– Vi vet i dag lite om hvordan frysing og tining av jord påvirker vanntransport og utlekking av plantevernmidler. (Foto: Roger Holten)
– Vi vet i dag lite om hvordan frysing og tining av jord påvirker vanntransport og utlekking av plantevernmidler. (Foto: Roger Holten)

Når jorda tiner, lekker det mer plantevernmidler ut i vannet

I verste fall kan det føre til forurensning av grunnvann og drikkevann.

Publisert

Når våren kommer, tiner jorda. Vann som var frosset inne i jorda begynner å sildre ut gjennom jordas mange porer.

En ny studie ved NIBIO viser at dette vannet drar med seg plantevernmidler fra jorda.

Disse giftige stoffene kan dermed ende opp i bekker, grunnvann og i verste fall i drikkevannet.

Tok med seg jord til laboratoriet

Tidligere har forskere funnet høye konsentrasjoner av plantevernmidler i vann som renner ut av jorda i perioder hvor marka fryser og tiner, sent om vinteren eller tidlig om våren.

Men det finnes lite kunnskap om hvordan tining og frysing faktisk påvirker lekkasjen av plantevernmidler.

For å undersøke dette tok forskerne med seg jordprøver fra to typer landbruksjord. Prøvene ble tatt ut slik at de har beholdt opprinnelige strukturen.

Så tilsatte forskerne et sporingsstoff og plantevernmidler på overflaten av alle jordprøvene. Halvparten av prøvene ble frosset mens de resterende ble satt på kjølerom. Prøvene ble utsatt for gjentagende vanninger, etterfulgt av frysing/kjøling.

For hver fryse-tinesyklus ble vannet som rant ut av jordprøvene fortløpende samlet opp og senere analysert.

Resultatene viste at opptil 5000 ganger mer plantevernmidler ble transportert ut av de frosne jordprøvene enn fra de ikke-frosne jordprøvene.

NIBIO-forskerne samlet inn intakte jordsøyler av toppjord og undergrunnsjord fra to ulike typer landbruksjord i Sørøst-Norge. (Foto: Roger Holten)
NIBIO-forskerne samlet inn intakte jordsøyler av toppjord og undergrunnsjord fra to ulike typer landbruksjord i Sørøst-Norge. (Foto: Roger Holten)

Hvorfor gir frossen jord mer lekkasje?

Men hvorfor lekker den frosne jorda mer plantevernmidler?

Svaret ligger i jordas struktur. Når den tiner, åpner det seg store kanaler, og vannet renner raskt gjennom. Dermed blir mer av kjemikaliene med ut sammen med vannet.

Men jord som ikke er frossen, har mange små kanaler i tillegg til de store. Det gjør at vannet renner tregere gjennom jorda. Dermed bindes plantevernmiddelet i jorda, eller det brytes ned.

Kan i verste fall forurense drikkevannet

– Det har ikke vær gjort mye forskning på dette. Norden er et relativt lite marked for plantevernmidler, så forskningen på plantevernmidler er i stor grad gjort i de store landbrukslandene som ikke har vårt kalde klima, forklarer Roger Holten. Han har gjort undersøkelsen som en del av doktorgraden sin ved NIBIO.

Han forteller at forskere tidligere har antatt at det ikke skjer så mye med plantevernmidlene i frossen mark, at de for eksempel hverken brytes ned eller transporteres noe særlig.

– Men i brytningsfasen vinter-vår, der jorda begynner å tine, kan det være at man får en del utlekking. Dette skjer uavhengig av plantevernmidlenes egenskaper. Konsekvensene kan være ganske høye konsentrasjoner av plantevernmidler i grunnvann og eller bekker og i verste fall forurensning av grunnvann som er drikkevann, påpeker NIBIO-forskeren.

Forskerne målte høye konsentrasjoner av plantevernmidler fra frosne jordsøyler raskt etter starten av en nedbør- og tineepisode. (Foto: Roger Holten)
Forskerne målte høye konsentrasjoner av plantevernmidler fra frosne jordsøyler raskt etter starten av en nedbør- og tineepisode. (Foto: Roger Holten)

Frykter mer sprøyting i fremtiden

Ifølge Holten er omfanget av denne typen utlekking ukjent i dag. Han påpeker at klimaendringene kan føre til mer frysing og tining gjennom en vinter. Videre kan lengre vekstsesong med både varmere og våtere somre gi et høyere press fra skadegjørere som insekter og sopp, og dermed føre til mer sprøyting:

– Lengre sprøytesesong og hyppigere behandlinger er sannsynlig i fremtiden. I teorien kan vi da få mer forurensning av overflatevann og grunnvann.

Men han understreker at det også handler om hvordan vi bruker plantevernmidler.

– Med lengre vekstsesong kan plantevernmidler i teorien bli brukt langt utover høsten. Det er de plantevernmidlene som brukes sent på året som gir høyest fare for utlekking. Midler som sprøytes tidligere om sommeren vil i stor grad brytes ned, selv om plantevernmidler som ikke så lett brytes ned, potensielt også kan vaskes ut med smelting.

Holten påpeker at de ikke vet hvordan utlekking foregår ute i felt og ønsker derfor å gjennomføre flere undersøkelser for å få bekreftet funnene de gjorde i laboratoriet.

– Kanskje kan en konsekvens av disse funnene bli at man må begrense sprøyting sent på høsten, sier forskeren.

Roger Holten (til høyre), doktorgradsstudent ved NIBIO, her med NIBIO-forsker Fredrik Bøe, har undersøkt transporten av plantevernmidler gjennom intakte frosne jordsøyler i laboratoriet. (Foto. NIBIO)
Roger Holten (til høyre), doktorgradsstudent ved NIBIO, her med NIBIO-forsker Fredrik Bøe, har undersøkt transporten av plantevernmidler gjennom intakte frosne jordsøyler i laboratoriet. (Foto. NIBIO)

Datamodell kan forutsi lekkasjer

En av grunnene til at vi vet lite om hvordan frysing og tining av jord påvirker vanntransport og utlekking av plantevernmidler, er at de prosessene og mekanismene som ligger bak er veldig komplekse.

Forskerne utviklet derfor også et dataprogram som kan beskrive denne kompleksiteten og hjelpe oss med å forstå det som skjer på en bedre måte.

Slik kan de forutsi hvordan plantevernmidler vil transporteres i frossen jord og hvordan for eksempel klimaendringer kan virke inn på vannkvaliteten.

Programmet som forskerne har utviklet, har så langt gitt resultater som stemmer overens med tidligere forskning, men her gjenstår en del arbeid med å teste modellen.

Referanser:

Roger Holten m.fl: The effect of freezing and thawing on water flow and MCPA leaching in partially frozen soil. Journal of Contaminant Hydrology. 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2018.11.003

Holten m.fl: Leaching of five pesticides of contrasting mobility through frozen and unfrozen soil. Vadose Zone Journal. 2019. In press, doi: 10.2136/vzj2018.11.0201