Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rekordsommer schädigt Boden dauerhaft - Herbizide werden nach Dürre schlechter abgebaut

31.08.2006
Hitzerekorde und anhaltende Trockenheit wie in den Sommern 2003 und 2006 lassen nicht nur Pflanzen vertrocknen, auch Böden können dauerhaft geschädigt werden. Dies stellten Wissenschaftler des GSF-Forschungszentrums für Umwelt und Gesundheit fest, die in einem Langzeitversuch die Fähigkeit von Böden untersuchen, das Herbizid Isoproturon abzubauen.

"Wir haben seit 1997 vier Böden im Freiland unter Beobachtung", erklärt Dr. Reiner Schroll (Institut für Bodenökologie), "grundsätzlich ging es dabei um die Frage, wie sich Isoproturon als Modellsubstanz für Pestizide in unterschiedlichen Böden verhält".

Bis zum Sommer 2003 baute einer dieser Böden Isoproturon besonders effektiv ab: die im Boden lebenden Mikroorganismen mineralisierten innerhalb von etwa zwei Monaten bis zu 60 Prozent des aufgebrachten Isoproturons. Nach der Trockenheit im Sommer 2003 brach die Abbaukapazität dieses Bodens jedoch dramatisch ein. Insbesondere in den obersten Zentimetern fand nur noch ein sehr geringfügiger Abbau statt.

"Trockenheit und Hitze führten zu tief greifenden Veränderungen in der Zusammensetzung der mikrobiellen Lebensgemeinschaft, die auch durch langzeitiges Wiederanfeuchten des Bodens vor den Untersuchungen nicht rückgängig gemacht werden konnten", erklärt Schroll den drastischen Rückgang. Dabei sank zum einen die absolute Zahl an Mikroorganismen, zum anderen änderte sich die Artenzusammensetzung: Offensichtlich wurden gerade die Bakterien, die Isoproturon abbauen, so stark geschädigt, dass sie im Oberboden praktisch ausgestorben waren. Bis heute erholte sich der Boden nicht vollständig: Erneute Untersuchungen im April 2006 ergaben eine Abbaukapazität von nur 15 Prozent des aufgebrachten Isoproturons. "Unsere Ergebnisse zeigen, wie wichtig Langzeitexperimente sind", betont Schroll, "nur durch den Vergleich der Abbaukapazität mehrerer Jahre fielen uns die Veränderungen auf".

Damit ein Vergleich der Abbaukapazität über Vegetationsperioden hinaus überhaupt möglich ist, müssen die verschiedenen Böden unter identischen Klima-Bedingungen untersucht werden. Insbesondere der Boden-Wassergehalt spielt eine zentrale Rolle, da er einerseits die Versorgung der Mikroorganismen mit Luft-Sauerstoff beeinflusst und andererseits die Zufuhr mit Nährstoffen und abzubauenden Chemikalien wie z.B. Pestiziden bestimmt. In Laborversuchen wurden daher alle Bodenproben vor den Untersuchungen angefeuchtet. Für die mikrobielle Aktivität ist nicht der absolute Wassergehalt entscheidend, sondern die Wasserspannung, d.h. die Kraft, mit der das Wasser im Boden festgehalten wird. Allerdings war bisher nicht bekannt, bei welcher Wasserspannung der optimale Abbau von Substanzen zu erwarten ist und so musste dieser Wassergehalt empirisch für jeden Boden einzeln bestimmt werden.

Bei diesen Untersuchungen machten die GSF-Wissenschaftler eine weitere sehr interessante Entdeckung: "Unabhängig von der Bodenart und abzubauender Substanz entfaltete sich die jeweils maximale mikrobielle Abbau-Aktivität immer bei einer Wasserspannung von -0.015 Megapascal - der Wert scheint eine Naturkonstante zu sein", betont Schroll. Bei dieser Wasserspannung muss z.B. von den Bodenmikroorganismen lediglich ein Sog von etwa 0,15 Millibar aufgewendet werden, um Wasser aus dem Boden aufzunehmen - Mikroorganismen lieben eine feuchte Umgebung.

Die Ergebnisse Schrolls sind z.B. besonders umweltrelevant für den Ballungsraum München, da einer der untersuchten Böden ein typischer Ackerboden ist, der für weite Bereiche der Münchner Schotterebene repräsentativ ist. Wenn Herbizide hier nicht mehr entsprechend abgebaut werden, können sie leichter nach unten verlagert werden und eventuell ins Trinkwasser gelangen. Pflügen könnte dem entgegen wirken: Da die tieferen Bodenschichten durch die Dürre nicht so stark beeinträchtigt werden, hilft es unter Umständen, den Boden zu durchmischen und so entsprechende Mikroorganismen wieder in den oberen Bodenbereichen anzusiedeln. "Denkbar wäre bei sehr stark geschädigten Böden auch das gezielte Einbringen geeigneter Mikroorganismen", erklärt Schroll, "beide Maßnahmen sind allerdings arbeitsintensiver und etwas teurer als die Minimalbodenbearbeitung, die sich in der Landwirtschaft zunehmend durchsetzt.

Wenn die Klimaschwankungen mit ihren verschiedenen Auswirkungen jedoch noch weiter zunehmen - und dies lassen Schätzungen von Kollegen sehr stark vermuten - dann muss von Seiten der Forschung und der Landwirtschaft mit entsprechenden Gegenmaßnahmen reagiert werden. Der Klimawandel ist leider eine Tatsache und diesem müssen wir uns stellen."

Kontakt zur GSF- Pressestelle:
GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, Abteilung Kommunikation
Tel: 089/3187-2460, Fax 089/3187-3324, E-Mail: oea@gsf.de

Michael van den Heuvel | idw
Weitere Informationen:
http://www.gsf.de/neu/Aktuelles/Presse/2006/schroll.php

Weitere Berichte zu: Abbaukapazität Isoproturon Mikroorganismus Wasserspannung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer
20.10.2017 | Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg

nachricht Forscher untersuchen Pflanzenkohle als Basis für umweltfreundlichen Langzeitdünger
20.10.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise