|
C. Kjær, J.A. Axelsen og
N. Elmegaard
Danmarks Miljøundersøgelser
Menu
Påvirker insektresistente
afgrøder ligesom insektmidler utilsigtet markernes fødekæder ved 1) at
påvirke rovlevende insekter i marken og ved 2) at reducere fuglenes
fødegrundlag? Afgrøder der ved genetisk manipulation har opnået evnen
til at beskytte sig mod insektangreb ved at producere Bt-toksin, kan have
uønskede virkninger på de rovlevende insekter i marken. Dette kan
bevirke, at andre skadedyr opformeres eller at skadedyrene hurtigere
bliver resistente overfor toksinet.Effekten af insektresistente afgrøder
på sanglærkens fødegrundlag er undersøgt ved at benytte en tidligere
undersøgelse af sammenhængen mellem fødegrundlag i bygmarker og
ynglesucces hos sanglærken. Ved hjælp af en model er det beregnet, at
lærker i marker med afgrøder der er fuldstændigt resistente overfor
insekter kan have en ringere ungeproduktion end lærker i sprøjtede
marker.
Baggrund og formål -
Bekæmpelse af insekter: gensplejsning i forhold til kemi ?
Med introduktionen af
genetisk modificerede afgrøder rejser der sig naturligt en række
spørgsmål om hvilke konsekvenser, det kan have for natur og miljø. En
af de mest succesrige genetiske manipulationer med afgrødeplanter indtil
nu, er indsættelsen af et gen fra en bakterie, der giver planterne evnen
til at producere en insektgift. Genet er taget fra en bakterie, der hedder
Bacillus thuringiensis, og insektgiften kaldes derfor Bt-toksin.
Brugen af planter, der producerer Bt-toksin kan bevirke, at det ikke er
nødvendigt at sprøjte afgrøden med kemiske midler mod insekter. Det er
derfor relevant at sammenligne effekten på miljø og natur ved at anvende
genetisk modificerede insektresistente afgrøder med effekten af at
anvende sprøjtemidler mod insekter. Det er allerede kendt, at nogle af de
uønskede følgevirkninger ved at anvende sprøjtemidler netop er effekter
på markens fødekæder. To af de mest interessante fødekædeeffekter er
sprøjtemidlernes indvirkning på markens naturlige regulering af skadedyr
samt deres effekt på fuglenes fødegrundlag.Spørgsmålet er, om
afgrøder med evnen til at producere deres egen insektgift
(insektresistente afgrøder) har lignende virkninger på dyrelivet som
sprøjtning i konventionelle marker, om disse effekter eventuelt er
større eller mindre, og om det er noget, man bør undersøge nærmere.
Konkret kan det formuleres på følgende måde: Påvirker insektresistent
afgrøder utilsigtet markernes fødekæder ved 1) at påvirke rovlevende
insekter i marken og ved 2) at reducere fuglenes fødegrundlag?
Undersøgelsen:
Hvad sker der med de
rovlevende insekter?
Der findes endnu kun få
undersøgelser af, hvordan genetisk modificerede afgrøder med
insektresistens påvirker de naturlige fjender. Bacillus thuringiensis
og Bt-toksin er gennem mange år blevet anvendt som et biologisk
bekæmpelsesmiddel. Der foreligger derfor adskillige studier af
Bt-toksinets effekt på både skadedyr og rovlevende insekter. Vi har
gennemgået denne litteratur for at belyse de mulige effekter ved at
introducere insektresistente planter.
Hvad sker der med
lærkerne?
Effekten af
insektresistente afgrøder på sanglærkens fødegrundlag er undersøgt
ved at benytte en tidligere undersøgelse af sammenhængen mellem
fødegrundlag i bygmarker og ynglesucces hos sanglærken igennem 3
sæsoner. I projektet er der opstillet en matematisk model, der på
baggrund af fødemængden beregner produktionen af lærkeunger. Vi har
sammenlignet fødemængden i tre former for markdrift: Dyrkning af planter
med insektresistens, dyrkning med brug af insektsprøjtemidler, økologisk
dyrkning uden sprøjtemidler. For at sammenligne lærkeproduktionen i de
tre forskellige dyrkningssystemer er der lavet en række antagelser, som
samtidig er en forsimpling af virkeligheden. Det antages, at de
insektresistente planter er fuldstændigt resistente overfor alle typer
insekter; at marker, hvor der benyttes insekticider til kontrol af
skadedyr, sprøjtes een gang om året og at økologiske bygmarker svarer
til konventionelle marker, der ikke behandles med insekt- og
ukrudtsmidler.
Hovedkonklusioner:
Effekter på rovlevende
insekter i marken
Bt-toksin kan have negative
effekter på de naturlige fjenders overlevelse eller på deres evne til at
reducere skadedyrsbestanden. I litteraturen er der fundet eksempler på,
at rovdyrene kan være påvirket ved:
- at der er færre
byttedyr (skadedyr og andre byttedyr)
- at rovdyrene forgiftes
af Bt-toksinet i insekter der lever af afgrøden
Effekter på produktion
af lærkeunger
Det blev beregnet,
hvorledes brugen af insektresistente afgrøder kan påvirke produktionen
af lærkeunger. Det viste sig, at produktionen af lærkeunger i det
første år ville være mindst fordoblet i marker med insektresistente
bygplanter. I det andet år ville antallet af unger være halveret og i
det tredje år ville produktionen være den samme som i marker med
insektresistente afgrøder. Forskellen mellem marker med og uden
insektresistente planter og mellem årene bestemmes primært af, hvor stor
en andel af lærkernes føde, der kan "hentes" på afgrøden.
Mængden af afgrødetilknyttede insekter varierer betydeligt fra år til
år. Insektmængden på afgrøden vil også variere fra afgrøde til
afgrøde. I marker med insektresistente bygplanter, har vi antaget at alle
insekter, der lever på bygplanterne, dør. Det er måske en af, hvordan
forholdene er i en afgrøde med indsat Bt-resistens, idet de kendte
Bt-toksiner ikke er lige giftigt over for alle insekter. Modsat er det
også en overdrivelse, at konventionelle bygmarker behandles med
insektmidler hvert år. Beregningerne er derfor ikke helt nøjagtige.
Byg er ikke blandt de mest
relevante afgrøder med hensyn til markedsføring af insektresistente
sorter. Insekt-lærke-forholdet i bygmarker skal derfor betragtes som et
modelsystem, som vi har benyttet til at give et kvalificere svar på
spørgsmålet "Kan insektresistente afgrøder have økologiske
sideeffekter, der kan forplante sig gennem fødekæder op til
fuglene?" På baggrund af modelberegningerne må vi konkludere, at
det er sandsynligt, at der kan forekomme effekter på fuglefaunaen, så
forholdene bør undersøges nøjere i relevante afgrøder før en ny
insektresistent afgrøde markedsføres.
Projektresultater
Bt-toksin og de
naturlige fjender
I de undersøgelser, der er
foretaget af Bt-toksiners effekt på naturlige fjender, er der i mange
tilfælde påvist en negativ effekt på de naturlige fjenders overlevelse
eller på deres evne til at reducere skadedyrsbestanden. I de få
undersøgelser, der er foretaget på genetisk modificerede afgrøder med
Bt-toksin, er der i nogle tilfælde også registreret effekter på
rovdyrene. Det er således sandsynligt, at afgrøder med Bt-toksin kan
påvirke markernes skadedyr-rovdyr-balance. Dette kan medvirke til, at
skadedyret bliver tolerant overfor giftstoffet. En anden mulighed er et
øget angreb af andre skadedyr, der fra naturens side ikke er følsomme
overfor Bt-toksinet. Følgen heraf kan være et øget behov for
sprøjtning med insektmidler.
Litteraturgennemgangen
afslørede endvidere, at der er en stor mangel på viden om effekten af,
at rovdyrene spiser skadedyr, der ikke er følsomme overfor Bt-toksinet.
Dette er vigtigt, fordi skadedyr, der ikke påvirkes af Bt-toksinet findes
i marken i længere tid.
Effekter på produktion
af lærkeunger
I dette projekt blev der
udviklet en matematisk model, der kan beregne hvor mange flyvefærdige
lærkeunger et givet antal lærker kan producere udfra oplysninger om
temperaturen samt hvor meget insektføde, der er i marken gennem sæsonen.
Antal observerede og antal beregnede lærker var i god overensstemmelse.
Modellen blev brugt til at
beregne, hvad den økologisk konsekvens kunne være for lærkernes
yngelsucces ved at bruge insektresistente afgrøder i forhold til
henholdsvis konventionelt dyrkede marker med brug af sprøjtemidler og
økologiske marker. Figur 1 viser
fødegrundlaget i sprøjtede og usprøjtede marker gennem 3 år. Det ses,
at fødemængden er højest i de usprøjtede marker og at der er stor
variation mellem årene. Endvidere skal det også bemærkes, at andelen af
insekter på afgrøden var faldende gennem perioden.
For at kunne beregne
fødemængden i en insektresistent afgrøde blev fødeemnerne delt op
efter, om de levede af ukrudtsplanter, afgrødeplanter, eller om de
udnyttede andre fødeemner. Fødemængden i den konventionelt dyrkede mark
blev sat lig med sprøjtede marker. Fødemængden i den konventionelt
dyrkede mark med den insektresistent afgrøde, som ikke blev sprøjtet med
insektmidler, blev beregnet ved:
- at fjerne de
afgrøde-tilknyttede insekter fra datasættet
- at bruge tallene fra de
usprøjtede marker for gruppen af "andre fødeemner"
- at hente de
ukrudtstilknyttede insekter i datasættet i de sprøjtede marker, idet
det mest betydende for dem, er mængden af ukrudt og ikke så meget
insektsprøjtningen
Fødemængden i de
usprøjtede marker blev brugt som et udtryk for fødemængden i økologisk
dyrkede marker. For et af datasættene (1994) blev det beregnet, at
insektresistent byg ville resultere i et lavere antal flyvefærdige
lærkeunger end i konventionelt dyrkede marker (Figur
2). I 1993 ville der ifølge modellen være en højere ynglesucces i
den insektresistente afgrøde end i den konventionelt dyrkede afgrøde og
i det tredje år var der ikke nogen forskel. Forskellen mellem de tre
beregnede år kan skyldes den måde, hvorpå fødegrundlaget er udregnet.
Gruppen af "andre fødeemner" udgøres primært af rovdyr.
Mængden af rovdyr i en mark er tildels bestemt af mængden af den føde,
de har til rådighed fx ukrudtstilknyttede insekter. Så når denne gruppe
er repræsenteret ved mængden fundet i de usprøjtede marker, kan det
give en usikkerhed i beregningerne, da ukrudtstilknyttede insekter her
udgør en større del. En anden vigtig faktor er den meget lave forekomst
af afgrøde-tilknyttede insekter i det sidste år.
I de usprøjtede marker var
antallet af flyvefærdige lærker højere end i de sprøjtede marker i
1993 og 1995. Den højere ungeproduktion i det usprøjtede marker er et
resultat af en meget stor fødemængde i de usprøjtede marker. I 1994 var
den beregnede ungeproduktion lidt højere i de sprøjtede marker end i de
usprøjtede, hvilket må tilskrives en højere fødemængde tidligt på
sæsonen. I dette år blev det beregnet at antallet af flyvefærdige
lærkeunger blev halveret ved brug af insektresistent byg. I det sidste
år var der ingen forskel mellem sprøjtede og insekt resistent byg.
Figur 1. En præsentation
af mængden af fødeemner i henholdsvis sprøjtede og usprøjtede marker
gennem ynglesæsonen i 1993, 1994 og 1995.
 Figur
2. Den beregnede produktion af flyvefærdige lærker gennem sæsonen i
konventionelt dyrkede bygmarker, konventionelt dyrkede marker med
insektresistent byg og i usprøjtede marker.
|
