteverntiltak. Sidan ugraset blir sterkare påverka av jordarbeidinga enn sjukdomar og skadedyr, vil jordarbeidingseffekten her bli illustrert med resultat frå tre scenarium med ugras. For oversynet si skuld er kulturspekteret avgrensa til 3-årige omlaup med kornartane bygg, havre og kveite. Jordarbeidingsscenaria er: Stubbharving + pløying om hausten Vårpløying Direktesåing Figur 4 gir ei grafisk framstilling av kvekesituasjonen gjennom simuleringsperioden. Det går fram av figuren at stubbharving + pløying om hausten greidde å halda kveka under sprøyteterskelen til og med sjette året. Det sjuande året kom kveka over terskelen, og sprøyting vart nødvendig. Sprøytinga reduserte då kveka så mykje (vist i grafen som eit sterkt fall i kvekemengda) at jordarbeidinga åleine greidde å halda ugraset i sjakk resten av perioden. Årsaka til at kveka tok seg opp fram mot sjuande året, var at vanskeleg vêr og seine haustar, spesielt sjette og sjuande året (1985 og 1986) tok bort svært mykje av effekten av stubbharvinga. I realiteten vart jordarbeidinga desse åra redusert til sein haustpløying Strå pr. kvm Simuleringsår Stubbharving + høstpløying Vårpløying Direktesåing Figur 4. Utvikling av kveke i 3-årig omlaup med bygg, havre, kveite. Grafane viser største mengde kveke før tiltak er sett inn. Stipla, horisontal strek = sprøyteterskel

9 38 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) Ved å sløyfa harvinga kvar haust og utsetja pløyinga til om våren fekk kveka alle haustar betre vilkår for utvikling. Sprøyting vart dermed oftare nødvendig. Ved å så kornet direkte i stubben, som er den mest drastiske reduksjonen av jordarbeidinga, gjekk utviklinga med kveketilvekst vidare. Kveka fekk no svært frie taumar, og sprøyting vart nødvendig ofte. Kvekegrafen viser svært rytmiske svingingar opp og ned. Heilt slavisk går svingingane likevel ikkje. Bl.a. ser vi eit tydeleg avvik frå år 16 til år 17, og frå år 20 til år 21. Årsaka er den same som omtala framanfor, at et hadde tatt seg så sterkt opp i kornet at sprøytinga om sommaren ikkje lenger verka tilfredsstillande. Dermed vart det nødvendig å ta ei ekstra sprøyting etter tresking for å reinska opp. Denne sprøytinga, som primært var retta mot, hadde også ein viss effekt mot kveka. I grafen kjem dette fram dels som ein liten nedgang, dels som ein mindre auke enn vanleg. Det samla talet på sprøytingar ved desse tre scenaria er vist i tabell 3. Den syner at med den plantevekslinga som har vore gjennomført her, har dei ulike jordarbeidingsregima ikkje hatt noko å seia for sjukdomsproblematikken. Derimot har dei slått sterkt ut på behovet for ugrassprøyting. Dette gjeld særleg kveke (Sp6), men og tofrøblada (Sp3), og, ikkje minst einfrøblada (tunrapp) (Sp2ef). Tabell 3. Tal sprøytingar i korn (bygg havre kveite) ved ulike former for jordarbeiding gjennom 22 år. Same middel er brukt mot same skadegjerar i heile perioden Jordar- Behandlingstid/ugras 1) Sjukdom 2) Sum beiding 3) Sp1 Sp2ef Sp2tf Sp3 Sp4 Sp5 Sp6 Md Bfl Kvp Ugras Sjukdom Sh + Hp Vp Ds ) Sp1 = før såing, Sp2ef = einfrøblada, Sp2tf = tofrøblada, Sp3 = tofrøblada, Sp4 = kveke i moden bygg, Sp5 = etter skjering, Sp6 = kveke i stubben 2) Md = mjøldogg, Bfl = bladflekkar i bygg, Kvp = kveiteaksprikk 3) Sh = stubbharving, Hp = haustpløying, Vp = vårpløying, Ds = direktesåing Ved å endra inngangsparametrane i modellen kan ein lett og fort få innblikk i korleis andre driftsopplegg vil verka inn på kravet til planteverntiltak. Som nemnt, gir modellen også høve til å velja blant tilgjengelege pesticid. På den måten kan ein studera effekten av eit breitt spekter av tiltak både på skadegjerarane og på avlinga. I tillegg kan desse resultata i neste omgang bli kopla saman med t.d. modell for miljøbelastning ved ulike plantevernstrategiar (Eklo 2004b) og med modell for økonomisk utbytte (Romstad 2004). Dermed kan ein få innsikt i sannsynlege resultat og konsekvensar av ei rekkje alternative driftsopplegg.

10 H. Fykse & E. Haugland / Grønn kunnskap 8 (2) 39 Litteratur Eklo, O.M. 2004a. Strategier innen planteproduksjon for å oppnå redusert miljøbelastning uten redusert avling og utbytte-resultater fra EU-prosjektet AgriBMPwater. Grønn Kunnskap 2 (8), Plantemøtet Østlandet Eklo, O.M. 2004b. Effekter av ulike dyrkingsscenarier på miljøbelastning målt med Miljøbelastningsindik atoren-mbi. Grønn Kunnskap 2 (8), Plantemøtet Østlandet Fykse, H. & K. Semb Tørresen PVNOR A dynamic model for simulating plant protection practices in cereals. Report No 08/2001: 1 12, + Appendix 1 (12 pp), Appendix 2 (6 pp) and Appendix 3 (16 pp). Fykse, H., K. Semb Tørresen, & E. Romstad Cultivation methods and requirements of plant protection in cereals a model analysis of long-term effects. Til trykking. Romstad, E Økonomi og miljø ved ulike strategier for plantevern i grønnsaksproduksjon. Diskusjonsnotat, Institutt for økonomi og ressursforvaltning, Norges landbrukshøgskole, Ås (in prep., kommer på Vatn, A., L. Bakken, A.O. Skjelvåg, H. Fykse, J. Morken, H. Lundekvam, E. Romstad, P.K. Rørstad, M.A. Bleken, O.H. Baadshaug, T. Sogn, L.E. Haugen, & N. Vagstad ECECMOD (2.0): An Interdisciplinary Research Tool for Analysing Policies to Reduce Emissions from Agriculture. Agricultural University of Norway, Report no 3/2002.