<p>Diverse menschengemachte Chemikalien gelangen in unsere Umwelt. Keine andere Stoffgruppe wird dabei so gezielt und großflächig ausgebracht wie Pflanzenschutzmittel. Sie werden zum Schutz der Kulturpflanzen eingesetzt, schädigen aber weitere Pflanzen und Tiere. Während der Pflanzenschutzmittelabsatz über die letzten Jahrzehnte hoch bleibt, nimmt die Biodiversität in der Agrarlandschaft ab.</p><p>Zugelassene Pflanzenschutzmittel</p><p>Das europäische und deutsche Pflanzenschutzrecht gewährleisten, dass nur <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a> auf den Markt kommen, deren Umweltauswirkungen als akzeptabel bewertet werden. Diese Umweltprüfung erfolgt im Rahmen des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/wissenswertes-ueber-pflanzenschutzmittel/europaeisches-genehmigungsverfahren-fuer-wirkstoffe">Zulassungsverfahrens</a> durch das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>.</p><p>(siehe Abb. „Zahl zugelassener Pflanzenschutzmittel und Wirkstoffe“).</p><p>Absatz von Pflanzenschutzmitteln</p><p>Bislang gibt es keine systematische Erfassung der tatsächlich ausgebrachten Pflanzenschutzmittelmengen. Die Verkaufszahlen geben jedoch einen Anhaltspunkt:</p><p>(siehe Abb. „Inlandsabsatz einzelner Wirkstoffgruppen in Pflanzenschutzmitteln“ und Tab. „Inlandsabsatz von Pflanzenschutzmitteln“).</p><p>Aus den Verkaufszahlen der Pflanzenschutzmittel kann nicht unmittelbar auf deren Verbrauch geschlossen werden, da die ausgebrachten Mengen je nach Art des Anbaus und der Fruchtfolge sowie der lokalen Bedingungen erheblich variieren. Außerdem werden die Präparate unter Umständen über mehrere Jahre gelagert. Auf die landwirtschaftliche Nutzfläche von Ackerland und Dauerkulturen umgerechnet ergibt sich aus dem Absatz von 2023 durchschnittlich eine Verwendung von 6,4 Kilogramm Pflanzenschutzmitteln beziehungsweise 2,1 Kilogramm Wirkstoff je Hektar (bei rund 11,9 Millionen Hektar Ackerland und Dauerkulturen gemäß Statistischem Bundesamt). Im „Panel Pflanzenschutzmittel-Anwendungen“ (PAPA) besteht für eine Auswahl relevanter Kulturpflanzen (Winterweizen, Wintergerste, Winterroggen, Mais, Kartoffeln, Zuckerrüben, Tafelapfel, Hopfen und Wein) ein Netz an landwirtschaftlichen Erhebungsbetrieben. Diese erfassen detailliert die jährlich tatsächlich ausgebrachten Mengen an chemischen Pflanzenschutzmitteln und übermitteln diese anonymisiert an das Julius Kühn-Institut (JKI). Ab 2028 erfolgt eine systematische digitalisierte Nutzungserfassung der Anwendungsdaten. Grundlage hierfür schuf die Überarbeitung der europäischen Verordnung zu Statistiken von landwirtschaftlichen Betriebsmitteln (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32022R2379">SAIO-Verordnung, EU 2022/2379</a>).</p><p>___<br> * zum Beispiel Kohlendioxid; inert = wenig reaktionsfreudig; Einsatz in geschlossenen Räumen/Lagerungsbehältern</p><p>Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL): Absatz an Pflanzenschutzmitteln in der Bundesrepublik Deutschland. Ergebnisse der Meldungen gemäß § 64 (früher § 19) Pflanzenschutzgesetz</p><p>Funde von Pflanzenschutzwirkstoffen in der Umwelt</p><p>Kaum ein Wirkstoff wird sofort in der Umwelt abgebaut. Rückstände verbleiben zum Teil längerfristig im Boden, in Gewässern und im Grundwasser. Während für Grundwasser und Oberflächengewässer Daten zur Verfügung stehen, fehlen umfassende Boden- und Luftmonitoringdaten bisher. Voraussichtlich werden auch hier in den nächsten Jahren Monitoringdaten kommen (siehe auch: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/bodenlebewesen-werden-durch-pflanzenschutzmittel">Bodenlebewesen werden durch Pflanzenschutzmittel gefährdet</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/pflanzenschutzmittel-vom-winde-verweht">Pflanzenschutzmittel – vom Winde verweht</a>).</p><p>Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte im Grundwasser</p><p>Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte (Metaboliten) werden trotz mittlerweile abnehmender Tendenzen immer noch häufig im Grundwasser gefunden Die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LAWA#alphabar">LAWA</a>) gibt in mehrjährigen Abständen Berichte zur Grundwasserbeschaffenheit und der Belastung mit Wirkstoffen und Metaboliten heraus. Der aktuelle Bericht <a href="https://www.lawa.de/documents/psm-bericht-2023-12-22-barrierearm-final_2_1728974845.pdf">(LAWA 2024)</a> zeichnet folgendes Bild:</p><p>Die Entwicklung zeigt, dass die Anstrengungen zum Grundwasserschutz fortgeführt werden müssen. Insbesondere viele der nicht relevanten Metaboliten werden dennoch nicht standardmäßig bestimmt, da verbindliche Regelungen fehlen.</p><p>Rückstände von Pflanzenschutzwirkstoffen in oberirdischen Gewässern</p><p>In Oberflächengewässern wird die Belastung mit Pflanzenschutzmitteln derzeit nur im Gewässermonitoring zur Umsetzung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/wasser/fliessgewaesser/chemischer-zustand-der-fliessgewaesser">Wasserrahmenrichtlinie</a> systematisch erhoben. Da dazu nur größere Gewässer herangezogen werden, eignen sich die Daten nicht zur Abschätzung der Belastung der zahlreichen Kleingewässer in der Agrarlandschaft mit Pflanzenschutzmitteln.</p><p>Kleine, unmittelbar an Felder angrenzende Gewässer wurden in Studien im Rahmen des sogenannten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/termine/veranstaltung-kleingewaessermonitoring-jetzt">Kleingewässermonitorings</a> untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die tatsächliche <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a>-Belastung häufig um einiges höher ist als in der Zulassung als akzeptabel eingeschätzt.</p>
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.
Die Wirkung von Fungiziden, Insektiziden und Wachstumsregulatoren auf den Abbau verschiedener Herbizide wird unter Labor- und Feldbedingungen untersucht. Die Wirkung dieser Pestizidkombination auf die mikrobielle Aktivitaet des Bodens wird ebenfalls untersucht.
Die Versuche für die Bereiche Pflanzenproduktion und Landschaftspflege der sächsischen Landwirtschaft basieren auf einem Versuchsnetz der LfL mit insgesamt 12 festen Versuchsstandorten und Streulagen, d.h. jährlich variierenden Versuchsstandorten.. Versuchsschwerpunkte im Pflanzenbau: - Auswirkungen von Bodenbearbeitung, Fruchtfolgen und Bewirtschaftssystemen - Nährstoffverwertung - konservierende Bodenbearbeitung mit Mulchsaat - Entwicklung ökologischer Anbauverfahren sowie wirtschaftlicher und umweltverträglicher Anbauformen öl-, stärke- und eiweißliefernder Pflanzen - Anbau nachwachsender Rohstoffe zur energetischen und stofflichen Nutzung - Entwicklung eines wirtschaftlichen und umweltverträglichen Anbaus von Heil- und Gewürzpflanzen - Anbaueignung von Sorten (inkl. sortenspezifischer Anbautechnik) - Fungizid- und Herbizideinsatz - Wachstumsregelung - Grünlandwirtschaft (mit Landschaftspflege)
Die Versuchsberichte für die Bereiche Pflanzenproduktion, Gartenbau und Landschaftspflege sowie Tierproduktion der sächsischen Landwirtschaft basieren auf einem Versuchsnetz des LfULG mit 12 festen Versuchsstandorten sowie Streuanlagen, d.h. jährlich variierenden Versuchsstandorten. Die jährlichen Versuchsberichte beinhalten Versuchsergebnisse im Pflanzenbau, Gartenbau sowie der Tierproduktion. 1. Versuche im Pflanzenbau umfassen: - Auswirkungen von Bodenbearbeitung, Fruchtfolgen und Bewirtschaftssystemen, - Nährstoffverwertung, - konservierende Bodenbearbeitung mit Mulchsaat, - Entwicklung ökologischer Anbauverfahren sowie wirtschaftlicher und umweltverträglicher Anbauformen öl-, eiweiß- und stärkeliefernder Pflanzen, - Anbau nachwachsender Rohstoffe zur energetischen und stofflichen Nutzung, - Anbau und Ernteverfahren für Faserpflanzen Flachs und Hanf, - Entwicklung eines wirtschaftlichen und umweltverträglichen Anbaus von Heil- und Gewürzpflanzen, - Anbaueignung von Sorten (inkl. sortenspezifischer Anbautechnik), - Fungizid- und Herbizideinsatz, - Wachstumsregelung sowie - Grünlandwirtschaft (mit Landschaftspflege). 2. Versuche im Gartenbau werden zu Gemüse, Obst, Zierpflanzen, zu Garten- und Landschaftsbau sowie dem Pflanzenschutz durchgeführt. 3. Versuche in der Tierproduktion erfolgen zu Fütterung und Grundfutterqualitäten.
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.
Die modernen Fruchtfolgeforschung am Institut hat sowohl die Schwaechen hackfruchtintensiver als auch getreidereicher Anbausysteme deutlich werden lassen. Bei intensiver mineralischer und organischer Duengung sowie entsprechender Bodenbearbeitung ist es in beiden Systemen moeglich, den Fruchtbarkeitszustand des Bodens auf ein hohes Niveau anzuheben. Die entsprechende Transformation in Leistung bzw. Ertrag bleibt vielfach aus, da sie durch tierische und pilzliche Schaderreger unterbrochen bzw. verhindert wird. Diesen Engpass zu vermeiden, werden in den Faellen, in denen eine Sanierung mit Acker- und Pflanzenbaulichen Massnahmen nicht moeglich ist, in den hackfruchtbetonten Fruchtfolgen Nematizide, in den Getreidefolgen systemische Fungizide in verschiedenen Konzentrationen eingesetzt. Der artspezifischen Verunkrautung wird durch Herbizide auf neuer Wirkstoffbasis begegnet.
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.
Mykotoxine koenen bei Pilzwachstum in Rohprodukten oder waehrend der Be- und Verarbeitung von Lebensmitteln entstehen. Wenn die Bildungsbedingungen bekannt sind, kann man durch entsprechende Technologie oder den Einsatz von Fungiziden ihre Entstehung verhindern.
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