Nachhaltige Landwirtschaft agiert in einem Spannungsfeld zwischen Produktivität und Erhalt der Bodengesundheit. Kupfer wird in großem Umfang als Fungizid und Düngemittel eingesetzt, hat jedoch auch negative Auswirkungen auf die Bodengemeinschaft. Kupfertoxizität wird in der Regel durch Adsorption im Boden und Aufnahme durch Organismen erklärt, aber die Möglichkeit anderer toxischer Pfade, z. B. die Bildung von Radikalen, wird noch nicht in Betracht gezogen. Die Relevanz von Radikalen im Boden wurde zuvor in unseren Studien gezeigt, in denen Nanopartikel auf Kupferbasis bei sehr niedrigen, umweltrelevanten Konzentrationen negative Effekte auf Bodenorganismen hatten, einschließlich Reaktionen in deren antioxidativem System. Überraschenderweise war dies nur bei stark adsorbierenden, tonreichen Böden der Fall, die für die Landwirtschaft sehr relevant sind. Die Kombination von Kupfer und Ton in Böden ist in der Lage, reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu bilden oder weit verbreitete polyaromatische Schadstoffe in umweltbeständige freie Radikale (EPFR) umzuwandeln, die negative Folgen für Bodenorganismen, aber auch für die menschliche Gesundheit haben können. Die Bildung dieser Radikale beruht auf Elektronentransferprozessen, bei denen Übergangsmetalle wie Kupfer oder Eisen (insbesondere in nanopartikulärer Form), Tonminerale und organische Stoffe als Quelle und/oder Transporteur von überschüssigen Elektronen dienen. Alle diese Stoffgruppen kommen natürlich im Boden vor, werden aber auch durch landwirtschaftliche Aktivitäten eingebracht. In diesem Projekt werde ich mehrere repräsentative Stoffgruppen kombinieren, die ein landwirtschaftliches Bodensystem simulieren und für die Radikalbildung relevant sind. Das radikalbildende Potenzial sowohl natürlicher als auch anthropogener Stoffe, d.h. verschiedener Arten von Ton- und Eisenmineralen, organischer Substanz und anthropogenem Kupfer, wird einzeln und in Kombination ermittelt. Die Radikalbildung wird chemisch untersucht, indem die ROS- und EPFR-Bildung in künstlichen Bodenlösungen und Böden gemessen wird, aber auch biochemisch und ökologisch anhand der antioxidativen und Fitness-Reaktion von Springschwänzen (Folsomia candida). Um die Laborergebnisse auf die Freilandsituation zu übertragen, werden die Faktoren, die im Labor als am auffälligsten identifiziert wurden, zur Identifizierung potenzieller radikalbildender Hotspots im Feld verwendet; dabei werden Podsole mit Fluvisolen (schwankendere Redoxbedingungen aufgrund ihrer Nähe zu Flüssen) im Hinblick auf die Korrelation zwischen ihren Bodeneigenschaften und dem Auftreten von ROS und EPFR verglichen. Die Identifizierung der Bodenfaktoren für die Radikalbildung im Labor und auf dem Feld wird Auswirkungen auf den Bodenschutz, die Risikobewertung von Nanopestiziden und die landwirtschaftliche Bewirtschaftung haben und direkte Empfehlungen für eine nachhaltige Bewirtschaftung des Bodens mit Hinblick auf deren Potenzial zur Radikalbildung ermöglichen.
Die Versorgung der Apfelfrüchte mit Ca2+ ist oft unzureichend, was zu physiologischen Erkrankungen, erhöhter Atmungsaktivität und zu Anfälligkeit gegen Krankheiten führen kann. Diese Probleme lassen sich nicht durch Maßnahmen im Bereich Wurzel/Boden lösen, so daß Applikation von Calciumchlorid oder Calciumnitratlösungen auf die Früchte weltweit praktiziert werden. Zahlreiche Spritzungen werden empfohlen, um den Ca-Gehalt der Früchte meßbar zu erhöhen, und das Auftreten der Stippigkeit zu reduzieren. Trotzdem ist die Wirkung oft unzureichend und deshalb werden außerhalb Europas die Früchte nach der Ernte mit CaCl2-Lösungen infiltriert. Dieses Verfahren ist außerordentlich effektiv, darf aber in Deutschland und anderen europäischen Ländern nicht angewandt werden. Damit bleibt die Applikation von Calciumsalzlösungen durch Spritzung auf die Früchte vor der Ernte die einzige Alternative. Obwohl es hunderte von Veröffentlichungen zum Thema Stippigkeit gibt, ist die Aufnahme in Früchte bisher nie systematisch untersucht worden. Um zu klären, wann und wie häufig gespritzt werden muß, sind solche Versuche aber unerläßlich. Im Wesentlichen geht es um die Beantwortung der folgenden Fragen: (1) Wie ändert sich die Geschwindigkeit der Aufnahme von CaCl2 im Verlauf der Fruchtentwicklung? Wie viele Behandlungen sind erforderlich und welche Zeitpunkte sind optimal? (2) Welchen Einfluß haben Schorffungizide auf die Calciumaufnahme? Die Literaturrecherche ergab, daß zu diesen Fragen bisher keine systematischen und quantitativen Untersuchungen durchgeführt worden sind. Eigene Vorversuche haben ergeben, daß viele Zusatzstoffe die Calciumaufnahme drastisch reduzieren.
Mykotoxine sind toxische Stoffwechselprodukte, die von Schimmelpilzen in verschiedenen Umweltmatrices, auch im Boden, produziert werden. Obwohl Mykotoxine reguliert sind und Strategien zur Vermeidung, Reduktion und Minderung entwickelt wurden und kontinuierlich angewendet werden, kommen Mykotoxine immer noch in Lebensmitteln vor, so dass der Mensch täglich gegenüber Mykotoxine exponiert ist. Deoxynivalenol (DON) ist ein Fusarium-Mykotoxin, das in Lebensmitteln weit verbreitet ist und auch in Biomonitoring-Studien häufig beobachtet wird. Die Biosynthese von DON in verschiedenen Matrices wird durch Umwelt- und chemische Faktoren bestimmt. Es wurde postuliert, dass die DON-Produktion die Folge einer stressvermittelten Reaktion ist, um die Anpassung von Fusaria an ungünstigen Bedingungen zu unterstutzen. Bisher ist bekannt, dass der Boden ist das Haupthabitat des Fusarieninokulum ist und dass DON und ähnliche Moleküle in landwirtschaftlichen Böden nachgewiesen worden sind. Ein Zusammenhang zwischen den Bodeneigenschaften und der Mykotoxinproduktion in situ ist jedoch noch nicht bekannt, obwohl es derzeit Hinweise darauf gibt, dass das Vorkommen von DON im Boden eine Reaktion auf ungünstige Bedingungen für das Wachstum von Fusarien darstellt, z. B. durch die Wirkung von Fungiziden. Ein weiterer zu berücksichtigender Aspekt ist, dass die in landwirtschaftlich genutzten Böden beobachteten Konzentrationen keine Informationen über die Entstehung und die Bedingungen für die Mykotoxinproduktion sowie über zusätzliche Prozesse, die die Restkonzentrationen beeinflussen können, liefern. In diesem Zusammenhang wurde auch noch nicht untersucht, ob die beobachteten Konzentrationen eine biologische Auswirkung auf Böden haben können. Um den Beitrag des Bodens zu den Mykotoxin-Vorkommen, -Restkonzentrationen und -Effekte zu verstehen, ist ein tieferes Verständnis der Mykotoxin-Boden-Interaktion erforderlich. Dies beinhaltet die Untersuchung von 1) Faktoren, die die Mykotoxin-Biosynthese fördern, z. B. Szenarien in der intensiven Landwirtschaft, 2) die Bestimmung von Rückstandskonzentrationen nach Prozessen der Biotransformation und Mobilität. Schließlich 3) DON hemmt das Wachstum von ausgewählten Bakterien und Pilzen, was eine biologische Reaktion des Mikrobioms (Abundanz, Struktur und Funktionen) vermuten lässt. Das Ziel dieses Antrags ist es, das Verständnis über Mykotoxin-Boden Interaktionen zu vertiefen, auf den Ebenen der Biosynthese in Abhängigkeit von Stressoren, des Verbleibs, d.h. der Sorption und Biotransformation, und der Auswirkungen auf Bodenmikroorganismen. Dieses Wissen wird dazu beitragen, die Faktoren, die die Produktion im Boden auslösen, und die Prozesse, die die effektiven Konzentrationen steuern, aufzuklären, und ist für weitere Präventionsstrategien, die den Boden bei der Einschätzung von Mykotoxinrisiken in der Zeit vor der Ernte berücksichtigen, unerlässlich.
Anfang der Neunziger Jahre begann die Einrichtung von Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Sachsen-Anhalt. Aktuell werden 70 BDF gemeinsam durch die für Umweltschutz, Geologie, Landwirtschaft und Forstwesen zuständigen Landesfachbehörden betrieben. Bei den Boden-Dauerbeobachtungsflächen handelt es sich um repräsentativ ausgewählte, wiederauffindbare Ausschnitte des Bodens. Diese werden entsprechend festgelegter Untersuchungsprogramme in einem bestimmten Turnus auf Veränderungen der Bodenbeschaffenheit untersucht. Anhand der gewonnenen Daten zu den physikalischen, chemischen und biologischen Bodeneigenschaften können der aktuelle Bodenzustand erfasst, Veränderungen langfristig überwacht und, wenn möglich zukünftige Entwicklungen prognostiziert werden. In dem Methodenhandbuch Einrichtung, Betrieb und Auswertung von Boden-Dauerbeobachtungsflächen (LABO-Redaktionsgruppe "Boden-Dauerbeobachtung", Barth et al., Juni 2022) erfolgt eine ausführliche Beschreibung des Vorgehens von der Ersteinrichtung der Fläche über die Untersuchungsmethodik aller Parameter bis hin zur Auswertung der gewonnenen Daten. Boden-Dauerbeobachtung in Sachsen-Anhalt Die BDF sind repräsentativ über das Land Sachsen-Anhalt verteilt hinsichtlich der Landnutzung, Klimagebiete sowie Landschafts- und Bodenformen. In der Abbildung rechts ist die räumliche Verteilung der BDF in Sachsen-Abhalt und deren Nutzung ersichtlich. Diese Informationen sind zusätzlich als Karte im Umweltportal zu finden. Eine Übersicht zu den Nutzungssarten und Bodentypen der BDF steht als Tabelle (PDF-Datei, 157 KB) zum Download zur Verfügung. An dem BDF-Programm im Land sind, abhängig von der Nutzung der Flächen die Landesanstalt für Geologie und Bergwesen (LAGB), die Landesanstalt für Landwirtschaft (LLG), das Landesamt für Umweltschutz (LAU) und die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA) beteiligt. Jede der beteiligten Institution untersucht unterschiedliche Fragestellungen und somit Parameter auf den Flächen in einem bestimmten Turnus. Das LAGB ist auf allen BDF für die bodenkundliche Ansprache der Dauerbeobachtungsflächen, Bodenchemische Parameter, Bodenphysik, Schwermetallgehalte und Radionuclide zuständig. An der LLG werden auf den landwirtschaftlich genutzten BDF einzelne bodenchemische Parameter sowie die Bewirtschaftungsdaten erhoben. Durch die NW-FVA werden die forstlich genutzten Flächen hinsichtlich des Waldbestandes sowie dessen Zustands und der Bodenchemie erfasst. Drei der Forst-BDF werden als Intensiv-BDF durch kontinuierliche Messungen untersucht, um Fragestellungen zum Wasser- und Stoffhaushalt von Waldböden zu beantworten. Das LAU ist auf allen BDF für die Untersuchung der Bodenmikrobiologie und -zoologie, organischen Schadstoffe, atmosphärischen Deposition und die Vegetationsanalysen zuständig. Weitere Informationen zu den untersuchten Parametern und beteiligten Institutionen sind in der Tabelle rechts zu finden. Weiterführende Informationen zu den einzelnen BDF sind in den Steckbriefen zur jeweiligen Flächen zu finden. Diese beinhalten Basisdaten der BDF (Einrichtung, Nutzung, Witterung usw.) sowie Angaben zur Lage und Bodeninformationen. Ackerland-BDF Grünland-BDF Forst-BDF Sonderflächen-BDF 1 Querstedt 3 Gohre 5 & 5.2 Klötze & Klötze 2 48 Amsdorf 2 Erxleben 10 Reesen 6 Born 51 Zöberitz 4 Krevese 14 Bad Schmiedeberg 7 Colbitz 53 Gimritz 12 Senst 18 Iden 8 Arendsee 17 Klossa 19 Barby 11 Nedlitz 23 Plötzkau 20 Wartenburg 13 Ochsenkopf 24 Brücken 26.2 Mannhausen 15 Goitzsche 28 Ladeburg 29 Mahlsdorf 16 Golpa Nord 30 Biere 49 Seeben 21.1 & 21.2 Biberwerder 1 & 2 31 Rodersdorf 61 Kleinleinungen 22 Steckby 32 Klein Wanzleben 64.2 Kakerbeck 25 Salegaster Aue 33 Cattau 27 Tangerhütte 34.2 Bad Lauchstädt 41 Profen 35 Barnstädt 44 Hohes Holz 36 Leimbach 55 Ziegelroda 37 Querfurt 56.1 & 56.2 Frankroda 1 & 2 38 Lodersleben 57 Schierke 39 Scheiplitz 58 Hasselfelde 40 Pirkau 59 Auerberg 42 Jeggeleben 60 Friedrichrode 43 Eilenstedt 65 Brocken 45 Drübeck 66 Güntersberge 46 Polleben 47 Teutschenthal 50.2 Lettewitz 2 52.1 Merseburg Ost 54 Schwanefeld 62 Siptenfelde 63 Oschersleben 67 Löberitz 68 Gadegast Hinsichtlich der Bodenzoologie wird ein jährlicher Lumbriciden-Bericht (Regenwurm-Bericht) für Sachsen-Anhalt erarbeitet. Darin wird die Untersuchung der Regenwurmpopulation auf den BDF analysiert und ihre Entwicklung auf den einzelnen Flächen ausgewertet. Diese Berichte stehen unter Publikationen als Download zur Verfügung. Weiter unten auf der Seite befindet sich eine Übersicht zu den landesweiten Ergebnissen hinsichtlich der Regenwürmer. Die Belastung der BDF mit organischen Schadstoffen wird ebenfalls durch das LAU analysiert und ausgewertet. Dabei werden polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und einige Vertreter des „Dirty Dozen“ wie die Chlorpestizide Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) und Hexachlorcyclohexan (α-, β-, γ- , δ-HCH), deren Neben- und Abbauprodukte (DDE, DDD und HCB) sowie polychlorierte Biphenyle (PCB) und polychlorierte Dibenzo-Dioxine und -Furane (PCDD/PCDF) betrachtet. Weitere Informationen zu Schadstoffen in Böden sind unter diesem Link zu finden. Aus diesen Untersuchungen gewonnene Ergebnisse sind Grundlage für die Ermittlung von Hintergrundwerten für die Böden in Sachsen-Anhalt. Im Folgenden sind einige Ergebnisse der Boden-Dauerbeobachtung hinsichtlich des Vorkommens der oben genannten organischen Schadstoffe dargestellt. polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe – PAK PAK entstehen bei der Verbrennung von organischem Material. Hauptsächliche Quellen sind Industrieemissionen, Heizungen und Verkehr. Sie gelangen über Luftdeposition in den Boden, binden stark an organische Substanz und werden nur sehr langsam abgebaut. In der Abbildung weiter unten ist das Vorkommen von PAK auf den BDF im Land über einen Zeitraum von 20 Jahren und in Abhängigkeit von der Landnutzung dargestellt. In der Grafik ist zu erkennen, dass die Waldflächen vergleichsweise höher mit diesen Stoffen belastet sind. Das hängt unter anderem mit der Filterwirkung der Baumkronen zusammen. PAK-haltige Partikel werden in den Kronen abgefangen und gelangen über Regen und Laubfall in den Boden. Weiterhin haben Wälder einen höheren Anteil organischer Bodensubstanz, woran PAK stark binden. Die BDF unter Ackernutzung weisen geringere Konzentrationen auf, was sich u. a. durch regelmäßige Bodenbearbeitung und somit eine Verdünnung des Materials sowie einen geringeren Anteil organischer Substanz erklären lässt. Der Anstieg der gemessenen PAK zwischen 2020 bis 2024 kann unter anderem mit einer klimabedingt stärkeren Bodentrockenheit und Staubaufwirbelungen zusammenhängen. Auch lokale kurzfristige Einflüsse wie bspw. Waldbrände können einen starken Effekt auf einzelne Flächen haben. Insgesamt befinden sich die Werte jedoch unterhalb der Vorsorgewerte laut Bundesbodenschutzverordnung (BBodSchV) von 3 mg/kg TM (wenn der Gehalt an organischem Kohlenstoff/TOC ≤ 4 %) bzw. 5 mg/kg TM (wenn TOC > 4 % bis 9 %). Dichlordiphenyltrichlorethan – DDT, Dichlordiphenyltrichlorethylen – DDE, Dichlordiphenyldichlorethan – DDD In der Abbildung unten ist das Vorkommen von DDT und den Metaboliten (DDE, DDD) auf den BDF in Sachsen-Anhalt in Abhängigkeit von der Landnutzung von 2004 bis 2024 dargestellt. DDT wurde als Insektizid in Land- und Forstwirtschaft sowie als Holzschutzmittel eingesetzt. Auf dem Gebiet der ehemaligen DDR wurde DDT bis Ende der 80er Jahre in größerem Umfang angewendet und in Sachsen-Anhalt unter anderem im Raum Bitterfeld produziert. Wie in dem Boxplot zu erkennen ist, sind die Flächen unter forstlicher Nutzung höher belastet als landwirtschaftlich genutzte BDF. Mögliche Gründe dafür sind der hohe Einsatz von DDT zur Bekämpfung von Kahlfraß-Insekten (u. a. Kiefernspinner, Borkenkäfer) in der Forstwirtschaft der DDR und die höheren Gehalte organischer Substanz der Waldflächen gegenüber Grün- oder Ackerländern und die damit verbundene stärkere Bindung des Schadstoffs. Ebenso sorgt die Bodenbearbeitung auf Ackerflächen für eine stärkere Durchmischung des Bodens und somit Verdünnung von kontaminierten Horizonten. Insgesamt befinden sich die Werte jedoch weit unter den für Ackerflächen gültigen Prüfwerten der Bundesbodenschutzverordnung (BBodSchV) von 1 mg/kg TM (Ackerland, Wirkungspfad Boden-Nutzpflanze). Insgesamt ist eine Abnahme von DDT und den entsprechenden Metaboliten seit Beginn der Untersuchungen auf den BDF in der Grafik ersichtlich. Hexachlorcyclohexan - HCH und Hexachlorbenzol - HC B In den beiden Abbildungen am Ende des Absatztes ist die Verteilung von HCH und HCB über die BDF im Land dargestellt. Vor allem im Bereich der Flussauen können höhere Konzentrationen der Stoffe nachgewiesen werden. Es gibt jedoch keine Überschreitung der Prüfwerte (HCH 0,05 mg/kg TM und HCB 0,5 mg/kg TM) nach BBodSchV auf landwirtschaftlich genutzten BDF. Bei den stärker belasteten BDF handelt es sich ausschließlich um Waldflächen im Bereich der Flussauen von Mulde und Elbe. Im Chemiekombinat Bitterfeld wurde von 1951 bis 1983 in großen Mengen γ-HCH produziert (Ökologisches Großprojekt (ÖGP) Bitterfeld-Wolfen) , welches unter dem Namen Lindan als Insektizid zum Einsatz kam. Neben- und Abbauprodukte sind weitere HCH-Isomere und HCB, welches jedoch auch gezielt hergestellt und u. a. als Fungizid in der Landwirtschaft eingesetzt wurde. Ab den 1980er Jahren wurde der Gebrauch dieser Chemikalien in der Europäischen Gemeinschaft bereits stark eingeschränkt, seit 2004 ist die Produktion und Verwendung vollständig verboten. In den ostdeutschen Chemiezentren (Bitterfeld, Leuna, Schkopau) entstand HCB als Nebenprodukt der Chlorindustrie und gelangte in größeren Mengen in die Umwelt. Dementsprechend ist die Belastung der BDF mit HCH und HCB im Auenbereich von Mulde und Elbe höher als auf den restlichen Flächen, da diese Stoffe über kontaminierte Sedimente im Rahmen von Hochwasserereignissen auch heute noch verlagert werden können. Polychlorierten Biphenyle - PCB Bei den PCB handelt es sich um eine Gruppe von 209 verschiedenen Kongeneren, welche hinsichtlich der toxikologischen Eigenschaften in zwei Kategorien unterteilt werden. Ein Teil dieser Kongenere weist den Dioxinen ähnelnde toxikologische Eigenschaften auf, diese werden häufig als dioxinähnliche PCB (dl-PCB) bezeichnet. Die nicht dioxinähnlichen Polychlorierten Biphenyle (ndl-PCB) haben ein anderes toxikologisches Profil. Die BDF in Sachsen-Anhalt werden im Hinblick auf sechs (ndl) Indikator-PCB (PCB 28, PCB 52, PCB 101, PCB 138, PCB 153 und PCB 180 = PCB 6 ) untersucht. Eingesetzt wurden diese Stoffe vor allem als Isolieröle in Transformatoren und Kondensatoren, aber auch als Additiv in Baustoffen (Fugendichtmasse, Farbe, Kleber). Mitte der 80er Jahre wurde die Verwendung von PCB in der ehemaligen DDR stark eingeschränkt und mit der Wiedervereinigung verboten. Auf Grund ihrer Langlebigkeit sind diese Stoffe jedoch immer noch in der Umwelt und auch in Böden nachweisbar. In der Abbildung unten ist die Konzentration der ndl-PCB auf den BDF in Sachsen-Anhalt in Abhängigkeit von der Landnutzung (2004-2024) dargestellt. Es konnte für keine der landwirtschaftlich genutzten BDF eine Überschreitung des Maßnahmenwertes von 0,2 mg/kg TM (BBdSchV, hinsichtl. Grünland, Wirkungspfad Boden-Nutzpflanze) festgestellt werden. In der Abbildung ist zu erkennen, dass die landwirtschaftlich genutzten BDF insgesamt auf Grund der Verdünnungswirkung von Bodenbearbeitungsmaßnahmen eine geringere Belastung mit ndl-PCB aufweisen. Wälder sind z. T. stärker belastet, da sich ndl-PCB vor allem über Deposition verbreiten und durch die Filterwirkung der Baumkronen eingefangen werden und in den Boden gelangen. Polychlorierte Dibenzodioxine – PCDD und Polychlorierte Dibenzofurane PCDDF Ähnlich wie PAK entstehen PCDD und PCDF unbeabsichtigt und überwiegend bei Verbrennungs- und Industrieprozessen (z. B. Müllverbrennung) und können dann über Luftdeposition in den Boden gelangen. Unter PCDD/F werden 75 Dioxine und 135 Furane zusammengefasst, welche stets als unterschiedlich zusammengesetztes Gemisch verschiedener Kongenere vorliegen. Eine Bewertung dieser Stoffe erfolgt über Toxizitätsäquivalente (TEQ), da sich die toxikologische Wirkung der Kongenere nicht unterscheidet, die Wirksamkeit jedoch sehr verschieden hoch sein kann. Der TEQ-Wert entspricht der toxischen Wirkung eines Dioxins im Verhältnis zum giftigsten Vertreter dieser Stoffgruppe (2,3,7,8 TCDD). In der Grafik weiter unten sind die TEQ der BDF nach ihrer Nutzung dargestellt (2004 bis 2024). Auch hinsichtlich dieser Schadstoffe sind die Waldflächen, auf Grund der Filterwirkung der Baumkronen und des meist höheren Anteils an organischer Bodensubstanz in Wäldern, zum Teil stärker belastet als die BDF unter anderer Nutzung. Die BDF mit den höchsten Vorkommen an PCDD/F befinden sich vorrangig im Auenbereich von Mulde und Elbe. Ein erheblicher Teil dieser Belastung geht auf die Magnesiumherstellung im Raum Bitterfeld während des Zweiten Weltkrieges zurück. Diese Stoffe verbreiteten sich von dort über kontaminierte Sedimente im Bereich der Flussauen. Der Prüfwert für Grünland (Wirkungspfad Boden-Nutzpflanze) liegt bei 15 ng/WHO-TEQ kg TM (BBodSchV) und wird im Auenbereich dieser Flüsse z. T. überschritten. Eine Anpassung des Nutzungsmanagementsystems und die amtliche Futter- und Lebensmittelüberwachung sollen jedoch sicherstellen, dass diese Stoffe nicht in menschliche Nahrungsketten gelangen. Weitere Information zur Belastungssituation mit PCDD/F in Sachsen-Anhalt sind im Dioxinbericht des Landes zu finden. Regenwürmer Die Lumbriciden sind in Sachsen-Anhalt seit Beginn der Einrichtung der BDF fester Untersuchungsgegenstand. Der Regenwurmbesatz einer Fläche ist ein wesentlicher bodenbiologischer Parameter zur Beschreibung der Bodenbiodiversität. In den Abbildungen unten sind die Individuen- und die Artenanzahl, sowie die Biodiversität mittels Shannon-Wiener-Index dargestellt. Dieser Index beschreibt die biologische Vielfalt und berücksichtigt die Artenanzahl sowie die Abundanz (Anzahl der Individuen je Art). Je höher der Index ist, umso größer ist auch die Diversität. Alle drei Parameter sind stark abhängig von der Landnutzung. Bei den artenreichsten BDF handelt es sich um Laubwälder und Grünländer, da dort kaum oder keine Bodenbearbeitung stattfindet und im Allgemeinen auch mehr Pflanzenarten vorkommen. Dadurch herrscht eine größere Lebensraumvielfalt und somit ein umfangreicheres Nahrungsangebot. In Nadelwäldern ist die geringste Diversität zu finden, was mit dem meist niedrigen pH-Wert an diesen Standorten zusammenhängt, den nur wenige Regenwurmarten tolerieren können. Weitere Einflussfaktoren sind die schwer abbaubare Streu (Nadeln enthalten Lignin, Wachse, Harze) und geringere Nährstoffverfügbarkeit. Die bodenbiologischen Untersuchungen auf den Boden-Dauerbeobachtungsflächen, deren landesweite Einrichtung erst 2006 abgeschlossen wurde, starteten bereits 1994. Der in allen drei Grafiken ersichtliche Anstieg (Artenzahl, Biodiversität, Individuenzahl) innerhalb der ersten drei Perioden steht daher in engem Zusammenhang mit der Aufnahme neuer artenreicher Flächen in das BDF – Programm. Nach einer kurzen stabilen Phase, führten die Trockenjahre 2018 bis 2020 zu einem deutlichen Rückgang der Individuenzahlen in allen Landnutzungsbereichen. Arten, die nur mit wenigen Individuen auf einer Fläche vertreten waren, konnten bei den folgenden Untersuchungen noch seltener gefunden werden. Je nach Nutzung führte dies zu einem leichten bis deutlichen Rückgang in der Artenanzahl und demzufolge auch in der Biodiversität. Innerhalb der letzten Untersuchungsperiode (2021 – 2025) konnte sich die Individuenzahl auf den Acker- und Forstflächen erholen, jedoch nicht auf den Grünländern. Allerdings trifft dies nicht auf alle Arten gleichermaßen zu. Wenn z.B. die Reproduktionsrate geringer bzw. die Reproduktionszeit einer Art länger ist, benötigt diese Art auch mehr Zeit zur Bestandserhöhung. Dadurch stagnierten die Artenanzahl und Biodiversität oder sanken sogar z.T. in den letzten Jahren auf Flächen unter Grünlandnutzung. letzte Aktualisierung: 09.07.2026
Organotin and especially butyltin compounds are used for a variety of applications, e.g. as biocides, stabilizers, catalysts and intermediates in chemical syntheses. Tributyltin (TBT) compounds exhibit the greatest toxicity of all organotins and have even been characterized as one of the most toxic groups of xenobiotics ever produced and deliberately introduced into the environment. TBT is not only used as an active biocidal compound in antifouling paints, which are designed to prevent marine and freshwater biota from settlement on ship hulls, harbour and offshore installations, but also as a biocide in wood preservatives, textiles, dispersion paints and agricultural pesticides. Additionally, it occurs as a by-product of mono- (MBT) and dibutyltin (DBT) compounds, which are used as UV stabilizer in many plastics and for other applications. Triphenyltin (TPT) compounds are also used as the active biocide in antifouling paints outside Europe and furthermore as an agricultural fungicide since the early 1960s to combat a range of fungal diseases in various crops, particularly potato blight, leaf spot and powdery mildew on sugar beet, peanuts and celery, other fungi on hop, brown rust on beans, grey moulds on onions, rice blast and coffee leaf rust. Although the use of TBT and TPT was regulated in many countries world-wide from restrictions for certain applications to a total ban, these compounds are still present in the environment. In the early 1970s the impact of TBT on nontarget organisms became apparent. Among the broad variety of malformations caused by TBT in aquatic animals, molluscs have been found to be an extremely sensitive group of invertebrates and no other pathological condition produced by TBT at relative low concentrations rivals that of the imposex phenomenon in prosobranch gastropods speaking in terms of sensitivity. TBT induces imposex in marine prosobranchs at concentrations as low as 0,5 ng TBT-Sn/L. Since 1993, for the littorinid snail Littorina littorea a second virilisation phenomenon, termed intersex, is known. In female specimens affected by intersex the pallial oviduct is transformed of towards a male morphology with a final supplanting of female organs by the corresponding male formations. Imposex and intersex are morphological alterations caused by a chronic exposure to ultra-trace concentrations of TBT. A biological effect monitoring offers the possibility to determine the degree of contamination with organotin compounds in the aquatic environment and especially in coastal waters without using any expensive analytical methods. Furthermore, the biological effect monitoring allows an assessment of the existing TBT pollution on the basis of biological effects. Such results are normally more relevant for the ecosystem than pure analytical data. usw.
Die groesste Zahl chemischer Behandlungen (ca. 2/3) faellt im Obstbau auf die Zeit des Heranwachsens der Fruechte (Mai bis Oktober). Aus biologischen Gruenden und zum Schutze des Verbrauchers waere es wuenschenswert, die Bekaempfungsmassnahmen auf die Zeit vor Beginn des Fruchtansatzes zu konzentrieren. Mit vorliegendem Versuchsprogramm wird die Art der Ueberwinterung einiger der wichtigsten Schadpilze von Obstbaeumen und die Moeglichkeit der Bekaempfung der Ueberwinterungsherde naeher untersucht.
Der Falsche Mehltau wird durch den Oomycete Plasmopara viticola verursacht und ist eine der wichtigsten Weinrebenkrankheiten. Die Empfindlickeit der Weinrebe gegen P. viticola erfordert den intensiven Einsatz von Fungiziden im Weinbau, mit negative Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit. Um den Einsatz von Fungiziden zu reduzieren, wurden in Züchtungsprogrammen sowohl in Deutschland als auch in Frankreich Resistenz-Loci von wilden Vitis-Arten in kultivierte Weinreben eingekreuzt, wodurch neuen Rebsorten erhalten wurden, die gegen den Falschen Mehltau resistent sind. Die durch diese Loci vermittelten Resistenzmechanismen sind jedoch nur unzureichend charakterisiert. Die neueste Generation von resistenten Rebsorten soll mindestens zwei Resistenz-Loci gegen den Falschen Mehltau kombinieren, um das Risiko der Überwindung der Resistenz durch das Pathogen zu minimieren. Durch die Kombination genetischer und molekularer Versuchsansätze in Verbindung mit hochpräzisen Phänotypisierungstechniken, werden französische und deutsche Partner die funktionelle Vielfalt der Abwehrmechanismen der Weinrebe gegen P. viticola untersuchen, um deren Kombination in neuen Rebsorten für eine verbesserte Beständigkeit der Resistenz zu optimieren.
Entwicklung von Richtlinien zur Mittelpruefung an bestimmten Nutzarthropoden. Hier: Waldameisen (Formica polyctena) und Tachinen (Pales pavida). Spezielle Beruecksichtigung der Beeintraechtigung der Nutzfunktion der Versuchstiere (z.B. der Parasitierungsleistung u.a.). Durchfuehrung von Tests unter praxisueblichen Bedingungen, wobei nicht so sehr Insektizide, sondern Herbizide und Fungizide im Vordergrund stehen.
In der ersten Projektphase untersuchten wir die Auswirkungen von Fungiziden auf den Abbau organischen Materials in Bächen und fanden, dass der Fungizid-Toxizitätsgradient mit Änderungen in mikrobiellen Gemeinschaften und einem Rückgang des mikrobiellen Abbaus organischer Substanz assoziiert war. In der zweiten Projektphase werden die Wirkmechanismen von Fungiziden auf mikrobielle Gemeinschaften und die mögliche Effektfortpflanzung auf den Abbau organischen Materials näher beleuchtet. Darüber hinaus werden wir versuchen die Unterschiede in den Effektschwellen zwischen Felduntersuchungen und den wenigen Studien unter Laborbedingungen zu erklären. Im ersten Arbeitspaket werden die Wirkmechanismen von Fungiziden auf den mikrobiellen Blattabbau genauer betrachtet. Das Experiment setzt freilandrelevante Bedingungen ein wie wiederholte Schadstoffexposition, Fraßdruck durch wirbellose Zersetzer und mehrere Zyklen von mikrobieller Besiedelung und Zersetzung. Dieses Experiment wird an 6 Orten weltweit mit ortstypischen wirbellosen Zersetzern und Blättern (Konsortium von Labors aus Australien, Kanada, Deutschland, Dänemark, Costa Rica und Schweden) durchgeführt und verwendet eine Expositionsmuster mit Mischungen aus einer globalen Analyse von Fungizidkonzentrationen in Oberflächenwassern. Die gemessenen Endpunkte umfassen die Blattabbaurate, das Wachstum der Wirbellosen und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft sowie deren Biomasse. Wir werden Effektschwellen für Fungizide ableiten und hypothetisieren, dass die Effekte über die Zeit kumulieren, und dass dies Unterschiede in den Effektschwellen von Labor- und Feldstudien erklären kann. Das zweite Arbeitspaket zielt darauf ab, die mögliche Kausalität des Zusammenhangs zwischen Fungizid-Toxizität und Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaften sowie dem Abbau organischen Materials näher zu untersuchen. Dabei wird eine Feldstudie in jeweils 6 Bächen mit hoher und niedriger Fungizidbelastung durchgeführt, in denen eine relativ unbelasteten Probestelle stromaufwärts (am Waldrand) und eine stromabwärts gelegene Probestelle ausgewählt werden (d.h. insgesamt 24 Stellen). Die Feldstudie umfasst den Zeitraum vor dem Fungizideinsatz bis zum Zeitraum mit dem höchsten Fungizideinsatz und beinhaltet den Vergleich der mikrobiellen Gemeinschaften und des mikrobiellen Abbaus zwischen Bachabschnitten stromaufwärts und stromabwärts. Blatttaschen die in relativ unbelasteten und belasteten Abschnitten mikrobiell besiedelt wurden werden eingesetzt, um (1) Unterschiede in der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften und im Blattabbau und deren Beziehung zum Fungizid-Anwendungszeitraum und zur Fungizidbelastung zu identifizieren, und (2) die Auswirkungen der Fungizidbelastung auf die mikrobielle Besiedelung zu untersuchen. Insgesamt wird dieses Folgeprojekt mechanistische Erklärungen liefern sowie weitere Belege für die Kausalität von Fungizid-Toxizität und ökologischen Endpunkten.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 618 |
| Kommune | 56 |
| Land | 2267 |
| Weitere | 4 |
| Wirtschaft | 79 |
| Wissenschaft | 236 |
| Zivilgesellschaft | 49 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 5 |
| Daten und Messstellen | 2402 |
| Ereignis | 3 |
| Förderprogramm | 421 |
| Taxon | 5 |
| Text | 24 |
| unbekannt | 19 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 204 |
| Offen | 2672 |
| Unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 2844 |
| Englisch | 232 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2249 |
| Bild | 6 |
| Datei | 155 |
| Dokument | 23 |
| Keine | 381 |
| Webseite | 2488 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 2638 |
| Lebewesen und Lebensräume | 2855 |
| Luft | 2647 |
| Mensch und Umwelt | 2879 |
| Wasser | 2621 |
| Weitere | 2846 |