Zulassungsverfahren für Panzenschutzmittel

Das Projekt zeigt exemplarisch auf, welche Transportprozesse im Mittelland für den Transport von PSM, spezisch Herbizide, von Ackerächen in Oberächengewässer eine Rolle spielen können. Im Einklang mit früheren Studien kann gefolgert werden, dass die Verlustpfade Drainagen und Oberächenabuss (inkl. Erosion) die Hauptrolle spielen. In Realität können die beiden Transportpfade eng verknüpft sein. Für die Zulassung vom

PSM in der Schweiz sollte diesen Befunden Rechnung getragen werden, indem Expositi-onsszenarien verwendet werden, die diese Einträge realistisch berücksichtigen.

4.3 Weiteres Vorgehen

Ausgangspunkt für die Vorschläge zum weiteren Vorgehen bezüglich beitragender Flächen ist eine Zusammenfassung der oenen Fragen und heutigen Dezite:

Räumliche Vorhersage von Abschwemmung: Oberächliche Abschwemmung, die nicht primär durch Erosion ausgelöst wird, ist nachwievor schwierig quantitativ vorher-sagbar. Dezite liegen im Bereich des Prozessverständnisses und der Datengrund-lagen.

Verlustverhalten von drainierten, ehemaligen Moorächen: Obwohl solche Flächen oft intensiv(st) landwirtschaftlich genutzt werden, mangelt es an gezielte Untersuchun-gen bezüglich Stoaustrag aus solchen Flächen. Dezite lieUntersuchun-gen im Bereich des Pro-zessverständnisses und der Datengrundlagen.

Anpassung von Bewirtschaftungseinheiten an beitragende Flächen: Der Praxisnach-weis, dass die Kenntnis beitragender Flächen durch eine Anpassung der Schlagstruk-turen erfolgreich in ein angepasstes Flächenmanagement umgesetzt werden kann und dadurch die Stoverluste abnehmen, ist noch nicht erbracht. Dezite liegen im Bereich der Umsetzung mit einer gezielten Begleitforschung (Erfolgskontrolle).

Daraus lassen sich verschiedene Schritte für das weitere Vorgehen bezüglich beitragen-der Flächen ableiten:

Priorität 1: Verbindliche Anwendung der heutigen Erosionsrisikokarte. Die existieren-de Erosionsrisikokarte existieren-deckt einen Teil existieren-der Vorhersage beitragenexistieren-der Flächen ab.

Dieses Werkzeug sollte verbindlich eingesetzt werden. Die Umsetzung sollte so be-gleitet werden, dass die Umsetzung optimiert werden kann.

Priorität 2: Praxisnachweis mit Demonstrationsobjekten. An konkreten Fallbeispielen sollte gemeinsam mit Landwirten die praxisrelevante Anwendung des Konzepts der beitragenden Flächen getestet werden. Diese Umsetzungsprojekte sollten so wis-senschaftlich begleitet werden, dass sie gleichzeitig auch als Erfolgskontrolle dienen und das Prozessverständnis fördern (s. unten).

Priorität 3: Verbesserung der Datengrundlage: Aufgrund der vorhandenen Daten soll-te eine Konnektivitätskarsoll-te erssoll-tellt werden. Momentan wird von ART und der Uni-versität Bern eine entsprechende Pilotstudie durchgeführt. Ausgehend von deren Ergebnissen sollte die notwendigen Schritte zur ächendeckenden Karte eingeleitet werden. Weiter bestehen erhebliche Dezite bei der Bodeninformation (Frey et al., 2011b), bei den Daten zur Nährstoversorgung der Böden und zum Vorhanden-sein von Drainagen. Bodeneigenschaftskarten und damit im Zusammenhang auch

Drainagekarten können mit dem heutigen Wissen erarbeitet werden und ächen-deckende Grundlagen für Hypothesenkarten zum gesättigten Abuss bilden. Die Bedürfnisse für die Herleitung von beitragenden Flächen sollte in die laufenden Aktivitäten am BAFU zur Entwicklung einer schweizweiten Bodeneigenschaftskar-ten einiessen.

Priorität 4: Stärkung des Prozessverständnisses. Gezielte Untersuchungen zur Füllung von Forschungsdeziten bezüglich des Auftretens von Abschwemmung und dem Stoaustrag aus drainierten Flächen sollten fortgeführt werden. Idealerweise sind solche Untersuchungen mit Demonstrationsobjekten zu koppeln.

Danksagung

Die Feldstudie Weinland war nur mit der Unterstützung zahlreicher Personen im Feld, Labor und Verwaltung möglich. Wir möchten der Feldequippe mit Marcel Gay, Ivo Strahm, Guido Hirzel und Luca Winniger danken, die mit grossem Einsatz die Stu-die auch bei ungünstigen Witterungsverhältnissen ermöglicht hat. Im Labor haben Al Lück, Luise Camenzuli und Martin Krauss die Wasser- und Bodenproben analysiert. Urs Zihlmann und Peter Weisskopf von Agroscope Reckenholz-Tänikon haben uns bei der Bodeninterpretation unterstützt.

Ein grosser Dank geht auch an Gabriel Popow und Markus Hochstrasser, die die prakti-sche Durchführung des Spritzversuchs erst möglich gemacht haben. Schlussendlich möch-ten wir uns auch bei allen Landwirmöch-ten im Gebiet für die Einwilligung in unseren Feldstudie und die gute Zusammenarbeit bedanken.

Dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) danken wir für die Finanzierung des Projekts.

Literaturverzeichnis

Alder, S. 2012. Modellierung des Gewässeranschlusses von potentiell erosionsgefährdeten Flächen im schweizerischen Mittelland. Masterarbeit, Universität Bern, Bern.

Burkhardt, M., C. Stamm, H. Singer, C. Waul, and S. Müller. 2005. Surface runo and transport behaviour of sulfonamides and tracers after manure application on grassland.

Journal of Environmental Quality 34:1363 - 1371.

Burkhardt, M., C. Stamm. 2007. Depth distribution of sulfonamide antibiotics in pore water of an undisturbed loamy grassland soil. Journal of Environmental Quality 36:588 - 596.

Doppler, T., L. Camenzuli, G. Hirzel, M. Krauss, A. Lück, C. Stamm. 2012. The spatial variability of herbizide mobilization and transport: a eld experiment at catchment scale. Hydrology and Earth System Sciences 16: 1947 - 1967. http:

//www.hydrol-earth-syst-sci.net/16/1947/2012/hess-16-1947-2012.pdf.

Gesunde Fische in unseren Fliessgewässern. 10-Punkte-Plan. Eawag, BAFU (Hrsg.), 24 S. (http://www.sib.admin.ch/uploads/media/DIV-9505-D.pdf)

Flury, M., H. Flühler, W.A. Jury, J. Leuenberger, 1994. Susceptibility of soils to prefe-rential ow of water: a eld study. Water Resources Research 30(7): 1945 - 1954.

Frey, M. P., Konz, N., Stamm, C., Prasuhn, V., 2011. Identizierung von Flächen, die überproportional zur Gewässerbelastung beitragen. Agrarforschung Schweiz. 2, 156-161.

Frey, M., N. Konz, C. Stamm, and V. Prasuhn. 2011. Machbarkeitsstudie Kartierung beitragender Flächen. Eawag, ART Reckenholz-Tänikon, Dübendorf, Zürich.

Frey, M. P., Schneider, M. K., Dietzel, A., Reichert, P., Stamm, C., 2009a. Predicting cri-tical source areas for diuse herbicide losses to surface waters: Role of connectivity and boundary conditions. J. Hydrol. 365 (1-2), 23-26, doi:10.1016/j.jhydrol.2008.11.015.

Frey, M. P., 2009b. Prediction of critical source areas for diuse herbicide losses to surface waters. Diss. ETH No. 18291.

Frey, M., C. Stamm, M.K. Schneider, and P. Reichert. 2011. Reduction of structural uncertainties in hydrological modeling using discharge data in a Bayesian Inference approach. Water Resources Research 47:doi:10.1029/2010WR009993.

Gisler, S., Linniger, H.P., Prasuhn, V., 2010. Technischer Bericht zur Erosionsrisikokarte der landwirtschaftlichen Nutzäche der Schweiz im 2x2-Meter-Raster (ERK2). ART-Zürich und CDE Uni Bern, 108 S.

Gisler, S., H.P. Liniger, V. Prasuhn. 2011. Erosionsrisikokarte im 2x2-Meter-Raster (ERK2). Agrarforschung Schweiz 2: 142-147.

Gomides Freitas, L. Singer, H.,Müller, S. R., Schwarzenbach, R. P., Stamm, C., 2008.

Source area eects on herbicide losses to surface waters -A case study in the Swiss Plateau. Agric. Ecosyst. Environ. 128(3), 177-184.

Hahn, C., V. Prasuhn, C. Stamm, and R. Schulin. 2012. Phosphorus losses in runo from manured grassland of dierent soil P status at two rainfall intensities. Agriculture, Ecosystems and Environment 153:65-74.

Hahn, C., V. Prasuhn, C. Stamm, and R. Schulin. to be submitted. Modelling of dis-solved reactive phosphorus transport and critical source areas for small agricultural catchments on the Swiss Plateau. Hydrology and Earth System Sciences.

Kladivko, E. J., L. C. Brown, J.L. Baker, 2001. Pesticide transport to subsurface tile drains in humid regions of North America. Critical Reviews in Environmental Sciences and Technology 31: 1-62.

Lazzarotto, P. 2005. Modeling phosphorus runo at the catchment scale. Diss ETH 15857, Swiss Federal Institute of Technology, http://e-collection.ethbib.ethz.ch/ecol-pool/diss/fulltext/eth15857.pdf, Zürich.

Lazzarotto, P., V. Prasuhn, E. Butscher, C. Crespi, H. Flühler, and C. Stamm. 2005.

Phosphorus export dynamics from two Swiss grassland catchments. Journal of Hydro-logy 304:139 - 150.

Leu, C., H.P. Singer, C. Stamm, S.R. Müller, R.P. Schwarzenbach. 2004. Simultaneous assessment of sources, processes, and factors inuencing herbicide losses to surface waters in a small agricultural catchment Environ. Sci. Technol. 38:3827 - 3834.

Leu, C., Singer, H., Stamm, C., Müller, S. R., Schwarzenbach, R. P., 2004. Variability of herbicide losses from 13 elds to surface water within a small catchment after a controlled herbicide application. Environ. Sci. Technol. 38: 3835-3841.

Leu, C., H. Singer, S.R. Müller, R. Schwarzenbach, and C. Stamm. 2005. Comparison of atrazine losses in three small headwater catchments. Journal of Environmental Quality 34:1873 - 1882.

Leu, C., M.K. Schneider, C. Stamm. 2010. Estimating catchment vulnerability to diuse herbicide losses from hydrograph statistics Journal of Environmental Quality 39:1441 - 1450; doi:10.2134/jeq2009.0323.

Muth, W. 1991. Wasserbau. Landwirtschaftlicher Wasserbau, Bodenkultur. 2. Au., Werner-Verlag. Düsseldorf. 276 S.

Prasuhn, V., Liniger, H., Hurni, H., Friedli, S., 2007. Bodenerosions-Gefährdungskarte der Schweiz. AGRARForschung, 14 (3), 120-127.

Reichenberger, S., M. Bach, A. Skitschak, H.-G. Frede. 2007. Mitigation strategies to reduce pesticide inputs into ground- and surface water and their eectiveness; a review.

Science of The Total Environment 384:1-35.

Rudolph, C. 2009. Determination and verication of critical source areas regarding pe-sticide losses in an agricultural catchment on the Swiss Plateau. Diploma Thesis, Uni-versität Trier, Trier.

Schmied, B. 2001. Nitrogen dynamics and leaching from humus-rich and tile-drained agricultural soil. PhD Thesis 13919, ETH Zürich.

Schmocker-Fackel, P., F. Naef, S. Scherrer. 2007. Identifying runo processes on the plot and catchment scale. Hydrological and Earth System Sciences 11:891 - 906.

Siber, R., C. Stamm, and P. Reichert. 2009. Modeling potential herbicide loss on the Swiss Plateau. Journal of Environmental Management 91:290 - 302.

Singer, H., H.-G. Anfang, A. Lück, A. Peter, and S. Müller. 2005. Pestizidbelastung von Oberächengewässern. Auswirkungen der ökologischen Massnahmen in der Landwirt-schaft. gwa 2005:879 - 886.

Stamm, C., H. Flühler, R. Gächter, J. Leuenberger, H. Wunderli. 1998. Preferential transport of phosphorus in drained grassland soils. Journal of Environmental Quality 27:515 - 522.

Stamm, C., R. Sermet, J. Leuenberger, H. Wunderli, H. Wydler, H. Flühler, M. Gehre.

2002. Multiple tracing of fast transport in a drained grassland soil. Geoderma 109:

245-268.

Stamm, C., N. Konz, M. Frey, V. Prasuhn. in prep. The Critical Source Area concept as a basis for mitigating diuse pollution - a Review (working title).

Stoob, K., H.P. Singer, S.R. Mueller, R. Schwarzenbach, and C. Stamm. 2007. Dissipation and transport of veterinary sulfonamides after manure application to grassland in a small catchment. Environmental Science and Technology 41:7349-7355.

Weiler, M., and F. Naef. 2003. Simulating surface and subsurface initiation of macropore ow. Journal of Hydrology 273:139 - 154.

Wittmer, I.K., H.-P. Bader, R. Scheidegger, H. Singer, A. Lück, I. Hanke, C. Carlsson, C.

Stamm. 2010. Signicance of urban and agricultural land use for biocide and pesticide dynamics in surface waters. Water Research 44:2850-2862.