Flora and Fauna in Roundup Tolerant Fodder Beet Fields

• Main Authors: Elmegaard, N., Pedersen, Marianne Bruus
• Format: Book
• Language: English
• Published: National Environmental Research Institute 2001
• Subjects: Kastet; Lever; Varde; National Environmental Research Institute
• Online Access: https://pure.au.dk/portal/da/publications/flora-and-fauna-in-roundup-tolerant-fodder-beet-fields(150d95c0-7e9d-11dd-a5a8-000ea68e967b).html; http://www.dmu.dk/1_viden/2_Publikationer/3_fagrapporter/rapporter/FR349.pdf

English and Danish summary. Foreword: For demonstration purposes Monsanto, DLF-Trifolium, and Danisco Seed, in collaboration with The Danish Agricultural Advisory Centre, established field plots with glyphosate tolerant fodder beets on a number of farms all over Denmark in 1999 and 2000. The National Environmental Research Institute, Department of Terrestrial Ecology, has followed the trials in both years to get an impression of the consequences that the introduction of glyphosate resistant beets would have on flora and fauna in the fields. In 1999, two of the experimental sites were visited three times. The results are reported at http://www.sns.dk/natur/bioteknologi/ roundup_art.htm. In 2000, six different fields were visited but only once (in June), in order to examine flora and fauna in field cultivated on different soil types, under different weather conditions and under different agricultural practice. The results from the work in 2000 are presented in this report. The work was partly funded by Monsanto. Summary: A few studies have pointed out that the introduction of glyphosate tolerant beets might benefit the flora and fauna in beet fields without a reduction of the yield. The aim of the present study is to further evaluate this hypothesis by comparison of the weed flora and arthropod fauna in conventional and Roundup Ready beet fields. The study focusses on the differences in the herbicide regime applied and not on the fact that the Roundup Ready beet is developed by genetically engineering. Fodder beet fields at six sites spread out over Jutland, Denmark, were included in the study. Five of the sites were part of a study planned and carried out be the National Agricultural Advisory Centre in collaboration with DLF-Trifolium, Monsanto and Danisco Seed. In each field three treatments were applied, viz. traditional herbicide regime (T), Roundup Ready applied at the dosage necessary to control the weed flora present evaluated by the farmer and the Advisory Consultant (RR100), and Roundup Ready applied in half the dosage used in RR100 (RR50). The plots were small, the experimental area covering approximately 0.5 ha in total at each site. Danish Institute of Agriculture at Foulum established the sixth site where only a traditional and a RR100 plot were present. The fields were visited one time in June. Weeds were identified, counted and harvested, and dry weight was determined. The arthropod fauna was collected by means of a Dietrick Vacuum sampler, frozen down and identified in the laboratory. In the traditional plots the herbicide applications began in early May. At one site the Roundup Ready application in the RR plots was performed at the same time but at the other sites the first RR treatment was 10-32 days after the first herbicide treatment in the T plot. The sites thus represent very different situations in term of herbicide application as a result of differences in farm management, weather conditions etc. The results revealed that the implementation of Roundup Ready fodder beets may increase biodiversity in beet fields. In general, the weed flora and arthropod fauna in RR plots contained more individuals and species than the T plots in June. It is believed that this difference would benefit the avi-fauna during a period of time where food availability is critical to farmland birds. The results also illustrate the difference in flora and fauna between sites and the difference in field management. The use of Roundup as a weed-controlling agent is more powerful and efficient compared to conventional herbicide regimes in beet fields. When Roundup can be used in beet fields more weeds can be accepted for a period of time because control can be obtained in more developed weed vegetation. However, this improvement of conditions for flora and fauna relies on a delayed weed control. At one site, herbicides were applied at the same time in T plots and RR plots. In this case the conventional herbicide regime was less efficient than RR treatment throughout the season, and consequently the flora and fauna had better conditions in the T plot. On several of the sites, the reduction of dosage in the RR50 plots resulted in more weeds in term of density or size of plants. Thus, the conservation potential in RR-beets can be improved if dosage is reduced. At the studied sites there was a scope for dosage reduction without yield loss. Use of insecticides in fields with delayed weed control will counteract the benefits to the fauna from the herbicide regime. In the present study insecticide was only used as seed dressing. A dense and diverse weed flora is believed to benefit the fauna in several ways. Firstly, occurrence and density of the host affect herbivorous insect species thriving on specific weed species. Secondly, the microclimate and habitat structure of weedy spots attracts a number of arthropod species of different feeding guilds. Thirdly, the aggregation of arthropods for the aforementioned reasons may benefit predators including birds. DANSK RESUMÉ: Konklusion Dyrkning af Roundup-tolerante foderroer (RR-roer) kan forbedre vilkårene for flora og fauna i roemarkerne sammenlignet med traditionel roedyrkning. Benyttes RR-roer i roemarkerne, kan antallet af individer og arter i ukrudtsfloraen øges. Herved forbedres mulighederne for markens insektfauna, og markens fugle har glæde af både ukrudtet og insekterne. Sammenfattende tyder nærværende undersøgelser på, at der er mulighed for at øge naturindholdet i roemarker ved at benytte RR-roer. Driftlederens motivation for at benytte denne mulighed er afgørende for, i hvor høj grad potentialet udnyttes. Den øgede ukrudtsmængde fremkommer, fordi det er muligt at sprøjte betydeligt senere i roemarker med RR-roer end i i marker med traditionelt dyrkede roer. Hvis ikke der sprøjtes senere i marker med RR-roer end i traditionelle roemarker, er forholdene for flora og fauna bedst i de traditionelle marker, idet ukrudtsmængden så er størst her. Roundup er nemlig mere effektivt end de herbicider, man hidtil har anvendt i roer. RR-roens tolerance over for Roundup og den høje effektivitet af Roundup på mange forskellige arter er baggrunden for, at man kan tillade ukrudtet at udvikle sig mere inden der sprøjtes i marker med RR-roer. Den gavnlige effekt på naturindholdet i markerne ved at benytte RR-roer kan i mange tilfælde øges ved at reducere doseringen, uden at det går ud over roeudbyttet. Sprøjtning med insekticid forringer imidlertid vilkårene for faunaen og kan derved ophæve de fordele, der kan være ved dyrkning af RR-roer. Udenlandske undersøgelser tyder dog på, at der er mindre behov for insekticidbehandlinger i RR-roer, hvor ukrudtsbekæmpelsen er forsinket nogle uger. Den øgede ukrudtsmængde i sådanne roemarker bevirker nemlig, at antallet af bladlusefjender forøges betydeligt, hvilket reducerer risikoen for bladlusangreb. Formål: Det er tidligere påvist, at dyrkning af RR-roer kan forbedre forholdene for flora og fauna på enkelte lokaliteter. I nærværende projekt er det formålet yderligere at evaluere denne hypotese ved at sammenligne flora og fauna i marker med henholdsvis RR-roer og konventionelle roer på seks forskellige lokaliteter. Herved opnås et indtryk af variationen i flora og fauna under forskellige jordbunds- og klimatiske forhold, samt under forskellige driftsledere. Metoder: Landskontoret for Planteavl, Landbrugets Rådgivningstjeneste, planlagde i samarbejde med DLF-Trifolium, Monsanto og Danisco Seed at anlægge demonstrationsforsøg i 2000 på en række gårde (www.lr.dk/planteavl/informationsserier/gmoroer/index.htm). Fem af disse lokaliteter, Svenstrup, Mors, Skejby, Egtved, Varde, blev besøgt en gang i juni for at indsamle ukrudt og leddyr. Herudover blev der også foretaget indsamling ved Foulum på en forsøgsmark etableret af Danmarks JordbrugsForskning. Indsamlingen er foretaget på meget forskellige tidspunkter i forhold til ukrudtsbehandlingerne på de forskellige lokaliteter, men i alle tilfælde i højsæsonen for ynglende fugle. Forsøgsparcellerne var udlagt som traditionel herbicidanvendelse (T), RR-roer behandlet med Roundup Ready i netop den dosering der skønnes nødvendig for at kontrollere den forekommende ukrudtsflora (RR100), og RR-roer behandlet med halv-delen af doseringen i RR100 (RR50). Ukrudtstætheden blev bestemt ved hjælp af en 0.25m2 ramme kastet tilfældigt ca. 10 gange i hvert forsøgsfelt. Planterne blev bestemt til art, de blev talt og de overjordiske dele høstet til bestemmelse af tørvægt. Leddyrsfaunaen blev indsamlet ved hjælp af en Dietrick Vacuum Sampler, der er en motoriseret jord-og vegetationssugemaskine. Ti prøver på hver 0,09 m2 blev udtaget i hver parcel. Resultat og diskussion: Der var gennemsnitligt højere ukrudtstæthed, større ukrudtsbiomasse og flere ukrudtsarter i RR-parcellerne (se Figur 2). På een lokalitet blev herbicidbehandlingen udført samtidigt i traditionelle og RR-parceller, hvilket resulterede i en højere ukrudtsbiomasse i T-parcellen (Svenstrup, Figur 2). Arterne med den største tæthed blev kun delvist genfundet på listen over de mest betydende arter for biomassen. Optællinger foretaget af Landbrugets Rådgivningstjeneste på de samme lokaliteter viser, at forskellen i ukrudtsmængden mellem RR-parceller og T-parceller reduceres, forsvinder eller bliver vendt om senere på sommeren efter den anden Roundup-behandling i RR-parcellerne (www.lr.dk/planteavl/informationsserier/gmoroer/ index.htm). Det samme blev observeret i en tidligere undersøgelse udført af Danmarks Miljøundersøgelser (www.sns.dk/natur/ bioteknologi/genartikler.htm). Leddyrsfaunaen i roemarkerne reagerede på ændringer i ukrudtsmængden, men da faunaen (og floraen) er forskellig på lokaliteterne, er responsen også forskellig mellem lokaliteterne. I RR-parcellerne forekom flere bladlus på nogle lokaliteter, på andre var der flere thrips, fluer og myg, snyltehvepse, rovbiller, edderkopper eller bladbiller (se Tabel 7). Der er flere kendte årsager til, at faunaelementer foretrækker ukrudtsrige områder i dyrkede marker: 1) For det første er der grundlag for flere planteædende insekter, når der er mere ukrudt og flere forskellige plantearter. Et eksempel herpå er pileurtsbladbillen (Gastrophysa polygoni), der lever af vejpileurt og snerlepileurt. Er ingen af de to værtplanter tilstede, kan den ikke eksistere, og jo flere der er, desto større bestand kan den opbygge. På lokaliteten i Skejby, hvor tætheden af pileurt var størst i parcellen behandlet med halv Roundup dosering (RR50) (se Tabel 3), forekom også pileurtsbladbillens larver i størst antal i RR50-parcellen, se Figur 3. På de øvrige lokaliteter blev denne billeart ikke fundet, selvom dens værtplanter forekom almindeligt. Årsagen hertil er formentlig, at billen er uddød på lokaliteter, hvor der sprøjtes med insekticider. Den er nemlig langsom til at kolonisere nye områder eller genetablere sig på lokaliteter, hvor den er uddød. Hertil kommer at visse insektarter søger føde i planternes blomster. Blomstrende ukrudtsplanter kan således tiltrække for eksempel sommerfugle, svirrefluer og snyltehvepse. 2) For det andet er der et gunstigere mikroklima, hvor jorden er dækket af ukrudt. Det mildere klima foretrækkes af en række leddyr blandt snyltehvepse, løbebiller, rovbiller og edderkopper, fluer og myg. Mange netspindende edderkoppearter foretrækker endvidere levesteder med en mere kompleks vegetation. 3) For det tredje vil den større tæthed af leddyr, grundet de ovennævnte årsager, danne fødegrundlag for rovdyr blandt leddyrene og for agerlandets fugle.