Zusammenfassung

In der ersten Phase dieser Forschergruppe wurden die wichtigsten Mechanismen identifiziert, die das Schicksal und die Effekte von Gülle-appliziertem Sulfadiazin (SDZ) und Difloxacin (DIF) in Böden steuern. Zu diesem Zweck wurden Schweine mit radioaktiv markierten Wirkstoffen behandelt und die resultierende Gülle wurde in einem Inkubationsexperiment zu zwei unterschiedlichen Bodentypen zugegeben. Die Antibiotika veränderten die Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft und Funktionen im Boden, sowie die Häufigkeit des Auftretens von Resistenzgenen. Jedoch konnten wir beobachten, dass diese Effekte im Vergleich zum Maximum an bioverfügbaren Konzentrationen im Boden zeitlich deutlich später auftraten. Die Zielsetzung dieser 2. Forschergruppenphase ist es nun die folgenden Hypothesen zu testen: (1) Der 4-hydroxy-Metabolit von Sulfadiazin kontrolliert die langfristige Wirksamkeit dieses Antibiotikums im Boden. (2) Die Vorgeschichte des Bodens hinsichtlich der Güllung sowie die funktionelle Redundanz der Bodenmikroorganismen beeinflusst die Effekte der Antibiotika. (3) Die Dissipationsgeschwindigkeit der Antibiotika bestimmt die Dauer der Effekt. (4) Der Eintrag von zusätzlicher organischer Substanz verstärkt die Intensität der beobachteten Effekte. Der besondere Fokus der Arbeiten liegt diesmal auf der Rhizosphäre, da sich in dieser Bodenregion der hot-spot der mikrobiellen Biomasse und Aktivität befindet. Um die Einflüsse der Rhizosphäre von den übrigen Umwelteinflüssen zu isolieren, wird der erste Teil der Versuche im Rahmen eines zentralen Mesokosmenexperimentes durchgeführt. Dieser wird im Weiteren durch zentrale Feldexperimente flankiert, in denen zusätzlich sowohl der Effekt von wiederholter Güllung, als auch die besondere Rolle von Leguminosen-assoziierten Mikroorganismen auf die funktionelle Redundanz im Boden untersucht wird. Sieben Teilprojekte werden sich in der 2. Phase dieser Forschergruppe mit den Bereichen A) Mikroexposition und Dynamik von Antibiotika im Boden und B) Mikrobielle Toxizität, Resistenzentwicklung und Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaft in der Rhizosphäre und in nicht Rhizosphären-beeinflussten Boden beschäftigen. Die beiden Projektbereiche sind, neben der engen experimentellen Verknüpfung, über den Projektbereich C) verbunden (Integrierte Modellbildung), der seit der 1. Phase integraler Bestandteil dieser Forschergruppe ist und in dem zum Teil die theoretische Basis für die geplanten Experimente erarbeitet wird.
 

Sprecher der Forschergruppe:

Prof. Dr. W. Amelung
Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz,
Fachbereich Bodenwissenschaften, Universität Bonn.
Nussallee 13
53115 Bonn

Tel: ++49 (0)228 73 2780
E-Mail: wulf.amelung@uni-bonn.de 

(Stellvertretende Sprecher: Prof. Dr. M. Spiteller, Dortmund; Dr. V. Laabs, Bonn)