Kemiska växtskyddsmedel i jordbruket : en förutsättning för tryggad livsmedelsförsörjning?

Jordbruket står inför stora utmaningar under de kommande decennierna. Jordens ökande befolkning driver upp efterfrågan på livsmedel och biobränslen från jordbruket. Men jordbrukets produktion bör inte öka genom att expandera till ytan eftersom det skulle ske på bekostnad av viktiga naturliga habitat. Den totala ytan som finns att nyttja för livsmedelsproduktion kommer därför sannolikt att minska i framtiden. Om mer livsmedel ska produceras på mindre yta måste produktiviteten per ytenhet öka. Historiska produktivitetsökningar i jordbruket har i stor utsträckning tillskrivits kemiska insatsmedel i form av gödnings- och växtskyddsmedel men EU har beslutat att unionens medlemsländer ska halvera användandet av kemiska växtskyddsmedel till år 2030. Kritiska röster menar att jordbrukets förmåga att producera livsmedel kommer minska, vilket kan komma att riskera livsmedelstryggheten, om EU:s målsättning nås. Syftet med den här studien var att redogöra för i vilken utsträckning jordbrukets avkastning är beroende av växtskydd i allmänhet och kemiska växtskyddsmedel i synnerhet. Genom en litteraturstudie sammanställs, presenteras och analyseras tidigare forskning inom området. Resultaten visar att jordbruket är helt beroende av växtskydd och att avkastning uppskattningsvis skulle minska med 50–80 % om inget växtskydd bedrevs. Jordbrukets avkastning är i dagsläget även mycket beroende av kemiska växtskyddsmedel. Beroende på hur stor andel av användandet av de kemiska växtskyddsmedlen som fasas ut och i vilken utsträckning andra förändringar av odlingssystemen genomförs, kommer effekterna på avkastningen att bli mer eller mindre stora. Hur stora dessa effekter skulle bli är svårt att förutse eftersom det råder en brist på forsknings- och dataunderlag. Försök att göra skattningar från en rad källor visar att om kemiska växtskyddsmedel helt fasas ut och inga andra förändringar av odlingssystemen genomförs kommer minst 34 % av jordbrukets befintliga avkastning att gå förlorad. Om odlingssystemen förändras för att kompensera för utfasningen kommer skördeförlusterna kunna begränsas till, i bästa fall, cirka 20 %. En bred omställning till ett jordbruk som drivs enligt det integrerade växtskyddets principer och som halverar sitt användande av kemiska växtskyddsmedel skulle uppskattningsvis leda till en minskad avkastning om 5–13 %. För att framgångsrikt minska användandet av kemiska växtskyddsmedel och samtidigt upprätthålla jordbrukets avkastning är det viktigt att både öka antalet grödor i växtföljden och antalet växtskyddsåtgärder, både preventiva och kurativa, i linje med det integrerade växtskyddets principer. Ett halverat användande av kemiska växtskyddsmedel kommer sannolikt leda till att produktionen av livsmedel minskar även om mycket kan göras för att minskningen ska bli så liten som möjligt. Det betyder dock inte nödvändigtvis att framtidens livsmedelstrygghet är hotad eftersom livsmedelsproduktionen bara är den första länken av flera, i en lång kedja, från jord till bord.The agricultural sector faces major challenges in the coming decades. The world's increasing population is driving up the demand for food and biofuel production. But the availability of agricultural land is limited, and production should not expand into the few natural habitats that still remain. The total area that can be used for food production is therefore likely to decrease in the future. If more food is to be produced on less land, productivity per area unit must increase. Major increases in productivity within the agriculture sector have historically been largely attributed to chemical inputs, i.e. fertilizers and pesticides, but the EU has decided that the Union's member states must reduce their use of pesticides by 50 % by the year 2030. Critics claim that food production will decrease, and threaten food security, if the targets of the EU are reached. The purpose of this study was to account for the extent to which crop yields are dependent on plant protection in general and chemical pesticides in particular. By using the methods of a literature review, previous research within the field is compiled, presented and analysed. The results of the review show that the agricultural sector is completely dependent on crop protection and that yields are estimated to decrease 50–80 % in the absence of crop protection. Crop yields are currently also highly dependent on pesticides. Depending on the extent to which the use of pesticides is phased out, and to what extent other changes to the cropping systems are carried out, yield effects will vary. How big these effects would be is difficult to predict because of the lack of available research and data. Attempts to make estimates from a range of sources show that if pesticides are completely phased out and no other changes to the cropping systems are implemented, at least 34 % of current yields will be lost. If the cropping systems are adjusted to compensate for the reduced use of pesticides, yield losses can be limited to, at best, around 20 %. A broad transition to the practices and principles of integrated pest management, parallel to a 50 % reduction in the use of pesticides, would lead to an estimated yield reduction of 5–13 %. In order to successfully reduce the use of pesticides while at the same time maintaining crop yields, it is important to increase both the number of crops in the crop rotation and the number of plant protection methods, both preventive and curative, in line with the principles of integrated pest management. A 50 % reduction in the use of pesticides will likely lead to a reduction in food production, although much can be done to make the reduction as small as possible. However, this does not necessarily mean that future food security is threatened since food production is only the first of several links in a long chain from farm to fork

Does government regulation work?

Illustration not included in Web versio

An overview of economics and regulation

To very briefly conclude: We could summarise the contents of this essay with stating that economic theory and empirical research is a valuable tool in regulation. It might be difficult to apply or to comprehend the implications of economic research in a regulatory context, but it would at least be fruitful in the long run to develop coherent methods to do this

Pubertal maturation and affective symptoms in adolescence and adulthood: evidence from a prospective birth cohort

The higher prevalence of affective symptoms among women compared to men emerges in adolescence, and it has been associated with pubertal maturation. However, it remains unclear whether pubertal timing has long-term influences on affective symptoms. Using data from the British 1946 birth cohort, we investigated whether pubertal timing was associated with affective symptoms over the life course, distinguishing those with symptoms in adolescence only, symptoms in adulthood only, and symptoms in both adolescence and adulthood. In females, there was no evidence that early pubertal maturation was a risk factor for affective symptoms. However, those with particularly late menarche (≥15 years) showed a lower risk of adult-onset affective symptoms (OR = 0.54, 95% CI: 0.31, 0.95). This effect of late pubertal timing was not explained by a range of socio-behavioural factors. In contrast, in males, late pubertal timing was associated with increased risk of adolescent-onset affective symptoms that tracked into adulthood (OR = 2.10, 95% CI: 1.44, 3.06). This effect was partly explained by low pre-pubertal BMI. Sex-specific effects of pubertal timing on the long-term risk of affective symptoms might be due to different effects of gonadal hormonal on the CNS, as well as different social experiences during puberty

Temperature stability of intersubband transitions in AlN/GaN quantum wells

Temperature dependence of intersubband transitions in AlN/GaN multiple quantum wells grown with molecular beam epitaxy is investigated both by absorption studies at different temperatures and modeling of conduction-band electrons. For the absorption study, the sample is heated in increments up to $400^\circ$C. The self-consistent Schr\"odinger-Poisson modeling includes temperature effects of the band-gap and the influence of thermal expansion on the piezoelectric field. We find that the intersubband absorption energy decreases only by $\sim 6$ meV at $400^\circ$C relative to its room temperature value

Nursing technique and growth environment of Rabbit fish (Siganus guttatus) in the area of Tam Giang lagoon, Thua Thien Hue

Summary In the area to the east of Hue city, in Vietnam, lays Tam Giang lagoon, one of Asia's largest lagoons, with an area of 22,000 hectares. This lagoon is suitable for aquaculture. One reason for this is because the salinity differs from sweet to salty in different parts of the lagoon. The Vietnamese Government advocates an increase in environmentally-friendly aquaculture and the fish Siganus guttatus (Rabbit fish) is a candidate for this. This fish eats mainly algae and can be cultivated in a polyculture. The purpose of this master thesis was to investigate how the fish S. guttatus are cultivated in nurseries. Focus was set on a farm located near the town of Tuan An, which cultivated the fish in cement tanks. What would be examined was growth in length and weight and various parameters of water quality where the fish were held. These results would then be compared to farms where fish were reared in earthen ponds on the shores of the Tam Giang lagoon. Only water quality and interviews with the farmers were made on the farms rearing S. guttatus in earthen ponds. Also an economic evaluation would be performed for the different farms. One nursery (farm 1) rearing S. guttatus in cements tanks was visited during an 8 week period. During these 8 weeks the fish grew 3.1 cm and 1.7 g. The mean water parameters were: temperature: 28.4 ° C, salinity: 20.6 ‰, alkalinity: 140 ppm, pH: 7.7, DO 4.5 mg / L, TAN: 0.4 ppm. Three other farms (farm 2, 3 and 4) were visited for interviewing the farmer cultivating Rabbit fish in earthen ponds. At 2 of those farms (farm 2 and 3) also the water quality was analysed according to the same parameters as farm 1. The results from farm 2; temperature: 30 °C, salinity: 13 ‰, alkalinity: 60 ppm, pH: 8, DO: 3 mg/L, TAN: 0.2 ppm. The results from farm 3; temperature: 32 °C, salinity: 16 ‰, alkalinity: 120 ppm, pH: 7.5, DO: 4 mg/L, TAN: 0.2 ppm. The management on the farms differed on some points. Farm 1 produced its own concentrate feed during the first month, consisting of fish meal, rice bran, cassava root meal, vitamins and probiotic (Bacillus subtilis). After the first month the fish got fed the same as on the other farms; industrially produced pelleted concentrate feed. In Addition, the fish were fed seaweed from the family of Gracilaria. None of the farms added chemicals to the ponds during cultivation of the Rabbit fish. One farm added saponins to the water between different cultivation batches. This to eradicate the fish that had swam in to the pond when the pond was refilled with new water. Two of the farms changed the pond water regularly, while a third added water from the lagoon to the pond after heavy rain. The fourth farm changed nothing in the pond during the rearing period. Profits did not differ significantly between the farms that were reared in earthen ponds. However, the farm with cement tanks produced much higher profits per square meter. It was difficult to draw conclusions about differences between the different farming methods because of too few data.Sammanfattning I området öster om staden Hue i Viet Nam ligger lagunen Tam Giang lagoon, vilken är en av Asiens största laguner med en area på 22 000 ha. Denna lagun lämpar sig väl för vattenbruk då salthalten skiljer sig från söt till salt beroende på var i den man befinner sig. Den Vietnamesiska regeringen förespråkar en ökning av miljövänligt vattenbruk och fisken Siganus guttatus är en kandidat för detta. Denna fisk äter främst alger och gynnas av att födas upp polykultur. Syftet med detta arbete var att undersöka hur denna fisk odlas, från fångst i det vilda vid 1 månads ålder och upp till ca 4 månaders ålder. Fokuseringen kom att ligga 2 speciellt på en gård (gård 1) som odlade fisken i cement tankar och var belägen nära staden Tuan An. Det som skulle undersökas var tillväxt i längd och vikt samt olika parametrar på vattenkvaliteten i de cement tankar där fisken hölls. Detta hållningssätt skulle sedan jämföras med 3 gårdar där fiskar föddes upp i grävda jord-dammar invid stranden till Tam Giang lagoon. Där undersöktes vattenkvalitet (gård 2 och 3) samt skötsel (alla 3 gårdar). Även en ekonomisk beräkning skulle utföras för de 4 olika gårdarna. Gård 1 besöktes under 8 veckor och tillväxten i längd och vikt på fiskarna var som följer; 3.1 cm samt 1.7 g. Medelvärdet för vatten parametrarna var; temperatur: 28.4 °C, salinitet: 20.6 ‰, alkalinitet: 140 ppm, pH: 7.7, löst syre (DO): 4.5 mg/L, totala ammoniak kvävet (TAN): 0.4 ppm. Resultat från mätning av vattenkvaliteten på gård 2; temperatur: 30 °C, salthalt: 13 ‰, alkalinitet: 60 ppm, pH: 8, DO: 3 mg/L, TAN: 0.2 ppm. Resultat från mätning av vattenkvaliteten på gård 3; temperatur: 32 °C, salthalt: 16 ‰, alkalinitet: 120 ppm, pH: 7.5, DO: 4 mg/L, TAN: 0.2 ppm. Skötseln mellan gårdarna skiljde sig på några punkter. Gård 1 tillverkade sitt eget koncentrat-foder innehållande fiskmjöl, riskli, cassavarots-mjöl, vitaminer och probiotika under den första månaden. Därefter utfodrades fiskarna likadant som på de andra gårdarna; med industriellt producerat, pelleterat, koncentrat-foder. Utöver detta utfodrades fiskarna med vattenväxter från familjen Gracilaria. Under odlingsperioden tillsatte inga av gårdarna några kemikalier till vattnet. En av gårdarna tillsatte däremot saponiner mellan fiskodlings- omgångarna. Två av gårdarna bytte vatten regelbundet, medan en tredje tillsatte vatten från lagunen efter kraftiga regn. Den 4:e gården förändrade ingenting i dammen under uppfödningsperioden. Ekonomin skiljde sig inte mycket mellan de gårdar som hade uppfödning i dammar. Däremot hade gården med uppfödning i cement tankar en mycket högre vinst per kvadrat meter vid jämförelse med de andra gårdarna. Det var dock svårt att dra slutsatser om skillnader mellan de olika uppfödningssätten på grund av för få data