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Wechselwirkungen zwischen Bodenorganismen und Maßnahmen ackerbaulicher Bodennutzung

Im Rahmen des SFB 192 der Universität Kiel zur 'Optimierung pflanzenbaulicher Produktionssysteme im Hinblick auf Leistung und Ökologische Effekte' im Teilprojekt B1 wurden 9 Jahre hindurch die Wechselwirkungen zwischen Bodenorganismen (mikrobielle Biomasse, Enzymaktivitäten, Regenwurmabundanzen und -biomassen und Fraßaktivitäten der Bodenfauna) und ackerbaulichen Maßnahmen (Pflugdrillsaat gegenüber Fräßsohlensaat, variierte mineralische und organische Düngung, variierter Fungizideinsatz) in Ackerböden einer Jungmoränenlandschaft untersucht. Seitens Elnser, Bode und Seese/Frahm wurden die Bodenorganismen, seitens Frey die Luft- und Nährstoffdynamik und seitens VICTORINO die Gefügedynamik und die Eigenschaften der Humuskörper seitens Beyer und Köbbemann studiert. Ziel des Vorhabens ist es, durch eine integrierende, rechnergestützte Auswertung aller Untersuchungsergebnisse die längerfristige Wirkung unterschiedlicher Bodenbearbeitung, mineralischer und organischer Düngung sowie unterschiedlichen Fungizideinsatzes auf die Bodenorganismen statistisch abgesichert aufzuarbeiten und zu klären. Gleichzeitig soll die Bedeutung der Mikroorganismen und Bodentiere für die Eigenschaften des Bodenhumus, für die Gefügebildung und für die Nährstoffmobilisierung aus organischer Bindung herausgestellt werden und zwar unter Berücksichtigung einer starken Bodenvariabilität.

Messstelle km 10,95 uh Frammersbach, Fließgewässer Lohr

Die Messstelle km 10,95 uh Frammersbach (Messstellen-Nr: 21319) befindet sich im Gewässer Lohr. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands, des chemischen Zustands.

Messstelle STRBR. LEHEN, Fließgewässer Heinbach

Die Messstelle STRBR. LEHEN (Messstellen-Nr: 5020) befindet sich im Gewässer Heinbach. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands, des chemischen Zustands.

Out of Sight – The Insufficiency of the Phase I Action Limit in Veterinary Early Impact Assessment

The VICH GL 6 guideline outlines a tiered assessment scheme that is mandatory for all active substances (AS) used in veterinary medicines before they enter the market. As the first step, the predicted environmental concentration of the AS in question is compared to a so-called “action limit” of 100 μg/kg for soil. If this action limit is exceeded, an extended environmental risk assessment is required. This limit is currently based on data that were recorded between 1973 and 1997 in the USA. Since then, new active ingredients with higher efficacy (and, therefore, potential environmental impacts at lower concentrations) have been developed and put on the market. This consequently elevates the probability of environmental and organismic impact, which in turn affects biodiversity and, ultimately, the natural functioning of ecosystems. A critical evaluation of the action limit is therefore necessary. Does it still serve its purpose as a precautionary decision criterion on whether an experimental Phase II risk assessment must be conducted? To assess the protectiveness of the soil action limit of 100 µg/kg, we evaluated 82 tests (34 plant and 48 earthworm tests) for 18 parasiticides, 28 antibiotic and 5 other AS, using data from European Medicines Agencies Public Assessment Reports, supplemented by internal data of the German Environment Agency. We included parasiticides in the data evaluation, although the action limit does not apply here, as their environmental hazard is determined by their toxicity to insects. Tests between model predictions reveal no difference between models with and without parasiticides (with parasiticides n = 51, without parasiticides n = 33). For each AS, we included the lowest available NOEC/EC10 and fitted a sigmoidal non-linear least squares model in the range of [0,1]. 18±5 % of the NOECs/EC10 values are below 100 µg/kg soil. This reduces to 17±6 % if only non- parasiticides are included in the data analysis. A total of 11 substances are below or equal to the action limit, 7 antibiotics and 4 parasiticides. In order to ensure that the action limit covers approximately 95 % of AS currently on the market, a reduction from 100 to 5 µg/kg would be necessary. The analysis shows that the current action limit is insufficient to protect organisms and ecosystems. In future revisions of the guideline, it will be necessary to adapt the action limit to current scientific standards.

Umweltprobenbank des Bundes (German Environmental Specimen Bank)

Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.

Fließgewässermessstelle Strbr. oh Mdg., Aurach

Die Messstelle Strbr. oh Mdg. (Messstellen-Nr: 16702) befindet sich im Gewässer Aurach in Bayern. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands, des chemischen Zustands, des Grundwasserstands im oberen Grundwasserstockwerk.

Fließgewässermessstelle Brücke Leising, Altmühl

Die Messstelle Brücke Leising (Messstellen-Nr: 4174) befindet sich im Gewässer Altmühl in Bayern. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands, des chemischen Zustands, des Grundwasserstands im oberen Grundwasserstockwerk.

ZMH Annelida collection

The Annelida collection was established in November 2019 to unite the primarily marine “Polychaeta” collection and the primarily terrestrial and freshwater Oligochaeta and Hirudinea collection, which were historically divided between two Invertebrates collections at the Museum of Nature - Zoology Hamburg. Revisions to annelid classification over the past decade mean that the collection now also includes the former phyla Echiura and Sipuncula. The collection is globally significant and contain important type collections for Oligochaeta (earthworms) and Polychaeta (marine Annelida). Altogether, the collection contains approximately 170,000 specimens, which are mostly preserved in ethanol. The terrestrial and freshwater annelid collection contains approximately 1500 type specimen lots and more than 20% of the known global diversity of earthworm species are represented. The heart of this collection are the specimens collected in the late 19th and early 20th centuries by Johann Wilhelm Michaelsen. The marine annelid collection contains more than 2000 type specimen lots, making it among the most important type collections in the world. The types represent species described by Ernst Ehlers, Hermann Augener, and Gesa Hartmann-Schröder, among many others. The geographic focus of the collection on the deep sea, poles, and the southern hemisphere originates from the intensive sampling efforts in these areas by the previous curators Johann Wilhelm Michaelsen, Gesa Hartmann-Schröder and Angelika Brandt. The collection continues to grow through new field collections and donations from researchers around the world.

The role of soil fauna for plant performance and ecosystem functioning in a plant diversity gradient

The soil fauna affects soil structure, nutrient mineralization, decomposition processes, and the activity and composition of the microbial community in soil. These effects likely also modify plant performance, plant competition and the use of plant tissue by above-ground herbivores. The proposed project investigates effects of earthworms and soil insects on the above-ground system in grassland communities of different diversity. Earthworm and soil insect density is manipulated in experimental plots differing in plant diversity. The manipulations include the combined exclusion of below-ground insects and above-ground herbivores. It is expected that the response of the above-ground plant and animal community to manipulations of soil animal populations depends on plant species, plant diversity and plant functional group. The differential response is expected to propagate into the herbivore system thereby affecting the structure of the above-ground animal community.

Microbial community structure and function in different habitats of subsoils and their role in nutrient mobilization and plant growth (MicroSub)

Whereas a lot of results about the role of microbial communities from topsoils for plant growth and - performance have been published in the last two decades, almost nothing is known about the role of microbes in nutrient mobilization in subsoil systems. Furthermore it is unclear if microbes living below 40 cm in soil can be influenced by agricultural management. Both questions should be addressed in the frame of this project. Therefore in the first phase of the project an overall characterization of microbial communities living in different habitats of subsoils should be characterized by high throughput sequencing. These results will give a first insight into microbes living in deeper soil layers and will form the basis for the development of molecular tools to measure abundance and diversity of microbes involved in nitrogen and phosphorus turnover in the field - as well as in the microcosm experiments. Analyzing samples from the field experiment should clarify temporal and spatial heterogeneity of microbial communities and their activities in subsoils. Furthermore the role of hotspots (drilosphere and rhizosphere) in driving microbial performance should be clarified. Mainly the question how nitrogen is metabolized in subsoils will be addressed. By labeling root exudates as well as earthworm excrements with 13C the role of different carbon amounts and quality in the rhizosphere and drilosphere of subsoils in stimulating microbial communities should be analyzed in the central microcosm experiment, by following the 13C label in the microflora. This approach will help to identify possible major factors steering bacteria fungi and archaea in deeper soil layers.

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