Udpegning af pesticidf

1
Udpegning af pesticidfølsomme sandområder og
status for KUPA-projektet

• Carsten Suhr Jacobsen, Ulla C. Brinch, Rene
  Juhler, Ole Stig Jacobsen, Vibeke Ernstsen,
  Per Rosenberg, Peter van de Keur, Erik
  Nygaard, Heidi C. Barlebo, Henrik Vosgerau, Bo
  Vangsø Iversen, Finn Vinther, Lars Elsgaard,
  Svend Elsnab Olesen, Søren Torp, Mogens Greve
  Ole Hørby Jacobsen
• GEUS DJF

20. Planteværnskonference, Nyborg 5. Marts 2003
2
Zonering - hvad er det der er vigtigt ?

• at vi kan forstå betydningen af pesticidernes
  nedbrydning og sorption - og forstå betydningen
  af at pesticider dækker en meget inhomogen gruppe
  af stoffer
• at vi kan finde væsentlige forskelle imellem
  forskellige jordbundsprofilers sårbarhed
• at vi kan relatere den fundne udvaskning til
  jordernes iboende egenskaber
• at vi kan opskalere til administrativt
  håndterbare arealer

3
Udvælgelse af undersøgelsesmarker

• I alt undersøges 8 sandede landskabselementer

4
Landskabs-elementerne

• Yoldia (havaflejring)
• Alluvialkeglen (hedeslette)
• Bakkeø (morænesand)
• Weichsel (morænesand, Himmerland-Djursland)
• Proximal hedeslette
• Distal hedeslette
• Weichsel (morænesand, Vendsyssel)
• Moræneler over sand

5
Repræsentati-vitet og opskalering

• Morænesand på bakkeø mest variabelt
• Yoldia og Hedesletten er mere ensartede

6
Pragmatiske styrende parametre for udvaskning af
pesticider

• Ønskepesticidet
• Ingen metabolitdannelse
• Høj binding
• Hurtig fuldstændig nedbrydning
• Lavt salg

• Andre pesticider
• Persistente metabolitter
• Lav binding
• Langsom ufuldstændig nedbrydning
• Højt salg

7
Afgrænsning af stoffer
Høj Sorption Lav

• Meget brugt
• Repræsentativ for undersøgte driftsformer
• Fire forventninger
• Høj / lav sorption
• Høj / lav nedbrydning

Lav Nedbrydning Høj
8
Høj nedbrydning, lav sorption MCPA

• Oprindelig et af de 8 stoffer der blev moniteret
  I GRUMO
• Phenoxysyreherbicid, der i ny lav dosering har
  fået en renæssance
• Metabolsk nedbrydelig i mange jorde

9
Lav nedbrydning, høj sorption Methyltriazinamin

• Methyltriazinamin er nedbrydningsprodukt fra
  miniherbicid

• Nedbrydningen forventes at være co-metabolisk
• Sorptionen forventes at være høj

10
Høj nedbrydning, høj sorptionGlyphosat

• Glyphosat er på trods af analytiske problemer et
  vigtigt stof p.g.a. stort forbrug
• Glyphosat nedbrydes formodentlig let hvis det er
  tilgængeligt for mikroorganismerne
• Glyphosat sorberer meget stærkt til de fleste
  jordtyper

• Glyphosat udvaskes dog under nogle lerede jorde
  i varslings-systemet

11
Lav nedbrydning, lav sorption Metribuzin

• Mindre udbredt end de øvrige 3 stoffer
• Anvendes i kartofler
• Ikke velbeskrevet nedbrydning i danske jorde, men
  formodentlig co-metabolisk p.g.a. N-holdig ring
• Lav sorption

• Alt i alt familiens sorte får

12
Summering af vores forventninger til stoffernes
opførsel

• Metabolisk nedbrydning
• MCPA (høj)
• Cometabolisk nedbrydning
• Methyltriazinamin
• Metribuzin
• Glyphosat (høj)

• Stærk sorption
• Glyphosat
• Methyltriazinamin
• Svag sorption
• Metribuzin
• MCPA

13
Nedbrydning af metribuzin

• Nedbrydningen (DT50) af metribuzin forløber meget
  langsomt i underjorde.

• Simple regression antyder at nedbrydningen går
  stærkest i jorde med høj mikrobiel biomasse

14
Nedbrydning af methyltriazinamin

• Nedbrydning (DT50) af methyltriazin amin sker i
  alle jorde, men hurtigst i overjord

• Nedbrydningen går stærkest i jorde med høj
  mikrobiel biomasse

15
Nedbrydning af glyphosat

• Mineralisering af glyphosat går hurtigst i
  overjorde

• Mineraliseringen er ikke alene styret af den
  mikrobielle biomasse

16
Nedbrydning af MCPA

• Nedbrydningen (DT50) af MCPA forløber altid
  hurtigt

• Nedbrydningen er ikke koblet til den mikrobielle
  biomasse

17
Nedbrydning og mikrobiel biomasse - hænger det
sammen ?

• Ja
• Stofferne methyltriazinamin og metribuzin
  nedbrydes næsten udelukkende i de jordprøver hvor
  der findes høj mikrobiel biomasse (og aktivitet)

• Nej
• Stoffet glyphosat er ikke typisk - måske spiller
  den stærke sorption til uorganiske partikler en
  rolle
• Stoffet MCPA nedbrydes næsten alle vegne

18
Kan sorptionen af stofferne relateres til
jordenes iboende egenskaber ?

• Stoffernes sorption (Kd) testes mod en række
  parametre, bl.a.
• c-tot
• tekstur ( ler og fin silt)
• pH
• Fe og Al oxider

• Vi anvender multivariat statistik, der kan
  tillade flere parametre tilsammen at give
  forklaringen på den fundne sorption

19
Multivariat statistisk analyse af Kd for
methyltriazinamin i relation til samtlige jorde
fra alle 8 landskabselementer

• 105 jorde fra alle landskabselementer indgår i
  analysen
• Vigtigste variable er c-tot (organisk indhold)
  (modellen kan forklare 82 af variationen)
• Bemærk at der her indgår overjordsprøver
  (overjordsprøver er forsøgt normaliseret,
  d.v.s. byg på svinebrug, ikke ært som forfrugt)

Modelleret log(Kd)
Målt log(Kd)
20
Multivariat statistisk analyse af Kd for
methyltriazinamin i relation til underjorde

• Analysen er her baseret på 80 jorde.
• Ler, jern og pH er styrende variable i modellen
  (modellen kan forklare 75 af variationen)

Modelleret log(Kd)
Målt log(Kd)
21
Vores forventninger (feb. 2003) til at kunne
relatere pesticidspecifikke parametre til iboende
geokemiske egenskaber

• Vi kan se klare sammenhænge mellem humus indhold
  og nedbrydning af stofferne ved analyse af Yoldia
  fladen alene
• Vi afventer data for DT50 for de øvrige
  landskabselementer
• Vi kan se klare sammenhænge mellem c-tot indhold
  og sorption for udvalgte stoffer for alle 8
  landskabselementer
• Ved at kigge på underjorde alene kan vi se
  sammenhæng mellem iboende egenskaber (ler, pH og
  Fe) og sorption foreløbige analyser kun for
  metribuzin

22
Kan den hydrauliske ledningsevne adskilles i de
forskellige landskabselementer ?

• I overjordsprøver er der ikke den store forskel
  på den hydrauliske ledningsevne mellem
  f.eks.Yoldiafladen og Alluvialkeglen

23
Kan den hydrauliske ledningsevne adskilles i de
forskellige landskabselementer ? II

• Underjordsprøver fra Alluvial keglen har en meget
  lavere vandholdende evne end Yoldia fladen

24
Vi kommer videre med modellering ved hjælp af
MACRO

• Metribuzin udvaskning fra Yoldia fladen er brugt
  som 1. eksempel.
• Modellen viser, at stofspecifikke parametre er
  vigtigst i MACRO modellen
• Med Metribuzin bliver den vigtigste parameter
  nedbrydningen

• Rang Parametre
• 1) DEG,FREUND
• 2) FREUND,DEG
• 3) TRESP,FREUND
• 4) CTEN,ZLAMB, KSM
• 5) ZKD,ZLAMB

Maskinerne arbejder og vi har endnu kun
resultater fra eet landskabselement
25
Konklusion

• KUPA har genereret et unikt datasæt, der slår
  fast, at der er stor forskel mellem stoffernes
  egenskaber - sandsynligvis er der behov for at
  zonere efter stofgrupper
• På baggrund af data for et begrænset antal
  jordprofiler tyder det på, at centrale parametre
  for modellering af udvaskning - Kd-værdier f.eks.
  - er relateret til velkendte fysik-kemiske
  egenskaber
• I april 2003 er de sidste målinger færdige og i
  efteråret 2003 vil endelige konklusioner kunne
  ventes