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.
Zielsetzung:
Die Verwendung von chemischen antimikrobiellen Stoffen wie Antibiotika, Pestiziden und Kupfer in der Landwirtschaft führt zu erheblichen Umwelt- und Gesundheitsproblemen. Die Rückstände dieser Stoffe verbleiben im Boden und im Wasser und beeinträchtigen die Lebensfähigkeit von Mikroorganismen. Sie stören das natürliche mikrobielle Gleichgewicht in der Umwelt, verringern die biologische Vielfalt und ökologische Funktion, schädigen nützliche Organismen, verunreinigen Trinkwasservorräte und führen zu Bodendegradation und Nährstoffverarmung. Besonders besorgniserregend ist jedoch, dass der nicht-zielgerichtete Einsatz von chemischen antibakteriellen Stoffen zur Resistenzentwicklung von Bakterien und deren Ausbreitung geführt hat. Tatsächlich haben sich die Antibiotikaresistenzen laut WHO zu einer der größten Bedrohung für die öffentliche Gesundheit entwickelt. Resistente Bakterien fordern pro Jahr ca. 1,4 Mio. Opfer (10 Mio. Menschen p.a. im 2050). Besonders der großflächige, ungezielte Einsatz von Antibiotika und Pestiziden in der Landwirtschaft, wird für die Entstehung solcher Resistenzen bei Bakterien verantwortlich gemacht.
Medea Biopharma GmbH ist ein Biotechnologieunternehmen, das eine neue Generation nachhaltiger und umweltfreundlicher antibakterieller Lösungen auf Basis von Bakteriophagen (kurz: Phagen) entwickelt, um die globale Krise der antimikrobiellen Resistenz zu bekämpfen. Phagen sind sichere, hochspezifische und natürliche Mikroorganismen, die gezielt Bakterien abtöten. Sie sind biologisch abbaubar, umweltfreundlich, hinterlassen keine schädlichen Rückstände und können sich an bakterielle Resistenzen anpassen. Das Ziel des Unternehmens ist es, eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen chemischen antibakteriellen Mitteln anzubieten.
Fazit:
MEDEA hat im vergangenen Jahr zentrale Meilensteine beim Aufbau des Labors, der Forschung & Entwicklung erreicht. Gleichzeitig wurde eine klare strategische Positionierung im Veterinärbereich vorgenommen. Daraus resultierte die Auswahl zweier priorisierter Arzneimittelprojekte für Haustiere. Die Entwicklung erster Produktkandidaten wurde gestartet, Regulatorische Analysen und Planungen durchgeführt, erste Fördermittel gesichert und strategische Partnerschaften vorbereitet. Auch auf unternehmerischer Ebene konnte MEDEA internationale Sichtbarkeit erlangen - durch Auszeichnungen bei renommierten Start-up- und Branchenwettbewerben, Teilnahme an internationalen Förderprogrammen.
In den kommenden Monaten liegt der Fokus auf den regulatorischen Angelegenheiten, auf dem Aufbau eigener Produktionskapazitäten sowie auf der Weiterentwicklung anvisierter Produkte.
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.
Derzeit ist eine Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten, die durch Phytoplasmosen verursacht werden, durch Pflanzenschutzmittel nicht möglich. Prohexadion-Ca ist in der Lage die Flavanon 3-hydroxylase zu hemmen. Dadurch kommt es infolge einer Umleitung des Flavonoid-Biosynthesewegs zur Bildung von Luteoforol, das bakteriozide Eigenschaften aufweist. Am Modellsystem Weinrebe wird im Rahmen dieses Projekts geprüft, ob diese Strategie geeignet ist, die Schwarzholzkrankheit zu bekämfen. 5 symptomatische und 5 gesunde Rebstöcke (Rebsorte Zweigelt) wurden mit der 1,5 bzw. 15 fachen Konzentration der normalerweise im Weinbau verwendeten Prohexadion-Ca-Konzentration behandelt. Es konnte gezeigt werden, dass bei der gewählten Versuchsdauer die Hemmung der Flavanon 3-hydroxylase noch andauert und somit die Bildung des bakteriozid wirkenden Luteoforol in der Pflanze noch andauert. Parallel zu diesen Untersuchungen wurde der Phytoplasma-Titer mittel real time PCR bestimmt. Die Auswertungen sind noch nicht abgeschlossen. Daher kann zum jetzigen Zeitpunkt noch keine Aussage über die Wirkung von Prohexadion-Ca gemacht werden. Darüber hinaus wurde geprüft, ob durch Behandlung mit Alkylborat-Derivaten ebenfalls eine Bekämpfung von Phytoplasmosen möglich ist. Die Auswertung der molekulargenetischen Analysen ist noch im Gange. Daher kann zu diesen Fragestellungen noch keine Aussage getätigt werden. Die phytotoxische Bonitur am Feld zeigte allerdings deutliche Verbrennungen an den Rebblättern.
<p> <p>Obwohl die Landwirtschaft einen sinkenden Anteil an der Wirtschaftsleistung hat, nimmt sie als größte Flächennutzerin Deutschlands erheblichen Einfluss auf Böden, Gewässer, Luft, Klima, die biologische Vielfalt - und auf die Gesundheit der Menschen.</p> </p><p>Obwohl die Landwirtschaft einen sinkenden Anteil an der Wirtschaftsleistung hat, nimmt sie als größte Flächennutzerin Deutschlands erheblichen Einfluss auf Böden, Gewässer, Luft, Klima, die biologische Vielfalt - und auf die Gesundheit der Menschen.</p><p> Landwirtschaft heute <p>Etwa die Hälfte der Fläche Deutschlands – rund 16,6 Millionen Hektar – wird landwirtschaftlich genutzt. Rund 255.000 landwirtschaftliche Betriebe erzeugen Nahrungs- und Futtermittel sowie nachwachsende Rohstoffe (vor allem Mais und Raps) zur stofflichen und energetischen Verwendung.</p> <p>In den letzten 70 Jahren hat die Landwirtschaft in Deutschland ihre Produktion enorm gesteigert. Während ein Landwirt bzw. eine Landwirtin im Jahr 1900 rechnerisch noch rund vier Personen mit Nahrungsmitteln versorgte, waren es 1950 zehn und 2021 bereits 139 Menschen – mit steigender Tendenz (<a href="https://www.ble.de/SharedDocs/Downloads/DE/BZL/Informationsgrafiken/241121_Landwirt-ernaehrt.gif">BLE 2023</a>).</p> <p>Mit der intensiven landwirtschaftlichen Flächennutzung bei stetiger Produktionssteigerung sind Auswirkungen auf die Umwelt, das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> und den Naturhaushalt verbunden.</p> <p>Gleichzeitig stehen die Landwirtschaft und der ländliche Raum vor großen Herausforderungen durch demographische Veränderungen, globale Wettbewerbsbedingungen, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> und gesellschaftliche Erwartungen an eine umweltverträgliche, ressourcenschonende und tiergerechte Landwirtschaft mit gesunden Produkten. Eine Neuausrichtung der Landwirtschaftspolitik, die Lösungen zur Minimierung der Umweltauswirkungen und die aktuellen Herausforderungen bereithält, ist daher dringend erforderlich. Die Zukunftskommission Landwirtschaft gibt in ihrem <a href="https://www.bmuv.de/download/abschlussbericht-der-zukunftskommission-landwirtschaft">Abschlussbericht</a> umfangreiche Empfehlungen wie eine Transformation des Agrar- und Ernährungswesens gesamtgesellschaftlich erfolgen sollte. </p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/infografik_landwirtschaft_2025-06-03.png"> </a> <strong> Infografik: Umwelt und Landwirtschaft </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft / Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/infografik_landwirtschaft_2025-06-03.pdf">Infografik als PDF (293,42 kB)</a></li> </ul> </p><p> Umweltwirkungen <p>Agrarlandschaften sind Lebensraum für zahlreiche Tiere und Pflanzen, dienen als Speicher und Filter für Wasser und prägen das Bild gewachsener Kulturlandschaften. Die Landwirtschaft hat erheblichen Einfluss auf verschiedene Schutzgüter. Der Einsatz von Maschinen zur Bodenbearbeitung und Ernte sowie die intensive Ausbringung von Pflanzenschutz- und Düngemitteln beeinflussen den Boden, das Wasser, die Luft und die in der Agrarlandschaft lebenden Tiere und Pflanzen. Die intensive Stickstoffdüngung (organisch und mineralisch) verursacht klimaschädliche Treibhausgase, führt zu Nitratbelastungen des Grundwassers und trägt zur Nährstoffüberversorgung (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/eutrophierung">Eutrophierung</a>) von Flüssen, Seen und Meeren bei.</p> <p>Der Verlust der Artenvielfalt und der mit Landnutzungsänderungen (insbesondere <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13793">Grünlandumbruch</a> und Moornutzung), Düngemittelausbringung, Bodenbearbeitung und Tierhaltung verbundene Ausstoß klimawirksamer Treibhausgase sind weitere <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/8780">Folgen intensiver Landwirtschaft.</a></p> <p>Die auf Ertragssteigerung ausgerichtete Intensivlandwirtschaft hinterlässt eintönige, ausgeräumte Agrarlandschaften und trägt mit dem Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zum Verlust der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a> bei; schwere Maschinen und die intensive Bodenbearbeitung können den Boden verdichten, Bodenunfruchtbarkeit verursachen und steigern die Gefahr für Wasser- und Winderosion. </p> 16.02.2018 Nachgefragt: Umweltwirkungen durch die Landwirtschaft <p>Das Video kann zu redaktionellen Zwecken kostenlos verwendet werden. Die Pressestelle des UBA stellt die Videodaten dazu auf Anfrage gerne zur Verfügung.</p> </p><p> Ziele einer umweltfreundlichen Landwirtschaft <p>Die Landwirtschaft ist für den Erhalt und Schutz unserer natürlichen Ressourcen von großer Bedeutung. Ziel einer umweltfreundlich gestalteten Landwirtschaft muss es sein, Auswirkungen auf die Schutzgüter Boden, Wasser, Luft, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a> zu minimieren, Kulturlandschaften zu erhalten und gleichzeitig die regionale Entwicklung zu fördern. Dies unterstützt auch die EU Kommission mit ihrer im Mai 2020 veröffentlichten „Farm-to-Fork-Strategie“ (<a href="https://eur-lex.europa.eu/resource.html?uri=cellar:ea0f9f73-9ab2-11ea-9d2d-01aa75ed71a1.0003.02/DOC_1&format=PDF">Vom Hof auf den Tisch – eine Strategie für ein faires, gesundes und umweltfreundliches Lebensmittelsystem</a>). Die Strategie zielt darauf ab, das europäische Lebensmittelsystem in verschiedenen Dimensionen nachhaltiger zu gestalten und ist Teil des „europäischen Green Deal“.<br><br>Bis 2030 sollen beispielsweise der Einsatz und das Risiko <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13778">chemischer Pestizide</a> um 50 % verringert und die Verwendung gefährlicherer Pestizide um 50 % reduziert werden. Der Verkauf von antimikrobiellen Mitteln für Nutztiere und Aquakultur soll in der EU bis 2030 ebenfalls halbiert werden. Auch der Einsatz von Düngemitteln soll bis 2030 um 20 % gesenkt und damit die Nährstoffverluste um mindestens 50 % vermindert werden. Außerdem soll der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/10952">ökologische Landbau</a> gestärkt und die ökologisch bewirtschaftete Fläche in der EU bis 2030 auf 25 % ausgeweitet werden. Ein weiteres Ziel ist es, dass mindestens 10 % der landwirtschaftlichen Flächen mit <a href="https://www.bfn.de/kohaerenz-biotopverbund">Elementen</a> ausgestattet sind, die die Artenvielfalt fördern, darunter Blühstreifen, Hecken, Teiche oder Trockenmauern. Verbindliche Maßnahmen, um diese Ziele zu erreichen, enthält die Strategie jedoch nicht.<br><br>Ein ambitioniertes nationales Ordnungsrecht und die künftige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/8859">Ausgestaltung der europäischen und nationalen Agrarpolitik</a> bieten Möglichkeiten, Umweltbelastungen durch die Landwirtschaft zu minimieren und eine umweltschonende Bewirtschaftung der Flächen zu gewährleisten. Dies kann einerseits über gesetzliche Vorschriften und deren Bindung an die EU-Direktzahlungen und andererseits über attraktive Anreize zur Erbringung höherer Umweltleistungen gelingen. Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/71619">Gemeinsame Europäische Agrarpolitik (GAP) 2020</a> bietet hierfür verschiedene Möglichkeiten.</p> <p>Auch die Zukunftskommission Landwirtschaft hat sich in ihrem <a href="https://www.bmel.de/DE/themen/landwirtschaft/zukunftskommission-landwirtschaft.html">Abschlussbericht</a> dafür ausgesprochen, dass die EU-Agrarsubventionen innerhalb der nächsten zwei Förderperioden vollständig auf eine Honorierung öffentlicher Leistungen der Landwirtschaft umgestellt werden sollten.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/bilder/Boden_Luft_Berge_Wiese_Loewenzahn_CC-Vision_15_07044.jpg"> </a> <strong> Abwechslungsreiche Landschaften können die Biodiversität fördern. </strong> Quelle: CC Vision </p><p> </p><p>Informationen für...</p>