Marianne Stenrød
Divisjonsdirektør
Forfattere
Christophe Moni Eva Farkas Claire Coutris Hanna Marika Silvennoinen Anders Aas Marit Almvik Liang Wang Kathinka Lang Xingang Liu Marianne StenrødSammendrag
Biochar and pesticides are likely to be increasingly used in combination in agricultural soils, yet their combined effects on climate change mitigation remain unexplored. This study presents an 8-month incubation experiment with different soil types (silt loam and sandy loam), biochars (corncob and corn stem), and pesticides (with and without a pesticide mixture), during which CO2 production from soil organic matter (SOM) and biochar mineralisation was monitored using isotopic methods. A comprehensive modelling approach, describing all mineralisation results over the entire incubation with a reduced set of parameters, was employed to isolate the effects of biochar, pesticides, and their interactions across soil types and carbon pools, and captured the dynamic effect of biochar on SOM mineralisation. Over 99.5% of biochars remained inert after 8 months, confirming the role of biochar as a carbon sequestration technology. Biochar addition showed higher SOM stabilisation potential in soil with high clay content compared to soil with low clay content. This suggests that biochar amendment should be considered carefully in clay-depleted soils, as it could result in a loss of native SOM. Corn stem biochar, characterised by high surface area and low C/N ratio, demonstrated higher SOM stabilisation potential than corncob biochar with low surface area and high C/N ratio. Pesticide application reduced SOM mineralisation by 10% regardless of soil and biochar types. Finally, the interaction between corncob biochar and pesticides further reduced SOM mineralisation by 5%, while no interactive effect was observed with corn stem biochar. These findings highlight the importance of considering biochar-pesticide interactions when evaluating the impact of biochar amendments on native SOM stability.
Forfattere
Live Lingaas Nesse Kristin Forfang Jannice Schau Slettemeås Snorre Hagen Marianne Sunde Abdelhameed Elameen Gro Skøien Johannessen Marianne Stenrød Girum Tadesse Tessema Marit Almvik Hans Geir EikenSammendrag
The abundance and diversity of antimicrobial-resistant bacteria (ARB) and antimicrobial resistance genes (ARGs) in agricultural landscapes may be important for the spread of antimicrobial resistance (AMR) in the environment. The aim of this study was to apply screening methods for ARB and ARGs to investigate the impact of farming on the prevalence of AMR in a country with low antibiotic usage. We have analyzed samples (n = 644) from soil and wild terrestrial animals and plants (slugs, snails, mice, shrews, earthworms, and red clover) collected over two years in agricultural fields accompanied by nearby control areas with low human activity. All samples were investigated for the occurrence of 35 different ARGs using high-throughput quantitative PCR (HT-qPCR) on a newly developed DNA array. In addition, samples from the first year (n = 415) were investigated with a culture-based approach combined with whole-genome sequencing (WGS) to identify antimicrobial-resistant E. coli (AREC). ARGs were detected in 59.5% of all samples (2019 + 2020). AREC, which was only investigated in the 2019 samples, was identified in 1.9% of these. Samples collected in the autumn showed more ARGs and AREC than spring samples, and this was more pronounced for organic fields than for conventional fields. Control areas with low human activity showed lower levels of ARGs and a lack of AREC. The use of livestock manure was correlated with a higher level of ARG load than other farming practices. None of the soil samples contained antibiotics, and no association was found between AMR and the levels of metals or pesticides. High qualitative similarity between HT-qPCR and WGS, together with the positive controls to the validation of our 35 ARG assays, show that the microfluid DNA array may be an efficient screening tool on environmental samples. In conclusion, even in a country with a very low consumption of antimicrobials by production animals, our results support the hypothesis of these animals being a source of AREC and ARGs in agricultural environments, primarily through the use of manure.
Sammendrag
Hovedmålet med arbeidet som presenteres her har vært å avklare sammenhenger mellom produksjonspraksis og funn av plantevernmidler i utvalgte matvarer som inngår i den pågående norske mattrygghetsovervåkingen, og vurdere hvordan disse resultatene kan utnyttes for en trygg økning i produksjonen og forbruket av norsk frukt og grønt. Mattryggheten på det norske markedet er generelt god, og dataanalysen som er utført viser at selv om norske produkter konsekvent har lavere påviste restkonsentrasjoner av plantevernmidler, vil ikke kjemisk mattrygghet alene være et argument for å øke konkurranseevnen til norskprodusert frukt og grønt. I workshops med grøntprodusenter og rådgivingstjenesten i landbruket ble det påpekt at etterspørselen i markedet styrer produksjonen og at det er behov for variasjon i produksjonsmetoder for både gulrot, potet, bringebær og jordbær. De observerte forskjellene i nivåer og hyppighet av påvisning av plantevernmidler er knyttet både til skadegjørertrykk og hvilke plantevernmidler som er godkjent for bruk, både når vi ser på norskproduserte og importerte produkter. Workshopdiskusjoner pekte videre på følgende faktorer for fremtidig konkurranseevne for innenlandske produkter av bær, frukt og grønnsaker: (i) Bedre informasjon til forbruker om forutsetningene bak overvåkingsdataene og om hvilken plantevernpraksis som er gjeldende i Norge i dag vil kunne være avgjørende for at kundene fortsatt skal foretrekke norske matvarer og ha tillit til norsk produksjon. (ii) Omsetningsleddet (og forbruker) har stor makt og det bør ses nærmere på hvordan vi sammen kan balansere kravene til mattrygghet og kvalitet i butikk, matsikkerhet og reduksjon i matsvinnet. (iii) Bærekraftsvurderinger ved offentlige innkjøp av mat kan være et viktig virkemiddel gitt at kriteriene er presise, og det finnes verktøy for å vurdere produksjon og omsetning. (iv) Når det gjelder godkjenning og tilgjengelighet av mer bærekraftige plantevernmidler så er det behov for målrettet forskning og tilrettelegging både i Europa generelt og i Norge spesielt. Hvordan og i hvilken grad europeisk regelverk vil endres for å møte målene om redusert bruk av kjemiske plantevernmidler samt resultatene fra løpende forskningsprosjekter for økt tilgjengelighet av alternativer til de tradisjonelle plantevernmidlene, blir viktig i denne sammenheng.
