Die Raupe des Tabakschwärmers wird weltweit in vielen Instituten als Objekt der Entwicklungsbiologie, Neurophysiologie und Molekularbiologie intensiv erforscht. Das Insekten-Infektionsmodell soll vor allem in mikrobiellen Genomprojekten (Erforschung der Erbsubstanz von Erregern) den Einsatz von den sonst üblichen Wirbeltieren (Maus und Ratte) deutlich reduzieren und kann auch zur Validierung antibakteriell wirksamer Substanzen (Bewertung neuer Antibiotika) als Tiermodell verwendet werden. Als primärer Testorganismus sollen zunächst verschiedene Stämme und Mutanten des Bakteriums Streptococcus pneumoniae verwendet werden. In einem zweiten Schritt soll das Testsystem auf andere pathogene Keime erweitert werden. Im Sinne der Drei-R-Richtlinie (reduction, refinement, replacement) bieten Vorab-Testsysteme, die mit dem Tabakschwärmer Manduca sexta durchgeführt werden könnten, eine ideale Basis zur drastischen Reduktion von Versuchen mit Wirbeltieren.
Pflanzen produzieren eine große Zahl an primären und spezialisierten Metaboliten, welche zum Teil über die Wurzel in die Erde abgegeben werden. Diese Metaboliten beeinflussen andere in der Erde lebenden Organismen, inklusive Tiere, Pflanzen oder Mikroben. Mikroben reagieren besonders empfindlich auf die Menge und das Verhältnis pflanzlicher Metabolite in ihrer Umgebung, da die Anwesenheit dieser Metabolite typischerweise auf die Gegenwart eines möglichen Wirts und dessen physiologischen Zustand hinweist. Allerdings scheiden Pflanzen auch Metabolite aus, die das Wachstum von anderen Organismen behindern, z.B. als spezifische Antibiotika wirken und unter Umständen sogar das Wachstum anderer Pflanzen hemmen. Vom Standpunkt einer Pflanze sind fremde Metabolite potentielle Xenobiotika, im Falle einer wachstumshemmenden Wirkung werden sie auch als Allelochemikalien bezeichnet. Süßgräßer, zu denen auch wichtige Nutzpflanzen wie Mais, Gerste und Weizen gehören, stellen eine spezielle Klasse von spezialisierten Metaboliten her: die Benzoxazinoide. Benzoxazinoide sind Allelochemikalien und haben einen starken und nachhaltigen Einfluss auf Bodenbakterien, welche wiederum die Entwicklung nachfolgender Pflanzengenerationen beeinflussen.In Rahmen dieses Projekts wird untersucht, wie Benzoxazinoide die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaft auf Pflanzenwurzeln beeinflussen und wie diese Veränderungen wiederum den Phänotyp der Wirtspflanze beeinflussen. Das Ziel ist es, die genetischen Komponenten zu identifizieren und zu charakterisieren, die die spezifische Antwort in einzelnen Bakterienstämmen auf die Gegenwart von Benzoxazinoiden determinieren. Darüber hinaus wird untersucht, wie sich diese Gene auf die Zusammensetzung von bakteriellen Gemeinschaften auswirken, die sich an und auf Wurzeln etablieren, wenn diese Gemeinschaften Benzoxazinoiden ausgesetzt werden. Hierzu werden metagenomische und andere molekularbiologische Analysen durchgeführt, um zu ergründen wie sich Veränderungen in der Zusammensetzung dieser Gemeinschaften auf die Entwicklung von Pflanzen auswirken.
Die Nutzung von Abwasser zur Bewässerung in der Landwirtschaft ist eine entscheidende Möglichkeit, die Effizienz der Wassernutzung zu erhöhen, Wasserknappheit zu mindern und die Nahrungsmittelproduktion zu steigern. Eine Behandlung von Abwasser vor der Nutzung in der Landwirtschaft wird generell empfohlen, um Umwelt- und Gesundheitsrisiken zu reduzieren. Die Umstellung von einer Bewässerung mit unbehandeltem auf eine Bewässerung mit behandeltem Abwasser führt zu einer Reduktion des Eintrages von organischem Kohlenstoff, Nährstoffen und vielen Schadstoffen. Jedoch können durch die Umstellung auf eine Bewässerung mit behandeltem Abwasser auch Schadstoffe mobilisiert werden, die sich in der Vergangenheit im Boden während der Bewässerung mit unbehandeltem Abwasser akkumuliert haben. Wir postulieren daher, dass die Implementierung einer konventionellen Abwasserbehandlung in etablierten Bewässerungssystemen, die unbehandeltes Abwasser genutzt haben, mit bislang unvorhergesehenen Risiken verbunden ist. Diese Risiken ergeben sich i) aus der Remobilisierung der in der Vergangenheit im Boden akkumulierten Schadstoffe, die zu Schadstoffkonzentrationen in Böden und Pflanzen führt, die eine (Ko-)Selektion von Antibiotikaresistenzen bewirken und ii) durch eine in der Folge gesteigerte Selektion und Ausbreitung von resistenten Bakterien und Resistenzgenen. Zur Beurteilung des Ausmaßes und der Relevanz dieser Risiken fehlt jedoch ein grundlegendes Verständnis der (Ko)-Selektionsprozesse resistenter Bakterien und des Transfers von Resistenzgenen unter dem Einfluss subinhibitorischer Konzentrationen von Antibiotikawirkstoffen und Desinfektionsmitteln und ihrer Kombinationen in Böden und Pflanzen. Außerdem sind räumliche und sorptive Kontrollfaktoren dieser Interaktionen wenig erforscht. Kaum untersucht ist auch die Kopplung des Verhaltens und der Effekte von Antibiotika und Desinfektionsmitteln unter subtropischen Bedingungen, unter denen erhöhte Temperaturen sowohl die Selektion von resistenten Bakterien, aber auch die Dissipation von organischen Schadstoffen in einem bislang unbekannten Ausmaß steigern können. Die Implementierung einer Abwasserbehandlung im weltweit größten Abwasserbewässerungssystem Mexico City-Valle Mezquital bietet die Chance, das erforderliche Prozessverständnis für die Beurteilung der oben genannten Risiken zu gewinnen. Die vorgeschlagene Forschungsgruppe wird die kontrollierenden Mechanismen der Dynamiken von Schadstoffen und multiresistenter Bakterien während des Überganges von einer Bewässerung mit unbehandeltem Abwasser hin zu einer Bewässerung mit behandeltem Abwasser aufklären. Eine solche Forschungsgruppe wird darüber hinaus ein grundlegendes Prozessverständnis der Interaktionen zwischen dem Verhalten unterschiedlicher Schadstoffe und Bakterien sowie der Selektion und Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen in Agrarökosystemen liefern.
Im Fokus unseres Teilprojektes steht die Untersuchung der Effekte von Merkmalsvariabilität auf die Dynamiken innerhalb von Räuber-Beute-Systemen. Hierfür wird die Merkmalsvariabilität in der Beutegilde durch die phänotypische Plastizität des Beutebakteriums Pseudomoas putida abgebildet, welches in der Lage ist, sowohl Biofilme als auch Plankton zu bilden. Die Merkmalsvariabilität der Räubergilde ergibt sich aus den verschiedenen Nahrungspräferenzen der Räuberorganismen; Paramecium tetraurelia (ein Ciliat) ernährt sich ausschließlich von planktischen Bakterien, während die Amöbe Acanthamoebae castellanii ausschließlich Biofilm konsumiert. Es wurde ein neuartiges Chemostatensystem entwickelt, welches die separate Manipulation der Plankton- und der Biofilmphase erlaubt. Diese System ermöglicht es uns erstmalig, die Verteidigungskosten der Beutephänotypen gegenüber des jeweilig spezialisierten Räubers gezielt zu manipulieren. In der zweiten Förderperiode möchten wir das etablierte System nutzen und folgende vier Hypothesen testen, welche bereits durch erste Modelsimulationen unterstützt wurden:1) Merkmalsvariabilität in der Räubergilde erhöht den Kohlenstofffluss durch das System, weil die Akkumulation von Biomasse im fraßgeschützten Beutephänotyp verhindert wird.2) Phänotypische Plastizität der Beute kann indirekt die Koexistenz der Räuber fördern. Modellsimulationen weisen darauf hin, dass der Biofilmräuber im Ein-Räuber-System ausstirbt, da die Beute in den geschützten Phänotypen wechselt.3) In Weiteren werden wir uns auf die Systemdynamiken fokussieren und die Hypothese testen, dass ausgeglichene Verteidigungskosten innerhalb der Beutegilde zu zyklischen Systemdynamiken führen. Um das zu testen, werden wir die Wachstumsraten von beiden Beutephänotypen manipulieren. Das Planktonwachstum wird mit Antibiotika reduziert und das Biofilmwachstum durch erhöhte Kohlenstoffverfügbarkeit im Substrat erhöht.4) Abschließend erhöhen wir die Komplexität des Systems und fügen einen weiteren Beuteorganismus zu, welcher über eine höhere Biofilm- und eine geringere Planktonwachstumsrate verfügt. Die dadurch entstehende genotypische Variation und phänotypische Plastizität erhöhen die Merkmalsvariabilität in der Beutegilde. Mit diesem System testen wir die Hypothese, dass Merkmalsvariabilität in der Räubergilde die Koexistenz zweier sich konkurrierenden, phänotypisch plastischen Beutearten fördert.Diese Hypothesen werden in enger Vernetzung von Chemostatexperimenten und mathematischer Modellierung getestet. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der DynaTrait-Gemeinschaft durchgeführt, insbesondere mit Gruppen welche ebenfalls bi-trophische Systeme untersuchen.
<p> Was Sie bei der Verwendung von Mist beachten sollten <ul> <li>Lieber "alter" Mist: Fragen Sie bei der Beschaffung nach dem am längsten gelagerten Mist.</li> <li>Achten Sie beim Umgang mit Mist auf strikte Hygiene.</li> <li>Kompostieren Sie den Mist vor dem Einsatz im Garten.</li> <li>Überlegen Sie, was Sie mit dem Mist bezwecken wollen. Daraus ergibt sich der richtige Zeitpunkt der Ausbringung (Frühling oder Herbst).</li> </ul> Gewusst wie <p>Organischer Dünger aus Mist von Nutztieren ist eine umweltfreundliche Alternative zu chemischen Düngemitteln in Privatgärten. Die langsame Freisetzung von Nährstoffen sowie die Förderung der Bodenstruktur und des Bodenlebens machen ihn besonders wertvoll.</p> <p><strong>Gelagerten Mist beim Kauf bevorzugen: </strong>Für die richtige Verwendung von Mist gilt: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/TAM-behandlung-duenger#Landwirtschaft-1">Je länger gelagert, desto besser.</a> Dies ist eine einfache und wirksame Strategie, um potenziell schädliche Organismen (z. B. Bakterien) abzutöten und zu verringern. Denn häufig hat man keine oder nur wenig Informationen über den Gesundheitszustand der Tiere und deren medikamentöse Behandlungen. Dies gilt gerade auch bei <a href="https://www.mein-schoener-garten.de/gartenpraxis/pferdemist-als-duenger-verwenden-31411">Pferdemist</a>, der besonders gern im Garten verwendet wird. Wer die Wahl hat, sollte den Pferdemist aus bekannten Pferdehaltungen oder von robusten Pferderassen beziehen, die wenig behandelt werden müssen. Das Problem bei der Beschaffung von Mist aus einem Pferdebetrieb ist aber, dass es überwiegend Pensionspferdebetriebe sind. Auf diesen Betrieben veräußern die Betriebsinhabenden den Mist und haben meist keinen Überblick darüber, welche Tierarzneimittel den Pferden verabreicht wurden. Wenn man sich Dung von Pferdebetrieben für die Verwendung im Garten abholt, sollte man daher nach Möglichkeit nach dem am längsten gelagerten Dung fragen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11906/bilder/rich_organic_mulch_from_horse_manure_and_straw_c_sherez_-_fotolia_125209587_m.jpg"> </a> <strong> Am besten stammt Pferdemist aus bekannten Haltungen oder von robusten Pferderassen. </strong> Quelle: sherez / Fotolia.com <p><strong>Hygieneregeln beachten</strong>: Achten Sie beim Umgang mit Mist auf strikte Hygiene. An erster Stelle steht der Selbstschutz. Wir empfehlen das Tragen von Handschuhen bei der Verarbeitung von Mist. Sollte das einmal nicht möglich sein, ist es wichtig, nach der Verarbeitung die Hände gründlich zu waschen. Denken Sie auch daran, nach der Ernte die erzeugten Lebensmittel gründlich zu waschen.</p> <p><strong>Mist vor Verwendung kompostieren: </strong>Verwenden Sie den Mist nicht ohne vorherige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/garten-freizeit/kompost-eigenkompostierung">Kompostierung</a>. So verringern Sie die Einschleppung von unerwünschtem Saatgut, ermöglichen die Abtötung von Krankheitserregern (z. B. Salmonellen) und den Abbau von Tierarzneimittelrückständen (z. B. von Antibiotika und Mitteln gegen Parasiten bei Tieren (Antiparasitika)) (<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852409014965?via%3Dihub">Ramaswamy et al.,2010</a>; <a href="https://cwmi.css.cornell.edu/ivermectin.pdf">Schwarz et al.;2016</a>). Das ist gut für den Gartenboden und auch die geernteten Lebensmittel sind dann weniger belastet.</p> <p>Eine optimale Hitzeentwicklung im Kompost liegt in einem Temperaturbereich von 60 bis 70°C. Kühlt der Kompost aus, kann ihm durch Umgraben Sauerstoff zugefügt und die Hitzeentwicklung erneut gefördert werden. So kann durch fünfmaliges Umgraben über einen Zeitraum von sechs Wochen eine nachweisbare Hygienisierung erreicht werden (<a href="https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/20436">Pospiech et al., 2014</a>). Aber auch bei der Kompostierung gilt: Eine längere Lagerung hilft und mindert den Aufwand. Der frische Mist kann z. B. mit Herbstlaub oder Häckselgut gemischt und danach gestapelt werden. Die Höhe sollte nicht über einem Meter liegen, da er sehr heiß wird. Man lässt den Stapel mindestens drei bis vier Monate, am besten aber ein Jahr durchrotten und spart sich das mehrmalige Umgraben.</p> <p><strong>Den richtigen Zeitpunkt zur Ausbringung finden:</strong> Zur Vorbereitung der Gemüsebeete verwenden Sie den kompostierten Dung im zeitigen Frühjahr. Der kompostierte Mist verbessert die Bodenstruktur, fördert das Bodenleben, ist sehr pflanzenverträglich, liefert langsam freigesetzte Nährstoffe und die Nährstoffe sind für die Pflanzen gut verfügbar. Kompostierter Mist kann auch im Herbst ausgebracht werden und so den Boden um Zierpflanzen und Gehölze über den Winter schützen. Die genauen Düngebedürfnisse können je nach Standort, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> und den angebauten Pflanzen variieren. Es ist daher ratsam, dies bei der Ausbringung des Düngers zu beachten und gegebenenfalls entsprechenden Rat einzuholen.</p> <p><strong>Was Sie noch tun können: </strong>Beachten Sie unsere weiteren <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Umwelttipps zu </p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/15470">Kompost</a>, </li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12614">Bioabfällen</a> und </li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12488">Blumenerde</a>.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11906/bilder/organischer_duenger_an_erdbeerpflanzen.jpg"> </a> <strong> Kompostierte Pferdeäpfel sind ein guter Dünger für den Obst- und Gemüsegarten. </strong> Quelle: Steinhoff-Wagner Hintergrund <p>Der organische Dünger verbraucht im Vergleich zu synthetischen Düngemitteln weniger Ressourcen und Energie bei der Gewinnung anorganischer Bestandteile wie Mineralien und Stickstoffverbindungen. Aus organischem Dünger werden die Nährstoffe langsam freigesetzt und verglichen mit synthetischem wirkt er sich positiver auf Bodenorganismen, Bodenbelüftung und Pufferkapazität aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/kompostfibel">Kompostfibel</a>).</p> <p>Frischer Mist, vor allem der von Pferden und Wiederkäuern, kann keimfähige Körner oder Unkrautsamen, Rückstände und Abbauprodukte von Tierarzneimitteln sowie Krankheitserreger (z. B. Salmonellen) enthalten. Insbesondere in Pferdemist können Wirkstoffe gegen Parasiten (Antiparasitika) vorkommen. Diese wirken auch auf bodenlebende Organismen wie Protozoen oder Invertebraten (z. B. Würmer und Käfer) und können dadurch die Bodenqualität bzw. das Bodenleben und damit die Bodenfruchtbarkeit (Humusbildung) beeinträchtigen.</p> <p>Auch wenn zunehmend eine selektive Entwurmung empfohlen wird, d. h. eine gezielte Behandlung von Einzeltieren nur bei begründetem Verdacht auf Parasitenbefall und nach einer entsprechenden parasitologischen Kotuntersuchung (<a href="https://vet.thieme.de/pferd-co/fachbeitraege/detail/die-selektive-entwurmung-beim-pferd-240">Keck, 2018</a>), ist es immer noch weit verbreitet, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/entwurmung">Pferdebestände bis zu viermal im Jahr zu behandeln</a>. Die Antiparasitika und deren Abbauprodukte werden überwiegend in der ersten Woche nach der Verabreichung ausgeschieden. Das trifft u. a. auf Wirkstoffe wie Fenbendazol, Oxfendazol und Albendazol aus der Gruppe der Benzimidazole zu. Von Wirkstoffen aus der Gruppe der makrozyklischen Lactone, wie Moxidectin und Ivermectin, wurden Rückstände auch noch bis zu 75 Tagen nach der Gabe in den Ausscheidungen der Tiere nachgewiesen (<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1090023305000602?via%3Dihub">Gokubulut et al.2005</a>; <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1090023300905215?via%3Dihub">Perez et al. 2001</a>). </p> </p><p> Was Sie bei der Verwendung von Mist beachten sollten <ul> <li>Lieber "alter" Mist: Fragen Sie bei der Beschaffung nach dem am längsten gelagerten Mist.</li> <li>Achten Sie beim Umgang mit Mist auf strikte Hygiene.</li> <li>Kompostieren Sie den Mist vor dem Einsatz im Garten.</li> <li>Überlegen Sie, was Sie mit dem Mist bezwecken wollen. Daraus ergibt sich der richtige Zeitpunkt der Ausbringung (Frühling oder Herbst).</li> </ul> </p><p> Gewusst wie <p>Organischer Dünger aus Mist von Nutztieren ist eine umweltfreundliche Alternative zu chemischen Düngemitteln in Privatgärten. Die langsame Freisetzung von Nährstoffen sowie die Förderung der Bodenstruktur und des Bodenlebens machen ihn besonders wertvoll.</p> <p><strong>Gelagerten Mist beim Kauf bevorzugen: </strong>Für die richtige Verwendung von Mist gilt: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/TAM-behandlung-duenger#Landwirtschaft-1">Je länger gelagert, desto besser.</a> Dies ist eine einfache und wirksame Strategie, um potenziell schädliche Organismen (z. B. Bakterien) abzutöten und zu verringern. Denn häufig hat man keine oder nur wenig Informationen über den Gesundheitszustand der Tiere und deren medikamentöse Behandlungen. Dies gilt gerade auch bei <a href="https://www.mein-schoener-garten.de/gartenpraxis/pferdemist-als-duenger-verwenden-31411">Pferdemist</a>, der besonders gern im Garten verwendet wird. Wer die Wahl hat, sollte den Pferdemist aus bekannten Pferdehaltungen oder von robusten Pferderassen beziehen, die wenig behandelt werden müssen. Das Problem bei der Beschaffung von Mist aus einem Pferdebetrieb ist aber, dass es überwiegend Pensionspferdebetriebe sind. Auf diesen Betrieben veräußern die Betriebsinhabenden den Mist und haben meist keinen Überblick darüber, welche Tierarzneimittel den Pferden verabreicht wurden. Wenn man sich Dung von Pferdebetrieben für die Verwendung im Garten abholt, sollte man daher nach Möglichkeit nach dem am längsten gelagerten Dung fragen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11906/bilder/rich_organic_mulch_from_horse_manure_and_straw_c_sherez_-_fotolia_125209587_m.jpg"> </a> <strong> Am besten stammt Pferdemist aus bekannten Haltungen oder von robusten Pferderassen. </strong> Quelle: sherez / Fotolia.com </p><p> <p><strong>Hygieneregeln beachten</strong>: Achten Sie beim Umgang mit Mist auf strikte Hygiene. An erster Stelle steht der Selbstschutz. Wir empfehlen das Tragen von Handschuhen bei der Verarbeitung von Mist. Sollte das einmal nicht möglich sein, ist es wichtig, nach der Verarbeitung die Hände gründlich zu waschen. Denken Sie auch daran, nach der Ernte die erzeugten Lebensmittel gründlich zu waschen.</p> <p><strong>Mist vor Verwendung kompostieren: </strong>Verwenden Sie den Mist nicht ohne vorherige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/garten-freizeit/kompost-eigenkompostierung">Kompostierung</a>. So verringern Sie die Einschleppung von unerwünschtem Saatgut, ermöglichen die Abtötung von Krankheitserregern (z. B. Salmonellen) und den Abbau von Tierarzneimittelrückständen (z. B. von Antibiotika und Mitteln gegen Parasiten bei Tieren (Antiparasitika)) (<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852409014965?via%3Dihub">Ramaswamy et al.,2010</a>; <a href="https://cwmi.css.cornell.edu/ivermectin.pdf">Schwarz et al.;2016</a>). Das ist gut für den Gartenboden und auch die geernteten Lebensmittel sind dann weniger belastet.</p> <p>Eine optimale Hitzeentwicklung im Kompost liegt in einem Temperaturbereich von 60 bis 70°C. Kühlt der Kompost aus, kann ihm durch Umgraben Sauerstoff zugefügt und die Hitzeentwicklung erneut gefördert werden. So kann durch fünfmaliges Umgraben über einen Zeitraum von sechs Wochen eine nachweisbare Hygienisierung erreicht werden (<a href="https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/20436">Pospiech et al., 2014</a>). Aber auch bei der Kompostierung gilt: Eine längere Lagerung hilft und mindert den Aufwand. Der frische Mist kann z. B. mit Herbstlaub oder Häckselgut gemischt und danach gestapelt werden. Die Höhe sollte nicht über einem Meter liegen, da er sehr heiß wird. Man lässt den Stapel mindestens drei bis vier Monate, am besten aber ein Jahr durchrotten und spart sich das mehrmalige Umgraben.</p> <p><strong>Den richtigen Zeitpunkt zur Ausbringung finden:</strong> Zur Vorbereitung der Gemüsebeete verwenden Sie den kompostierten Dung im zeitigen Frühjahr. Der kompostierte Mist verbessert die Bodenstruktur, fördert das Bodenleben, ist sehr pflanzenverträglich, liefert langsam freigesetzte Nährstoffe und die Nährstoffe sind für die Pflanzen gut verfügbar. Kompostierter Mist kann auch im Herbst ausgebracht werden und so den Boden um Zierpflanzen und Gehölze über den Winter schützen. Die genauen Düngebedürfnisse können je nach Standort, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> und den angebauten Pflanzen variieren. Es ist daher ratsam, dies bei der Ausbringung des Düngers zu beachten und gegebenenfalls entsprechenden Rat einzuholen.</p> <p><strong>Was Sie noch tun können: </strong>Beachten Sie unsere weiteren <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Umwelttipps zu </p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/15470">Kompost</a>, </li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12614">Bioabfällen</a> und </li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/12488">Blumenerde</a>.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11906/bilder/organischer_duenger_an_erdbeerpflanzen.jpg"> </a> <strong> Kompostierte Pferdeäpfel sind ein guter Dünger für den Obst- und Gemüsegarten. </strong> Quelle: Steinhoff-Wagner </p><p> Hintergrund <p>Der organische Dünger verbraucht im Vergleich zu synthetischen Düngemitteln weniger Ressourcen und Energie bei der Gewinnung anorganischer Bestandteile wie Mineralien und Stickstoffverbindungen. Aus organischem Dünger werden die Nährstoffe langsam freigesetzt und verglichen mit synthetischem wirkt er sich positiver auf Bodenorganismen, Bodenbelüftung und Pufferkapazität aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/kompostfibel">Kompostfibel</a>).</p> <p>Frischer Mist, vor allem der von Pferden und Wiederkäuern, kann keimfähige Körner oder Unkrautsamen, Rückstände und Abbauprodukte von Tierarzneimitteln sowie Krankheitserreger (z. B. Salmonellen) enthalten. Insbesondere in Pferdemist können Wirkstoffe gegen Parasiten (Antiparasitika) vorkommen. Diese wirken auch auf bodenlebende Organismen wie Protozoen oder Invertebraten (z. B. Würmer und Käfer) und können dadurch die Bodenqualität bzw. das Bodenleben und damit die Bodenfruchtbarkeit (Humusbildung) beeinträchtigen.</p> <p>Auch wenn zunehmend eine selektive Entwurmung empfohlen wird, d. h. eine gezielte Behandlung von Einzeltieren nur bei begründetem Verdacht auf Parasitenbefall und nach einer entsprechenden parasitologischen Kotuntersuchung (<a href="https://vet.thieme.de/pferd-co/fachbeitraege/detail/die-selektive-entwurmung-beim-pferd-240">Keck, 2018</a>), ist es immer noch weit verbreitet, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/entwurmung">Pferdebestände bis zu viermal im Jahr zu behandeln</a>. Die Antiparasitika und deren Abbauprodukte werden überwiegend in der ersten Woche nach der Verabreichung ausgeschieden. Das trifft u. a. auf Wirkstoffe wie Fenbendazol, Oxfendazol und Albendazol aus der Gruppe der Benzimidazole zu. Von Wirkstoffen aus der Gruppe der makrozyklischen Lactone, wie Moxidectin und Ivermectin, wurden Rückstände auch noch bis zu 75 Tagen nach der Gabe in den Ausscheidungen der Tiere nachgewiesen (<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1090023305000602?via%3Dihub">Gokubulut et al.2005</a>; <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1090023300905215?via%3Dihub">Perez et al. 2001</a>). </p> </p><p>Informationen für...</p>
Pruefung von Chemo-Therapeutika, die in der Gefluegelhaltung vornehmlich ueber das Trinkwasser oder Futter zur Bekaempfung von Kokzidiosen bzw. bakteriell bedingten Erkrankungen eingesetzt werden. Nach therapeutischem Einsatz sind Rueckstaende im Fleisch, Fett, den Parachymen und Eiern zu erwarten. Da nur von einigen in der Gefluegelpraxis verwendeten Arzneimitteln unsere Kenntnisse ueber Rueckstandsmengen und Verweildauer bekannt sind, sind weitere Untersuchungen notwendig. Hierbei ist der Einfluss des Alters der Tiere und des Lichtprogrammes sowie die Beeinflussung der Futter- und Trinkwasseraufnahme besonders zu beruecksichtigen. Bei der heute ueblichen Herdentierhaltung des Gefluegels kann aus medizinischer Sicht nicht grundsaetzlich auf die Anwendung von Therapeutika verzichtet werden.
Seit kurzem werden ökologisch wirksame Konzentrationen von antibakteriellen Tierarzneimitteln auch im Boden nachgewiesen. Für eine umfassende Analyse des Risikos fehlen jedoch grundlegende Modellvorstellungen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Tierarzneimittel i.d.R. mit Wirtschaftsdüngern auf die Böden gelangen. Zwar gibt es Modellvorstellungen zum Umweltverhalten hydrophober Schadstoffe und zur Wirkung von Wirtschaftsdüngern auf die Bodenlebewelt, doch sind diese nur bedingt übertragbar auf die Dynamik der teilweise polaren Tierarzneimittel im Boden und ihre spezifischen Effekte auf Bodenorganismen. Auch die in der Literatur beschriebenen Effekte von zusätzlichen C-Quellen und Co-Solventien auf Bindung, Abbau und Transport sind aufgrund der komplexen Zusammensetzung von Wirtschaftsdüngern nicht direkt auf Tierarzneimittel übertragbar. Effekte der komplexen Wechselwirkungen von Wirtschaftsdüngern auf die Wirkung der Stoffe im Boden sind unseres Wissens überhaupt nicht untersucht. Übergeordnetes Ziel dieser Forschergruppe ist es daher, anhand mindestens zweier unterschiedlicher Zielstoffe (Sulfadiazin und Difloxacin) erstmals aufzuklären, wie unter dem Einfluss von Wirtschaftsdüngern die Wirkung dieser Stoffe im Boden an ihre Dynamik gekoppelt ist. Wir sehen hierbei mehrere offene Fragen in den Bereichen Dynamik (z.B. Abbau und Metabolisierung, Sequestration sowie skalenabhängige Umverteilung), Wirkung (z.B. auf Struktur und Funktion der Mikroorganismen sowie auf Resistenzbildung) und v.a. bezüglich der Mechanismen der raum-zeitlichen Kopplung von Dynamik und Wirkung der Problemstoffe im Boden (von ms bis Jahren und von der Mineraloberfläche bis zum Bodenprofil). Zur Beantwortung dieser Fragen erscheint es uns in der 1. Projektphase notwendig, vorwiegend anhand von Laborversuchen die relevanten Skalen und Prozesse zu identifizieren sowie die Raten zu quantifizieren, welche die Dynamik und Wirkung der Stoffe im Boden allein und unter dem Einfluss tierischer Exkremente steuern. In einer 2. Phase werden die Prozesse gekoppelt und ihre Relevanz in einem gemeinsamen Freilandversuch überprüft. Damit können wir die für das Umweltverhalten der Zielstoffe wesentlichen Steuergrößen und -mechanismen erstmals aufdecken und quantifizieren. Ziel des TP in Bonn ist die Aufklärung der Bindungsstärke und Verfügbarkeit von Tierarzneimitteln in zwei Referenzböden. Um die 'chemische Verfügbarkeit der Substanzen im Boden zu erfassen, wird eine sequentielle Extraktionsmethode für die Analyten entwickelt und auf eine Alterungszeitreihe der Tierantibiotika im Boden angewandt. Die Bindung der Stoffe an Bodenbestandteile (Mineralphasen, org. Substanz, Gülle-DOC) wird mittels batch-Sorptionsversuchen untersucht; dies wird wiederum an frisch kontaminierten und gealterten Proben durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den anderen Projekten der Forschergruppe vernetzt, um auf die 'Bioverfügbarkeit von sorbierten Fraktionen der Tierarzneimittel rückzuschließen.
The proposed project is a research cooperation between the TU Dresden’s chair of Urban Water Management and the chair of Hydrobiology. The project aims to detect and quantify the contribution of a city’s sewer system on the spread, dynamics and seasonality of antibiotics and antibiotic resistance genes within an urbanized water body. Antibiotic resistance represents a high risk to human health as well as the public health system, due to their presence in, or acquisition by, pathogenic and/or opportunistic bacteria occurring in the environment. One among other emission sources of resistant strains into the environment is the sewer network, which should be exemplary investigated at our study site, the Lockwitzbach catchment within the city of Dresden. Six monitoring stations are already in operation there, equipped with online sensors for water quantity. Four out of six are recording water quality, including auto samplers. Two of the stations are dedicated to river monitoring, four further stations were mounted within the sewer system at rain water outlets and at a combined sewer overflow (CSO) structures, draining into Lockwitzbach. This monitoring network will be used and enhanced for the detection and sampling of specific contributions from the urban drainage network on the presence and dispersion of antibiotic resistances. Event-based and seasonal sampling campaigns coupled with analysis on chemical and microbiological parameters should be performed on water and biofilm samples to detect contribution patterns from the sewer outlets together with seasonal trends in composition and presence of antibiotic resistance in the bacterial community. Furthermore, emission pathways and the remaining of heavy metals from the sewer network, that also select for antibiotic co-resistancence, will be under examination. A particle transport model for the sewer catchment will be coupled with a hydraulic model for stream and sewer network and calibrated to predict gained water quality parameters as well as antibiotic resistant gene discharge patterns. Different treatment methods will be implemented in the model and evaluated. These results will yield valuable information on possible emission scenarios and pathways, as well as their importance on the spread of antibiotic resistance in the aquatic environment.
A. Einleitende Problemstellung, B. Mikroorganismen und deren Stoffwechselproduke, C. Stoffe zum vorbeugenden Gesundheitsschutz und zur Leistungsfoerderung, 1. Mittel zur Bekaempfung von Vorratsschaedlingen, 2. Konservierungsmittel, 3. Arzneimittel, 4. Reinigungsmittel, 5. Desinfektionsmittel, 6. Stoffe, die die Futterverwertung verbessern, D. Weitere anorganische und organische Stoffe, E. Schlussbetrachtung und Ausblick.
Der Energiehaushalt von Bachoberläufen in bewaldeten Einzugsgebieten hängt stark vom Eintrag allochthonen organischen Materials (bspw. Laubstreu) ab. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, zu verstehen, wie die in diesem Material gebundene Energie für das Nahrungsnetz verfügbar gemacht werden. Dies istbesonders vor dem Hintergrund des stetig zunehmenden Drucks durch Schadstoffe von Signifikanz. Obwohl sich ca. 90 % dieses organischen Materials im Hyporheal akkumulieren, wurden die Auswirkungen von chemischem Stress auf dessen Abbau fast ausschließlich in der benthischen Zone untersucht. Die Bedeutung dieser Wissenslücke wird durch die fehlende Übertragbarkeit der beobachteten Auswirkungen von Schadstoffen auf diesen ökosystemaren Prozess zwischen benthischen auf hyporheische Habitat unterstrichen. Darüber hinaus unterscheiden sich innerhalb des hyporheische Habitats die Umweltbedingungen zwischen Zonenmit ab- bzw. aufsteigendes Oberflächen- bzw. Grundwasser deutlich, was eine Verallgemeinerung der Beobachtungen zusätzlich erschwert. INFUSED tritt an unser Verständnis über die Auswirkungen von Schadstoffen auf den Abbau organischen Materials besser zu verstehen, indem das Projekt über benthische Systeme hinaus geht. INFUSED wird die Auswirkungen von Fungiziden und Antibiotika auf die Zersetzung organischer Stoffe in den auf- und absteigenden Zonen des Hyporheal experimentell untersuchen und diese Beobachtungen den Auswirkungen in der benthischen Zone gegenüberstellen; letztere dient als Referenzpunkt. Die indirekten Auswirkungen dieser antimikrobiellen Schadstoffe auf Detritivorenwerden durch Nahrungswahlversuche und anschließende Langzeit-Fütterungstests adressiert. Ein Folgeexperiment wird sich auf Insektizide konzentrieren, die sich direkt auf die Aktivität von Detritivoren auswirken können. Diese Studie testet die Hypothese, dass die Aktivität der Detritivoren sich ins Sediment einzugraben negativ beeinflusst wird, was sich auf ihre Fähigkeit auswirkt, vergrabenes organisches Material zu erreichen und folglich zu konsumieren. Durch die Kombination beider Ansätze werden direkte und indirekte Effekte in einem naturnahen Nahrungsnetz untersucht. Durch die Nutzung von organischem Material, markiert durch stabile Isotopen, kann INFUSED die relative Bedeutung dieser Nahrungsquelle für komplexe Nahrungsnetze quantifizieren. INFUSED basiert somit auf der Hypothese, dass Fungizide und Antibiotika sowohl den Abbau organischen Material als auch dessen Qualität als Nahrung für Detritivore (in)direkt beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu wirken sich Schadstoffe welche Detritivoren beeinflussen (z. B. Insektizide) top down auf den Abbau organischen Materials aus. Folglich wird INFUSED unser Verständnis der möglichen Auswirkungen von Schadstoffen auf den Abbau organischen Materials im Hyporheal deutlich erweitern.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 497 |
| Kommune | 7 |
| Land | 648 |
| Weitere | 28 |
| Wirtschaft | 22 |
| Wissenschaft | 149 |
| Zivilgesellschaft | 26 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 600 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 417 |
| Gesetzestext | 3 |
| Mitmachportal | 1 |
| Taxon | 1 |
| Text | 119 |
| unbekannt | 6 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 126 |
| Offen | 1022 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1087 |
| Englisch | 120 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 599 |
| Bild | 25 |
| Datei | 3 |
| Dokument | 59 |
| Keine | 347 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 761 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 969 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1124 |
| Luft | 932 |
| Mensch und Umwelt | 1148 |
| Wasser | 973 |
| Weitere | 1129 |