Klimatförändringarna

Transkript

1 PM 2/10 Klimatförändringarna en utmaning för jordbruket och Giftfri miljö Kemikalieinspektionen

2 Klimatförändringarna en utmaning för jordbruket och Giftfri miljö Maria Wivstad Sveriges Lantbruksuniversitet, Institutionen för växtproduktionsekologi/centrum för uthålligt lantbruk, Box 7043, Uppsala Underlagsrapport för miljömålsutvärdering av miljökvalitetsmålet Giftfri miljö Uppdragsgivare Kemikalieinspektionen

3 Best.nr Sundbyberg, juni 2010 Utgivare: Kemikalieinspektionen Beställningsadress: CM Gruppen, Box 11063, Bromma Tel: , fax , e-post: Rapporten finns som nedladdningsbar pdf på Diagram och illustrationer på sidan 12, 16, 17 och 18 är hämtade från rapporten Fogelfors, H., Wivstad, M., Eckersten, H., Holstein, F., Johansson, S. och Verwijst T Strategic Analysis of Swedish Agriculture. Production systems and agricultural landscapes in a time of change. Report from the Department of Crop Production Ecology (VPE), No 10, Swedish University of Agricultural Sciences (SLU) och producerade av Fredrik M. Stendahl, fredrik@ritaren.se. Omslag: Kemikalieinspektionen Omslagsfoto: Matton Images, Mikael Gustafsson Tryck: CM Gruppen AB

4 Förord Miljömålsrådet gav 2009 miljömålsansvariga myndigheter möjlighet att undersöka hur de framtida klimatförändringarna kan påverka möjligheten att nå de svenska miljökvalitetsmålen. Kemikalieinspektionen, som ansvarar för Giftfri miljö, valde att undersöka hur klimatförändringarna kan förväntas påverka förutsättningarna för odling, främst växtskydd, i jordbruket. Uppdraget gavs till AgrD Maria Wivstad vid Centrum för Uthålligt Lantbruk vid Sveriges Lantbruksuniversitet. En referensgrupp har under arbetets gång getts tillfälle att framföra synpunkter på rapporten. Rapporten visar att det svenska jordbruket ställs inför en stor utmaning genom att behovet av växtskydd kommer att öka i framtiden samtidigt som det blir nödvändigt att utveckla metoder som minskar beroendet av kemisk bekämpning med syftet att inte äventyra miljömålet. De insatser som görs för att utveckla och tillämpa nya odlingsstrategier och förebyggande bekämpningsmetoder behöver intensifieras. Stora förändringar i klimatet börjar göra sig gällande redan inom de närmaste decennierna. Det är därför angeläget att redan nu ta till sig detta perspektiv och börja utveckla motåtgärder, lyfta kunskapen och förstärka rådgivningen, utveckla forskning och ekonomiska styrmedel för att kunna stå väl rustad i ett förändrat klimat. Det är vår förhoppning att denna rapport ska ge goda uppslag för en diskussion om sådana initiativ. För resultat och slutsatser i denna rapport svarar författaren. Ethel Forsberg Generaldirektör

5 Innehållsförteckning Sammanfattning... 7 Summary Inledning och syfte Metodik Giftfri miljö och växtskyddsmedel i jordbruket Index för hälso- och miljörisker Toxicitetsindex för vatten Handlingsprogram EG-direktiv om hållbar användning Framtida klimat i Sverige Nationella klimatscenarier Klimat i Sveriges olika produktionsområden Klimatscenarier för olika lokaler Användning av växtskyddsmedel i Sverige Indikatorer för användning av växtskyddsmedel Använd indikator i rapporten Stor skillnad i användning av växtskyddsmedel mellan grödor Användning av glyfosat Betning av utsäde Antal behandlingar med växtskyddsmedel ökar Högre användning i syd och i slättbygd Klimatförändringars effekter på ogräs och skadegörare i Sverige Ogräs Nya arter och arters spridning norrut Höstsäd och gräsogräs Skadegörare svampsjukdomar Svårt att förutsäga förändring av angrepp Fuktälskande eller värmeälskande svampsjukdomar? Fusarioser och rostsvampar Angrepp i potatis, sockerbetor och oljeväxter Skadegörare insekter och virussjukdomar Fler generationer och tidigare angrepp av bladlöss Större problem med insektsspridda virus Fler fritflugor och färre vetemyggor Skadeinsekter i potatis, oljeväxter och majs Inventeringar av angrepp i Sverige - relation mellan väder och angrepp Relation mellan väder och angrepp av svampsjukdomar Skillnad i angrepp mellan olika områden Slutsatser klimatförändringars effekter på ogräs och skadegörare Förändring av kemisk bekämpning i nytt klimat Bekämpning i sydligare länder Använda mängder kemiska växtskyddsmedel Andel behandlad areal Behandlingsfrekvens i olika grödor Ökad resistens mot växtskyddsmedel kan ge ökad användning... 46

6 7.3 Uppskattning av förändring av kemisk bekämpning med nuvarande grödfördelning Indikatorer för användning av herbicider Indikatorer för användning av fungicider Indikatorer för användning av insekticider Förändrad relation mellan typer av växtskyddsmedel Indikatorer för olika produktionsområden Ökad användning av glyfosat Uppskattning av förändring av kemisk bekämpning med en klimatanpassad grödfördelning Tänkbara förändringar av grödfördelning Nationellt scenario mer höstgrödor och majs Sydsvenskt scenario mer höstgrödor och majs Scenarier för minskad användning av växtskyddsmedel sydsvenskt vallscenario och ekologisk produktion Sydsvenskt vall-scenario Scenario med ökad ekologisk areal Slutsatser kemisk bekämpning i ett nytt klimat Odlingssystem som uppfyller krav för Giftfri miljö Grödfördelning och växtföljder Växtföljd Ökad vallodling i slättbygd Foderstater med mycket vallfoder Grödor med lågt bekämpningsbehov Förlängd odlingssäsong mer mellangrödor Förebyggande odlingstekniska åtgärder Hög markbördighet och konkurrenskraftiga grödor Friskt utsäde Såtid Gödsling Jordbearbetning Från reducerad till anpassad jordbearbetning konflikt med miljökvalitetsmålet Ingen övergödning Mekanisk bekämpning mot ogräs Biologisk kontroll Biologisk bekämpning Bevarande-biologisk kontroll Resistenta och konkurrenskraftiga sorter Resistent sortmaterial mot rostsvampar är viktigt Resistens mot bladlusangrepp Efterfrågan påverkar användningen av resistenta sorter Sortskillnader i ogräskonkurrens Prognoser och behovsanpassad bekämpning Ekologisk produktion Slutsatser nya odlingssystem och växtskyddsstrategier Behov av åtgärder forskning, rådgivning och ekonomiska styrmedel Nya effektiva metoder förslag till prioriteringar Resistent sortmaterial samordning av förädling över nationsgränser Övergripande konsekvensanalyser behöver prioriteras Långsiktiga perspektiv behövs Kunskapslyft genom förstärkt rådgivning Nya miljöersättningar Sammanvägning av olika miljömål... 74

7 9.8 Snabba åtgärder krävs trots ett långt tidsperspektiv Sammanfattande slutsatser Referenser Bilaga Bilaga

8 Sammanfattning Jordbruket såväl som samhället i stort har en stor användning och ett stort beroende av en mängd kemiska produkter vilket medför att miljökvalitetsmålet Giftfri miljö ses som ett av de svåraste miljömålen att nå. Ett viktigt delmål är att minska riskerna vid användningen av kemiska växtskyddsmedel och klimatförändringar kan ytterligare försvåra möjligheterna att nå detta mål. I rapporten sammanfattas befintlig kunskap kring effekter av en klimatförändring på behovet av användning av kemiska växtskyddsmedel och även vilka metoder som finns och vilka förändringar som krävs för att motverka en ökad användning. Arbetet omfattar följande delar: Sammanfattning av klimatscenarier för Sverige Sammanfattning av effekter på skadegörare och ogräs av ett förändrat klimat Uppskattning av förändring av användningen av kemiska växtskyddsmedel i ett nytt klimat fram till år 2085 enligt olika framtidsscenarier Beskrivning av hur odlingssystem och odlingsåtgärder som uppfyller krav för giftfri miljö skulle kunna se ut i ett förändrat klimat Diskussion om behov av åtgärder och forskning Den metodik som använts i projektet är litteraturstudier, sammanställning av statistik samt intervjuer och diskussioner med forskare och andra experter. En referensgrupp med representanter för Kemikalieinspektionen, Jordbruksverket, Naturvårdsverket och Lantbrukarnas Riksförbund har varit knuten till arbetet. Enligt SMHI:s regionala klimatscenarier kan medeltemperaturen i Sverige komma att stiga mer än den globala genomsnittstemperaturen under innevarande århundrade, vilket kan medföra att temperaturen i södra Sverige motsvarar dagens förhållanden i centrala till norra Frankrike, och att norra Götaland får liknande temperaturer som i de norra delarna av Tyskland. Antalet dagar under sommaren med extremt höga temperaturer, över 30 C, kan öka framförallt i södra Sverige. Man räknar med att den totala nederbörden och även nederbördsmönstren förändras. Vinternederbörden beräknas öka kraftigt redan till år 2050, med fortsatt högst nederbörd i sydväst och i fjällkedjan. Nederbördsmönstren under sommaren väntas förändras icke-linjärt i främst Götaland med blötare väderlek i mitten av seklet, medan torrare somrar förväntas kring år 2085 i delar av området, till exempel i det viktiga produktionsområdet Götalands södra slättbygder. Framförallt beräknas juli och augusti bli torrare än idag. Det torrare sommarklimatet i söder beräknas således inträffa först i slutet av århundradet, medan de högre medeltemperaturerna slår igenom tidigare. Sammanfattningsvis bedöms problemen öka vad gäller både ogräs och angrepp av sjukdomar och insekter i ett förändrat klimat. Antalet arter som kan bli problematiska ogräs bedöms öka, liksom att ogräsens utbredningsområde förflyttas norrut. Vinterannuella gräsogräs utgör redan idag problem i höstsådda grödor, inte minst i den stora grödan höstvete, och problemen kommer sannolikt att öka. I konkurrenssvaga radsådda grödor såsom sockerbetor, majs och frilandsgrönsaker kan förekomst av både etablerade och nya ogräsarter öka kraftigt. Större angrepp av svampsjukdomar förutsägs i främst höstvete, såsom till exempel kraftigt skördenedsättande angrepp av rostsvampar. Fuktälskande svampar, såsom den vanliga svartpricksjukan, kan däremot minska i torra områden. Angrepp av bladmögel i potatis ökar sannolikt, främst i norra Sverige där angreppen idag är låga. I många fall är prognosen för angrepp av svampsjukdomar mycket osäker på grund av att klimatförändringarna verkar i 7

9 olika riktningar. Högre temperaturer i kombination med ökad nederbörd gynnar generellt angrepp av svampar, medan torrare somrar kan medföra lägre infektionstryck av svamp. Angrepp av bladlöss bedöms bli allvarligare, bland annat genom ökad risk för angrepp i höstsäd under hösten, vilket förekommer i endast liten utsträckning idag. Andra insekter som kan öka i stråsäd är sädesbladlus och trips. Ökad förekomst av virusbärande insekter såsom en rad arter av bladlöss medför ökad risk för spridning av virus i flera grödor. Även nya skadegörare kan bli problematiska såsom koloradoskalbagge i potatis. Användning av växtskyddsmedel kan beskrivas med olika indikatorer eller kombinationer av dessa, såsom 1) total mängd använd aktiv substans, 2) andel behandlad areal, 3) behandlingsfrekvens och 4) använd dos i förhållande till full dos. I rapporten beskrivs användningen genom indikatorn: andel behandlad areal i procent * behandlingsfrekvens. Utgångspunkt har tagits i indikatorer för dagens användning och därefter har en bedömning gjorts för en tänkbar framtida användning i ett förändrat klimat. För beräkning av indikatorer har olika källor använts såsom statistik över användning av växtskyddsmedel i Sverige och andra europeiska länder, vetenskaplig litteratur över klimateffekter på ogräs och skadegörare, samt intervjuer med forskare vid SLU och experter vid Jordbruksverkets Växtskyddscentraler. Indikatorer för användningen i ett förändrat klimat bygger till stor del på subjektiva bedömningar och rymmer stora osäkerheter. Indikatortalens absoluta värden ska därför inte övertolkas, men anger en riktning. Hänsyn har inte tagits till betydelsen av en eventuell ökad användning av icke-kemiska metoder och inte heller till andra faktorer som starkt kan påverka användningen, såsom ekonomiska och politiska faktorer. Dagens produktionssystem är anpassade till ett växtskydd baserat på kemiska växtskyddsmedel. Omfattande förändringar av odlingssystemen, grödfördelning, växtföljd, odlingsåtgärder och växtskyddsmetoder, krävs för att en minskad användning ska vara möjlig. Eftersom växtskyddsproblemen bedöms öka i ett förändrat klimat är behovet av nya växtskyddsstrategier ännu mer uttalat i framtiden om riskerna med användningen av växtskyddsmedel ska kunna hållas på en låg nivå. I arbetet med denna rapport har framkommit att det finns behov av att förbättra det statistika dataunderlaget över användningen av växtskyddsmedel för att kunna följa trender i Sverige och för att möjliggöra jämförelser med andra länder. Det är önskvärt med en detaljerad statistik över antalet behandlingar i olika grödor i olika produktionsområden i kombination med andel behandlad areal eftersom detta är viktiga mått på intensiteten i användningen. En detaljerad statistik är också användbar som underlag för att kunna sätta in rätt åtgärder för minskade risker. Statistik över använda mängder i olika grödor är ett för trubbigt mått för att följa utvecklingstrender i användningen. Idag domineras användningen av växtskyddsmedel av herbicider, följt av fungicider och därefter insekticider. I ett förändrat klimat förväntas en förskjutning mot en större användning av framförallt insekticider. Enligt de i rapporten använda indikatorerna bedöms användningen av insekticider öka med 54 procent vid oförändrad grödfördelning, fungicider med 42 procent och herbicider med 22 procent. Skillnaden mellan grödor i indikatorer för användning av växtskyddsmedel är mycket stor, speciellt vad gäller fungicider och insekticider. Detta illustreras tydligt i scenarierna med olika grödfördelning som presenteras i rapporten. Förändringar i grödfördelning i ett nytt klimat kan ha lika stor inverkan på användningen av växtskyddsmedel som de direkta effekterna av klimatet. 8

10 En ökad odling av höstvete ökar de sammanvägda indikatorerna för hela arealen betydligt, särskilt i ett förändrat klimat. Användningen av växtskyddsmedel är redan idag hög i höstvete och indikatorerna för främst fungicider och insekticider beräknas öka kraftigt i framtidsscenarierna. En ökning av arealen av grödor med lågt bekämpningsbehov, framförallt av vall som i stort sett inte bekämpas alls, medför naturligtvis en stor påverkan på indikatorerna för användningen. Speciellt avgörande är ökad odling av vall i intensiva slättområden för att kunna minska riskerna med växtskyddsmedlen. Detta tydliggörs i ett sydsvenskt vallscenario i rapporten, där vallandelen ökades från 14 till 21 procent av totalarealen i området. Indikatorerna reducerades med 27 (fungicider) respektive 22 procent (insekticider) i ett förändrat klimat i vall-scenariot jämfört med en oförändrad grödfördelning. En ökad ekologisk produktion medverkar självklart till måluppfyllelsen av Giftfri miljö. För att öka effekten på miljömålet behöver dock den ekologiska odlingen av bekämpningsintensiva grödor öka, såsom exempelvis höstvete och potatis. Hur stor förändringen av användningen av växtskyddsmedel blir beror mycket på jordbrukets anpassningsåtgärder i form av förändring av produktionssystem och grödfördelning samt utnyttjande av förebyggande åtgärder och icke-kemiska kontrollmetoder. Även regleringar och ekonomiska styrmedel samt förändringar av lönsamheten i jordbruket kommer ha stor påverkan på användningen. Satsningar på forskning behövs, såsom grundläggande biologisk-ekologisk forskning, tilllämpbara icke-kemiska metoder och inte minst övergripande tvärvetenskaplig forskning för att utforma långsiktigt hållbara växtskyddsstrategier i en hel växtföljd. Forskning kring effektiva icke-kemiska kontrollmetoder mot ogräs, såsom mekaniska metoder bedöms särskilt viktiga eftersom användningen av herbicider är omfattande i de flesta grödor. Indikatorerna för herbicider beräknas också vara högre än för fungicider och insekticider även i ett förändrat klimat. Ett speciellt område som framhålls i rapporten är metoder mot gräsogräs i växtföljder som domineras av höstsådda grödor. Vidare görs en bedömning att forskning kring biologisk kontroll av skadegörare genom att gynna naturliga fiender, samt icke-kemiska metoder i radsådda grödor, till exempel trädgårdsväxter, bör prioriteras. Kvalificerad växtskyddsrådgivning är central för att höja kunskapsnivån hos landets lantbrukare rörande effektiva alternativa metoder och integrerat växtskydd för att begränsa ogräs och skadegörare och minska behovet av kemiska växtskyddsmedel. Ett viktigt underlag för rådgivningen är också ekonomiska och miljömässiga konsekvensanalyser av växtskyddsstrategier i olika växtföljder. Utformning av miljöersättningar är ett betydelsefullt instrument för att stimulera till tillämpning av integrerat växtskydd och alternativa icke-kemiska bekämpningsmetoder. Vid utformning av ekonomiska styrmedel är det viktigt att hänsyn tas till att flera miljömål kan beröras av föreslagna åtgärder, exempelvis Giftfri miljö och Ingen övergödning, och att eventuella målkonflikter mellan olika slags miljöeffekter hanteras. Det finns ett behov av kunskap och metoder för att kunna göra avvägningar mellan olika miljömål för att öka effektiviteten i miljömålsarbetet. 9

11 Summary The Environmental Objectives Council has given the government agencies responsible for the environmental objectives an opportunity to review what significance a changed climate may have for the prospects of attaining the 16 environmental quality objectives. The Swedish Parliament (Riksdag) has decided on the 16 environmental quality objectives which are to be attained by The Swedish Chemicals Agency, which is responsible for the environmental quality objective A Non-Toxic Environment, has chosen to commission a report on what challenges a changed climate may pose for the need for plant protection in agriculture, which is of great significance to A Non-Toxic Environment. Agriculture as well as society at large make great use of, and are heavily dependent on, a large number of chemical products with an impact on the environment and health, and the environmental quality objective A Non-Toxic Environment is consequently regarded as one of the most difficult environmental objectives to achieve. An important interim target is to reduce the risks in the use of chemical plant protection products, and climate change may further reduce the prospects of attaining this target. The report summarises existing knowledge on the effects of climate change on the need to use chemical plant protection products and also what methods exist and what changes are required to counteract increased use. This work comprises the following parts: Summary of climate scenarios for Sweden Summary of effects of a changed climate on pests and weeds Estimation of change in the use of chemical plant protection products in a new climate up to 2085 according to various future scenarios Description of how cultivation systems and cultivation measures that fulfil requirements for a non-toxic environment might look in a changed climate Discussion on the need for action and research The methodology used in the project is literature studies, compilation of statistics and interviews and discussions with researchers and other experts. A reference group of representatives of the Swedish Chemicals Agency, the Swedish Board of Agriculture, the Swedish Environmental Protection Agency and the Federation of Swedish Farmers has been involved in the work. According to the regional climate scenarios of the Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI), average temperature in Sweden may rise by more than the global average temperature during the current century, and this may mean that the temperature in southern Sweden will be equivalent to present-day conditions in central to northern France, and that the northern part of Götaland (the southernmost part of Sweden) will have temperatures similar to the northern parts of Germany. The number of days in the summer with extremely high temperatures, above 30 C, may increase in particular in southern Sweden. It is anticipated that total precipitation and also patterns of precipitation will change. Winter precipitation is expected to increase sharply by 2050, with the highest precipitation levels continuing to be in the south-west and the mountain chain. Precipitation patterns in the summer are expected to change in a non-linear manner, principally in Götaland, with wetter weather in the middle of the century, while drier summers are expected around 2085 in parts of the area, 10

12 for example in the important production area of the southern plains of Götaland. July and August in particular are expected to become drier than today. The drier summer climate in the south is thus expected not to occur until the end of the century, while higher mid temperatures occur earlier. To summarise, it is anticipated that problems relating both to weeds and to disease and insect attack will increase in a changed climate. It is anticipated that the number of species that may become problematic weeds will increase, and that the geographic range of weeds will move north. Winter annual grass weeds already pose problems today in autumn-sown crops, particularly in the major crop winter wheat, and these problems are likely to increase. In drilled crops that do not compete strongly, such as sugar beet, maize and field vegetables, the presence of both established and new weed species may increase sharply. Major attacks of fungal diseases are predicted chiefly in winter wheat, for example attacks of rust fungi that greatly reduce yields. Moisture-loving fungi, such as common anthracnose, on the other hand, may decrease in dry areas. Blight attack in potatoes will probably increase, particularly in northern Sweden where the level of attack at present is low. In many cases projections for attack by fungal diseases are highly uncertain due to the fact that climate change works in different directions. Higher temperatures combined with increased precipitation generally favour fungal attack, while drier summers may lead to lower pressure of infection by fungi. Aphid attacks are expected to become more serious, partly due to the increased risk of attack in winter cereals during the autumn, which only occurs to a small extent at present. Other insects that may increase in cereals are cereal leaf beetle and thrips. Increased presence of virus-carrying insects such as a number of aphid species poses an increased risk of the spread of viruses in several crops. New pests may also become problematic, such as Colorado beetle in potatoes. The use of plant protection products can be described by various indicators or combinations of these, such as 1) total quantity of active substance used, 2) proportion of treated acreage, 3) frequency of treatment and 4) dose used in relation to full dose. Use is described in the report through the indicator proportion treated acreage in per cent x frequency of treatment. Indicators of present-day use have been taken as a basis and an assessment has then been made of conceivable future use in a changed climate. Various sources have been used in the calculation of indicators, such as statistics on the use of plant protection products in Sweden and other European countries, scientific literature on effects of climate on weeds and pests, and interviews with researchers at the Swedish University of Agricultural Sciences (SLU) and experts at the Plant Protection Centres of the Swedish Board of Agriculture. Indicators of use in a changed climate are largely based on subjective assessments and are subject to great uncertainty. The absolute values of the indicators should therefore not be over-interpreted, but they do indicate a trend. No account has been taken of the significance of possible increased use of non-chemical methods, or of other factors that may have a great impact on use, such as economic and political factors. Present-day production systems are adapted to plant protection based on chemical plant protection products. Extensive changes of cultivation systems, crop distribution, crop succession, cultivation measures and plant protection methods are required for reduced use to be possible. As it is anticipated that plant protection problems will increase in a changed climate, there will be an even greater need for new plant protection strategies in the future if it is to be possible to keep the risks in the use of plant protection products at a low level. 11

13 It has emerged in the work on this report that there is a need to improve statistical data on the use of plant protection products in order to be able to follow trends in Sweden and to make comparisons with other countries possible. Detailed statistics are desirable on the number of treatments in different crops in different production areas combined with the proportion of treated acreage, as these are important measures of the intensity of use. Detailed statistics are also useful as a basis in order to be able to take the right measures for reduced risks. Statistics on quantities used in different crops are too imprecise a measure to be used in tracking trends in use. The use of plant protection products today is dominated by herbicides, followed by fungicides and then insecticides. A shift towards greater use of insecticides in particular is anticipated in a changed climate. According to the indicators used in the report, use of insecticides is expected to increase by 54 per cent in an unchanged distribution of crops, fungicides by 42 per cent and herbicides by 22 per cent. There are wide differences between crops in indicators of the use of plant protection products, particularly with regard to fungicides and insecticides. This is clearly illustrated in the scenarios with differing distribution of crops presented in the report. Changes in the distribution of crops in a new climate may have just as great an impact on the use of plant protection products as the direct effects of climate. Increased cultivation of winter wheat substantially increases the combined indicators for the whole acreage, particularly in a changed climate. The use of plant protection products is already high in winter wheat, and the indicators for fungicides and insecticides in particular are expected to increase sharply in the future scenarios. An increase in the acreage of crops with a low need for control, particularly of forage crops on which almost no pesticides are used, obviously has a great impact on the indicators of use. Increased cultivation of forage crops on intensively farmed plains is particularly decisive in allowing the risks of plant protection products to be reduced. This is made clear in a southern Swedish forage crop scenario in the report, where the proportion of forage crops was increased from 14 to 21 per cent of the total acreage in the area. The indicators were reduced by 27 (fungicides) and 22 per cent (insecticides) in a changed climate in the forage crop scenario compared with an unchanged crop distribution, Increased organic production obviously contributes to fulfilment of the objective of A Non- Toxic Environment. However, to increase the effect on the environmental objective the organic cultivation of pesticide-intensive crops needs to increase, for example winter wheat and potatoes. How great the change in the use of plant protection products will be depends greatly on adaptation measures in agriculture, in the shape of a change in production systems and crop distribution and utilisation of preventive measures and non-chemical methods of control. Regulations and economic instruments and changes in the profitability of agriculture will also have a great impact on use. Research initiatives are needed, such as fundamental biological-ecological research, applicable non-chemical methods and in particular overarching interdisciplinary research to formulate long-term sustainable plant protection strategies in a whole crop succession. Research on effective non-chemical methods of control of weeds, such as mechanical methods, are regarded as particularly important as there is extensive use of herbicides in most crops. The indicators for herbicides are also expected to be higher than for fungicides and insecticides in a changed climate. A special area highlighted in the report is methods against grass weeds in crop successions dominated by autumn-sown cereals. In addition, it is judged 12

14 that research on biological control of pests by favouring natural enemies, and non-chemical methods in drilled crops, for example horticultural plants, should be prioritised. High-quality plant protection advice is essential in order to raise the level of knowledge among Swedish farmers on effective alternative methods and integrated plant protection in order to limit weeds and pests and reduce the use of chemical plant protection products. Another important basis for advice is economic and environmental impact assessments of plant protection strategies in different crop successions. Environmental payments are a significant instrument to stimulate the application of integrated plant protection and alternative non-chemical methods of control. It is important, in designing economic instruments, to take account of the fact that several environmental objectives may be affected by proposed measures, for example A Non-Toxic Environment and Zero Eutrophication, and to address any conflicts of aims between different types of environmental effects. There is a need for knowledge and methods in order to be able to weigh up different environmental objectives to make work on the objectives more effective. 13

15 1. Inledning och syfte Ett framtida varmare och fuktigare klimat riskerar att öka förekomsten av skadegörare och ogräs i jordbruket. Motsvarande påverkan i skogsbruket omfattas inte i detta projekt. Klimatförändringen skulle kunna leda till en ökad användning av kemiska växtskyddsmedel (SOU, 2007a), vilken idag är lägre i Sverige än användningen i flera andra Europeiska länder (European Commission, 2009). En av orsakerna är sannolikt relaterad till ett varmare klimat på kontinenten. Växtskyddsmedel för bekämpning av ogräs, sjukdomar och skadedjur har redan i dagens klimat en viktig roll i jordbruksproduktionen och bidrar till skördeökningar, säkrare skördar, jämnare kvalitet och lägre produktionskostnader. Samtidigt finns det risker i samband med användningen av de kemiska medlen, användningen kan medföra förorening av grundvatten, rester i livsmedel, hälsorisker för lantbrukaren som utför behandlingen och risker för naturmiljön såsom direkta eller indirekta effekter på olika organismer samt på den biologiska mångfalden i odlingslandskapet (Jordbruksverket 2008a). Jordbruket såväl som samhället i stort har en stor användning och ett stort beroende av en mängd kemiska produkter vilket medför att miljökvalitetsmålet Giftfri miljö ses som ett av de svåraste miljömålen att nå (Miljömålsportalen, 2010). Ett viktigt delmål är att minska riskerna vid användningen av kemiska växtskyddsmedel och klimatförändringar kan ytterligare försvåra möjligheterna att nå detta mål. Det övergripande syftet med denna rapport är att bidra med ett underlag till Miljömålsrådet där utvecklingsvägar i jordbruket belyses som kan bidra till måluppfyllelse av Giftfri miljö i ett förändrat framtida klimat. I rapporten sammanfattas befintlig kunskap kring effekter av en klimatförändring på behovet av användning av kemiska växtskyddsmedel och även vilka metoder som finns och vilka förändringar som krävs för att motverka en ökad användning. Arbetet omfattar följande delar: Sammanfattning av klimatscenarier för Sverige Sammanfattning av effekter på skadegörare och ogräs av ett förändrat klimat Uppskattning av förändring av användningen av kemiska växtskyddsmedel i ett nytt klimat fram till år 2085 enligt olika framtidsscenarier Beskrivning av hur odlingssystem och odlingsåtgärder som uppfyller krav för giftfri miljö skulle kunna se ut i ett förändrat klimat Diskussion om behov av åtgärder och forskning Arbetet har finansierats av miljömålsrådet. Jag vill tacka referensgruppen (se nästa stycke) för arbetet i projektet och även rikta ett stort tack till ytterligare personer som bidragit med värdefulla synpunkter och läst manus under arbetets gång: Peder Waern, Gunilla Berg, Karin Jahr och Göran Gustafson från Jordbruksverkets Växtskyddscentraler samt Christel Cederberg, Institutet för livsmedel och bioteknik (SIK) i Göteborg. Jag vill också tacka samtliga som bidrog med sina kunskaper på en workshop under hösten 2009 (deltagare anges i Bilaga 1). Till sist är jag tacksam för värdefulla diskussioner med SLU-forskarna Björn Andersson, Lars Andersson och Roland Sigvald. 14

16 2. Metodik Den metodik som använts i projektet är litteraturstudier, sammanställning av statistik samt intervjuer med forskare och andra experter. Ytterligare faktaunderlag är en sammanställning av Växtskyddscentralernas databas över angrepp av olika skadegörare från 1988 fram till idag (Svensson & Berg, opubl. 2009). Under arbetets gång har en workshop genomförts med deltagande av experter, där effekter av klimatförändringar på ogräsförekomst och angrepp av skadegörare diskuterades, samt tänkbara åtgärder för att undvika en ökad användning i framtiden. Deltagare på workshopen anges i Bilaga 1. Christel Cederberg, forskare med miljösystemanalyser inom jordbruket som specialområde, har anlitats som expert och har bidragit med dataunderlag och övergripande synpunkter på arbetets uppläggning. Arbetet med uppskattning av förändringar av den kemiska bekämpningen i ett förändrat klimat har genomförts i nära samarbete med experter från Jordbruksverkets växtskyddscentraler. En referensgrupp har varit knuten till projektet bestående av Peter Bergkvist, Kemikalieinspektionen, Jan Eksvärd, LRF, Magnus Franzén, Jordbruksverket och Ingrid Rydberg, Naturvårdsverket. Per Nordmalm har deltagit i referensgruppen såsom ansvarig för projektet från Kemikalieinspektionens sida. Vid projektstart drogs riktlinjer upp för uppläggning av arbetet av referensgrupp och ansvarig från Kemikalieinspektionen. Referensgruppen har sedan kommit med synpunkter på arbetet och på manusutkast under projektets gång. I arbetet har projektioner för klimatförändringar fram till år 2085 beaktats. SMHI:s klimatscenarier som använts i projektet redovisar projektioner för tre intervaller: 2025 (medel för år ), 2050 (medel för år samt 2085 (medel för år ) (SMHI, Rossby Center). När olika typer av förändringar beräknas inträffa varierar beroende på vädervariabel och geografisk läge (SOU, 2007a; Fogelfors et al., 2008). De beräknade temperaturökningarna fram till år 2085 förväntas i stor utsträckning realiseras redan till år 2025 i Götaland, medan förändringen går långsammare i Svealand och Norrland (Fogelfors et al., 2008). Nederbördsmönstren förändras icke-linjärt med blötare förhållanden under hela året fram till mitten av seklet och ökad torka under sommaren i södra Sverige först mot slutet av seklet, år För att täcka in samtliga förändringar som bedöms ske under det närmaste seklet har jag valt att beräkna indikatorer för framtida användning av växtskyddsmedel för år Effekter på resultaten av de tidmässiga variationerna vad gäller förändringar av olika klimatvariabler diskuteras i rapporten. 3. Giftfri miljö och växtskyddsmedel i jordbruket Miljökvalitetsmålet Giftfri miljö utgör grunden för ansträngningar att minska riskerna med användningen av växtskyddsmedel. De delmål som främst berör växtskyddsmedel är utfasningen av särskilt farliga ämnen samt fortlöpande minskning av hälso- och miljörisker med kemikalier. När det gäller utfasning av särskilt farliga ämnen har ett översynsprogram för växtskyddsmedel inom EU gjort att flera särskilt farliga ämnen inte längre blir godkända. Under 2009 kom också en ny EG-förordning (EG, 2009a) som ska ersätta det gamla växtskyddsmedelsdirektivet, vilket gör att ytterligare ett antal växtskyddsmedel med särskilt farliga ämnen kommer att försvinna (Miljömålsrådet, 2009). Trots att man uppnått minskade risker med växtskyddsmedel bedöms utvecklingen i vissa delar gå åt fel håll. Användningen har ökat bland annat som en följd av förändrat grödval där växtföljderna ur växtskyddssynpunkt blivit sämre. I ett längre perspektiv (en generation) bedömer Miljömålsrådet att det krävs genomgripande förändringar för att komma bort från det kemikalieberoende som livsmedelsproduktionen nu grundas på, vilket förutsätter insatser 15

17 för att utveckla och införa alternativ till kemisk bekämpning. Nedan beskrivs indikatorer som följer upp miljömålet och är kopplade till användningen av växtskyddsmedel (Miljömålsportalen, 2010). 3.1 Index för hälso- och miljörisker Indexen syftar till att utvärdera påverkan på miljö och hälsa (hos användarna) av användningen av växtskyddsmedel och baseras på antal använda doser samt de aktiva substansernas inneboende egenskaper såsom toxicitet, persistens, bioackumulering och rörlighet samt hanteringen som påverkar exponering av användarna (Bergkvist, 2004). Miljöriskindexet visar en tendens att minska under de senaste åren, medan hälsoindexet visar motsatt tendens (figur 1). Figur 1. Riskindex för miljö och hälsa under perioden 1988 till 2008 (KemI, 2010). 3.2 Toxicitetsindex för vatten År 2007 beslöt Kemikalieinspektionen att använda ett toxicitetsindex för att beskriva förändringar av förekomst av växtskyddsmedel i vatten och potentiella effekter på vattenekosystemen. Indikatorn visar hur risken för skador på vattenlevande organismer förändras från år till år och har retroaktivt beräknats sedan år 2002 (Adielsson et al., 2009). Indexet är en sammanslagning av alla uppmätta halter av växtskyddsmedel från vattendrag i fyra jordbruksområden i förhållande till ämnenas respektive riktvärden, det vill säga den högsta halt då man inte kan förvänta sig några negativa effekter av ämnet i ytvatten. Någon minskning har inte kunnat observeras när det gäller risken för att växtskyddsmedel från jordbruket påverkar vattenlevande organismer (figur 2). För den tidsperiod (sedan 2002) som mätningarna har pågått har trenden varit relativt oförändrad, vilket kan bero på att användningen av växtskyddsmedel också varit relativt oförändrad under senare år. 16

18 Figur 2. Toxicitetsindex för uppmätta halter i ytvatten i förhållande till sina respektive riktvärden. Index för år 2002 är satt till 100 (Miljömålsportalen, 2010). Andra indikatorer som används för att följa miljökvalitetsmålet Giftfri miljö rör utvecklingen av ekologisk produktion, både animalieproduktionen och andelen ekologiskt odlad areal (Miljömålsportalen, 2010). 3.3 Handlingsprogram Flera nationella handlingsprogram för hållbar användning av växtskyddsmedel har utarbetats med förslag på åtgärder för att minska riskerna med användningen av växtskyddsmedel. Det senaste förslaget till handlingsprogram avser perioden (Jordbruksverket, 2008b) och är framtaget av Jordbruksverket, Kemikalieinspektionen och Naturvårdsverket i samråd med Livsmedelsverket, Arbetsmiljöverket och Skogsstyrelsen. Åtgärder föreslås när det gäller utbildning och rådgivning, satsningar på forskning och utveckling samt lagstiftning, tillsyn och uppföljning. Handlingsprogrammet är ett viktigt verktyg i arbetet att uppfylla delmål i Giftfri miljö som är knutna till jordbrukets användning av växtskyddsmedel. I handlingsprogrammet görs bedömningen att användningen av växtskyddsmedel kommer att öka på grund av god lönsamhet för växtskyddsåtgärder, ökad odling av bekämpningsintensiva grödor, samt en minskad trädesareal. Vidare kan tillgången på antalet produkter av olika växtskyddsmedel komma att minska vilket leder till ökade problem med resistens. Vad gäller effekter av klimatförändringen anses handlingsprogrammets tidsperspektiv vara för kort (t.o.m. 2013) för behov av analys av effekter av klimatförändringar. Man konstaterar dock samtidigt att problemen kan bli allvarliga på sikt. I handlingsprogrammet nämns att omfattningen av såväl ekologisk produktion som odlingssystem med låga insatser av växtskyddsmedel behöver öka för att komma närmare måluppfyllelse av Giftfri miljö. Ett centralt arbete för att uppnå system med låg användning är åtgärder för implementering av integrerat växtskydd (IPM, Integrated Pest Management). För att detta ska lyckas finns ett stort behov av kunskap om nya effektiva icke-kemiska metoder. Ny forskning behöver omsättas i praktiskt tillämpbara bekämpningsstrategier och satsningar behöver göras på kunskapsöverföring, det vill säga på rådgivning inom integrerat växtskydd. 3.4 EG-direktiv om hållbar användning Ett EG-direktiv om en hållbar användning av bekämpningsmedel (växtskyddsmedel) antogs 2009 (EG, 2009b) och Naturvårdsverket har fått i uppdrag att tillsammans med Jordbruksverket och Kemikalieinspektionen lämna förslag till implementering av direktivet i Sverige. Införandet av IPM är en viktig del i direktivet. Artikel 1 beskriver syftet enligt följande: 17

19 Detta direktiv fastställer en ram för att uppnå en hållbar användning av bekämpningsmedel genom att minska de risker och konsekvenser som användningen av bekämpningsmedel innebär för människors hälsa och miljön och genom att främja användning av integrerat växtskydd och andra alternativa metoder eller tekniker såsom icke-kemiska alternativ till bekämpningsmedel. Direktivet om hållbar användning av bekämpningsmedel är ett minimidirektiv, vilket innebär att det anger den lägsta nivå som respektive medlemsland måste nå upp till. I direktivet anges att de allmänna principerna för IPM ska tillämpas i medlemsländerna senast 1 januari Dessa allmänna principer (beskrivs i Bilaga III till direktivet) kan sammanfattas sålunda: förebyggande åtgärder ska användas och stödjas, såsom växtföljd, odlingsteknik, resistent växtmaterial system för prognos och varning ska användas behandling ska ske utifrån övervakning i fält och med hänsyn till tröskelvärden för bekämpning användningen ska behovsanpassas och icke-kemiska metoder ska ges företräde om de leder till tillfredsställande bekämpning vid kemisk bekämpning ska användningen begränsas och mest målspecifika medel användas. Hänsyn ska tas till risk för resistens nyttan av vidtagna växtskyddsåtgärder bör följas upp utifrån den dokumentation som gjorts. I direktivet lyfts fram att medlemsstaterna ska främja ett växtskydd med låg insats av kemiska växtskyddsmedel för att minska jordbrukets beroende och detta inkluderar både IPM och ekologisk produktion. Syftet med direktivet att minska riskerna med användningen av växtskyddsmedel inom EU ligger väl i linje med de svenska nationella handlingsprogrammen och delmålen i Giftfri miljö. 4. Framtida klimat i Sverige 4.1 Nationella klimatscenarier Enligt SMHI:s regionala klimatscenarier kan medeltemperaturen i Sverige komma att stiga mer än den globala genomsnittstemperaturen under innevarande århundrade (SOU, 2007a; Fogelfors et al., 2008). Om IPPC:s hög-emissionsscenario (A2) (IPCC, 2007) blir verklighet kommer temperaturen i södra Sverige motsvara dagens förhållanden i centrala till norra Frankrike, och norra Götaland ha liknande temperaturer som i de norra delarna av Tyskland. Klimatprojektionen (scenario A2) visar en genomsnittlig temperaturökning i Sverige på cika 4 C inom ett sekel. Temperaturökningen medför en kraftigt förlängd odlingssäsong i Sverige, i söder med upp till fyra månader, framförallt genom en tidigare vår (figur 3). Gränsvärdet för odlingsperiodens början och slut är en dygnsmedeltemperatur på plus 5 C. Det bör påpekas att osäkerheten är hög på grund av att små temperaturdifferenser runt 5 -strecket kan medföra stora skillnader i den beräknade odlingsperiodens längd. I nordligaste Sverige kan odlingsperioden komma att öka med en till två månader. 18

20 Figur 3. Odlingsperiodens längd idag (klargrön) och år 2085 (gröngul) enligt IPPC scenario A2. Källa: Fogelfors et al., 2008, illustration F.M. Stendahl. De kraftiga temperaturökningarna illustreras av SMHI:s kartor för klimatscenarier (Rossby center, SMHI) (figur 4). Kartorna visar att den förväntade ökningen av medeltemperaturen fram till år 2085 under de tre kvartalen från december till augusti realiseras redan till år 2050 i Götaland och Svealand. I Götaland visar klimatmodellerna att en stor del av höjningen kommer ännu tidigare, till år 2025 (Fogelfors et al., 2008). Temperaturen under hösten (september november) visar ett annat mönster med en mer fördröjd temperaturökning ända fram till år Temperaturökningen beräknas även gå långsammare i norra Sverige. Klimatmodellerna visar att antalet dagar under sommaren med extremt höga temperaturer, över 30 C, kan öka vid slutet av seklet, speciellt i södra Sverige (SOU, 2007a). 19

21 Medeltemperatur december-februari År 2050 År 2085 Medeltemperatur mars-maj År 2050 År 2085 Medeltemperatur juni-augusti År 2050 År 2085 Medeltemperatur september-november År 2050 År 2085 Figur 4. Scenario för förändring av dygnsmedeltemperatur fram till år 2085 (genomsnitt för perioden ), genomsnitt för fyra kvartal (Rossby center, SMHI). Både den totala nederbörden och nederbördsmönstret beräknas förändras i klimatscenarierna (SOU, 2007a; Fogelfors et al., 2008). Genomsnittligt ökar nederbörden i hela landet, men den kommer att falla mer ojämnt än idag fram mot slutet av seklet. Vinternederbörden beräknas öka kraftigt redan till år 2050, med fortsatt högst nederbörd i sydväst och i fjällkedjan (Rossby Center, SMHI) (figur 5). Kortvariga kraftiga regnoväder kan också bli mer frekventa med risk för översvämningar (SOU, 2007a). Nederbördsmönstren under sommaren väntas förändras icke-linjärt i främst Götaland med 20

22 blötare väderlek i mitten av seklet, medan torrare somrar förväntas kring år 2085 i delar av området, till exempel i produktionsområdet Götalands södra slättbygder (se karta, figur 6). Framförallt beräknas juli och augusti bli torrare än idag. Det torrare sommarklimatet i söder beräknas således inträffa först i slutet av århundradet (figur 5), medan de högre medeltemperaturerna slår igenom tidigare (figur 4). Nederbörd december-januari År 2050 År 2085 Nederbörd juni-augusti År 2050 År 2085 Figur 5. Scenario för förändring av nederbörd fram till år 2085 (genomsnitt för perioden ), genomsnitt för vinterkvartalet december-januari samt sommarmånaderna juni-augusti (Rossby center, SMHI). 4.2 Klimat i Sveriges olika produktionsområden Vid bedömningen av klimateffekter på användningen av växtskyddsmedel mot ogräs och växtskadegörare har beräkningarna utförts för Sveriges olika så kallade produktionsområden (figur 6). Dessa områden används i SCB:s och Jordbruksverkets jordbruksstatistik och även vad gäller statistik om användning av växtskyddsmedel i jordbruket. Dagens temperaturklimat visar att årsmedeltemperaturen varierar från 8 C i söder till 1 C i delar av produktionsområdet Nedre Norrland (tabell 1). Likaså är odlingssäsongen i söder över sju månader, medan den längst i norr kan vara mindre än fyra månader. 21

23 Figur 6. Sveriges indelning i olika produktionsområden. Källa: Jordbruksverket, 2008a. Tabell 1. Årsmedeltemperatur och odlingssäsongens längd i Sveriges olika produktionsområden (Eckersten et al., 2008). Årsmedeltemp, C Odlingssäsong, dagar Götalands slättbygder Götalands mellanbygder Götalands norra slättbygder Svealands slättbygder Götalands skogsbygder 5-7 < Mellersta Sveriges skogsbygder Nedre Norrland Övre Norrland, kusten 2-3 < Klimatscenarier för olika lokaler Klimatscenarier finns inte framtagna för de olika produktionsområdena i sin helhet. Istället presenteras scenarier som togs fram i ett projekt vid SLU i en framtidsanalys av svenskt jordbruk (Fogelfors et al., 2008). Scenarierna valdes utifrån tillgängliga data för regionala klimatscenarier från SMHI som användes i sårbarhetsutredningen (SOU, 2007a; Eckersten et al., 2008). För tre lokaler i Sverige som representerar förhållanden i nordvästra Skåne (Lund), östra Mälardalen (Uppsala) och Västerbottens kustland (Umeå) togs data och diagram fram för dagens klimat och för klimatscenario A2 med en månadsvis upplösning (figur 7, 8 och 9). A2 scenariot för nordvästra Skåne visar en genomsnittlig temperaturökning på knappt 4 C fram till slutet av 2000-talet (figur 7), vilket kan leda till en odlingssäsong på upp till

24 dagar. Månadsmedeltemperaturen når aldrig under nollstrecket vilket medför att skadegörare och ogräs överlever vintern i större utsträckning än idag. Redan idag är odlingssäsongen cirka tre veckor längre jämfört med genomsnittet för perioden Medeltidpunkten för sista vårfrosten förändras från slutet av april till i mitten av februari. Kraftiga förändringar förväntas även vad gäller nederbördsmönster med mindre mängd nederbörd under juli, augusti och september, en reduktion om cirka 50 mm, och betydligt större nederbörd under oktober till och med februari, en ökning om cirka 120 mm. Nederbörden under vår och försommar förändras inte nämnvärt, men tid krävs för upptorkning efter den stora vinternederbörden för att möjliggöra vårbruk. Detta kan innebära att vårsådden inte kan flyttas bakåt i tiden i den utsträckning som temperaturen skulle medge. En mycket viktig aspekt för jordbruksproduktionen är ljusförhållandena, vilka inte ändras i ett nytt klimat. Detta medför att produktionspotentialen inte kan utnyttjas på samma sätt under senhöst och tidig vår som i sydligare länder, trots att temperaturen i Skåne kan bli densamma som i exempelvis norra Frankrike. Nordvästra Skåne Nordvästra Skåne A2-scenario år 2085 Figur 7. Scenario för förändring av klimatet i nordvästra Skåne år 2085 (genomsnitt för perioden ). Källa: Fogelfors et al., 2008, illustration F.M. Stendahl. Även A2 scenariot för Östra Mälardalen visar en genomsnittlig temperaturökning på knappt 4 C fram till slutet av 2000-talet (figur 8), vilket kan leda till en odlingssäsong på upp till 250 dagar jämfört med dagens 185 dagar. Odlingssäsongen skulle därmed kunna bli något längre än i Skåne idag. Dock är hösten mörkare vilket sannolikt minskar den reella produktionssäsongen. Liksom för Skåne är odlingssäsongen redan idag längre än genomsnittet för perioden , cirka en två veckor längre. Medeltidpunkten för sista vårfrosten för- 23