Mechanismen und Schwellenwerte für die Auswirkungen von Fungiziden auf mikrobielle Gemeinschaften und den Abbau organischen Materials

Description: Das Projekt "Mechanismen und Schwellenwerte für die Auswirkungen von Fungiziden auf mikrobielle Gemeinschaften und den Abbau organischen Materials" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg-Essen, Fachbereich Biologie und Geografie, Arbeitsgruppe Aquatische Ökosystemforschung.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.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Fungizid ? Waldrand ? Bach ? Costa Rica ? Dänemark ? Schweden ? Bundesrepublik Deutschland ? Kanada ? Blattanalyse ? Hydrogeologie ? Wirbellose ? Schadstoffexposition ? Organisches Material ? Oberflächenwasser ? Australien ? Biologischer Abbau ? Feldstudie ? Hydrochemie ? Limnologie ? Siedlungswasserwirtschaft ? Studie ? Toxizität ? Mikroorganismen ? Abbau ? Biomasse ? Hydrologie ? Schwellenwert ? Globale Aspekte ? Änderung ? Integrierte Wasser-Ressourcen Bewirtschaftung ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

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License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Bereitsteller*in)
• Leibniz-Institut DSMZ - Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (Mitwirkende)
• RMIT University, School of Applied Sciences (Mitwirkende)
• Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Institut für Umweltwissenschaften (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universidad Nacional, Instituto Regional de Estudios en Sustancias Toxicas (Mitwirkende)
• Universitet Aarhus (Mitwirkende)
• University of British Columbia, Department of Forest and Conservation Sciences (Mitwirkende)
• University of Minho, Department of Biology, Centre of Molecular and Environmental Biology (CBMA) (Mitwirkende)
• Universität Duisburg-Essen, Fachbereich Biologie und Geografie, Arbeitsgruppe Aquatische Ökosystemforschung (Betreiber*in)

Time ranges: 2012-01-01 - 2025-06-05

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Mechanisms and thresholds of fungicide effects on microbial communities and organic matter processing
  Description: In the first project phase, we examined effects of fungicides on organic matter processing in streams. We found that the fungicide toxicity gradient in the field study was associated with changes in microbial communities and a decline in microbial organic matter processing. In the second project phase, we will scrutinise effect mechanisms of fungicides on microbial communities and the potential propagation to organic matter processing. In addition, we will reconcile the mismatch regarding threshold levels between field observations and the few studies on fungicides under controlled conditions (e.g. microcosms, mesocosms). In the first work package, we scrutinise the effect mechanisms of fungicides on microbial leaf processing. The experiment follows a complex test design that considers crucial elements of the field situation, namely repeated exposure, feeding pressure by shredders and multiple cycles of colonisation-decomposition. The experiment will be run in 6 places worldwide using typical invertebrate shredders and leafs (consortium of laboratories from Australia, Canada, Germany, Denmark, Costa Rica and Sweden) and will employ an exposure pattern with mixtures derived from a global analysis of fungicide concentrations in surface waters. In addition, the experiment will feature several turnovers of organic material in terms of leaf material, which means that potential effects can cumulate. The latter has been demonstrated in a preliminary experiment. The measured endpoints include the leaf processing rate, invertebrate growth and microbial community composition and biomass. We will derive effect thresholds for fungicides and hypothesise that the effects cumulate over time and that this explains differences in effect thresholds between laboratory and field studies. The second work package aims to establish a stronger link between fungicide toxicity and potential changes of microbial communities and organic matter processing. It features a field study with each of 6 streams with high and low fungicide toxicity, where one pristine upstream site at the edge of the forest and one downstream site in the viticultural area will be selected (i.e. a total of 24 sites). The field survey will span the pre-fungicide application and the following fungicide application period and includes the comparison of microbial communities and microbial processing between upstream and downstream sites. Leaf bags colonised in pristine upstream reaches and in downstream reaches in the viticultural area will be employed to identify (1) differences in the community composition and organic matter processing and its relation to the fungicide application period and fungicide toxicity and (2) the implications of the pollution state for microbial colonisation. Overall, this follow-up project will provide mechanistic explanation and further evidence of causality of fungicide toxicity with ecological endpoints. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1083910

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/216374258 (Webseite)

Status

Aktiv

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