FødevareErhverv Vedrørende teknologier til reduktion af sprøjtemidler Fakultetssekretariatet Susanne Elmholt Koordinator for myndighedsrådgivning Dato: 13. august 2010 Direkte tlf.: 8999 1858 E-mail: Susanne.Elmholt@agrsci.dk Afs. CVR-nr.: 31119103 Side 1/8 FødevareErhverv har d. 3. august bedt Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet (DJF), Aarhus Universitet, om en redegørelse for hvilke potentielle teknologier, der kan bringes i anvendelse med henblik på at reducere brugen af pesticider. Mere specifikt skriver FødevareErhverv: I forbindelse med en evt. kommende omlægning af pesticidafgiften, risikerer enkelte produktionsgrene, at blive forholdsvist hårdt ramt, af øgede omkostninger til sprøjtemidler. FødevareErhverv har i den forbindelse behov for, at belyse hvilke potentielle teknologier, der kan bringes i anvendelse med henblik på at reducere brugen af pesticider. DJF har tidligere udarbejdet en oversigt over tilgængelige teknologier 1, der kan reducere brug af sprøjtemidler. I den forbindelse ønsker vi en opdatering med henblik på teknologiers potentielle effekt fokuseret i forhold til nedenstående specifikke produktionsgrene; Læggekartofler Stivelseskartofler Spisekartofler Frilandsgrønsager Frugt og bær Vi forestiller os, at produktionsgrenene frilandsgrøntsager samt frugt & bær kan underopdeles i mindre segmenter af sammenlignelig karakter. Reduktionspotentialet i kg/ha bedes opgjort for henholdsvis insekticider, herbicider og fungicider. Ligeledes skal evt. effekter på udbytte belyses. 1 Oversigt over og vurdering af miljøteknologier i det primære jordbrug - driftsøkonomi og miljøeffektivitet, Aarhus Universitet, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, 25. marts 2010 Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet Aarhus Universitet Blichers Allé 20 Postboks 50 8830 Tjele Tlf.: 8999 1900 Fax: 8999 1919 E-mail: djf@agrsci.dk
Side 2/8 I forbindelse med besvarelsen må I gerne medtage lovende teknologier, der endnu ikke er helt færdigudviklede, men som skønnes at have et væsentligt potentiale. Så vidt muligt bedes I også vurdere potentialet i rådgivning som værktøj til reduktion af pesticider. F.eks. indikerer en stor spredning i forbruget visse driftsgrene imellem, at rådgivning og vejledning kunne være effektivt til at nedbringe brugen af sprøjtemidler. I forhold til den version, vi fremsendte 10. august, er besvarelsen som efterspurgt i mail 11/8, udbygget med nogle bemærkninger omkring udbyttenedgang og et afsnit om rådgivning. Besvarelsen er udarbejdet af seniorforsker Peter Kryger Jensen og seniorforsker Bo Melander, Institut for Plantebeskyttelse og Skadedyr. Med venlig hilsen Susanne Elmholt Koordinator for DJF s myndighedsrådgivning
Side 3/8 Redegørelse om potentielle teknologier, der kan bringes i anvendelse med henblik på at reducere brugen af pesticider Seniorforsker Peter Kryger Jensen og seniorforsker Bo Melander Siden udarbejdelsen af den beskrevne teknologioversigt i marts 2010 er der ikke blevet færdigudviklet yderligere nye teknologier. Teknologioversigten beskrev imidlertid kun nye teknologier og omfatter således ikke teknologiske muligheder der har været kendt en årrække, men finder begrænset anvendelse i konventionel dyrkning pt. på grund af de nuværende prisrelationer til kemisk bekæmpelse. Såfremt omkostningerne til kemisk bekæmpelse forøges vil sådanne teknologier blive relativt mere omkostningseffektive. Sådanne teknologier er medtaget i denne redegørelse. Redegørelsen indeholder som bilag et regneark (Bilag 1: Teknologier til reduktion af pesticidanvendelsen) med beskrivelse af besparelsespotentiale ved anvendelse af de alternative teknologier samt omkostninger ved indkøb og drift af disse. Kartofler I forespørgslen er kartofler underopdelt i lægge-, stivelses- og spisekartofler. I forhold til pesticidanvendelse, og mulighederne for at reducere denne, adskiller de tre kategorier sig primært ved forskellig længde vækstperiode og dermed behovet for bekæmpelse af kartoffelskimmel, som ifølge bekæmpelsesmiddelstatistikken udgør hovedparten af pesticidanvendelsen i kartofler. Der eksisterer ikke færdigudviklede teknologier der muliggør en reduktion i anvendelsen af pesticider til skimmelbekæmpelse og der er ligeledes for nærværende ikke teknologier under udvikling som pt. kan vurderes at muliggøre en reduceret pesticidanvendelse ved skimmelbekæmpelse indenfor en kort tidshorisont. Ved anvendelse af alle typer pesticider i kartofler er der mulighed for at reducere pesticidanvendelsen ved at anvende autostyring og sektionsafblænding af sprøjter. Automatisk sektionsafblænding af sprøjter slukker automatisk for sektioner af sprøjten, der bevæger sig ind over områder af marken, der allerede er sprøjtet. Dermed sikrer sektionsafblænding mod overlap, specielt ved kørsel i uregulære marker. En sektion kan i princippet bestå af en enkelt dyse, dvs 50 cm sprøjtebredde. Af økonomiske årsager består en sektion pt. af flere dyser og dermed flere meters sprøjtebredde. Automatisk sektionsafblænding sikrer således ikke imod overlap, så længe bredden af overlappet er mindre end bredden af en sektion på sprøjten. Ved såning/lægning med manuel styring af traktor/såmaskine foretages der typisk et vist overlap. Da der typisk anvendes marksprøjter, som er væsentligt bredere end kartoffellæggeren, summeres dette overlap op. Ved lægning med en 4 rækkers kartoffellægger, hvor der køres med 10-20 cm overlap, vil der således totalt summeres et overlap på 80-160 cm, hvis der anvendes en 24 meter bred sprøjte. Ved at anvende autostyring med højpræcisions GPS udstyr i forbindelse med kartoffellæg-
Side 4/8 ning kan dette overlap undgås, og kombinationen af autostyring og automatisk sektionsafblænding kan derfor reducere pesticidanvendelsen yderligere. Den samlede effekt af anvendelse af autostyring og sektionsafblænding vurderes at variere fra 5-10 % reduktion i pesticidanvendelsen af alle pesticider. Der er opnået gode resultater med mekanisk bekæmpelse af frøukrudt i kartofler; således har flere forsøg vist bekæmpelseseffekter på niveau med kemisk bekæmpelse. Det er mest relevant at bruge en stjernerullerenser designet til at kultivere etablerede kamme og samtidig foretage en vis opkamning i samme arbejdsgang. Resultaterne kan sammenfattes til, at blot én overkørsel kan føre til et godt resultat, men normalt bør man nok påregne 2 overkørsler: én på ukrudtets trådstadium udført før kartoflerne spirer frem og igen kort tid efter kartoflernes fremspiring, når næste hold ukrudt har nået kimbladsstadiet. Rodukrudt kan i nogen grad bekæmpes, men det bør sikres, at rodukrudtstrykket er lavt i marken ved brug af mekanisk bekæmpelse. Fremkørselshastigheden med stjernerullerensere er rimelig høj med 8-12 km t -1. Stjernerullerensning kan forårsage skade på kartoflerne ved uhensigtsmæssig anvendelse og scenarier med op til 10 procents udbyttetab bør indgå i beregningerne. Frilandsgrønsager Ved ukrudtsbekæmpelse i frilandsgrønsager er det meget vigtigt at skelne mellem henholdsvis udsåede kulturer og udplantede kulturer, da erfaringerne med ikke-kemiske metoder er vidt forskellige i de to situationer. Udsåede kulturer Ukrudt mellem rækkerne klares med en almindelig radrenser med gåsefodslapper, og denne arbejdsgang kan rationalisere ved at anvende nye automatiske styresystemer bl.a. forhandlet af Frank Poulsen Engineering (www.visionweeding.com). I de større kulturer, såløg og gulerødder, vil der typisk være behov for 2-4 radrensninger alt afhængig af ukrudtstrykket. Ukrudt i selve rækken er det største problem i udsåede kulturer, og her vil det altid forsøges at etablere et falsk såbed, som virker bedre jo senere kulturen sås. Falske såbed kan med fordel anvendes mod kulturer, der sås fra ca. 1 maj og fremefter. Foruden den almindelige såbedsopharvning kræves der 1-3 ukrudtsharvninger (kørehastighed 6-8 km t -1 ), alt afhængig af såtidspunktet. Et falsk såbed afsluttes af en flammebehandling før kulturens fremspiring. Den udføres typisk med en fladebrænder med en kørehastighed på 6 km t -1 og et gasforbrug på ca. 40 kg ha -1. Brændere til formålet forhandles bl.a. af www.envodan.dk, og fås i arbejdsbredden 3,2 m. Efter grønsagskulturens fremspring er der ikke specielt gode erfaringer med klassiske fysiske metoder til bekæmpelse af ukrudt i rækken bortset fra radrensning tæt på rækken. I økologisk jordbrug er håndlugning eneste reelle mulighed. I konventionel produktion vil der være behov for herbicider til ukrudtsbekæmpelsen efter
Side 5/8 fremspiring. Det vurderes, at en vellykket kombination af et falsk såbed og flammebehandling før fremspiring kan bekæmpe 60-80% af den ukrudtsmængde, som ellers ville spire frem i såporre og gulerødder såløg lidt mindre effekt, da denne kultur skal etableres tidligere på vækstsæsonen. I nyere tid er der arbejdet en del med at udvikle rækkedampning til ukrudtsbekæmpelse i økologiske grønsagskulturer. Rækkedampningsudstyr bruges til bekæmpelse af frøukrudt i rækken forud for udsåede grønsagskulturer og andre højværdiafgrøder sået på rækker. Ved rækkedampning steriliseres jorden i det bånd, hvor kulturen efterfølgende udsås. En vel gennemført rækkedampning kan reducere behovet for efterfølgende bekæmpelse af frøukrudt til nærmest nul. I praksis kan man påregne en bekæmpelseseffekt på 80-90 %. Ukrudtseffekten holder det meste af sæsonen, og dampningen bekæmper også andre skadevoldere såsom jordpatogener. Såfremt rækkedampning og såning foretages i to arbejdsgange, kan autostyring anvendes for at begrænse båndbredden. Rækkedampning kombineres med radrensning. Anvendelse af rækkedampningssystemet er mest oplagt i økologisk produktion, men i flere konventionelt dyrkede afgrøder er mulighederne for kemisk ukrudtsbekæmpelse nu så begrænsede, at teknologien også er interessant. Et eksempel på pris og kapacitet er en 9 rækkers maskine fra Yding smedie. Maskinen behandler 3 bede med hver 3 rækker og er udstyret med en 900 liters kedel: 650.000 DKK, kapacitet 0.05-0,1 ha t -1, hertil skal lægges tid til optankning, vendinger og stop. Vandforbrug 9000 liter ha -1 og olieforbrug på 600 1000 liter ha -1. Der er en (få) enhed(er) i drift i Danmark. Udplantede kulturer Udplantning af grønsagskulturer betyder, at jorden gennem opharvninger kan holdes helt fri for ukrudt indtil udplantningstidspunktet. Herefter plantes en forholdsvis stor kulturplante i ukrudtsfri jord, og forudsat at udplantningsplanten er godt forankret, kan der påbegyndes mekanisk bekæmpelse mod frøukrudt få dage efter udplantning. Der kan anvendes almindelige radrensere påmonteret skrabepinde eller fingerhjul specifikt mod ukrudt i rækken. Også almindelig ukrudtsharvning kan anvendes. Erfaringerne med disse simple redskabsløsninger er for det meste rigtigt gode i kulturer som eksempelvis kål, selleri, salat, løg og porre. Ofte kan bekæmpelsen gennemføres uden behov for supplerende bekæmpelse som eks. håndlugning i økologisk jordbrug. Ved brug af skrabepinde eller fingerhjul vil der være behov for en ekstra person til styring af radrenseren, og fremkørselshastigheden er forholdsvis lav med 2-4 km t -1. Ukrudtsharvning derimod kan gennemføres med større arbejdsbredder og lidt højere kørehastigheder, og der er ikke behov for en ekstra person til styring. Af de nævnte metoder er radrenser med fingerhjul den mest skånsomme og kan derfor anvendes i de fleste udplantede kulturer. Ukrudtsharvning derimod er den af metoderne, der lettest kan påføre kulturen skader og anses bl.a. for helt uegnet i salat. I de fleste udplantede kulturer
Side 6/8 vil der typisk være behov 2-5 behandlinger alt afhængig af ukrudtstrykket og kulturens egen evne til at konkurrere mod ukrudtet - især kål udvikler en konkurrencestærk topvækst. Der er udviklet lugerobotter til ukrudtsbekæmpelse både mellem og i rækkerne i udpantede grønsager som kål, salat, selleri, løg, porre m.m. Redskaberne er udstyret med kameraer, der kan genkende afgrødeplanterne, og derved få de mekaniske lugeaggregater til at undvige afgrødeplanterne. Med lugerobotterne vil der være potentiale for en fuldstændig ikke-kemisk ukrudtsbekæmpelse i udplantede grønsager med et kun begrænset behov for opfølgende håndlugning eller kemisk bekæmpelse - sandsynligvis ingen i flere tilfælde, især hvor kulturen udvikler en konkurrencestærk topvækst. Der mangler dog dokumentation for dette. Vores vurdering er, at lugerobotterne i deres nuværende udformning og funktion vil kunne fjerne mellem 60-80 % af ukrudtet i rækken, alt afhængig af afstanden mellem planterne i rækken og størrelsen på zonen omkring planten, hvor der ikke luges for at undgå afgrødeskader. Anvendelse af lugerobotter er mest oplagt i den økologiske produktion, men i flere konventionelt dyrkede havebrugsafgrøder er mulighederne for kemisk ukrudtsbekæmpelse så begrænsede, at teknologien også er interessant. Det findes pt. 2 kommercielt tilgængelige systemer i Danmark: Robocrop udviklet i England og forhandlet af Yding Smedie (www.ydingsmedie.dk) samt Robovator udviklet og forhandlet af Frank Poulsen Engineering (www.visionweeding.com). Robocrop opererer med en fremkørselshastighed på 3,6 km t -1 ved en planteafstand i rækken på 50 cm, og hastigheden falder til ca. 2 km t -1 ved 30 cm planteafstand. Lignende kapaciteter skal forventes med Robovatoren. Indtil videre er der kun afsat enkelte lugerobotter på det danske marked. En stor fordel ved lugerobotter er, at indstillingen af redskabet samt anvendelsen er langt lettere end de mere lavteknologiske løsninger som radrensere med skrabepinde eller ukrudtsharvning, der kræver præcision, dygtighed og erfaring. Frugt og bær Ved sprøjtning med fungicider og insekticider i plantager med træ- og buskfrugt anvendes tågesprøjter. Sprøjtevæsken udsprøjtes horisontalt fra sprøjten samt opad for at kunne dække hele kulturhøjden. Sprøjteteknologien forudsætter således, at der sprøjtes mod en kulturvæg med konstant højde. I unge kulturer vil der være huller i denne væg, og specielt i unge kirsebærplantager vil kun en mindre del af sprøjtevæsken blive opfanget af kulturen. Ved tidlige sprøjtninger før udspring vil en stor del af sprøjtevæsken ligeledes gå tabt. I etablerede plantager vil der være huller i plantebestanden, og kulturhøjden vil variere. Når det tilstræbes at dække i maksimal kulturhøjde, vil dette også medføre et tab. Selv i veletablerede kulturer vil der generelt være en vis hulprocent igennem hele sæsonen. Der er udviklet to teknologier med henblik på at reducere disse tab, samt reducere afdriften ved tågesprøjtning:
Side 7/8 Tunnelsprøjter med recirkulering af sprøjtevæske Som navnet antyder, er disse sprøjter udformet som en tunnel, hvori dyserne er monteret. Sprøjterne kan anvendes i de nye dyrkningssystemer af frugt, hvor kulturhøjden er begrænset til nogle få meter. Under kørsel passerer kulturen igennem tunnelen, og sprøjtevæske, der ikke rammer kulturen, opfanges af den modstående tunnelside. Sprøjtevæsken filtreres og genanvendes, og og både pesticidforbruget og afdriften reduceres. Sensorafblænding af dyser på tågesprøjter Sensorafblænding er en teknologi, der anvendes på almindelige tågesprøjter. En række sensorer, svarende til antallet af dyser, er monteret på sprøjten foran dyserne og registrerer huller i plantebestanden. Hvor der er registreret et hul i plantebestanden, der svarer til den bredde dysen dækker, lukkes for den tilsvarende dyse i det tidsinterval, der svarer til længden af hullet i plantebestanden. De to teknologier vurderes at kunne reducere fungicid og insekticid anvendelsen med 20-25 % i træfrugt. I specielt unge kulturer af buskfrugt vil der også være et potentiale for at reducere fungicid/insekticid anvendelsen med disse metoder men potentialet er ikke undersøgt og dokumenteret. Ved total bekæmpelse af ukrudt kan der anvendes en relativ simpel sensorteknologi, der registrerer grøn biomasse. Teknologien er specielt anvendelig ved total ukrudtsbekæmpelse, hvor al plantevækst er uønsket. Under afgrøderækken i kulturer af træ- og buskfrugt foretages totalukrudtsbekæmpelse og typisk flere gange i sæsonen. Her er teknologien relevant og vil kunne spare en væsentlig del af herbicidanvendelsen. Disse sprøjtninger foretages med smalt specialudstyr, der kræver få sensorer pr. sprøjteenhed. Sensorbaseret ukrudtsbekæmpelse under frugttræer og buske vurderes at kunne reducere herbicidanvendelsen med 20-80 %. Båndsprøjtning kan anvendes ved plantebeskyttelse med fungicider og insekticider i rækkedyrkede afgrøder som jordbær. Ved at anvende båndsprøjtning, hvor der anvendes en båndbredde, der svarer til kulturens båndbredde, reduceres pesticidanvendelsen i forhold til bredsprøjtning af kulturen. Reduktionen vil afhænge af hvilket dyrkningssystem, der anvendes. Der anvendes båndsprøjter med typisk flere dyser pr række. Dyserne kan være monteret indvendigt i en skærm, så sprøjtningen foretages afskærmet med en reduceret afdriftsrisiko. Teknologien vurderes at kunne reducere fungicid/insekticid anvendelsen med 20-40 % i jordbær.
Side 8/8 Rådgivning som værktøj til reduktion as pesticidanvendelsen DJF er også blevet bedt om at vurdere potentialet i rådgivning som værktøj til at reducere pesticidanvendelsen. Dette er vanskeligt at vurdere, men med baggrund i de seneste års udvikling i pesticidanvendelsen vurderes det ikke, at rådgivning alene vil kunne føre til en betydende reduktion i pesticidanvendelsen. Derimod er rådgivningstjenesten en væsentlig faktor for at opnå en hurtig og effektiv implementering af nye teknologiske landvindinger, der muliggør en reduceret pesticidindsats.