Hållbart växtskydd. Analys av olika strategier för att minska riskerna med kemiska växtskyddsmedel

Risker som är förknippade med kemiska växtskyddsmedel kan sammanfattas i fem områden: risker för användare, risker för rester i livsmedel samt i yt- och grundvatten och risker för natursystemet (t.ex. förlorad biodiversitet). De viktigaste fördelarna med växtskyddsmedel är att de bidrar till skördeökningar och att de förbättrar möjligheten till stabila skördenivåer, oavsett årsmån. Det finns olika strategier för att hantera växtskyddet i dagens jordbruk och beroende på vilken strategi som väljs förändras riskerna som är förknippade med användningen av växtskyddsmedel. Syftet med MAT 21-projektet Hållbart Växtskydd har varit att analysera den miljömässiga hållbarheten i olika växtskyddsstrategier med hjälp av konkreta exempel. Ambitionen är att ge vägledning om genomförandet av politiska miljömål, tolkning av miljöanalyser och utveckling av kvalitets- och miljöledningssystem i livsmedelsföretag. I projektet har en varierad växtföljd setts som en viktig förebyggande åtgärd för att minska riskerna med växtskyddsmedel. En diversifierad växtföljd bidrar till att reducera vissa typer av ogräs och till att minska trycket av många svampsjukdomar. Mekanisk ogräsreglering ger tillsammans med förebyggande åtgärder möjligheter att minska användningen av växtskyddsmedel. Exempel på tekniska lösningar som kan minska riskerna är bandsprutning i kombination med radrensning eller ny bredsprutningsteknik med lufttillsats vilket reducerar vindavdriften vid en applikation med växtskyddsmedel. För att analysera riskerna som är förknippade med växtskyddsmedel användes modellen PRI-Farm som är en riskindikatormodell utvecklad av Kemikalieinspektionen. I modellen poängsätts faktorer för fara och exponering vid applikation av växtskyddsmedel. Farofaktorerna utrycker belastningen av de inneboende egenskaperna hos preparatens aktiva substans som persistens, bioackumulering och rörlighet. Exponeringsfaktorerna beaktar applikationsmetod, använd dos, markegenskaper och spruttidpunkt. Resultaten vägs samman i en poängsumma (ett miljöriskindex), där risk för transport till yt- och grundvatten väger tungt. Även ett hälsoriskindex kan beräknas, vilket inte gjorts i denna studie. Modellen kan inte användas för att kvantifiera risker utan är i stället ett verktyg för att kunna göra jämförande bedömningar mellan olika strategier för växtskyddsinsatser, identifiera problemanvändningar eller för att visa på risktrender över tiden. För att analysera andra miljöeffekter (t.ex. klimatpåverkan och energianvändning) användes metodiken för livscykelanalys (LCA). Detta är en metod som används för att göra miljöbedömningar av produkter och tjänster. Man genomför beräkningar för produktens potentiella bidrag till olika miljöeffekter, såsom växthuseffekt och försurning, och man summerar även den förbrukning av viktiga resurser som produkten givit upphov till. Tanken är att dessa beräkningar skall kunna ge information som kan leda till att man kan minska miljöpåverkan från en viss produkt på ett effektivt sätt. Resultaten kan också ge vägledning vid val mellan produkter som är likvärdiga i övrigt. I fallstudien av den allsidiga växtodlingsgården jämfördes också nuläget med ett scenario där gården lades om till ekologisk produktion. I detta alternativ användes inga kemiska växtskyddsmedel. Omläggningen till ekologisk produktion påverkade även andra miljöeffekter, förutom riskerna med växtskyddsmedel. En negativ effekt av det ekologiska scenariot var att grödan kepalök fick utgå p.g.a. att risken bedömdes som för stor för ett stort skördebortfall utan tillgång på fungicider. På grund av en lägre skördenivå i ekologisk produktion behövdes en betydligt större yta för att producera en given mängd livsmedel. I en ekonomisk analys jämfördes nuläget på den allsidiga växtodlingsgården med ett ekologiskt scenario. Resultatet var likvärdigt för de två alternativen. För att ekologisk odling skall vara en ekonomiskt lyckad satsning på gårdar i intensiva slättbygder med odling av specialgrödor är det, med dagens nivå på miljöstödet för ekologisk produktion, helt nödvändigt att det finns ett bra merpris för produkterna. I en fallstudie av en allsidig växtodlingsgård jämfördes nuläget med ett scenario där olika strategier testades som minskade riskerna med växtskyddsmedel utan att skördenivån ändrades nämnvärt. Detta scenario (kallat Bästa Möjliga Teknik) innebar användning av mekanisk och/eller termisk behandling som alternativ till konventionell bekämpning i vissa grödor samt medvetna val av växtskyddsmedel som hade mindre dåliga miljöegenskaper. Fallstudien visade på flera olika möjligheter till att reducera riskerna i konventionell drift. Eftersom gården i studien hade många radodlade specialgrödor bedömdes bandsprutning kombinerat med radrensning vara en intressant förbättring. Att väsentligt reducera användningen av fungicider i potatis och lök utan att äventyra skördenivån bedömdes som mycket svårt i konventionell drift, även med bästa odlingsteknik. I fallstudien av den allsidiga växtodlingsgården jämfördes också nuläget med ett scenario där gården lades om till ekologisk produktion. Detta alternativ minskar riskerna med växtskydds-medel radikalt men påverkar även andra miljöeffekter. För många grödor minskade energianvändning, liksom utsläpp av växthusgaser vid en övergång till ekologisk odling. En negativ effekt av det ekologiska scenariot var att grödan kepalök fick utgå p g a att risken bedömdes som för stor för ett betydande skördebortfall utan tillgång till fungicider. Ur miljö- och resurssynpunkt var den mest negativa effekten att det ekologiska scenariot krävde mycket större yta för att producera en given mängd livsmedel. I en ekonomisk analys jämfördes nuläget på den allsidiga växtodlingsgården med ett ekologiskt scenario. Resultatet var likvärdigt för de två alternativen. För att ekologisk odling skall vara en ekonomiskt lyckad satsning på gårdar i intensiva slättbygder är det helt nödvändigt att det finns ett bra merpris för produkterna. Studien visar att det finns flera olika strategier för att minska riskerna med användningen av växtskyddsmedel. En varierad växtföljd är en grundläggande förutsättning i alla odlingssystem och inom detta område finns det mycket gammal kunskap som behöver väckas till liv. Miljöanalyserna visar också att många tekniska lösningar, som leder till minskat behov av växtskyddsmedel, kan tillämpas utan att andra miljöeffekter påverkas nämnvärt. Att välja bort växtskyddsmedel som har mindre goda miljöeffekter är en strategi som förefaller ha stor potential för att minska riskerna. PRI-Farm kan bli ett viktigt beslutsstöd i lantbrukets arbete för bättre produktval och säkrare växtskydd. Ekologisk produktion har goda förutsättningar att bli en viktig strategi för minskade risker i de utökade vattenskyddsområden som kommunerna nyligen har beslutat om. För att denna strategi skall bli lyckosam krävs att marknaden fortsätter att öka för ekologiska produkter i Sverige, så att produkternas merpris tillsammans med samhällets stöd via miljöersättningsprogram fortsätter att betala merkostnaden för denna produktionsform

Comparison between interstitial laser thermotherapy and excision of an adenocarcinoma transplanted into rat liver.

The aim of this study was to compare interstitial laser thermotherapy with excision of a liver tumour. A dimethylhydrazine-induced adenocarcinoma was transplanted (implanted if not stated otherwise) into the left lateral lobe of the rat liver, and treatment was performed 8 days later. In the main experiment, rats were treated with resection of the tumour-bearing lobe or underwent interstitial laser thermotherapy, which was performed at a steady-state temperature of 46 degrees C for 30 min, 3 mm from the tumour margin. The incidence and extent of intraperitoneal spread was smaller after laser thermotherapy than after resection of the tumour-bearing lobe, with no difference in local control. Metastatic spread after resection of the median liver lobe was similar to that observed after sham procedures for thermotherapy or resection, suggesting that the advantage of thermotherapy was not due to a difference in surgical trauma. Additional studies showed that laser thermotherapy reduced intraperitoneal spread when treatment was suboptimal or in a tumour inoculation model and suggested that immunological mechanisms might be involved. It is concluded that interstitial laser thermotherapy reduces spread of liver tumour compared with resection

Precipitation of Mn Oxides in Quaternary microbially induced sedimentary structures (MISS), Cape Vani Paleo-Hydrothermal Vent Field, Milos, Greece

Understanding microbial mediation in sediment-hosted Mn deposition has gained importance in low-temperature ore genesis research. Here we report Mn oxide ores dominated by todorokite, vernadite, hollandite, and manjiroite, which cement Quaternary microbially induced sedimentary structures (MISS) developed along bedding planes of shallow-marine to tidal-flat volcaniclastic sandstones/sandy tuffs, Cape Vani paleo-hydrothermal vent field, Milos, Greece. This work aims to decipher the link between biological Mn oxide formation, low-T hydrothermalism, and, growth and preservation of Mn-bearing MISS (MnMISS). Geobiological processes, identified by microtexture petrography, scanning and transmission electron microscopy, lipid biomarkers, bulk- and lipid-specific δ13Corganic composition, and field data, and, low-temperature hydrothermal venting of aqueous Mn2+ in sunlit shallow waters, cooperatively enabled microbially-mediated Mn (II) oxidation and biomineralization. The MnMISS biomarker content and δ13Corg signatures strongly resemble those of modern Mn-rich hydrothermal sediments, Milos coast. Biogenic and syngenetic Mn oxide precipitation established by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy and petrography, combined with hydrothermal fluid flow-induced pre-burial curing/diagenesis, may account for today’s crystalline Mn oxide resource. Our data suggests that MISS are not unique to cyanobacteria mats. Furthermore, microbial mats inhabited by aerobic methanotrophs may have contributed significantly to the formation of the MnMISS, thus widening the spectrum of environments responsible for marine Mn biometallogenesi

Arsenic and high affinity phosphate uptake gene distribution in shallow submarine hydrothermal sediments

The toxicity of arsenic (As) towards life on Earth is apparent in the dense distribution of genes associated with As detoxification across the tree of life. The ability to defend against As is particularly vital for survival in As-rich shallow submarine hydrothermal ecosystems along the Hellenic Volcanic Arc (HVA), where life is exposed to hydrothermal fluids containing up to 3000 times more As than present in seawater. We propose that the removal of dissolved As and phosphorus (P) by sulfide and Fe(III)(oxyhydr)oxide minerals during sediment-seawater interaction, produces nutrient-deficient porewaters containing < 2.0 ppb P. The porewater arsenite-As(III) to arsenate-As(V) ratios, combined with sulfide concentration in the sediment and/or porewater, suggest a hydrothermally-induced seafloor redox gradient. This gradient overlaps with changing high affinity phosphate uptake gene abundance. High affinity phosphate uptake and As cycling genes are depleted in the sulfide-rich settings, relative to the more oxidizing habitats where mainly Fe(III)(oxyhydr)oxides are precipitated. In addition, a habitat-wide low As-respiring and As-oxidizing gene content relative to As resistance gene richness, suggests that As detoxification is prioritized over metabolic As cycling in the sediments. Collectively, the data point to redox control on Fe and S mineralization as a decisive factor in the regulation of high affinity phosphate uptake and As cycling gene content in shallow submarine hydrothermal ecosystems along the HVA

A New Luminescence Assay for Autoantibodies to Mammalian Cell–Prepared Insulinoma-Associated Protein 2

OBJECTIVE—Insulinoma-associated protein 2 (IA-2) is a major autoantigen in type 1 diabetes, and IA-2 autoantibodies are routinely detected by a liquid-phase radioimmunoprecipitation assay. The present experiments were initiated to develop a new assay that does not require the use of radioisotopes or autoantigens prepared in bacteria or by in vitro transcription/translation

Frizzled 7 and PIP₂ binding by syntenin PDZ₂ domain supports Frizzled 7 trafficking and signalling

PDZ domain-containing proteins work as intracellular scaffolds to control spatio-temporal aspects of cell signalling. This function is supported by the ability of their PDZ domains to bind other proteins such as receptors, but also phosphoinositide lipids important for membrane trafficking. Here we report a crystal structure of the syntenin PDZ tandem in complex with the carboxy-terminal fragment of Frizzled 7 and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP₂). The crystal structure reveals a tripartite interaction formed via the second PDZ domain of syntenin. Biophysical and biochemical experiments establish co-operative binding of the tripartite complex and identify residues crucial for membrane PIP₂-specific recognition. Experiments with cells support the importance of the syntenin–PIP₂ interaction for plasma membrane targeting of Frizzled 7 and c-jun phosphorylation. This study contributes to our understanding of the biology of PDZ proteins as key players in membrane compartmentalization and dynamics

Coupling to short linear motifs creates versatile PME-1 activities in PP2A holoenzyme demethylation and inhibition

Protein phosphatase 2A (PP2A) holoenzymes target broad substrates by recognizing short motifs via regulatory subunits. PP2A methylesterase 1 (PME-1) is a cancer-promoting enzyme and undergoes methylesterase activation upon binding to the PP2A core enzyme. Here, we showed that PME-1 readily demethylates different families of PP2A holoenzymes and blocks substrate recognition in vitro. The high-resolution cryoelectron microscopy structure of a PP2A-B56 holoenzyme–PME-1 complex reveals that PME-1 disordered regions, including a substrate-mimicking motif, tether to the B56 regulatory subunit at remote sites. They occupy the holoenzyme substrate-binding groove and allow large structural shifts in both holoenzyme and PME-1 to enable multipartite contacts at structured cores to activate the methylesterase. B56 interface mutations selectively block PME-1 activity toward PP2A-B56 holoenzymes and affect the methylation of a fraction of total cellular PP2A. The B56 interface mutations allow us to uncover B56-specific PME-1 functions in p53 signaling. Our studies reveal multiple mechanisms of PME-1 in suppressing holoenzyme functions and versatile PME-1 activities derived from coupling substrate-mimicking motifs to dynamic structured cores

Anthropogenic and climatic impacts on a coastal environment in the Baltic Sea over the last 1000 years

Coastal environments have experienced large ecological changes as a result of human activities over the last 100-200 years. To understand the severity and potential consequences of such changes, paleoenvironmental records provide important contextual information. The Baltic Sea coastal zone is naturally a vulnerable system and subject to significant human-induced impacts. To put the recent environmental degradation in the Baltic coastal zone into a long-term perspective, and to assess the natural and anthropogenic drivers of environmental change, we present sedimentary records covering the last 1000 years obtained from a coastal inlet (Gasfjarden) and a nearby lake (Lake Storsjon) in Sweden. We investigate the links between a pollen-based land cover reconstruction from Lake Storsjon and paleoenvironmental variables from Gasfjarden itself, including diatom assemblages, organic carbon (C) and nitrogen (N) contents, stable C and N isotopic ratios, and biogenic silica contents. The Lake Storsjon record shows that regional land use was characterized by small-scale agricultural activity between 900 and 1400 CE, which slightly intensified between 1400 and 1800 CE. Substantial expansion of cropland was observed between 1800 and 1950 CE, before afforestation between 1950 and 2010 CE. From the Gasfjarden record, prior to 1800 CE, relatively minor changes in the diatom and geochemical proxies were found. The onset of cultural eutrophication in Gasfjarden can be traced to the 1800s and intensified land use is identified as the main driver. Anthropogenic activities in the 20th century have caused unprecedented ecosystem changes in the coastal inlet, as reflected in the diatom composition and geochemical proxies. (c) 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.Peer reviewe

The breakdown of the municipality as caring platform: lessons for co-design and co-learning in the age of platform capitalism

If municipalities were the caring platforms of the 19-20th century sharing economy, how does care manifest in civic structures of the current period? We consider how platforms - from the local initiatives of communities transforming neighbourhoods, to the city, in the form of the local authority - are involved, trusted and/or relied on in the design of shared services and amenities for the public good. We use contrasting cases of interaction between local government and civil society organisations in Sweden and the UK to explore trends in public service provision. We look at how care can manifest between state and citizens and at the roles that co-design and co-learning play in developing contextually sensitive opportunities for caring platforms. In this way, we seek to learn from platforms in transition about the importance of co-learning in political and structural contexts and make recommendations for the co-design of (digital) platforms to care with and for civil society

The Hamburg/ESO R-process Enhanced Star survey (HERES). V. Detailed abundance analysis of the r-process enhanced star HE 2327-5642

We report on a detailed abundance analysis of the strongly r-process enhanced giant star, HE 2327-5642 ([Fe/H] = -2.78, [r/Fe] = +0.99). Determination of stellar parameters and element abundances was based on analysis of high-quality VLT/UVES spectra. The surface gravity was calculated from the NLTE ionization balance between Fe I and Fe II, and Ca I and Ca II. Accurate abundances for a total of 40 elements and for 23 neutron-capture elements beyond Sr and up to Th were determined. The heavy element abundance pattern of HE 2327-5642 is in excellent agreement with those previously derived for other strongly r-process enhanced stars. Elements in the range from Ba to Hf match the scaled Solar r-process pattern very well. No firm conclusion can be drawn with respect to a relationship between the fisrt neutron-capture peak elements, Sr to Pd, in HE 2327-5642 and the Solar r-process, due to the uncertainty of the latter. A clear distinction in Sr/Eu abundance ratios was found between the halo stars with different europium enhancement. The strongly r-process enhanced stars reveal a low Sr/Eu abundance ratio at [Sr/Eu] = -0.92+-0.13, while the stars with 0 < [Eu/Fe] < 1 and [Eu/Fe] < 0 have 0.36 dex and 0.93 dex larger Sr/Eu values, respectively. Radioactive dating for HE 2327-5642 with the observed thorium and rare-earth element abundance pairs results in an average age of 13.3 Gyr, when based on the high-entropy wind calculations, and 5.9 Gyr, when using the Solar r-residuals. HE 2327-5642 is suspected to be radial-velocity variable based on our high-resolution spectra, covering ~4.3 years.Comment: 16 pages, 12 figures, accepted to A&