Bioforsk Rapport Bioforsk Vol. 8 Nr. 166 2013

Bioforsk Rapport Bioforsk Vol. 8 Nr. 166 2013 Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Plantehelse

2

Hovedkontor/Head office Frederik A. Dahls vei 20 N-1432 Ås Tel.: (+47) 40 60 41 00 post@bioforsk.no Bioforsk Bioforsk Plantehelse Høgskoleveien 7 1432 Å Tel.: (+47) 40 60 41 00 Jan.netland@bioforsk.no Tittel/Title: Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Effect on agronomy and environment of cultivation of genetically modified maize. Forfatter(e)/Author(s): Jan Netland, Ole Martin Eklo og Merethe Aasmo Finne 1 Dato/Date: 19. desember/19. December 2013 Tilgjengelighet/Availability: Prosjekt nr./project No.: Saksnr./Archive No.: Åpen/open 8398 2009/517 Rapport nr./report No.: ISBN-nr./ISBN-no: Antall sider/number of pages: 8(166) 2013 978-82-17-011177-4 45 0 Antall vedlegg/number of appendices: Oppdragsgiver/Employer: Mattilsynet Kontaktperson/Contact person: Torgun Marit Johnsen Stikkord/Keywords: Fôrmais, herbicidtolerant, dyrking Maize (silage), herbicide tolerant, cultivation Fagområde/Field of work: Plantehelse, miljørisiko Plant health, environmental risk Sammendrag: I denne rapporten er det gjort en sammenligning av hvordan fôrmais blir dyrket med aktuell teknologi i Norge og hvordan en kan tenke seg at dyrkningen vil kunne foregå dersom genmodifiserte glyfosattolerante sorter var tilgjengelige. Vi har sett på fordeler og ulemper for dyrkningsteknikk herunder effekt på redusert jordarbeiding, plantevernstrategien med vekt på ugras og utvikling av herbicidresistent ugras. Vi har også vurdert om fôrmaisarealet kunne økes her til lands om glyfosattolerante sorter ble tilgjengelige og om hvordan dette vil påvirke vekstskiftet og risikoen for økt mykotoksin-dannende Fusarium i korn som inngår i omløpet. Introduksjon av glyfosattolerant fôrmais vil forenkle ugrasbekjempelsen og gi grunnlag for dyrking av fôrmais på et større areal enn ved bruk av konvensjonelle sorter, forutsatt at effektive strategier for å hindre utvikling av glyfosatresistent ugras blir tatt i bruk. Mer mais i vekstskiftet kan på den andre siden gi økt problemer med mykotoksin. For å vurdere mulige miljøeffekter ved dyrking av glyfosattolerant fôrmais er det gjort en sammenligning av dyrkingsregimer med genmodifisert mais og bruk av glyfosat, med plantevernstrategier som er aktuelle for konvensjonelle maissorter i Norge. For å gjøre denne sammenligningen er det benyttet tre ulike typer vurderinger: risikoindikatorer, prosessbaserte modeller og overvåkingsresultater. Vurderingene er gjort med hensyn til risiko for grunnvann, overflatevann og terrestrisk miljø. Sammenstilling av ulike nøkkelparametere, modeller og målinger viser generelt at glyfosat som alternativ til de eksisterende plantevernstrategier i fôrmais, har liten risiko for utlekking til grunnvann. Det er ikke observert konsentrasjoner i overflatevann som overstiger miljøfarlighetsgrensen og derved liten risiko for effekter på vannlevende organismer. Rapporten inneholder også en gjennomgang av publisert litteratur knyttet til mulige effekter av 3

Forord Ved vurdering av søknader om bruk av genmodifiserte organismer bruker Mattilsynet Vitenskapskomiteen for mattrygghet (VKM) til å gjøre risikovurderinger. Et stort antall av søknadene omfatter genmodifiserte maislinjer med toleranse mot glyfosat, og det har vært behov for å gjøre en nøyere vurdering av mulige effekter av dyrking av disse sortene i forhold til dyrking av dagens konvensjonelle sorter. I denne sammenheng ga Mattilsynet et oppdrag til Bioforsk Plantehelse om å lage et bakgrunnsdokument som inneholdt en beskrivelse av dagens dyrkingspraksis og en vurdering av endringer i dyrkingsteknikk som følge av overgang fra konvensjonelle til genmodifiserte glyfosattolerante maissorter. Dokumentet skulle i tillegg inneholde en vurdering av eventuell nytteverdi og ulemper og effekt på biodiversitet og miljø for øvrig. Den agronomiske vurderingen av nytteverdi og ulemper er gjort utfra hvordan vi tenker at glyfosattolerant mais kan påvirke og endre norsk dyrkingspraksis. Med basis i dette blir det gjort en vurdering av plantevernmiddelbruken ved dyrking av konvensjonelle sorter og ved dyrking av glyfosattolerante sorter. Vurdering av effekt på biodiversitet er gjort med basis i studier som er relevante for norske forhold. Eventuelle andre miljømessige konsekvenser som f.eks. genspredning, er ikke tatt med i denne vurderingen. Ås, 19. desember 2013 Jan Netland 5

Innholdsfortegnelse Sammendrag Forord... 5 1 Innledning... 7 2 Dagens dyrkingspraksis av fôrmais i Norge med vekt på ugrasbekjempelse.... 9 2.1 Dyrkningsteknikk... 9 2.2 Plantevern... 9 2.3 Vekstskifte... 11 3 Vurdering av agronomi ved bruk av glyfosattolerant mais... 12 3.1 Dyrkningsteknikk... 12 3.2 Plantevern... 12 3.2.1 Sprøytepraksis... 12 3.2.2 Utvikling av herbicidresistent ugras... 13 3.3 Vekstskifte... 15 4 Miljøeffekter ved dyrking av glyfosat-tolerant mais og endret plantevern-strategi... 16 4.1 Forurensningsrisiko ved bruk av ugrasmidler i mais... 16 4.1.1 Generelt om målemetodene... 16 4.1.2 Utlekking til grunnvann... 17 4.1.3 Eksponering av plantevernmidler i overflatevann... 19 4.2 Mulige effekter av dyrking av herbicidtolerante sorter på biodiversitet... 24 4.2.1 Nordiske studier... 25 4.2.2 EU-prosjektet ECOGEN: Studier av jordlevende organismer... 27 4.2.3 Farm Scale Evaluations... 27 5 Kunnskapshull... 31 6 Konklusjon... 32 7 Referanser... 34 Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 6

1 Innledning I 2011 ble det på verdensbasis dyrket genmodifiserte plantesorter på totalt 160 mill hektar, tilsvarende 47 % av det totale dyrkingsarealet av i hovedsak soya, mais og korsblomstra oljevekster (James 2011). Om lag 90 % av dyrkingen av genmodifiserte planter foregår i USA, Brasil, Argentina, India og Canada. USA er det dominerende produsentlandet med 43 % av arealene. Herbicidtolerant soya utgjør om lag 50 % av totalarealet med genmodifiserte planter, og 81 % av dyrkingsarealene med soya (James 2010). I tillegg domineres dyrkingen av genmodifiserte kulturer av herbicidtolerante og/eller insektsresistente sorter av mais, bomull og oljeraps. Arealet av genmodifiserte maissorter utgjorde totalt 51 mill. hektar i 2011, tilsvarende 32 % av det globale maisarealet. 15 % av arealene med genmodifisert mais bestod av herbicidtolerante sorter. I tillegg var 37,3 mill. hektar plantet med hybridsorter med såkalte «stablede egenskaper», dvs. maissorter med to eller flere introduserte egenskaper. Dette gjelder både insektsresistente (Bt) sorter som har fått satt inn flere resistensgener, og sorter med en kombinasjon av herbicidtoleranse og insektresistens. De siste årene har andelen maissorter med stablede egenskaper økt betydelig. Majoriteten av den kommersielle produksjonen av genmodifisert mais foregår i USA (65 % av arealene), Brasil, Argentina, Sør-Afrika og Canada (James 2011). I EU ble det i 2011 dyrket genmodifisert mais på 114 500 hektar, en økning på 26 % fra 2010 (Monsanto Europe 2012). Hele denne produksjonen er basert på den insektresistente maislinjen MON810, og foregår primært i Spania (85 %). Det er også noe dyrking av MON810 i Portugal, Tsjekkia, Polen, Slovakia og Romania. Med unntak av den genmodifiserte maisen T25 1, som er tolerant mot herbicider med virkestoff glufosinat-ammonium, er det ingen herbicidtolerante maislinjer som er godkjente for dyrking i EU/EØS-området (European Commission 2013). T25 ble godkjent til mat, fôr og dyrking i 1998, men det har ikkje vært kommersiell produksjon av T25 i Europa etter 2004 da Bayer trakk den aktuelle sorten (Chardon LL) fra markedet (Dewar 2009). Godkjenningen av T25 utløp i 2007, og flere fornyingssøknader som inkluderer bruksområdene import, prosessering, mat og fôr er under vurdering (GMO Compass 2013). Glufosinat-ammonium er under utfasing i EU og strykes på lista over tillatte virksomme stoffer 30. september 2017. Flere søknader om godkjenning av genmodifiserte maissorter med glyfosattoleranse er imidlertid til behandling i EU. Så langt har European Food Safety Authority (EFSA, EUs mattrygghetsorgan), publisert risikovurderinger av tre maiseventer for dyrking som er tolerante mot glyfosat, dvs. NK603, GA21 og MON 88017 (EFSA 2009, 2011 a,b). 1 Fôrmaissort fra Bayer CropScience («Chardon LL») Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 7

Det foreligger ingen samlet statistikk over arealet av sukker- og fôrmais i Norge. I henhold til tall fra Statistisk Sentralbyrå har arealet av sukkermais til direkte konsum variert mellom 286 og 1174 dekar i perioden 2005-2010 (SSB 2011). Statistikk fra Felleskjøpet og Strand Unikorn viser at omsetningen av såvare av fôrmais i perioden 2007-2011 har tilsvart dyrkingsarealer på mellom 2087 og 2833 dekar (tabell 1). Dette er et svært beskjedent areal og utgjør under 0,1 % av kornarealet. Produksjon av økologisk mais eller maisarealer under omlegging til økologisk drift er helt marginal og ikke spesifisert i Debios statistikk over økologisk planteproduksjon i Norge (Nilssen 2013). I denne utredningen vil bare fôrmais bli behandlet. Tabell 1. Areal med fôrmais (dekar) i Norge i perioden 2007-2011. 2007 2008 2009 2010 2011 Felleskjøpet 1427 924 1115 1140 260 Strand 980 1300 975 967 2573 Unikorn Totalt 2427 2207 2087 2107 2833 Fôrmais er særlig egnet som fôr til storfe. Med avlinger på 800-1000 kg tørrstoff per dekar gir fôrmais lønnsom produksjon og et energirikt tilskudd som kan erstatte kraftfôr. Siden mais er en varmekrevende vekst er den per i dag kun aktuell i områder som er frostfri fram til første halvdel av oktober. Det aller meste av produksjonen foregår i Østfold og Vestfold. I tillegg er det noe dyrking av mais til fôr i Agder-fylkene og Rogaland. Det har også vært gjennomført vellykket forsøksdyrking med fôrmais i Trøndelag. Bakken & al. (2005) konkluderte med at med dagens sorter er det ikke noe stort potensial for produksjon av fôrmais her til lands. Nyere upubliserte forsøk endrer ikke denne konklusjonen (Lunnan 2012). Det kan derfor ikke forventes noen sterk økning i maisdyrkingen i Norge uten at det kommer tidligere sorter, teknologi som gjør at en kan så tidligere og at en større del av storfeholdet kommer til Sør- Østlandet. På lenger sikt kan et endret klima tenkes å føre til økt dyrkning. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 8

2 Dagens dyrkingspraksis av fôrmais i Norge med vekt på ugrasbekjempelse. 2.1 Dyrkningsteknikk Mais er en varmekrevende vekst som trenger varm jord for å spire raskt og jevnt. Mais sås derfor seinere enn korn, gjerne fra midten av mai og utover. Det er mest vanlig å så fôrmais etter pløying, men redusert jordarbeiding kan også nyttes. Fôrmais blir som regel sådd med enfrøsåmaskin med 75 cm radavstand. 2.2 Plantevern I etableringsfasen er mais en svært åpen kultur og det tar lang tid før arealet er godt dekket, særlig i kjølig vær. Det er derfor ikke mulig å dyrke mais uten å gå inn med tiltak mot ugraset. Ugraset tar lett overhånd tidlig i vekstsesongen og vil dermed påføre kulturen en permanent skade dersom ikke ugraset blir bekjempet i tide. De mest aktuelle bekjempelsesstrategiene i fôrmais er mekaniske og kjemiske tiltak. Mekanisk og termisk bekjempelse Med radavstand på 75 cm er radrensing et mulig, men ikke fullgodt tiltak. Ulempen er at ugraset som står inntil og mellom maisplantene må fjernes manuelt. Til radrensing kreves i tillegg spesialutstyr. I økolgisk produksjon er flamming på nyspirt ugras kombinert med mekaniske tiltak vanlig praksis. Mais tåler flamming inntil 2 cm høgde (Brandsæter et al. 2006). Kjemisk bekjempelse Kjemisk bekjempelse ved hjelp av selektive herbicider er den vanligste metoden som nyttes mot ugras i fôrmais. Siden det er viktig å hindre at ugraset tar overhand tidlig i vekstperioden, var det tidligere vanlig å bruke jordherbicidet cyanazin rett etter såing. Cyanazin er ikke lenger godkjent til bruk på det norske markedet, og det er bare selektive bladherbicid som nyttes i dag. Det betyr at det først kan sprøytes på oppspirte ugrasplanter. Samtidig er det viktig at ugraset ikke blir for stort for da oppnås dårlig bekjemping. Godkjente preparater og kombinasjoner av preparater i fôrmais går fram av tabell 2. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 9

Tabell 2. Godkjente preparater i fôrmais og vanlige kombinasjoner for å oppnå allsidig ugrasvirkning. (For fluroksypyr-metylheptylester og tifensulfuron-metyl brukes heretter henholdsvis fluroksypyr og tifensulfuron). Handelsnavn Virksomt stoff Dosering (virksomt stoff/dekar) Eksempel på kombinasjoner ved sprøyting to ganger Lentagran Pyridat 100 g Mindre vanlig i fôrmais Titus WSB Rimsulfuron 0,75 g + 0,5 g med 10 dagers mellomrom Harmony 50 Tifen- SX sulfuron Starane 180 /Tomahawk 180 0,75 g en gang eller 0,56+0,375 g med 10 dagers mellomrom 1: 0,75 g rimsulfuron +0,56 g tifensulfuron 2: 0,5 g rimsulfuron+ 0,375 g tifensulfuron 1 og 2 sprøytes med 10 dagers mellomrom Fluroksypyr 11-27 g 0,5-0,75 g rimsulfuron + 8 g fluroksypyr gjentatt etter ca 10 dager Matrigon Klopyralid 12-15 g Spesialmiddel mot ugras i korgplantefamilien (både ettårige og flerårige arter), svartsøtvier og vindelslirekne Det kan være nødvendig å sprøyte to ganger i løpet av vekstsesongen (tabell 2). Titus WSB + Harmony 50 SX kombinasjoner har brei ugrasvirkning og er vanlig å bruke i fôrmais. Et alternativ er Titus WSB + Starane/Tomahawk kombinasjon som også gir god ugrasvirkning. Matrigon blir bare sporadisk brukt når ugras i korgplantefamilien eller arter som svartsøtvier og vindelslirekne opptrer (tabell2). Anslagsvis vil det være nødvendig å bruke Matrigon på 10 % av arealet per år. Lentagran blir lite brukt i fôrmais. Normalt vil dette utvalget av preparat gi en tilfredsstillende ugrasbekjempelse i fôrmais. Det er imidlertid en svakhet at tiltakene er avhengige av preparater i sulfonylureagruppa, dvs. Harmony 50 SX og Titus WSB. Dette fordi flere ugrasarter er blitt resistente mot denne gruppa av herbicider (ALS-hemmere). Både Starane/Tomahawk, Matrigon og Lentagran er resistensbrytere, så ved mistanke om resistens må disse preparatene benyttes oftere. Det er interesse blant mange husdyrprodusenter for å utvide dyrkingsarealet av fôrmais. Dette er forsøkt oppnådd gjennom en spesiell dyrkingsteknikk ved å tilrettelegge for økt spirehastighet og tidlig etablering av maisplantene. Maisen kan da såes i en nedfelt såfure som blir dekket med en tynn, blank plastfilm. Såing og plastlegging blir gjort i en operasjon. For å unngå den tidlige konkurransen vil det også være ønskelig å sprøyte ut et selektivt ugrasmiddel som virker på ugras i spiringsfasen, samtidig med såing og plastlegging. Dette var en teknologi som ble tatt i bruk før cyanazin ble forbudt. Siden det ikke har lykkes å få inn et alternativt jordvirkende middel, har denne metoden blitt uaktuell. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 10

2.3 Vekstskifte Mangel på egnede arealer til fôrmaisdyrking hos melkeprodusentene gjør at vekstskiftet blir dårlig (Lundsett 2013). Til tross for ensidig maisdyrking i en årrekke, er det her ikke observert vekstfølgesykdommer av betydning. Ugraset har vært den største utfordringen. I de seinere årene er det registrert økende forekomster av mykotoksinproduserende muggsopper i norskprodusert korn. Mykotoksinet deoksynivalenol (DON), som produseres av sopper i slekten Fusarium, er det vanligste mykotoksinet som produseres i felt i Norge. Fusarium-infeksjonen i havre, bygg og vårhvete har økt med mer enn 100 % de siste ti år, og det har vært en kraftig økning i gjennomsnittlig konsentrasjon av DON i spesielt havre og hvete i denne perioden (VKM 2013). Monokultur av korn, med manglende vekstskifte kombinert med redusert jordarbeiding, er en av de store utfordringene i norsk korndyrking. I et fuktig klima er dette faktorer som bidrar til økt forekomst av mykotoksinproduserende sopp. Mais er et godt substrat for mykotoksindannende sopper i Fusarium-slekta. Beyer et al. (2006) fant i en gjennomgang av 17 ulike publikasjoner at hvete etter mais medførte høyere innhold av mykotoksinet DON enn etter andre forgrøder. Mais, som innslag i et kornomløp, vil derfor kunne øke omfanget av mykotoksiner i kornet. Dette er et område det for tiden er stor oppmerksomhet omkring. Mykotoksinet DON er også vanlig i silo av mais. I storfe omdannes toksinet raskt til mindre giftige stoff noe som kan forklare den relativt høye toleransen for DON hos drøvtyggere. Imidlertid er det rapportert forgiftninger hos storfe ved inntak av silo med høyt DON-innhold (Fink-Gremmels 2008). Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 11

3 Vurdering av agronomi ved bruk av glyfosattolerant mais 3.1 Dyrkningsteknikk Internasjonalt er utvikling av genmodifiserte herbicidtolerante kulturer sterkt forbundet med dyrking uten jordarbeiding eller med redusert jordarbeiding. Denne praksisen er et viktig element i conservation agriculture som har økt drastisk i USA, Canada og Sør-Amerika. Ved dyrking med redusert eller helt uten jordarbeiding får toårige og flerårige ugrasarter bedre vilkår enn når det pløyes. Dette kan effektivt forhindres ved glyfosatsprøyting i veksttida for kulturen. Denne behandlingen dreper det meste av ugraset, men ikke den herbicidtolerante maisen. I følge en rapport fra det svenske Jordbruksverket og Naturvårdsverket (Franzén et al. 2007) er omfanget av redusert jordarbeiding ved konvensjonell dyrking av fôrmais svært beskjedent. I Sverige skyldes dette at det meste av fôrmaisen blir dyrket på leirfattig jord som er lite egnet for redusert jordarbeiding. I den svenske rapporten refereres det at overgangen til redusert jordarbeiding etter innføring av herbicidtolerant mais i USA ikke er så tydelig som for soya og raps. Dill & al.( 2008) rapporterer imidlertid at mer enn 65 % av GMO-mais arealet i USA blir jordarbeidet. Dette betyr at maksimalt 35 % av GMO-mais arealet ble dyrket helt eller delvis uten jordarbeiding. Som antatt i Sverige er det grunn til å tro at innføring av glyfosattolerant fôrmais i Norge, bare vil føre til en liten økning i bruk av redusert jordarbeiding i forhold til dagens praksis med konvensjonelle sorter. Redusert jordarbeiding vil som regel føre til at jorda er kaldere enn etter pløying. Mais er en varmekrevende vekst som trenger varm jord for å spire raskt og jevnt, og redusert jordarbeiding vil kunne føre til utsatt såtid og høsting. I tillegg vil redusert jordarbeiding i omløp med korn kunne føre til mer mykotoksin. Dette taler også for at i Norge vil genmodifisert fôrmais fortsatt i hovedsak bli sådd etter pløying. Såteknikken vil ellers bli som ved konvensjonell fôrmais med 75 cm radavstand. 3.2 Plantevern 3.2.1 Sprøytepraksis Glyfosat virker godt mot de fleste ugrasartene, både ettårige og flerårige. Ved overgang til glyfosattolerant mais vil ugrasbekjempelsen derfor bli både mer effektiv og enklere når det gjelder valg av preparater og preparatkombinasjoner. Dette blir forsterket av at glyfosat også er virksomt på et senere utviklingsstadium og sprøytingen kan dermed utføres senere i vekstsesongen og over en lenger Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 12

periode enn med midlene som blir brukt i konvensjonell mais. I glyfosattolerant mais vil det holde med en til to sprøytinger i løpet av vekstsesongen. Dette gjør at også arbeidssituasjonen til bonden blir mer fleksibel. Hvor høy glyfosatdose som er nødvendig, vil variere med sammensetninga av ugrasfloraen. Ved innslag av etablerte flerårige arter må det brukes 100-150 g virksomt stoff per dekar, mens dosen vil kunne reduseres til 50 g ved bekjemping av frøugras. Sulfonylureaherbicidene som benyttes ved dyrking av konvensjonelle sorter blir brukt i lave doser og tilført mengde er en brøkdel av det som må sprøytes ut av glyfosat, men de må kombineres med resistensbrytere som fluroksypyr, pyridat og klopyralid (tabell 2). Vekstsesongen er for kort i de viktigste husdyrdistriktene til at egenprodusert fôrmais vil kunne bli et reelt alternativ i forhold til annen fôrproduksjon. Som nevnt er det utviklet en kostnadseffektiv teknologi for såing under plast. Uten jordherbicid som kan sprøytes ut samtidig med såing og plastlegging, vil imidlertid metoden ikke fungere fordi ugraset spirer og vokser under plasten. Når plasten blir brutt er det for sent å bekjempe ugraset med dagens utvalg av selektive ugrasmiddel (dvs. midler som bekjemper ugraset, men som ikke er skadelig for kulturen). En kan tenke seg at glyfosattolerant mais kan dyrkes under plast fordi ugraset kan bekjempes med glyfosat. Derved utvides vekstsesongen for fôrmaisen med økt dyrkingsområde og omfang som forventet resultat. Presisjonssprøyting eller flekksprøyting av områder med ugrasmengder som er skadelig for kulturplanten, er en teknologi som er under utvikling (Berge et al. 2012). Dette vil trolig bli enklere i herbicidtolerant mais sammenlignet med konvensjonelt dyrket mais. Ugraset vil være større og dermed lettere å oppdage sammenlignet med tidlig ugrassprøyting i konvensjonell mais, og på areal med variabel og liten ugrasbestand kan en derfor redusere bruken av kjemikalier og begrense miljøbelastningen. 3.2.2 Utvikling av herbicidresistent ugras Økt bruk av bredspektrede herbicider ved dyrking av herbicidtolerante planter, kan medføre økt seleksjonstrykk og større sannsynlighet for utvikling av resistens i ugraspopulasjoner. Utviklingen av herbicidresistens i planter påvirkes primært av seleksjonsintensitet i form av sprøytehyppighet, herbicidets virkemåte, dosering og persistens (Rognli 1994). Et middel med lang jordvirkning vil eksempelvis gi et vedvarende seleksjonstrykk og kan derfor raskere utvikle resistente ugras sammenlignet med bladherbicider som tas opp gjennom plantenes bladverk, og som bare bekjemper de individene som er til stede ved sprøytetidspunktet. Andre faktorer av betydning er dyrkingspraksis, vekstskifte, ugrasartenes generasjonstid, genetiske faktorer, samt relativ tilpasningsevne hos resistente og følsomme genotyper. Glyfosat (N-fosfonmetylglycin) er et bredspektret, systemisk bladherbicid, og virker primært ved å hemme enzymet enolpyruvylshikimatfosfat syntase (EPSPS). EPSPS Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 13

er et enzym som finnes i plantenes kloroplaster, og som er nødvendig for biosyntesen av de aromatiske aminosyrene tryptofan, tyrosin og fenylalanin. Glyfosat har vært regnet som et lavrisiko-herbicid med hensyn på utvikling av resistens (Franzén et al. 2007), og det er vist at ugras i svært liten grad utvikler resistens mot herbicidet ved seleksjon i populasjoner som opprinnelig var følsomme. Det første tilfellet av glyfosatresistens ble påvist i en populasjon av stivt raigras (Lolium rigidum L.) i Australia i 1996, etter over 15 år med to til tre ganger årlig bruk av herbicidet i en frukthage (Powles et al. 1998). Fram til nå er det dokumentert resistens mot glyfosat i 24 ulike arter (Weed Science 2013). I og med at arealene med glyfosattolerante kulturer er sterkt økende på verdensbasis, forventes det at det vil utvikles glyfosatresistente biotyper av andre sentrale ugrasarter de kommende årene (Powles 2008). Glyfosatresistente ugras er hovedsakelig rapportert i USA, Sør-Amerika, Sør-Afrika og Australia. I Europa er det konstatert resistens mot glyfosat i populasjoner av stivt raigras, italiensk raigras (L. multiflorum Lam.), sprikehamp (Conyza bonariensis L.), hestehamp (C. canadensis L.) og pyramidehamp (C. sumatrensis (Retz.). Ingen av disse artene er vanlige ugras i Norge. Det er imidlertid rapportert om glyfosatresistens i tunrapp (Poa annua L.) og smalkjempe (Plantago lanceolata L.) på et par lokaliteter i USA og Sør-Afrika. Dette er arter som er utbredte ugras i åkerkulturer og i eng og beite her til lands. Det er ingen eksempler på glyfosatresistens i Norge, men det er utført en norsk studie av glyfosateffekt på kvekekloner. Undersøkelsen påviste signifikante forskjeller mellom klonene ved lave doser, men det var ingen samsvar mellom observerte forskjeller i felt (Tørresen & Skuterud 2004). Basert på erfaringer fra andre land, vil økt ensidig bruk av glyfosat kunne føre til glyfosatresistente ugras også i Norge. I dagens situasjon vil imidlertid glyfosat være en nyttig resistensbryter i ensidige korn- og maisomløp. Bakgrunnen for dette er at en med dagens utvalg av ugrasmiddel opplever resistensutvikling i populasjoner av vanlige ugrasarter som balderbrå, då, hønsegras, linbendel, stivdylle og vassarve overfor herbicid i sulfonylureagruppa som virker ved å hemme syntesen av de langkjeda aminosyrene isolycin, lycin og valin (ALS-hemmere). Denne gruppa omfatter de vanligste ugrasmidlene i korn og mais (Netland & Wærnhus 2011, Wærnhus 2013). Det finnes enkelte ugrasarter som fra naturen er sterke overfor glyfosat. Eksempel på dette er vindeslirekne (Fallopia convolvulus (L.), åkervindel (Convolvulus arvensis L.) og vanlig hønsegras (Persicaria maculosa Gray), alle arter som er vanlige ugras i Norge. Økt bruk av glyfosat i voksende kulturer vil øke muligheten for frøproduksjon hos disse artene og dermed en endring i sammensetning av ugrasfloraen. Påtagelige endringer og problemer vil imidlertid først komme i monokultur av mais og dersom arealet av glyfosattolerant mais øker drastisk. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 14

3.3 Vekstskifte I og med at ugraset begrenser muligheten til å dyrke fôrmais etter fôrmais i mange år ved dyrking av konvensjonelle sorter, vil glyfosattolerante sorter kunne føre til at flere bønder vil benytte seg av muligheten til å dyrke i monokultur slik en har sett i USA og Sør-Amerika. I Norge vil dette først og fremst være storfeholdere som har et begrenset areal som er egnet til åkervekster grunnet forhold som arrondering, topografi og tykkelse av jordsmonnet. Høsting av fôrmais krever store maskiner og det er en fordel med flate areal. Sjukdomsbildet vil bli endret i den grad innføring av glyfosattolerant mais fører til kraftig økning i totalarealet og i den grad det fører til mer monokultur sammenlignet med dyrking av konvensjonelle sorter. Økt grad av monokultur må i lengden forventes å føre til flere vekstfølgesjukdommer og skadedyr. Den alvorligste trusselen er kanskje at totalarealet av mais øker i kornområdene og dermed i økende grad går inn omløp med korn. Planterester av mais er som nevnt et meget godt substrat for sopper i Fusarium-komplekset. Kornet i omløpet vil derfor få økt smittepress fra Fusarium og økt risiko for mykotoksiner i avlingen. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 15

4 Miljøeffekter ved dyrking av glyfosattolerant mais og endret plantevernstrategi 4.1 Forurensningsrisiko ved bruk av ugrasmidler i mais For å vurdere forurensingsrisiko ved dyrking av glyfosattolerant mais er det gjort en sammenligning av genmodifisert mais og bruk av glyfosat med de fire andre kjemiske strategiene som er aktuelle i konvensjonell mais (tabell 2). For å gjøre denne sammenligningen er det brukt tre typer vurderinger: Risikoindikatorer, prosessbaserte modeller og overvåkingsresultater. Vurderingene er gjort med hensyn til risiko for grunnvann, overflatevann og terrestrisk miljø. 4.1.1 Generelt om målemetodene Risikoindikatorer for plantevernmidler er modellberegninger som gir en indikasjon på mulige effekter på organismer. Modellberegninger er ofte usikre størrelser avhengig av hvilke parametere som tas inn når risiko beregnes. Indikatorene er best egnet til å sammenligne ulike plantevernmidler og blir brukt til rådgiving og for å måle effekter av tiltak (FAO 2008; OECD 2002; Kovach et al. 1992; Bergkvist 2004). Modellene er også brukt til avgiftsberegning av plantevernmidler i flere land (Norge, Danmark, England m.fl.). Etter EU s nye planteverndirektiv om bærekraftig bruk av plantevernmidler (EC/128/2009) planlegges det å bruke indikatorer til rapportering av helse og miljøtilstand. Mange av indikatormodellene er relative tall, mens andre beregner eksponeringen uttrykt som konsentrasjon i jord, luft eller vann. Prosessbaserte modeller beregner eksponeringen ved å bruke matematiske beregninger som integrerer de fleste prosesser av betydning for forsvinningsbilde. Slike modeller brukes i forbindelse med godkjenning av plantevernmidler i EU. Prosessbaserte modeller blir brukt til å anslå eksponeringen av plantevernmidler i jord, luft og vann (overflatevann/sedimenter og grunnvann). I de senere årene har også prosessbaserte modeller blitt brukt som deler av indikatormodellene slik at forskjellen mellom modelltypene ikke lenger er klare. Den sikreste måten å vurdere risiko for effekter på, er å måle eksponeringen. Mange land har nasjonale overvåkingsprogrammer for plantevernmidler. I Norge gjøres det gjennom JOVA programmet (Hauken et al. 2012). De målte verdiene blir sammenlignet med en miljøfarlighetsgrense (MF-grense). MF-grensen er en kvalitetsstandard som angir høyeste konsentrasjon av et plantevernmiddel, som antatt ikke har noen risiko for effekter på vannlevende organismer. Det er utarbeidet MF-grenser for alle plantevernmidler som overvåkes i Norge. I Sverige er det et tilsvarende system som kalles «Riktvärde» (Norberg 2004). Riktvärder og MF-verdiene er ikke juridisk forankret. Overskridelser vil derfor ikke føre til konsekvenser i Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 16

form av erstatningskrav. De er imidlertid informative når det gjelder risiko for effekter. 4.1.2 Utlekking til grunnvann Vurderinger av utlekking av plantevernmidler til grunnvann og drikkevann er innen EU vanligvis knyttet til overskridelse av grenseverdien 0.1µ/L som ikke er en toksikologisk basert verdi. Generelt er vannløselige plantevernmidler som bindes lite til jord og som brytes sakte ned, mest utsatt for utlekking til grunnvann. Plantevernmidler som bindes til jordpartikler, transporteres sjelden langt nedover i jordprofilet. Imidlertid kan transport av plantevernmidler bundet til jordpartikler foregå i oppsprukket morenejord og ganger laget av planterøtter og meitemark (makroporer). 4.1.2.1 Modellberegninger Glyfosat Beregninger med flere indikatormodeller (Gustafson 1989; Goss & Wauchope 1990; Laughlin et al.1997; Balderacchi & al. 2007) viser at bruk av glyfosat har liten risiko for utlekking til grunnvann (tabell 3) da glyfosat bindes sterkt til mineralmaterialet i jorda. Det er imidlertid få indikatormodeller som tar hensyn til makroporer. Lindahl & Bockstaller (2012) har videreutviklet indikatormodellen I-Phy (tidligere Ipest) til å ta hensyn til makroporestrømning. Beregninger med denne modellen klassifiserer glyfosat til å ha høy og svært høy risiko for utlekking til grunnvann. Kjemiske strategier i konvensjonelt dyrket mais Potensiale for utlekking til grunnvann med bruk av de kjemiske strategiene ved dyrking av konvensjonell mais er særlig stor for klopyralid og rimsulfuron (tabell 3). Tifensulfuron-metyl har lavt utlekkingspotensiale, men brytes raskt ned til bl.a tifensulfuron som har høyt utlekkingspotensiale og er persistent. Fluroksypyr har lavt utlekkingspotensiale, men her og dannes det metabolitter i relevante mengder som har høyt utlekkingspotensiale og er persistent (Footprint PPDB 2012). Tabell 3. Potensiale for utlekking til grunnvann beregnet med ulike modeller. Modell Pesticid GUSindeks Goss & Wauchope MACRO-GV Footprint PPDB EPRIP EFSA/EU/ FOCUS Klopyralid 5.06 Stor Høy Høy Ingen(lav) >0,1µg/L + Rimsulfuron 3.23 stor Høy Ingen(lav) <0,1µg/L + Tifensulfuron-metyl 1.53 Medium Lav Lav Ingen Obs.sårbar jord og klima Fluroksypyr 0 Liten ** Høy til moderat Lav Ingen Metabolitt >0,1µg/L Pyridat - liten Lav Middels Hovedmetabolitt Ikke undersøkt Glyfosat -0,49 Ekstra liten Lav Lav Ingen Metabolitt >0,1 µg/l (USEPA) Risiko for grunnvann (Etikett) Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 17

Vurderinger fra EFSA av klopyralid og bruk av EU s FOCUS-PELMO scenarier viser overskridelse av 0,1 µg/l for alle simuleringer. EFSA konkluderer med potensiell forurensing av grunnvann i sårbare situasjoner (EFSA 2005a). Rimsulfuron har høyt utlekkingspotensiale målt med GUS-indeks, men vurderinger fra EFSA (2005b) som er basert på FOCUS-PELMO utlekkingsscenarier, anser ikke dette midlet å overskride grensen i grunnvann. Imidlertid er det anmerket at det trolig kan forekomme metabolitter over grensen, men disse er vurdert som uvesentlige. Pyridat er det ikke beregnet GUS-indeks på, da dette midlet metaboliseres så raskt at halveringstid ikke er beregnet. Hoved-metabolitten som dannes, har en GUS indeks som er intermediær. MACRO_GV er en prosessbasert meta-modell som tar hensyn til makroporestrømning (Lindahl 2005). Det er gjort beregninger med denne modellen (tabell 3) på mange jordtyper i et område i Grue, Hedmark (Eklo et al. 2009). Beregningene stemmer relativt bra med de andre vurderingene. Beregninger med bruk av modellen EPRIP (Balderacchi & al. 2007) er gjort for alle jordtypene i samme område (Häger 2010). Alle midlene har beregnet med denne modellen lav eller ingen risiko for utlekking til grunnvann (tabell 3). Mamy & Barriuso (2005) konkluderer med at overgang til glyfosattolerante vekster vil minke miljøforurensningen og spesielt forurensningen av grunnvann. De baserer seg på at glyfosat vil erstatte midler som bindes mindre til jord og som lettere lekker ned til grunnvann. Imidlertid er denne undersøkelsen bare basert på bindingsegenskaper og mobilitet ut fra fordelingskoeffisienter. Mamy et al.(2010) gjorde senere et studium der miljøeffekter av glyfosat ble sammenlignet med herbicider brukt ved dyrking av ikke-tolerante vekster. I dette studiet ble det tatt hensyn til nedbrytningsproduktet AMPA som er mer persistent enn glyfosat og vurdert å ha en viss sannsynlighet for akkumulering. De konkluderer med at den potensielle fordelen man oppnår med å gå over til glyfosattolerante sorter vil bli redusert avhengig av om AMPA akkumuleres i jord. Vurdering av modellene. GUS-indeksen er en empirisk indikatormodell som tar hensyn til nedbrytingshastighet og binding. De verdiene som er angitt, er basert på middelverdier fra litteraturen. Disse verdiene er derfor ikke stedsspesifikke, men er trolig basert på et gjennomsnitt av mange målinger. Goss & Wauchope (1990) tar hensyn til jordas utlekkingspotensiale, og vurderingen er basert på en matrise med GUS indeksen som den ene variabel og jordas utlekkingspotensiale som den andre. Forskjellen mellom EPRIP og MACRO_GV skyldes at EPRIP beregner konsentrasjonen av plantevernmidlet etter fortynning i grunnvannet hvor tykkelsen defineres og settes manuelt (f.eks 10 m), mens MACRO_GV beregner konsentrasjonen i overskuddsvannet som kommer ned til grunnvannet (recharge ca 0,3m pr. år). 4.1.2.2 Målinger Glyfosat Målinger (overvåking) av glyfosat i grunnvann viser få forekomster og sjelden mengder over grenseverdien for grunnvann. Vereecken (2005) har i en reviewartikkel vurdert forekomst av glyfosat i grunnvann som begrenset, men kan ikke utelukke det helt. Borggaard et al. (2008) konkluderer også, i en senere review- Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 18

artikkel, at utlekking av glyfosat er begrenset, men på jordtyper med makroporer, fattig på oksider og høyt grunnvann kan det være en viss risiko for forurensing av grunnvann. I Norge er det gjort få analyser på grunnvann og glyfosat. I løpet av tiårsperioden 1995-2005 (Haarstad & Ludvigsen 2007) ble det analysert mindre enn 20 prøver. Glyfosat ble påvist i en av prøvene (0,1µg/L). I Sverige er glyfosat totalt påvist i grunnvann under 0,1µg/L i mer enn 2 % av prøvene av i alt 500 analyser (Törnquist et al. 2007). I det danske overvåkingsprogrammet i grunnvann er det påvist glyfosat over denne konsentrasjonen (Rosenbom et al. 2010; Kjær et al. 2011). Kjemikalier til bruk i konvensjonelle strategier Når det gjelder målinger av de kjemikaliene som er aktuelle å bruke på konvensjonell dyrket mais, er det bare klopyralid som er påvist i grunnvann i Norge (Haarstad & Ludvigsen 2007). Klopyralid er blant de midlene som er påvist i mer enn 2 % av alle prøver i Sverige (Törnquist et al. 2007). Midlet er ikke påvist i grunnvannet i Danmark. På den norske etiketten er det angitt at midlene rimsulfuron og klopyralid kan forårsake forurensning av grunnvann (tabell 3). Fluroksypyr har vært analysert i grunnvann i perioden 1990 2002 i flere europeiske land: Danmark, Tyskland, Frankrike, Luxemburg, Sverige og Sveits. Det ble analysert 3246 prøver for fluroksypyr, hvorav funn i fem hvor én var over 0,1 µg/l (EFSA 2011c). Det foreligger ingen informasjon som tilsier at disse kjemikaliene kom fra arealer med maisdyrking. Sammenfatning, utlekking til grunnvann. Glyfosat blir med få unntak vurdert som et tiltak som medfører relativt liten risiko for utlekking til grunnvann. Unntak er i områder med jord som har tendens til å lage sprekker og har makropore-strømning. Basert på ulike resultater fra modellberegninger og overvåking, har kjemiske strategier med klopyralid og rimsulfuron på konvensjonelt dyrket mais størst risiko for utlekking til grunnvann. Generelt har også jordarbeidingspraksis innvirkning på hydrologien og utlekking av plantevernmidler (Stenrød 2007). Pløying kan redusere transport nedover i jordprofilet ved å bryte makroporestrømningene (Ulén et al. 2012). 4.1.3 Eksponering av plantevernmidler i overflatevann Tilførsel av plantevernmidler til overflatevann kan skje ved avdrift via luft i forbindelse med selve sprøyteprosessen, eller ved overflateavrenning og drensavrenning fra områder som er sprøytet. Eksponering av plantevernmidler via avdrift kan beregnes med enkle modeller, og modellen til Rautmann et al. 2001 er mye brukt særlig i forbindelse med godkjenningsprosessen i EU. Bidraget fra avdrift kan være stor og ofte forårsake en større tilførsel av plantevernmidler til overflatevann enn avrenningen ellers fra området. For å redusere bidraget fra avdrift, er det ofte lagt begrensninger på sprøyteavstand til vann. Dette er da angitt på etiketten. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 19

For å vurdere eksponeringen er avrenning til overflatevann delt på to komponenter; overflateavrenning og drensavrenning. I hellende terreng er overflateavrenning ofte forbundet med erosjon og transport av plantevernmidler bundet til partikler, men noe foregår også løst i vann transportert på overflata. Overflateavrenning og transport av plantevernmidler til overflatevann er størst for plantevernmidler som bindes sterkt til jordpartiklene og har lang nedbrytingstid. Vurderingen av utlekking til drensystemet blir mye likt vurderingen av utlekking til grunnvann. Plantevernmidler løst i vann transporteres ned til drenssystemet og ledes via samlegrøfter, til åpne bekker og overflatevann. Vannløselige plantevernmidler som bindes svakt og brytes langsomt ned, er mest utsatt for utlekking til overflatevann via drensvann. Overflatevann og grunnvann vurderes noe forskjellig i Norge i forhold til mange andre land i Europa, da overflatevann utgjør hovedkilden til drikkevann i Norge (70 %), mens grunnvannet er hovedressurs for drikkevann i mange andre land (Danmark). 4.1.3.1 Modellberegninger Goss & Wauchope (1991) har vurdert overflateavrenning med sine enkle indikatormodeller (algoritmer) og angir at det er stor risiko for overflateavrenning av glyfosat både løst i jordvannet og bundet til partikler. Dokumentasjon fra tilvirker sammenstillet av Mattilsynet (2004), anser transport av glyfosat bundet til partikler som den viktigste transportveien til overflatevann. Av de midlene som brukes til konvensjonell dyrking av mais, er det klopyralid og rimsulfuron som er vurdert som mobilt, har høyt utlekkingspotensiale og dermed kan komme til overflatevann via drensvann (tabell 4). Tabell 4. Potensiale for avrenning til overflatevann vurderinger fra ulike kilder. Modell Pesticid Goss & Footprint PPDB Wauchope Løst Bundet Løst Partikkeltransport Mobilitet Klopyralid Lavt Medium Høy Lav Svært mobilt Rimsulfuron Høy Lav Mobilt Tifensulfuron Lavt Medium Lav Lav Mobilt Fluroksypyr Lav Lav Ikke mobilt Pyridat Middels Lav Moderat metabolitt Glyfosat Høyt Høyt Lav Medium Svakt mobilt 4.1.3.2 Måling av aktuelle plantevernmidler i overflatevann I 1995 startet Jordsmonnsovervåkingsprogrammet JOVA. Sammenlignet med mange andre plantevernmidler er det foretatt få analyser av glyfosat, men midlet er påvist i nesten 90 % av prøvene (74/83 prøver, tabell 6). Mye av glyfosaten kommer trolig med overflateavrenning. Det er grunn til å tro at bevegelse nedover i jordprofilet, også ned til drenssystemet, gir et betydelig bidrag til overflatevann, særlig på morenejord og leirjord. Feltforsøk i Målselv har påvist glyfosat ned til 80 cm (Almvik et al. 2005). Dette er områder hvor telen ble målt ned til 140 cm. I Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 20

etterfylt jord i forbindelse med grøfting, tar det ofte litt tid før jorda synker på plass, slik at sprekker og makroporer kan stå åpne i mange år. Målinger fra grøfteutløp i JOVA- feltene har vist økende konsentrasjon av glyfosat ved regnskyll (Ludvigsen et al.2008). Danske studier viser også at glyfosat kan transporteres ned til dypere lag og lekke ut med drensvannet (Kjær et al. 2005). Avrenning av glyfosat, både overflateavrenning og drensavrenning, er målt i et forsøksfelt i Askim (Stenrød et al. 2007). Konsentrasjonen av glyfosat i løsning var ca 6 μg/l i overflateavrenningen og 4-5 μg/l i drensavrenningen. Harving resulterte i betydelige endringer i avrenningsmønsteret for glyfosat og AMPA. Konsentrasjonen av både glyfosat og AMPA i løsning sank markant i avrenningen fra rutene som ble harvet. Også forsøk fra Sverige viser at transport til drensvann blir redusert ved konvensjonell pløying om høsten, noe som i forsøket antas skyldes at pløying bryter makroporestrømning (Ulén et al. 2012). Overflateavrenning av glyfosat fra et felt med glyfosattolerante soyabønner, ble målt og sammenlignet med avrenning fra et tilsvarende felt der det var brukt konvensjonell plantevernstrategi (Shipitalo 2008). Resultatene fra forsøket viste at avrenningen av plantevernmidler ble redusert ved å erstatte plantevernstrategien i konvensjonell dyrking av soya med glyfosat i genmodifisert soya. På bakgrunn av målinger fra Iowa, Indiana, Mississippi i USA og et nedbørfelt i Frankrike (Rouffach), vurderer Coupe et al. (2011) det som sannsynlig at glyfosat vil være tilstede i avrenningsvannet fra jordbruksområder hvor dette plantevernmidlet brukes. I de fire områdene som ble studert, ble omkring 1 % av glyfosat transportert til overflatevann. Konsentrasjonen varierte fra sted til sted, men tendensen var at der det var lite vannføring ble konsentrasjonene høyere (Frankrike). Andelen avrenning av glyfosat fra behandlede felt beregnet av ECPA (European Crop Protection Association), som er sammenstilt av Mattilsynet i forbindelse med godkjenningen av glyfosat, viser at observerte tap er langt under 0,5 % (Mattilsynet 2004). Kleter et al. (2007) studerte endringer i bruken av pesticider og effekter på miljøet ved overgang til dyrking av herbicidtolerante planter. Etter en litteraturgjennomgang fant de at de fleste studiene viser at tilført mengde av plantevernmidler vil reduseres ved introduksjon av glyfosattolerante vekster. I tillegg har beregninger ved hjelp av miljøindikatoren EIQ (Environmental Impact Coefficient) (Kovach 1992) vist en redusert miljøbelastning. Beregningene som er gjort er basert på pesticidbruk i USA på herbicidtolerant bomull, mais, soyabønne og raps (Kleter et al. 2007). Av plantevernmidler som er aktuelle å bruke i konvensjonelt dyrket mais (fôrmais), ble fluroksipyr-meptyl påvist i 4 % av prøvene, mens klopyralid ble påvist i 2 % av prøvene (tabell 6). Det er gjort noen analyser av tifensulfuron-metyl; ingen påvisning, mens det ikke er analysert for de andre aktuelle midlene (Hauken et al. 2012). Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 21

4.1.3.3 Risiko for effekter For å vurdere risiko for effekter av enkeltstoffer, er de målte verdiene sammenlignet med giftigheten for organismer som blir eksponert for stoffet. Det er valgt ut enkelte modellorganismer, arter som skal være representanter for akvatiske og terrestriske organismer. Giftigheten er basert på målinger i laboratoriet hvor en ser på doser som gir 50 % effekt eller dødelighet for organismen. Ved ekstrapolering til feltforhold innføres en sikkerhetsfaktor for å finne høyeste konsentrasjon som ikke gir effekter på organismene. Det blir også innført sikkerhetsfaktorer for å ta hensyn til variasjonen innen populasjonen og mellom populasjoner. Det er og variasjoner mellom arter av grupper. Større datagrunnlag for toksisitetsmålingene gir større sikkerhet i vurderingene og derav mindre usikkerhetsfaktor. Risiko for miljøeffekter kan vurderes ved at en ser på effekten av ett plantevernmiddel på èn organisme, men det er også vanlig å summere effekten av alle midlene brukt i en kultur i løpet av vekstsesongen og angi en kumulativ verdi. En ser ofte på effekten av den mest sensitive organismen for eksempel i vannmiljø. Basert på risikovurderinger har hvert middel fått angitt restriksjoner på bruken og avgiftsberegning (tabell 5). Tabell 5. Informasjon på etiketten vedrørende avgiftsklasse, sikkerhetssone, giftighet for vannlevende organismer og miljømerking. Avgiftsklasse Sikkerhets-sone Vannlevende Miljømerking organismer Klopyralid 2 5m (planter*) Rimsulfuron 1 5m (planter*) Meget giftig miljøskadelig Tifensulfuron 1 5m (vann) Meget giftig miljøskadelig Fluroksypyr 2 Meget giftig miljøskadelig Pyridat 1 5m (vann) Meget giftig miljøskadelig Glyfosat 1 Giftig miljøskadelig *Anbefalt av EFSA Beregninger blir gjort i JOVA-programmet for å finne grenseverdier for risiko for effekter på vannmiljøet «Miljøfarlighetsgrensen»(MFG)(Lode 2008). Dette er grenseverdier for effekter hos en av de vannlevende organismegruppene: alger, hoppekreps eller fisk. Ut fra de maksimale konsentrasjonene som er funnet i JOVA programmet, er det ingen målinger av de aktuelle plantevernmidlene i mais som overskrider grensen for risiko for effekter på vannlevende organismer. I Sverige er det utarbeidet «riktvärder» som i prinsippet er beregnet på samme måte. Imidlertid kan de ha benyttet litt andre sikkerhetsfaktorer som gjør at verdiene kan være noe forskjellig. Riktvärdene er brukt i Pesticide Toxicity Index (PTI) utviklet av USEPA, bearbeidet til svenske forhold. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 22

Tabell 6. Plantevernmidler funnet i JOVA-programmet for perioden 1995-2010. (Hauken et al. 2012). Miljøfarlighetsgrensen angir konsentrasjoner som antas ikke gir risiko for effekter på vannlevende organismer. Plantevernmiddel Hyppighet Maks kons. µg/l) Miljøfarlighetsgrense (MFG)(µg/L) Klopyralid 31/1450 2.4 71 Rimsulfuron - - 0,9 Tifensulfuron 0/13-0,05 Fluroksypyr 75/1886 1.5 10 Pyridat - - 10 Glyfosat 74/83 4 28 I forbindelse med godkjenningen av nye plantevernmidler testes det også på terrestriske organismer slik at det gis grenseverdier for mikroorganismer, meitemark, spretthaler, leddyr, fugl etc. I sammenstillingen gjort av Mattilsynet i forbindelse med godkjenningen av glyfosat, er det effekten på alger og vannplanter som utgjør høyest risiko, vurdert fra moderat til meget giftig for denne gruppen (Mattilsynet 2004). I terrestrisk miljø er glyfosat vurdert som lite giftig for meitemark, bier og fugl, men regnes som skadelig for snylteveps og rovmidd. Det konkluderes med at det er liten risiko for effekter på de fleste av disse gruppene. I regi av Jordbruksverket og Naturvårdsverket ble det i Sverige gjort en undersøkelse på «Herbicitoleranta grödors påverkan på vissa kvalitetsmål (Franzèn et al. 2007). Genmodifisert glyfosattolerant mais, raps og sukkerbeter ble sammenlignet med pesticidstrategier som ble brukt til konvensjonell dyrking. Av plantevernmidlene som behandles i rapporten er tre godkjente til bruk på mais i Norge, dvs. tifensulfuronmetyl, rimsulfuron og klopyralid. Til å gjøre denne sammenligningen ble det brukt en risiko-index (Bergkvist 2004), som omfatter både helse og miljørisiko. Indikatoren inneholder 13 ulike parametere som det gis poeng til med hensyn på omsetning, dose, helse og miljøeffekter. Overgang til glyfosattolerante sukkerbeter og raps vil ifølge disse beregningene gi en forbedring både for helse og miljø, mens dyrking av glyfosattolerant mais ville gi en forverring av miljø og helse. Dette er motsatt konklusjon av det Kleter & al (2007) kom til, noe som nok henger sammen med hvilke midler som blir brukt ved dyrking av konvensjonell mais. Det er gjort beregninger av miljøbelastning ved hjelp av EIQ-modellen på de ulike strategiene som er aktuelle å bruke i Norge. Disse beregningene viser at strategi med rimsulfuron og tifensulfuron kommer best ut, mens strategi med pyridat kommer dårligst ut. Denne modellen går et steg videre med å beregne miljøbelastningen pr. arealenhet ved å ta hensyn til dosen, samtidig som den summerer miljøbelastningen for alle Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 23

midlene brukt på en kultur gjennom hele sesongen. På denne måten kan en få et relativt tall for miljøbelastningen ved selve produksjonen gjennom hele vekstsesongen med den aktuelle plantevernstrategien. Slike kumulative beregninger er brukt i flere stater i USA (Jepsen 2012). Samme prinsipp går også inn i beregninger gjort med SYNOPS (Strassemeyer 2012) en modell som er tenkt brukt som en del av HAIR (harmonized indicator models for pesticide risk indicators). Det er viktig å vite at modellene legger vekt på ulike parametere og ulike modeller vil gi ulike svar. Imidlertid vil både parametere og modellberegninger gi en viss indikasjon. Spesielt kommer lavdosemidlene (rimsulfuron og tifensulfuron) gunstig ut i EIQ-beregningen da denne modellen slår kraftig ut på doser, noe som gjelder alle modeller som tar hensyn til dosen. Disse midlene er imidlertid svært giftig for vannlevende organismer (alger), men vanskelig å analysere ned til tilstrekkelig lave nivåer. Cerdeira & Duke (2010) har i et studium med økologisk risiko beregnet at bruk av klopyralid har mye høyere økologisk risiko enn bruk av glyfosat. Bruk av indikatormodeller for å måle effekter av pesticider på helse og miljø, har vært mye omdiskutert og mye kritisert. Imidlertid ser det ut som disse likevel blir viktige i målinger av trender og effekter ved endret pesticidbruk, ved at indikatormodellene vil inngå i EUs direktiv om bærekraftig bruk av plantevernmidler (EC/128/209). Det er gjort mange forsøk på å finne fram til gode modeller. Det er gjort flere sammenligninger som f.eks. i CAPER-prosjektet (Reus et al. 2002) med sammenligning av 8 ulike modeller, og en review av Bockstaller et al.(2009) hvor det er sammenlignet 43 ulike indikatorer. Den siste utviklingen på dette området er å koble risikoanalyser (risk assessment) til livssyklusanalyser (Life cycle assessment) i håp om et forbedret verktøy for å få en helhetlig (holistic approach) vurdering av effektene av ulike dyrkingsstrategier på helse og miljø. Dette arbeidet vil fortsette som en del av utviklingen av Integrert plantevern (IPM) som det jobbes med innen ENDURE-nettverket (Kägi 2008). 4.2 Mulige effekter av dyrking av herbicidtolerante sorter på biodiversitet Det har lenge vært erkjent at utstrakt bruk av herbicider i landbruket har resultert i betydelig reduksjon i diversiteten av både planter og dyr i mange landbruksområder (e.g. Geiger et al. 2010; Petit et al. 2011; Storkey et al. 2012). Det har derfor vært bekymring knyttet til om introduksjon av herbicidtolerante kulturplanter og ensidig bruk av effektive bredspektrede herbicider i genmodifiserte sorter vil påvirke det biologiske mangfoldet i jordbrukslandskapet ytterligere (Marshall et al. 2001). Som primærprodusent har åkerugras en viktig funksjon med hensyn på biologisk diversitet, med interaksjoner med en rekke andre organismer som er avhengige av disse bl.a som habitat og fôrressurs (Bàrberi et al. 2010; Bigler & Albajes 2011; Petit et al. 2011). Noen av disse samspillene kan ha direkte effekter på agroøkosystemets funksjoner. I Europa, og spesielt Norden, er det publisert relativt få studier av mulige miljøeffekter knyttet til dyrking av herbicidtolerante plantesorter (Franzén et al. 2007; Sweet & Bartsch 2012). Et fåtall studier har undersøkt effekter av glyfosat- Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 24

baserte sprøyteregimer i genmodifisert mais (Soukup et al. 2008; Verschwele & Mülleder 2008; Albajes et al. 2009, 2011; Szekeres et al. 2008; Pálinkas et al. 2012). Det er også gjennomført enkelte større europeiske forskningsprosjekter der en har undersøkt mulige effekter av dyrkingspraksis og tilhørende sprøyteregimer på biodiversiteten i agroøkosystemer ved bruk av herbicidtolerante plantesorter. Dette gjelder undersøkelser i regi av Nationalt Center for Miljø og Energi i Danmark (tidligere Danmarks Miljøundersøkelser)(Strandberg & Pedersen 2002; Strandberg et al. 2005; Holst et al. 2008), BRIGHT-prosjektet (Sweet et al. 2004; Lutman et al. 2008) og Farm Scale Evaluations (FSEs) (Firbank et al. 2003 a,b, 2006) i Storbritannia. I tillegg er det publisert andre enkeltstudier der en har sammenlignet konvensjonelle produksjonssystemer med produksjonssystemer med sprøytemiddeltolerante plantesorter (Madsen & Jensen 1995; Bückmann et al. 2000; Coyette et al. 2002). Med unntak av FSE er de fleste studiene basert på kortvarige småskala-forsøk over et fåtall lokaliteter. Det har heller ikke vært kommersiell dyrking av genmodifiserte planter med herbicidtoleranse i Europa som kan gi indikasjoner på mulige langsiktige økologiske konsekvenser av endret dyrkingsregime. 4.2.1 Nordiske studier I Danmark ble de første undersøkelsene av mulige effekter av herbicidtolerante planter på ulike biodiversitetsindikatorer gjennomført i glyfosattolerant fôrbete (Elmegaard & Bruus Pedersen 2001; Strandberg & Bruus-Pedersen 2002; Strandberg et al. 2005). Resultatene fra denne forsøksserien, som gikk over tre år, viser at tidspunktet for sprøyting, dvs. lengden på den herbicidfrie perioden, er avgjørende med hensyn på effekter på biodiversitet. Forsøksruter med glyfosattolerant bete ble sprøytet i henholdsvis 35 og 48 dager seinere enn konvensjonelt dyrkede betesorter, uten at dette resulterte i avlingsnedgang. Det ble registrert signifikant høyere ugrasbiomasse, plantetetthet og en mer artsrik ugrasflora på disse forsøksrutene fram til midten av juli. Resten av vekstsesongen var plantetettheten lav for alle behandlinger. I de konvensjonelle sortene ble det imidlertid registrert noe høyere ugrasbiomasse og flere store, frøbærende individer mot slutten av vekstsesongen. I forsøksruter med glyfosattolerant bete ble det ikke produsert modent ugrasfrø. Glyfosatsprøyting tidligere enn anbefalt resulterte i svært lav diversitet (kun 4 arter), tetthet og biomasse av åkerugras gjennom hele vekstsesongen. Forekomst og artsmangfold blant artropoder var også i hovedsak korrelert med herbicidregime. I det første forsøket (Elmegaard & Bruus Pedersen 2001) varierte effekten mellom dyregrupper og mellom de seks forsøkslokalitetene, og det ble ikke funnet signifikante forskjeller på faunaen mellom kulturene. I det andre forsøket, som ble gjennomført på en lokalitet, ble det registrert positiv effekt av den seine sprøytingen på tettheten av virvelløse dyr (Strandberg & Bruus-Pedersen 2002; Strandberg et al. 2005). Effekten av sprøytetidspunkt varierte mellom ulike Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 25

taksonomiske grupper. Det ble imidlertid påvist effekter både på herbivore og ikkeherbivore grupper, noe som indikerer at tetthet og biomasse av ugraset også har effekter på mikroklima og habitatstruktur (Strandberg & Bruus-Pedersen 2002). Studien til Elmegaard & Bruus Pedersen (2001) viste også at redusert sprøytedose gav mer ugras og flere insekter og andre leddyr på forsommeren sammenlignet med konvensjonell dyrking av fôrbete. Danmarks Miljøundersøgelser har fulgt opp disse studiene med en større undersøkelse for å belyse mulige kort- og langtidseffekter av ulike sprøyteregimer ved dyrking av glyfosattolerante sorter av mais, sukkerbete og høstraps (Holst et al. 2008). Målet med prosjektet var å studere effekter av herbicidtolerante kulturer på flora og fauna både på dyrkingsarealer og tilgrensende arealer gjennom fire ulike dyrkingsscenarier. Mais ble vurdert i to av vekstskiftene, både i omløp med bygg og som monokultur. Korttidseffekter, dvs. effekter innen en vekstsesong, ble undersøkt ved forsøk i veksthus, i dyrkingsforsøk og i naturlige biotoper. Overjordisk biomasse av ugras ble målt 3-4 uker etter sprøyting, og ble benyttet som en indikator på korttidseffekter av behandlingene, mens frøproduksjon ble benyttet som parameter for vurdering av langtidseffekter. For å simulere effekter over flere omløp ble det benyttet ulike matematiske modeller, som også tar i betraktning konkurranseforhold og populasjonsdynamikk for ugrasarter og annen flora både på landbruksarealer og i randsoner. Utsatt sprøytetidspunkt medførte økt ugrasbiomasse og økt tetthet av artropoder gjennom hele vekstsesongen. Hos de konkurransesvake artene mais og sukkerbete, som har lang etableringstid, var det generelt nærere sammenheng mellom ugrasog insektbiomasse, enn i kulturer med tettere plantedekke og mindre ugras tidlig i vekstsesongen (Holst et al. 2008). Simuleringer av langtidseffekter av å inkludere herbicidtolerante sorter i vekstskiftet, viste ingen endringer i ugrasfloraen med glyfosattolerant raps eller bete i omløpet. I mais ble det derimot påvist effekt av behandling på frøproduksjon og ugrasfrøbank. Dette relaterer forfatterne til at delt sprøyting med glyfosat generelt var mer effektivt på lang sikt sammenlignet med konvensjonelle sprøyteregimer. Avdrift fra sprøytingene utsetter habitater i nærheten av dyrkingsarealene for gjentatte subletale doser, med reduksjon av antall arter som resultat. Artssammensetningen påvirkes også til fordel for arter som er mindre følsomme for herbicider. I henhold til Holst et al. (2008) viste simuleringsforsøkene økt bestand av flerårige, tofrøbladete arter i randsonene i vekstskifter med glyfosattolerant mais sammenlignet med konvensjonelle omløp. Dette skyldes i hovedsak relativt mindre sensitivitet overfor glyfosat sammenlignet med sulfonylureapreparater hos disse artene. I vekstskifter med høstraps og sukkerbete var bildet mindre entydig. Det ble funnet negative effekter av glyfosat ved noen kombinasjoner av arter og omløp og mindre skadelige effekter ved andre kombinasjoner. Majoriteten av de påviste forskjellene mellom glyfosat og konvensjonell sprøyting var imidlertid av kortvarig karakter, og forsvant påfølgende år i omløpene som inkluderte korn (høsthvete, vår-, og høstbygg) med konvensjonell sprøyting. Simuleringene påviste kun langtidseffekter på biodiversiteten av herbicidregime i vekstskifter med ensidig maisdyrking. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 26

4.2.2 EU-prosjektet ECOGEN: Studier av jordlevende organismer I regi av EU-prosjektet ECOGEN har Griffiths et al. (2007, 2008) undersøkt effekter av dyrking av glufosinat (GA)-tolerant mais på jordlevende organismer og jordmiljø. Feltforsøk over to vekstsesonger på en lokalitet i Danmark indikerte små, men signifikante effekter av dyrkingssystem på mikrofauna og mikrobiell samfunnsstruktur i jord (Griffiths et al. 2007). Analyser av jordprøver fra forsøksruter med GA-tolerant mais viste signifikant forskjellig mikrobiell samfunnsstruktur (målt ved fettsyreanalysen ELFA) sammenlignet med konvensjonell kontroll ved slutten av forsøksperioden. Tilsvarende ble det påvist effekt av år, jordbehandling og maissort på diversiteten i nematodesamfunnene. I en oppfølgingsundersøkelse under kontrollerte betingelser i veksthus, der herbicidtolerant mais (T25-glufosinat-ammonium) ble dyrket i ulike jordtyper fra forsøkssteder i Danmark og Frankrike, fant en ingen signifikante effekter av herbicidbruk på jordmikroartropoder (Griffiths et al. 2008). Det ble derimot påvist endringer i mikrobiell samfunnsstruktur og redusert forekomst av protozoer ved dyrking av GA-tolerant mais. Hovedeffektene var imidlertid knyttet til jordtype og plantens utviklingsstadium, og ikke herbicidbruk og maissort. Det konkluderes også med at effektene av herbicid-regime på mikro- og mesofauna i jord er relativt små sammenlignet med effekter av jordarbeiding og dyrkingspraksis for øvrig. I en annen studie i tilknytting til ECOGEN-prosjektet undersøkte Krogh et al. (2007) mulige virkninger av redusert jordarbeiding på populasjoner av meitemark i dyrkingssystemer med henholdsvis GA-tolerant mais og konvensjonelle maissorter. Studien, som kun ble foretatt på en lokalitet i Danmark i 2004 og 2005, viste signifikante reduksjoner i antall og biomasse av meitemark i plot med herbicidtolerant mais sammenlignet med ikke-transgen mais. Effektene ble tilskrevet eksponering for herbicidet Basta eller Finale (glufosinat-ammonium). Det ble ikke funnet noe entydig mønster med hensyn på effekter av jordbearbeiding på ulike arter av meitemark. Vi har ikke funnet rapporter om tilsvarende funn for glyfosattolerant mais. 4.2.3 Farm Scale Evaluations Den mest omfattende studien som så langt er publisert over indirekte effekter av dyrkingssystemer med herbicidtolerante planter på biologiske diversitet i jordbrukslandskapet ble gjennomført i Storbritannia i perioden 2000-2002. I nevnte undersøkelse, «Farm Scale Evaluations» (FSE), ble transgene sorter av henholdsvis fôrmais, fôrbete, sukkerbete, høst- og vårraps undersøkt i storskala feltforsøk på 60-70 ulike lokaliteter i England og Skottland (Champion et al. 2003; Firbank et al. 2003a). Mais- og rapssortene som inngikk i undersøkelsen var tolerante overfor herbicider med virkestoff glufosinat-ammonium, mens betesortene uttrykte glyfosattoleranse. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 27

Studien er basert på en sammenligning mellom herbicidtolerante og konvensjonelt foredlete sorter med hensyn på en rekke biodiversitetsindikatorer, selektert for å identifisere mulige langsiktige økologiske effekter av ulike dyrkingssystemer. Forsøksfeltene ble undersøkt med hensyn på forekomst av ulike åkerugras, dvs. både artssammensetning, total biomasse, frøsetting og frøbank. Videre ble forekomst og diversitet av en rekke ulike terrestriske evertebrater, samt samspill mellom arter på høyere trofi-nivå studert. I tillegg til registreringer i åpen åker, ble også randsonene til forsøksfeltene undersøkt og karakterisert (Roy et al. 2003). Forfatterne bak studien konkluderer med at de største effektene som ble påvist var knyttet til de ulike kulturene som ble vurdert, og i mindre grad forskjeller mellom herbicidtolerante og konvensjonelle sorter av samme jordbruksvekst (Hawes et al. 2003; Firbank et al. 2003b; Champion 2011). Forsøksfelter med oljeraps inneholdt for eksempel betydelig mer ugras og insekter sammenlignet med arealer med sukkerbeter og mais. Forsøksserien viste videre at effekter på biodiversitet i stor grad avhenger av dyrkingspraksis og sprøyteregime (inkludert valg av herbicider i begge systemer, dose, tidspunkt og frekvens av sprøyting av selektive og ikkeselektive herbicider), vekstskifte, samt tilgjengelighet av fôrressurser og habitat i hele jordbrukslandskapet. Sprøytetidspunkt ble også her vist å være spesielt avgjørende. De herbicidtolerante plantene ble sprøytet på et seinere utviklingsstadium, noe som medførte økt forekomst av ugras tidlig i vekstsesongen sammenlignet med forsøksfeltene med konvensjonelle regimer. Etter første sprøyting ble dette reversert i feltene med transgene sukkerbete og vårraps. Mot slutten av vekstsesongen var total ugrasbiomasse og frøproduksjon i disse feltene henholdsvis 1/3 og 1/6 av det som ble funnet i kontrollgruppene (Heard et al. 2003a). Effektene av ulik frøsetting ble detektert i frøbanken påfølgende år. Spesielt uttalt var dette i herbicidtolerant vårraps, der det ble registrert 40 % færre frø av tofrøbladete ugras i jord sammenlignet med forsøksruter med konvensjonell behandling (Heard et al. 2003b). Tilsvarende resultater ble funnet av Firbank et al. (2006). Resultatene fra forsøksfeltene med glufosinat-tolerant mais viste imidlertid et noe annet bilde. Gjennom hele vekstsesongen var tettheten av ugras 2-3 ganger høyere hos de herbicidtolerante sortene, og mot slutten av sesongen ble det registrert 82 % mer biomasse og 87 % større frøproduksjon hos tofrøbladete ugras på arealer med transgen mais sammenlignet med konvensjonell mais (Heard et al. 2003a). I henhold til Heard et al. (2003a) ble dette ikke avspeilet i mengde frø i frøbanken påfølgende år. Seinere beregninger, som også inkluderte data fra flere vekstsesonger, viste imidlertid at forskjeller i ugrasfrøproduksjon mellom de ulike behandlingene resulterte i signifikant økt innhold av ugrasfrø i frøbanken både første og andre år etter dyrking av glufosinat-tolerant mais (Firbank et al. 2006). Dewar et al. (2003) har, med utgangspunkt i to forsøksserier med glyfosattolerant sukkerbete, undersøkt effekt av sprøytetidspunkt på biologisk mangfold. Forfatterne konkluderte med at utsatt sprøyting, spesielt i kombinasjon med båndsprøyting, ga større biomasse både av ugras og insekter, og dermed potensielt større næringsgrunnlag og habitat for organismer høyere opp i næringskjeden. For sein ugrassprøyting medførte imidlertid kraftig nedgang i avlingene av sukkerbete. I Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 28

en studie av Freckleton et al. (2004) ble det konkludert med at få av de ugrasartene som ble favorisert av utsatt sprøytetidspunkt i forsøksfelt med sukkerbete rakk å sette frø. På lang sikt vil dermed frøugras i jordas frøbank og biodiversiteten på jordbruksarealene bli redusert. Resultatene fra undersøkelsene av herbicidregimer på forekomst av ulike indikatorarter av evertebrater viste relativt små, men konsistente effekter av behandling på enkelte taksonomiske grupper (Firbank et al. 2003b; Haughton et al. 2003). Endringer i ugrasbiomasse gjennom vekstsesongen medførte størst effekter på populasjoner av vertsspesifikke herbivorer, predatorer og parasitoider, taxa som er direkte assosiert med ugrasvegetasjonen, og mindre effekter på mer mobile generalister (Hawes et al. 2003). Reduksjon i tilgang på fôrressurser gjennom vekstsesongen førte derfor til en nedgang i forekomsten av nøkkelarter av disse gruppene i herbicidtolerant bete og tilsvarende økning i mais (Hawes et al. 2003). Det ble ikke vist noen signifikante forskjeller i vårraps, der tilgangen på ugras gjennomgående var høy. Forekomsten av jordlevende nedbrytere var også nært korrelert med tilgjengelighet av dødt plantemateriale, og økte under sprøyteregimer med bruk av bredspektrede herbicider i samtlige kulturer. Tettheten av spretthaler (Collembola) var for eksempel gjennomgående høyere i felt med herbicidtolerante sorter av både mais, bete og oljeraps sammenlignet med konvensjonelle dyrkingsfelt (Brooks et al. 2003; Haugthon et al. 2003). I motsetning til resultatene i sukkerbete, ble det vist en signifikant økning i forekomsten av den frøspisende løpebillen Harpulus rufipes i forsøksruter med glufosinattolerant mais sammenlignet med konvensjonell kontroll (Brookes et al. 2003). Som et resultat av færre blomstrende ugras ble det påvist færre sommerfugler og honningbier i sukkerbete og raps, mens det i maisfelt generelt ble registrert et større antall pollinerende insekter. Tilsvarende, men mindre effekter på ugrasflora og evertebrater ble funnet i tilstøtende biotoper (Roy et al. 2003). Tetthet av ugras, blomstring og frøsetting var gjennomgående lavere i randsonene av forsøksfelt der det ble dyrket herbicidtolerant sukkerbete og vårraps i forhold til konvensjonell kontroll, men høyere i utkanten av felt med herbicidtolerant mais. De mest markante effektene ble funnet i åkerkantene, dvs. området mellom kulturplantene og øvrig vegetasjon (områder som er jordarbeidet men ikke tilsådd). Som en følge av dette ble det påvist redusert forekomst av Lepidoptera-arter i randsonene av forsøksfelt med herbicidtolerant sukkerbete og raps sammenlignet med konvensjonelle dyrkingsfelt. Tilsvarende ble det funnet noen effekter av behandling på forekomst av bier, snegler, løpebiller mfl., men forskjellene var ikke entydige. For å predikere langtidseffekter av dyrkingssystemer med herbicidtolerante planter på biodiversitet på og rundt landbruksarealer er det imidlertid nødvendig å undersøke potensielle effekter over flere vekstsesonger og relevant dyrkingspraksis. På bakgrunn av data fra FSE-studien har Heard et al. (2005) simulert effekter av herbicidtolerante sorter på populasjoner av ettårige, tofrøbladete ugrasarter. Modellstudien inkluderte glyfosattolerant bete og GA- Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 29

tolerant vårraps i vekstskifte med høstkorn i 7 fireårige omløp. Undersøkelsen viser en større grad av reduksjon i ugraspopulasjoner og lavere tetthet av tofrøbladet ugras i jordbruksarealets frøbank i vekstskifter som inkluderer herbicidtolerante sorter av både bete og raps sammenlignet med konvensjonell dyrkingspraksis (faktor på 0,70-0,80). I tillegg til å medføre effekter på persistensen av plantepopulasjoner, kan dette føre til nedgang i forekomsten av nøkkelarter av evertebrater som benytter plantene som fôrressurs, og arter på høyere trofinivå som fugler. I en oppfølgingsstudie av Heard & Brooks (2006), der FSE-feltene ble overvåket 1. og 2. år etter avsluttet forsøk, ble det på arealer der det hadde vært dyrket mais og vårraps, dokumentert effekter av dyrkingsregime på tettheten av tofrøbladete ugrasfrø i jord. Det ble imidlertid vist få signifikante effekter av ulike behandlinger på produksjonen av ugrasbiomasse i de påfølgende kulturene, sannsynligvis på grunn av svært effektiv ugraskontroll i de korndominerte omløpene. Heard et al.(2006) har undersøkt effekter av kontinuerlig dyrking av GAtolerant mais på ugraspopulasjoner og enkelte grupper av evertebrater. Det ble ikke funnet indikasjoner på langtidseffekter av dyrkingsregimer med herbicidtolerant mais på de undersøkte taxa. Eventuelle kumulative forskjeller i biodiversitet mellom felt med konvensjonelle og herbicidtolerante sorter var for variable til å kunne detekteres i løpet av forsøksperioden. FSE-studien har vært mye kommentert, og flere artikkelforfattere har påpekt at resultatene må vurderes med forsiktighet når det gjelder tolking, ekstrapolering oppskalering. De genmodifiserte maissortene som ble benyttet i denne forsøksserien var tolerante overfor herbicider med glufosinat-ammonium. Glyfosat er et svært effektivt bredspektret herbicid, med virkestoffer som er mer effektive sammenlignet med glufosinat-ammonium mot mange arter. Glufosinat-ammonium, som er trukket fra det norske markedet, er et kontaktherbicid. Herbicidet må benyttes på ugras på tidlige utviklingstrinn og er mindre effektiv på flerårige ugrasarter. Videre inkluderte dyrkingsregimene i den konvensjonelle kontrollmaisen herbicider med virkestoff atrazin, simazin og cyanazin (Champion et al. 2003). På bakgrunn av at disse aktive stoffene er trukket fra EU-markedet, var det nødvendig med videre analyse av dataene fra FSE-studien. Reanalyser indikerer at å erstatte triazinherbicider med mindre effektive herbicider i dyrkingssystem med konvensjonelle sorter vil redusere, men ikke eliminere den komparative fordelen på biodiversitet (Perry et al. 2004). Herbicidregimene med glufosinat-tolerant mais reflekterer ikke reell dyrkingspraksis. Dette fordi bruken av GA-baserte herbicider var begrenset til en enkelt sprøyting i løpet av vekstsesongen og med lave doser (Champion et al. 2003). I praksis er det grunn til å anta at en vil benytte andre herbicidregimer med en annen effekt på agroøkosystemer. Effekter av glyfosat-tolerant mais ble ikke undersøkt i FSE-studien, men det forventes tilsvarende effekter som ble funnet i glyfosat-tolerant sukkerbete (Dewar 2010). Reduksjoner i antall ugras i glyfosatbehandlet sukkerbete sammenlignet med konvensjonelt dyrket bete, resulterte i signifikante reduksjoner i ugrasbiomasse og videre effekter på frøproduksjon (Dewar et al. 2005). Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 30

5 Kunnskapshull Analysemetodikk Glyfosat er vanskelig å analysere og særlig transport bundet til partikler er vanskelig å kvantifisere og fanges ikke opp av dagens prøvetakingsmetodikk i JOVA programmet. Det er lite kunnskap om avrenning av glyfosat i overvåkingsprogrammet i Norge da det er få analyser både av overflatevann og grunnvann. Overvåkingsprogrammet skiller ikke mellom drensavrenning og overflateavrenning slik at det er lite dokumentasjon på hva som er hovedveien for forurensning av overflatevannet i utløpet av nedbørfeltene. På grunn av at glyfosat er det mest brukte plantevernmidlet i Norge bør det utvikles metoder slik at analyser av dette midlet kan inngå som en del av den rutinemessige overvåkingen. Ny prøvetakingsmetodikk bør utvikles for å fange opp partikkelbundne plantevernmidler. Kombinasjonseffekter Generelt vurderes plantevernmidler hver for seg som enkeltstoffer. Det er lite kunnskap om hvordan midlene virker sammen, og kombinerte effekter på miljø blir ikke vurdert. Dette vil være av betydning dersom en skal kunne sammenligne ulike plantevernstrategier som f.eks å sammenligne dyrking av GM-mais med relevante konvensjonelle alternativer. Ved hjelp av enkelte indikatormodeller gjøres forsøk på kumulative vurderinger med ulike strategier, men modellene er vanskelig å validere. Biodiversitet Det er begrenset kunnskapsgrunnlag knyttet til effekter av glyfosat på biodiversitet generelt, og det foreligger lite overvåkingsdata på dette området. I Europa, og spesielt Norden, er det publisert få storskala-studier som skal indikere langtidseffekter av introduksjon av genmodifiserte maissorter med glyfosattoleranse. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 31

6 Konklusjon Alle effekter av dyrking av herbicidtolerant mais må sees i forhold til det per i dag beskjedne potensialet maisproduksjon i Norge har til å øke i omfang. Effekter på agronomi Introduksjon av glyfosattolerant fôrmais vil forenkle ugrasbekjempelsen og vil kunne gi grunnlag for dyrking av fôrmais på et større areal enn ved bruk av konvensjonelle sorter. Glyfosattolerant mais kan i høyere grad enn konvensjonelle maissorter bli dyrket i monokultur der glyfosat blir brukt som eneste ugrasmiddel. Det er sannsynlig at slik bruk i Norge som i andre land, vil føre til seleksjon av glyfosatresistent ugras. Dette vil være en meget uheldig agronomisk utvikling. Hvis dette ikke blir forhindret med effektive resistensstrategier, vil dyrking av glyfosattolerant mais kunne føre til økt herbicidbruk. På den andre siden kan bruk av glyfosat i voksende kultur, bidra til å bekjempe og hindre utvikling av ugras med resistens mot herbicider i gruppa ALS-hemmere (f.eks sulfonylurea). Muligheten for å bruke glyfosat som resistensbryter, vil virke positivt i en situasjon der vi har utbredd resistens mot herbicid i sulfonylureagruppa. Viktige herbicid både i korn og fôrmais hører til denne gruppa. En negativ effekt av økt dyrking av glyfosatresistent mais vil kunne bli økt andel av fôrmais i kornomløp og dermed økt risiko for mykotoksin i kornavlingen. Det kan forventes at glyfosattolerant mais gir en liten økning i redusert jordarbeiding sammenlignet med bruk av konvensjonelle sorter. Dette vil gi en viss miljøeffekt i form at mindre erosjon og tap av næringsstoff. Effekter på miljø Sammenstilling av ulike nøkkelparametere, modeller og målinger viser generelt at glyfosat som alternativ til de eksisterende plantevernstrategier i fôrmais, har liten risiko for utlekking til grunnvann. Imidlertid bindes glyfosat sterkt til mineraljord. Dette gjør at midlet har stor risiko for overflateavrenning i områder med mye helling og erosjon. Dette bekreftes av hyppige funn (> 90 % av prøvene) i overvåkingsprogrammet JOVA. Det er ikke observert konsentrasjoner i vann som overstiger miljøfarlighetsgrensen og derved liten risiko for effekter på vannlevende organismer. De fleste studier av mulige effekter av dyrkingsregimer med herbicidtolerante planter på ugrassamfunn og biodiversitet i agroøkosystemer, viser at dyrkingspraksis og sprøyteregime både i den genmodifiserte kulturen og i konvensjonelle sorter er av stor betydning. Biodiversiteten påvirkes mer av hva slags kultur som dyrkes og hvor godt de aktuelle midlene bekjemper ugraset enn om sortene som dyrkes er genmodifiserte eller konvensjonelle. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 32

Dette inkluderer både dose, tidspunkt og frekvens av sprøyting av selektive og ikkeselektive herbicider, vekstskifte, samt tilgjengelighet av fôrressurser og habitat i hele jordbrukslandskapet. Sprøytetidspunkt er vist å være spesielt avgjørende. Bredspektrede ugrasmidler i genmodifiserte kulturer benyttes seinere i vekstsesongen sammenlignet med bruk av selektive herbicider i konvensjonelle kulturer, og en utsettelse av første ugrassprøyting kan medføre større mengde ugras i åkeren over et lengre tidsrom. På den andre side vil glyfosat sannsynligvis bekjempe ugraset mer effektivt enn ugrasmidlene som er tilgjengelig i konvensjonelle sorter, og medføre færre frøbærende individer ved slutten av vekstsesongen. Dette kan på lengre sikt påvirke persistensen av ugraspopulasjoner, artssammensetningen og føre til redusert frøbank i jord. Reduksjoner i botanisk diversitet og/eller tetthet av åkerugras og reduksjon i tilgang på fôrressurser vil potensielt medføre negative effekter på nøkkelgrupper av evertebrater som herbivorer, nedbrytere og mange av deres predatorer og parasitoider, og arter på høyere trofiske nivåer. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 33

7 Referanser Albajes, R., Lumbierres, B. & Pons, X. 2009. Responsiveness of arthropod herbivores and their natural enemies to modified weed management in corn. Environmental Entomology 38, 944-954. Albajes, R., Lumbierres, B. &Pons, X. 2011. Two heteropteran predators in relation to weed management in herbicide-tolerant corn. Biological Control 59(1), 16-30. Almvik, M., Eklo, O.M., Bolli, R., Stenrød, M., Moni, C., Kværner, J., Sveistrup, T. & Haugland, E. 2005. Grønn kunnskap 9 (2), 159-164. Bakken, A.K., Nesheim, L., Harbo, O., Johansen, A. & Wikmark, T. 2005. Potensial for dyrking av fôrmais i Noreg. Grønn kunnskap 9 (106), 1-6. Balderacchi, M., Boccelli, R. & Trevisan, M. 2007. Tools to assess pesticide environmental fate - Agrochemicals/APES, EPRIP 2 and FitoMarche software. Pavia: La Goliardica Pavese. 142 pp. Bárberi, P., Burgio, G., Dinelli, G., Moonen, A.C., Otto, S., Vanzzana C. et al. 2010. Functional biodiversity in the agricultural landscape: relationships between weed and arthropod fauna. Weed Research 50, 338-401. Berge, T.W., Goldberg, S., Kaspersen, K. & Netland, J. 2012. Towards machine vision based site-specific weed management in cereals. Computers and Electronics in Agriculture 81:79-86. Bergkvist, P. 2004. Pesticide Risk Indicators at National Level and Farm Level, A Swedish Approach. KEMI,PM. Nr.6/04. Kemikalieinspektionen. Beyer, M., Klix, M.B., Klink, H. & Verreet, J. A. 2006. Quantifying the effects of previous crop, tillage and trazole fungicides on the deoxynivalenol content of wheat grain- a review. Journal of Plant Diseases and Protection 113, 241-246. Bigler, F. & Albajes, R. 2011. Indirect effects of genetically modified herbicide tolerant crops on biodiversity and ecosystem services: the biological control example. J. Verbr. Lebensm. 6,S79 S84. Bockstaller, C., Guichard, L., Keichinger, O., Girardin, P., Galan, M.B.& Gaillard, G. 2009. Comparison of methods to assess the sustainability of agricultural systems. A review. Agron. Sustain. Dev. 29, 223 235. Borggaard, O.K. & Gimsing, A.L. 2008. Fate of glyphosate in soil and the possibility of leaching to ground and surface waters: a review. Pest Management Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 34

Science, Special Issue: Glyphosate-Resistant Weeds and Crops 64 (4), 441 456. Brandsæter, L.O., Birkenes, S.M., Henriksen, B., Meadow, R., Ruissen, T., Holmøy, R., Mangerud, K. & Sjursen, H. 2006. Plantevern og plantehelse i økologisk landbruk. Bind 1. GAN Forlag AS. Brooks, D.R., Bohan, D.A., Champion, G.T., Haugton, A.J., Hawes, C., Heard, M.S. et al. 2003. Invertebrate responses to the management of genetically modified herbicide-tolerant and conventional spring crops. I. Soil-surfaceactive invertebrates. Phil. Trans. Royal Soc. Lond. Series B- Biolog. Sci. 358, 1847-1862. Bückmann, H., Petersen, J., Schlinker, G. & Märländer, B. 2000. Weed control in genetically modified sugar beet- Two years experiences of a field trial series in Germany. Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten and Pflanzenschutz 17, 353-362. Cerdeira, A. & Duke, S. 2010. Effects of glyphosate-resistant crop cultivation on soil and water quality. GM Crops 1(1), 16-24. Champion, G.T. 2011. Lessions learned from the farm scale evaluations of GMHT crops. Journal of Consumer Protection and Food Safety 6 (Suppl.), 573-578 Champion, G.T., May, M.J., Brooks, D.R., Clark, S.J., Daniels, R.E.& Firbank, L.G. 2003. Crop management and agronomic context of the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B.358, 1801-1818. Coupe, R.H., Kalkhoff, S.J., Capel P.D. & Gregoire C. 2012. Fate and transport of glyphosate and aminomethylphosphonic acid in surface waters of agricultural basins. Pest Management Science 68 (1), 16 30. Coyette, B., Tencalla, F., Brants, I., Fichet, Y. & Rouchouze, D. 2002. Effect of introducing glyphosate-tolerant sugar beet on pesticide usage in Europe. Pesticide Outlook 13, 219-223. Dewar, A.M., May, M.J., Woiwod, I.P., Haylock, L.A., Champion, G.T., Garner, B.H. et al. 2003. A novel approach to the use of genetically modified herbicide tolerant crop for environmental benefit. Proc. R. Soc. B. 270, 335-340. Dewar, A.M. (2009) Weed control in glyphosate-tolerant maize in Europe. Pest Management Science 65, 1047-1058. Dill, G.M., Cajacob, C.A. & Padgette, S.R. 2008. Glyphosate-resistant crops: adoption, use and future considerations. Pest Management Science 64(4), 326-331. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 35

EFSA 2005a. Conclusion on the peer review of clopyralid. EFSA Scientific Report 50, 1 65. EFSA 2005b. Conclusion on the peer review of rimsulfuron. EFSA Scientific Report 45, 1-61. EFSA 2009. Applications (references EFSA-GMO-NL-2005-22, EFSA-GMO-RX-NK603) for the placing on the market of the genetically modified glyphosate tolerant maize NK603 for cultivation, food and feed uses, import and processing and for renewal of the authorisation of maize NK603 as existing products, both under Regulation (EC) No 1829/2003 from Monsanto. The EFSA Journal 1137, 1-50. EFSA 2011a. Scientific Opinion on application (EFSA-GMO-UK-2008-60) for placing on the market of genetically modified herbicide tolerant maize GA21 for food and feed uses, import, processing and cultivation under Regulation (EC) No 1829/2003 from Syngenta Seeds. The EFSA Journal 9(12), 2480. EFSA 2011b. Scientific Opinion on application (EFSA-GMO-CZ-2008-54) for placing on the market of genetically modified insect resistant and herbicide tolerant maize MON 88017 for cultivation under Regulation (EC) No 1829/2003 from Monsanto. The EFSA Journal 9(11), 2428. EFSA 2011c.Conclusion on the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance fluroxypyr (evaluated variant fluroxypyr-meptyl). The EFSA Journal 9(3), 2091. Eklo, O.M., Bolli, R., Sveistrup, T.,Hofmeister, F., Solbakken, E., Jarvis.N., Stenemo, F., Romstad, E., Glorvigen, B., Guren, T.A.,& Haraldsen, T. 2009. Tools for enviromental planning to reduce risks of leaching and runoff of pesticides to groundwater. 18 th World IMACS/MODSIM Congress, Cairns, Australia 13-17 July 2009 8pp. Elmegaard, N. & Bruus Pedersen, M. 2001. Flora and Fauna in Roundup Tolerant Fodder Beet Fields. National Environmental Research Institute. 40 pp. Technical Report No. 349. European Commission 2001a. Review report for the active substance thifensulfuronmethyl. SANCO/7577/VI/97-final. European Commission 2001b. Review report for the active substance fluroxipyr. 6848/VI/98-rev.13. European Commission 2002. Review report for the active substance glyphosate. 6511/VI/99-final. European Comission 2009. Directive 2009/128/EC of the European Parliament and of the council of 21 October 2009. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 36

European Commission 2013. EU Register of authorised GMOs. http://ec.europa.eu/food/dyna/gm_register/index_en.cfm FAO 2008. IPM Impact Assessment Series. Guidance on Impact Assessment for Pesticide Risk Reduction. March 2008. Fink-Gremmels, J. 2008. The role of mycotoxins in the health and performance of dairy cows. The Veterinary Journal 176, 84-92. Firbank, L.G., Heard, M.S., Woiwod, I.P., Hawes, C., Haughton, A.J., Champion, G.T. et al. 2003a. An introduction to the Farm-Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Journal of Applied Ecology 40, 2-16. Firbank, L.G., Perry, J.N., Squire, G.R., Bohan, D.A., Brooks, D.R., Champion, G.T. et al. 2003b. The implications of spring-sown genetically modified herbicide-tolerant crops for farmland biodiversity: a commentary on the farm scale evaluations of spring sown crops. http://www.defra.gov.uk/environment/gm/fse/results/fsecommentary.pdf Firbank, L.G., Rothery, P., May, M.J., Clark, S.J., Scott, R.J., Stuart, R.C. et al. 2006. Effects of genetically modified herbicide-tolerant cropping systems on weed seedbanks in two years of following crops. Biology Letters 2, 140-143. Footprint PPDB 2012. http://sitem.herts.ac.uk/aeru/footprint/en/index. Franzén, M., Gustafsson, K., Hallqvist, H., Niemi, L., Wallander, J., Thorin, C., Örn, P. 2007. The impact of herbicide tolerant crops on some environmental quality objectives. Report from the Swedish Board of Agriculture and the Swedish Environmental Protection Agency. Jordbruksverket Report 2007, 21. Freckleton, R.P., Stephens, P.A., Sutherland, W.J. & Watkinson, A.R. 2004. Amelioration of biodiversity impacts of genetically modified crops: predicting transient versus long-term effects. Proc. R. Soc. B. 271, 325-331. GEFO & Statens plantevern 1987. Plantevernmidler i overflatevann og grunnvann. Rapport avgitt av styringsgruppe nedsatt av Miljøverndepartementet og Landbruksdepartementet. 39 s. Geiger, F., Bengtsson, J., Berendse, F., Weisser, W.W., Emmerson, M.& Morales, M.B. 2010. Persistent negative effects of pesticides on biodiversity and biological control potential on European farmland. Basic and Applied Ecology 11, 97-105. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 37

Goss, D. & Wauchope, R.D. 1990. The SCR/ARS/CES Pesticide database: II Using it with soils in a screening procedure. Proceedings of the Third National Research Conference on Pesticides, 471-493. Griffiths, B.S., Caul, S., Thompson, J., Birch, A.N.E., Cortet, J., Andersen, M.N. & Krogh, P.H. 2007. Microbial and microfaunal community structure in cropping systems with genetically modified plants. Pedobiologia 51, 195-206. Griffiths, B.S., Caul, S., Thompson, J., Hackett, C.A., Cortet, J., Pernin, C. & Krogh, P.H. 2008. Soil microbial and faunal responses to herbicide tolerant maize and herbicide in two soils. Plant Soil 308, 93-103. Gustafson, D.I. 1989. Groundwater ubiquity score: A simple method for assessing pesticide leachability. Environmental Toxicology & Chemistry 8, 339-357. Haarstad, K. & Ludvigsen, G.H., 2007. Ten years of pesticide monitoring in Norwegian ground water. Ground Water Monitoring & Remediation 27(3), 75-89. Haugthon, A.J., Champion, G.T., Hawes, C., Heard, M.S., Brooks, D.R., Bohan, D.A. & Walker, M.J. 2003. Invertebrate response to the management of genetically modified herbicide-tolerant and conventional spring crops II. Within-field epigeal and areal arthropods. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B Biological Sciences 358, 1899-1913. Hauken, M., Bechmann, M., Stenrød, M., Eggestad, H.O. & Deelstra, J. 2012. Erosjon og tap av næringsstoffer og plantevernmidler fra jordbruksdominerte nedbørfelt. Sammendragsrapport for overvåkingsperioden 1992-2011 fra Program for jord- og vannovervåking i landbruket (JOVA). Bioforsk Rapport 7(78), 2012. Hawes, C., Haughton, A.J., Osborne, J.L., Roy, D.B. et al. 2003. Responses of plants and invertebrate tropic groups to contrasting herbicide regimes in the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B Biological Sciences 358, 1863-1877. Häger, M. 2010. Threats to Groundwater, measured by means of the Environmental Potential Risk Indicator for Pesticides (EPRIP). Master thesis, May, 2010 Norwegian University of Life Sciences. Department of Plant and Environmental Sciences (IPM). Heard, M.S., Hawes, C., Champion, G.T., Clark, S.J., Firbank, L.G., Haughton, A.J. et al. 2003a. Weeds in fields with contrasting conventional and genetically modified herbicide-tolerant crops. I. Effects on abundance and diversity. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B Biological Sciences 358, 1819-1832. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 38

Heard, M.S., Hawes, C., Champion, G.T., Clark, S.J., Firbank, L.G., Haughton, A.J. et al. 2003b. Weeds in fields with contrasting conventional and genetically modified herbicide-tolerant crops. II The effects on individual species. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B Biological Sciences 358, 1833-1846. Heard, M.S., Rothery, P., Perry, J.N. & Firbank, L.G. 2005. Predicting longer-term changes in weed populations under GMHT crop management. Weed Research 45, 331-338. Heard, M.S & Brooks, D. 2006. Farm Scale Evaluations follow-up biodiversity assessments of weed and soil seedbank: 2004-2006. Final report. Centre for Ecology and Hydrology. 18 pp. Heard, M.S., Clark, S.J., Rothery, P., Perry,J.N., Bohan, D.A., Brooks, D.R. et al. 2006. Effects of successive seasons of genetically modified herbicidetolerant maize cropping on weeds and invertebrates. Annals of Applied Biology 149, 249-254. Holst, N., Axelsen, J.A., Bruus, M., Damgaard, C.F., Kudsk, P., Lassen, J., Madsen, K.H., Mathiassen, S.K. & Strandberg, B. 2008. Sprøjtepraksis i sædskifter med og uten glyphosattolerante afgrøder Effekter på floraen i mark og hegn. Bekæmpelsesmiddelforskning fra Miljøstyrelsen Nr. 121. 145 s. James, C. 2009. Global status of commercialized biotech/gm crops: 2009. ISAAA Brief No 41, International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, Ithaca, NY, 290 pp. In: France & al. Sustainability of current GM crop cultivation. Report 386, Plant Research International, part of Wageningen UR. April 2011. James, C. 2010. Global status of commercialized Biotech/GM Crops: 2010. ISAAA Brief No 42. ISAAA: Ithaca. NY. James, C. 2011. Global status of commercialized Biotech/GM Crops: 2011. ISAAA Brief No 43. ISAAA: Ithaca. NY. Jarvis, N. 1994. The MACRO Model (version 3.1). Technical Description and Sample Simulations. Swedish University of Agricultural Sciences. Monograph. Department of Soil Sciences. Reports and Dissertations. 19. ISSN 1100-4525 Jepsen, P. 2012. Large scale implementation if IPM. NJF seminar 458 Tallin, Estland Kägi, T., Bockstaller, C., Gaillard, G., Hayer, F., Mamy, L. &Strassemeyer, J. 2008. Multicriteria comparison of RA and LCA ecotoxicity methods with focus on pesticide application strategies. ENDURE International Conference 2008. Diversifying crop protection, 12-15 October 2008. La Grande-Motte, France. Oral presentations. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 39

Kjær, J., Olsen, P., Ullum, M. & Grant, R. 2005. Leaching of glyphosate and aminomethylphosphonic acid from Danish agricultural field sites. J. Environ. Qual. 34, 608-620. Kjær, J., Rosenbom A.E, Brüsch, W., Juhler, R.K., Gudmundsson, L., Plauborg, F., Grant, R., & Olsen, P. 2011. The Danish Pesticide Leaching Assessment Programme. Monitoring results May 1999 June 2010. Geological Survey of Denmark and Greenland Øster Voldgade 10, DK-1350 Copenhagen K, Denmark. Kleter, G.A., Bhula, R., Bodnaruk, K., Carazo, E., Felsot, A.S., Harris, C.A., Katayama, A., Kuiper, H.A., Racke, K.D., Rubin, B., Shevah, Y., Stephenson, G.R., Tanaka, K., Unsworth, J., Wauchope, R.D. & Wong, S.S. 2007. Review. Altered pesticide use on transgenic crops and the associated general impact from an environmental perspective. Pest Management Science 63,1107 1115. Kovach, J., Petzold, C. Degni, J. & Tette, J. 1992. A method to measure the Environmental impact of Pesticides. New York Food and Life Cycle Bulletin No 139, Cornell University, Ithaca, NY, USA. Krogh, P.H., Griffiths, B., Demsar, D., Bohanec, M., Debeljak, M, Andersen, M.N. et al. 2007. Responses by earthworms to reduced tillage in herbicide tolerant maize and Bt maize cropping systems. Pedobiologia 51, 219-227. Kvaløy, K., Klemsdal, S., Eklo, O.M., Netland, J., Schanke T.& Tømmerås, B.J. 1998. Konsekvenser ved bruk av herbicidresistente genmodifiserte jordbruksplanter. Oppdragsmelding 536, NINA NIKU. ISBN 82-426-0927-6. 62 s. Laughlin, R.A., Weber, J.B. & Warren, R.L. 1997. Protecting Groundwater in North Carolina. A pesticide and soil ranking system. http://www.soil.ncsu.edu/publications/soilfacts/ag-439-31/ag-439-31.pdf. Lindahl, A.M.L. & Bockstaller, C. 2012. An indicator of pesticide leaching risk to groundwater. Ecological Indicators 23,95 108. Lode, O. 2008. MFG.Miljøfarlighetsgrenser. Ver.2.0 14.juli 2008. Database over pesticider toksisitet for vannlevende organismer. Ludvigsen, G.H. & Lode, O. 2008. Oversikt over påviste pesticider i perioden 1995-2006. Resultater fra JOVA: Jord-og vannovervåking i landbruket i Norge. Bioforsk Rapport Vol3 nr.14 2008, ISBN 978-82-17-00326-7. 107s. Lundsett, H. 2012. (fôrmaisdyrker) Muntlig kommunikasjon Lunnan, T. 2012. (Bioforsk) Muntlig kommunikasjon Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 40

Lutman, P.J.W., Sweet, J., Berry, K., Law, J., Payne, R., Simpson, E., Walker, K. & Wrightman, P. 2008. Weed control in conventional and herbicide tolerant winter oilseed rape (Brassica napus) grown in rotations with winter cereals in the UK. Weed research 48, 408-419. Madsen, K.H.& Jensen, J.E. (1995) Weed control in glyphosate-tolerant sugar-beet (Beta vulgaris L.). Weed Research 35, 105-111. Mamy, L. & Barriuso E. 2005. Glyphosate adsorption in soils compared to herbicides replaced with introduction of glyphosate resistant crops. Chemosphere 61, 844-855. Mamy, L., Benoît, G. & Barriuso, E. 2010. Comparative environmental impacts of glyphosate and conventional herbicides when used with glyphosate-tolerant and non-tolerant crops. Environmental Pollution 158, 3172-3178. Marshall, E.J.P., Brown, V.K., Boatman, N.D., Lutman, P.J.W. & Squire, G.R. 2001. The impact of herbicides on weed abundance and biodiversity. Defra PN0940. A report for the UK Pesticides Safety Directorate. Bristol: IACR Long Ashton Research Station. Mattilsynet 2004. Økotoksikologisk vurdering av glyfosat. Rapport laget for Rådet for Plantevernmidler. http://english.vkm.no/dav/65af99d9a0.pdf Monsanto Europe 2012. Annual monitoring report on the cultivation of MON 810 in 2011. Czech Republic, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, and Spain. http://ec.europa.eu/food/plant/gmo/reports_studies/docs/report_2012_ mon_810_en.pdf Netland, J. & Wærnhus, K. 2011. Ugrasmiddelresistens i korn. Bioforsk Fokus 6 (2), 98. Nilssen L. E. 2013 (Debio) Muntlig kommunikasjon. Nordberg, H. 2004. Riktvärden för växtskyddsmedel i ytvatten.beskrivning av den svenska metoden. Kemikalieinspektionen. OECD 2002. Evaluating Progress in Pesticide Risk Reduction.Summary Report of the OECD Project on Pesticide Aquatic Risk Indicators. Paris 2002. Pálinkas, Z., Zalai, M., Szénási, A. & Dorner, Z. 2012. Botanical and arthropod diversity in GM HT maize treated with glyphosate or conventional herbicide. IOBC wprs Bulletin. Perry, J.N., Firbank, L.G., Champion, G.T., Clark, S.J., Heard, M.S.&May, M.J. 2004. Ban on triazin herbicides likely to reduce but not negate relative benefits of GMHT maize cropping. Nature 428, 313-316. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 41

Petit, S., Boursault, A., Le Guilloux, M., Munier-Jolain, N.& Reboud, X. 2011. Weeds in agricultural landscapes: A review. Agronomy for Sustainable Development 31, 309-317. Powles, S. B., Lorraine-Colwill D. F., Dellow J. J. & Preston, C. 1998. Evolved resistance to glyphosate in rigid ryegrass (Lolium rigidum) in Australia. Weed Science 46, 604 7. Powles, S.B. 2008. Evolved glyphosate-resistant weeds around the world: lessons to be learnt. Pest Management Science 64, 360-365. Rautmann D, Streloke M., &Winkler R., 2001. New basic drift values in the authorization procedure for plant protection products. Mitt. Biol. Bundesanst. Land- Forstwirtsch. 383:133-141. 2001. Reus, J., Leendertse, P., Bockstaller, C., Fomsgaard, I., Gutsche, V., Lewis, K. Nilsson, C., Pussemier, L., Trevisan, M., van der Werf, H., Alfarroba, F., Blümel, S., Isart, J., McGrathm, D., Seppälä, T. 2002. Comparison and evaluation of eight pesticide environmental risk indicators developed in Europe and recommendations for future use. Agriculture, Ecosystems and Environment 90, 177 187. Rognli, O.A. 1994. Økologisk risiko ved utsetting av genmodifiserte kulturplanter. Faginfo 2, 81-197. Rosenbom, A.E., Brüsch, W., Juhler, R.K., Ernstsen, V., Gudmundsson, L., Kjær, J., Plauborg,F., Grant, R., Nyegaard,P., & Olsen.P. 2009. The Danish Pesticide Leaching Assessment Programme. Geological Survey of Denmark and Greenland. Ministry of Climate and Energy. Faculty of Agricultural Sciences. Aarhus University, National Environmental Research Institute Aarhus University Roy, D.B., Bohan, D.A., Haughton, A.J., Hill, M.O., Osborne, J.L., Clark, S.J. et al. 2003. Invertebrates and vegetation of field margins adjacent to crops subjected to contastion herbicide regimes in the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B Biological Sciences 358, 1879-1898. Shipitalo, M.J., Malone, R. W. & Owens, L.B. 2008. Impact of Glyphosate-Tolerant Soybean and Glufosinate-Tolerant Corn Production on Herbicide Losses in Surface Runoff. J. Environ. Qual. 37, 401 408. Soukup, J., Jursik, M., Novakova, K., Laksarova, M. & Holec, J. 2008. Differences in sensitivity to glyphosate among weed species implication for weed control in HT maize. Journal of Plant Diseases and Protection XXI, 51-56. Spikkerud, E. 2005. Guidelines for a banded pesticide tax scheme, differentiated according to human health and environmental risks. Norwegian Food Safty Authority. National Centre of Palnts and vegetable Food. Ås. Norway Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 42

Squire, G.R., Brooks, D.R., Bohan, D.A., Champion, G.T. et al. 2003. On the rational and interpretation of the Farm Scale Evaluations of genetically modified herbicide-tolerant crops. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. 358, 1779-1799. SSB 2011. Statistikkbanken. Avling av ymse hagebruksvekster. http://statbank.ssb.no/statistikkbanken/default_fr.asp?pxsid=0&nvl=true &PLanguage=0&tilside=selectvarval/define.asp&Tabellid=06046 Stenrød, M., Ludvigsen, G.H., Riise, G., Lundekvam, H., Almvik, M., Tørresen, K.S.& Øygarden, L. 2007. Reduced tillage and glyphosate. Bioforsk report 2, 145. 87 s. Storkey, J., Meyer, S., Still, K.S. & Leuschner, C. 2012. The impact of agricultural intensification and land-use change on the European arable flora. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 279, 1421-1429. Strandberg, B. & Bruus Pedersen, M. 2002. Biodiversity on glyphosate tolerant fodder beet fields- Timing of herbicide application. NERI Technical Report No. 410. Strandberg, B., Bruus Pedersen, M. & Elmegaard, N. 2005. Weed and arthropod populations in conventional and genetically modified herbicide tolerant fooder beet fields. Agriculture, Ecosystems & Environment 105, 243-253. Strassemeyer, J. 2010. Risk assessment with GIS-based indicator SYNOPS:The impact of drift mitigation measures in German orchard regions. Presentation at the 5th EU Modelling workshop, Capri 2010. Sweet, J. & Bartsch, D. 2012. Synthesis and overview studies to evaluate existing research and knowledge on biological issues on GM plants of relevance to Swiss environments. National Research Programme NPR 59 Benefits and Risks of the Deliberate Release of Genetically Modified Plants. Review of international literature. ISBN 978-3-7281-3498-1. Sweet, J., Simpson, E. & Law, J. 2004. Botanical and rotational implications of genetically modified herbicide tolerance in winter oilseed rape and sugar beet (BRIGHT Project). HGCA Project Report No 353, 1-40. Szekeres, D., Kádár, F.& Dorner, Z. 2008. Ground bettle (Coleoptera: Carabidae) in transgenic herbicide tolerant maize hybrids: impact of the transgenic crops of the weed control practice? In: Romeis J., Meissle M. & Sanvido O. (Eds), GMOs in Integrated Plant Production- Ecological impact of genetically modified organisms, IOBC wprs Bulletin 33, 105-110. Thieme, T. 2010. Impact of Roundup Ready maize production systems on NTOs North Europe. http://www.slideshare.net/smamu/t-thieme Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 43

Törnquist, M., Kreuger, J., & Adielsson, M. 2007. Occurrence of pesticides in Swedish water resources against a background of national risk-reduction programme-results from 20 years of monitoring. XIII Symposium Pesticide Chemistry - Environmental Fate and Human Health, Piacenza 2007. Tørresen, K.S. & Skuterud, R. 2004. Hvorfor virker glyfosat noen ganger dårlig på kveka er kveka blitt resistent? Plantemøtet Østlandet 2004. Grønn kunnskap 8(2), 339-346. Ulén, B. Alex, G., Kreuger, J., Svanbäck, A. & Etana, A. 2012. Particulatefacilitated leaching of glyphosate and phosphorus from a marine clay soil via tile drains. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B-Soil & Plant Science, 1-11. United States Environmental Protection Agency (USEPA), 2000. Pyridate, HED Risk Assessment. Vereecken, H. 2005. Mobility and leaching of glyphosate: a review. Pest Management Science 61(12), 1139 1151. Verschwele, A. & Mülleder, N. 2008. Investegations on weed infestation in the multi-year cultivation of glyphosate-resistant maize. Journal of Plant Diseases and Protection XXI, 57-62. VKM (2013) Risk assessment of mycotoxins in cereal grain in Norway. Opinion of the Scientific Steering Committee of the Norwegian Scientific Committee for Food Safety. ISBN: 978-82- 978-82-8259-090-7 Weed Science 2013. International Survey of Herbicide Resistant Weeds. Weeds resistante to glycines by species and country. http://www.weedscience.org/summary/moa.aspx?moaid=12 Wærnhus, K. 2013. Problemer med resistent ugras i norsk kornproduksjon Bioforsk Fokus 8(2): 216-218. Effekt på agronomi og miljø ved dyrking av genmodifisert glyfosattolerant mais. Bioforsk Rapport vol. 8 nr. (166) 2013 44