Effects of birch tar oils on soil organisms and plants

Abstract

Koivupuun pyrolyysissa puuaine hajoaa lämmön vaikutuksesta erilaisiksi tuotteiksi. Prosessin yhteydessä syntyy muun muassa koivuöljytislettä (birch tar oil; BTO). Koivuöljytisle näyttää useiden vielä tarkemmin tutkimattomien todisteiden mukaan toimivan rikkakasvien, tuhohyönteisten ja jyrsijöiden torjunta-aineena. Sen koostumuksesta, vaikutuksista ympäristöön ja myrkyllisyydestä eliöille on kuitenkin saatavilla hyvin vähän tietoa. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää koivuöljytisleen 1) vaikutus maaperän änkyri- ja sukkulamatoihin sekä mikro-organismeihin sekä määrittää koivuöljytisleen 2) 14 vrk:n LC50 arvo peltolierolle (Aporrectodea caliginosa) ja 28 vrk EC50 arvo hyppyhäntäisen (Folsomia candida) lisääntymiselle. Koivuöljytisleen vaikutukset maaperän änkyrimatojen biomassaan- ja sukkulamatojen lukumäärään olivat vähäisiä. Kasvillisuuteen BTO vaikutti tappaen suurimman osan kasvien maan päällisistä osista vuorokauden kuluessa. Kasvillisuuden toipuminen alkoi kuitenkin nopeasti eikä kenttäkokeessa havaittu 2.5 kk kuluttua käsittelyistä kasvibiomassassa ja kasvilajistossa eroa, vuohenputkea (Aporrectodea caliginosa) lukuunottamatta, eri käsittelyjen kesken. Sen sijaan mikrokosmoksissa tehdyissä kokeissa kasvibiomassa oli vielä 50 vrk kuluttua käsittelyistä 100% koivutisleellä käsitellyissä maissa merkitsevästi pienempi kuin kontrollimaissa. Koivutisle ei vaikuttanut mikrobien biomassaan. Sen sijaan se vaikutti positiivisesti mikrobiaktiivisuuteen heti lisäyksensä jälkeen toimien ilmeisesti lisäresurssina mikrobeille. Negatiivinen vaikutus mikrobiaktiivisuuteen 28 ja 42 vrk kuluttua koivutisleen lisäyksestä saattoi johtua kasvien kuihtumisesta: kasvit kuolivat eivätkä siten vapauttaneet juurieritteitä maaperään, mutta kuolleesta kasvillisuudesta ei ollut vielä ehtinyt modostua kariketta mikrobien ravinnoksi, jolloin ne vaipuivat lepotilaan. Kaiken kaikkian koivuöljytisleen vaikutus maaperän ravintoverkkoon oli vähäinen. 14 vrk:n LC50 arvo peltolierolle (Aporrectodea caliginosa) oli 6560 mg BTO1 kg-1 ja 28 vrk EC50 arvo hyppyhäntäisen (Folsomia candida) lisääntymiselle oli 5100 mg BTO1 kg-1. Luvut viittaavat koivutisleen olevan eliöille myrkyllistä vasta suurina pitoisuuksina verrattuna moniin nykyisin kasvinsuojelussa vastaavissa tarkoituksissa käytettyihin kemiallisiin yhdisteisiin.

The use of birch tar oil (BTO) is a new innovation in plant and animal protection working against various weeds, harmful insects and rodents. Due to its novelty as a biocide/repellent/plant protection product, no comprehensive information on the effects of BTO on non-target soil organisms is available. In this study we examined the impact of BTO on non-target soil organisms (enchytraeids, nematodes and soil microbes) and plants using laboratory toxicity tests and field experiments. In addition, we determined the LC50 value of BTO to the earthworm Aporrectodea caliginosa and the EC50 value of BTO to the offspring production of the collembolan Folsomia candida. The effects of BTO on soil fauna were mostly insignificant. BTO seemed to be detrimental to the growth of plants directly after application, but this effect was short-term; after a period of 2.5 months, the growth of most of the plant species recovered completely from the application. The LC50 for A. caliginosa was 6560 mg BTO kg-1 dry soil and EC50 for juvenile production of F. candida was 5100 mg BTO kg-1 dry soil. The results indicate that the risk caused by BTOs (concentration 500-1360 L ha-1) to the soil environment is insignificant and short-term as compared to the many chemical products applied for similar purposes.