Torjunta-aineiden toistuvan käytön ympäristöriskit perunanviljelyssä

Abstract

Toistuvan torjunta-aineiden käytön ympäristöriskit eli TOISTO-hanke toteu-tettiin vuosina 2004-2007. Hankkeessa selvitettiin rikkakasvien torjunta-aineiden metributsiinin ja linuronin sekä kasvitautien torjunta-aine fluat-sinamin käyttäytymistä ja vaikutusta suomalaisissa perunamaissa. Samalla arvioitiin torjunta-aineiden aiheuttamia ympäristöriskejä. Maanäytteitä kerättiin pitkään perunanviljelyssä olleilta pelloilta. Näytteistä analysoitiin mainittujen torjunta-aineiden jäämiä. Mikrobiologisin laborato-riokokein tutkittiin torjunta-aineiden vaikutuksia maaperän mikrobeihin. Standardimenetelmien eli nitrifikaation ja maahengityksen lisäksi mikrobio-logisissa tutkimuksissa käytettiin uusia herkempiä menetelmiä. Tulosten pe-rusteella mallinnettiin torjunta-aineiden hajoamista ja kulkeutumista sekä arvioitiin torjunta-aineiden ympäristöriskejä ja käytön rajoituksia. Fluatsinamia havaittiin kertyvän suomalaisiin perunapeltoihin jo kolmen vuoden toistuvan käytön seurauksena, ja myös linuronin jäämissä maassa havaittiin lievää kasvua. Metributsiinin kertyminen maahan oli vähäisintä. Metributsiini ja linuroni uuttuivat helposti maan pinnalla seisovaan veteen ja kulkeutuivat fluatsinamia helpommin muokkauskerroksen alapuolelle. Metri-butsiinin ja linuronin puoliintumisajat pellolla vastasivat kirjallisuudessa esitettyjä, mutta fluatsinamin puoliintumisaika oli pitempi (23-369 vrk) kuin aiemmin on esitetty. Talvisimulointikokeessa kolmen torjunta-aineen hajoa-minen riippui voimakkaasti lämpötilasta. Erityisesti herbisidit lisäsivät maan entsyymiaktiivisuuksia laboratorio-olosuhteissa. Entsyymiaktiivisuus kuvaa maan mikrobien monimuotoisuutta. Mikään torjunta-aineista ei vaikuttanut selvästi maan ergosterolipitoisuuteen, joka kuvaa sienten biomassaa. Metri-butsiini vähensi nitrifikaatiota laboratoriossa ja fluatsinami osoittautui erittäin myrkylliseksi valobakteeritestissä. Tulosten mukaan nykyiset linuronin ja fluatsinamin toistuvan käytön rajoi-tukset ja metributsiinin käyttökielto pohjavesialueilla ovat aiheellisia suoma-laisilla pelloilla.

The objective of this research project was to gain knowledge about the be-haviour and effects of the herbicides metribuzin and linuron and the fungi-cide fluazinam in soil of Finnish potato fields in order to estimate environ-mental risks. The main research approaches were pesticide residue monitoring, pesticide fate simulations and various analyses of microbes and their activities in the soil. The residue monitoring showed that in Finland fluazinam accumulates in the soil already after three years' consecutive use, but also the residues of linuron may increase. Metribuzin accumulates the least. Metribuzin and lin-uron were easily extracted by surface water and leached more easily than fluazinam below ploughing depth. The observed half-lives (DT50field) of metribuzin and linuron fitted the range presented in the literature, but the half-life of fluazinam was longer (23-369 days) than previously reported (8-41 days). In a winter simulation laboratory trial the degradation of all pesti-cides was shown to be strongly temperature dependent. Herbicides in particu-lar increased enzyme activities (describing microbial diversity in soil) in laboratory tests without plants. None of the pesticides affected the ergosterol content (describing fungal biomass) of the soil. Metribuzin reduced nitrifica-tion in the laboratory and fluazinam appeared to be extremely toxic to lumi-nescent bacteria. The research data support maintenance of the current restrictions banning use of linuron and fluazinam in consecutive years and of metribuzin in ground-water areas.