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Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd„ 52 (11), S. 265-273, 2000, ISSN 0027-7479.
© Eugen Ulmer GmbH & Co. , Stuttgart
Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Institut für Ökotoxikologie im Pflanzenschutz Kleinmachnow 1),
Institut für Unkrautlorschung Braunschweig 2) , Institut für ökologische Chemie Berlin-Dahlem 3), Institut für integrierten
Pflanzenschutz Kleinmachnow 4 )
Einfluss von Butisan S (Metazachlor) auf Dehydrogenaseaktivität
und Kurzzeitatmung sowie Algen im Boden in Beziehung zu den
Herbizidrückständen unter Winterraps
lnfluence of Butisan S (metazachlor) on dehydrogenase activity, short-term respiration and algae in soil as related to
herbicide residues under oilseed rape
Wilfried Neuhaus 1), Hans-Peter Malkomes 2 ), Gabriela Reese-Stähler3 ) und Bernhard Pallutt 4 )
Zusammenfassung
In einem langjährigen Freilandversuch zur Integrierten Unk.rautbekämpfung auf sandigem Lehmboden in Glaubitz (Freistaat
Sachsen) wurde das Herbizid Butisan S (Metazachlor) innerhalb
einer mehrgliedrigen Fruchtfolge zwei Jahre lang im Herbst zu
Winterraps angewendet. Vorwiegend während der drei darauffolgenden Monate wurden aus 0-5 cm Tiefe Bodenproben gezogen und hinsichtlich ihrer Metazachlor-Rückstände sowie
verschiedener .m ikrobieller Messgrößen untersucht. In 0-5 cm
Bodentiefe waren die Metazachlor-Konzentrationen nach 206
Tagen auf 5 % ihrer Anfangskonzentration gesunken, wobei der
wasserextrahierbare Anteil von anfänglichen 30-40 % auf etwa
10 % abnahm. Die beiden Biomasse-bezogenen mikrobiellen
Aktivitäten Dehydrogenaseaktivität und Substrat-induzierte
Kurzzeitatmung wurden kaum beeinflu sst, woran auch der Grad
der Veru nkrautung der als Bezugsbasis dienenden Kontrollparzelle n nichts änderte. Die Gesamtalgendichte wurde ebenfalls
nicht wesentlich beeinflusst, während einzelne Algenarten zeitweise davon abwichen. In ergänzenden Laborversuchen hemmte
das Herbizid die aus dem Boden isolierte Grünalge Tetradesnws
wisconsinensis allerdings bereits mit niedrigere n Aufwandmengen sehr stark. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, kritische Laborwerte unter Freilandbedingungen zu überprüfen.
Stichwörter: Feldversuch, Boden , Herbizid, Herbizidrückstände, Herbi zidabbau, Metazachlor, mikrobielle Aktivität,
Mikroorganismen, Algen
Abstract
In a long-term field trial on integrated weed management in a
crop rotation the influence of the autumn-applied herbicide
Butisan S (metazachlor) on rnicrobial ac tivities and soil algae in
a sandy Joarn soil under oilseed rape was inves tigated for two
years. Mostly soil samples from 0-5 cm depth were taken within
three rnonths after application and analyzed for metazachlor
residues and microbial pararneters. In the upper soil layer me tazachlor concentrations decreased to 5 % of the initial values after
206 days. Its wate r-extractable part also decrcasecl from 30-40 %
to finally about 10 %. The two biomass-related rni crobial activities dehydrogenase and substrate-induced short-te rm respiration
were hardly influe nced, an effect which remained stable over
Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 52. 2000
various degrees of weediness in the untreated control plots which
servecl as a basis of refere nce. The overall algae density was also
not notably influenced while the effects in individual algae species temporarily deviated from the overall trencl. In additional
laboratory trials, however, the green alga Tetradesmus wisco11si11e11sis isolated from the soil was even strongly inhibited by lower
dosages. This highlights the need to verify critical laboratory
values under field conditions.
Key words: Field trial, soil , herbicide, herbicide resiclues, herbicide degradat ion , metazac hlor, microbial activity, microorganisms, algae
1 Einleitung
Die Herbizidanwendung ist seit vielen Jahren eine wichtige Kulturmaßnahme in verschiedenen Anbausystemen und steht - zumindest unter mitteleuropäischen Verhältnissen - hinsichtlich
des Pflanzenschutzmitteleinsatzes meistens an erster Stelle. Ausgehend von Fragen nach der Umweltverträglichkeit von Pflanzenschutzmitteln wird an der Biologischen Bundesanstalt für
Land- und Forstwirtschaft (BBA) deshalb seit vielen Jahren
zulass ungsbegleitende Forschung betrieben, um Gefahren des
Pflanze nschutzmi tteleinsatzes für den Naturhaushalt zu erkennen und zu minimieren.
Diesem Zweck dienten auch di e Untersuchungen mehrerer
BEA-Institute, die von 1993 bis 1996 am Standort Glaubitz
(Freistaat Sachse n) mit dem Herbiz id Fenikan (Diflufenican +
Isoproturon) in Getreide durchgeführt wurden (MALKOMES ,
1999: mikrobie lle Aktivität; NEUHAUS , 1999: Bodenalgen; Süss
und VON Voss , 1999: Bodenmesofauna; REESE-STÄHLER et al.,
l 999: Herbizidrückstände ). Danach ergab sich die Möglichkeit,
diese zur integrie rten Unkrautbekämpfung angelegte Versuchsanlage zwei weitere Vegetationsperioden für zusätzliche ökotoxikologische Fragestellungen zu nutzen. Ziel dieser Experimente war die Klärung der Frage, ob mikrobielle Aktivitäten und
Bodenalgen auch von de m in Winterraps angewendeten He rbi zid
Butisan S (Metazachlor) beeinflusst werden und in welcher Beziehung diese E rgebnisse zur Ri.ickstandsdynamik von Metazachlor stehen. Dies erschien auch deshalb wichtig, da DoMSCH
bereits 1992 in seiner Literaturübersicht auf Forschungsdefizite
bei diesem He rbi zid hinweist .
266
WILFRIED NEUHAUS u. a., Einfluss von Butisan S (Metazachlor)
2 Material und Methoden
2. 1 Al/gemeine Angaben zur Versuchsdurchführung
Der Versuchsstandort Glaubitz liegt auf einem sandigen Lehmboden (Tab. 1). Weitere Angaben zur Versuchsanlage sind bei
REESE-STÄHLER et al. ( 1999) zu finden. Der Winterraps stand in
der Futterbaufruchtfolge nach Winterweizen. so dass mögliche
Vorfruchtwirkungen in beiden Versuchsjahren gleich gewesen
sein dürften. Die Anlage erfolgte in vie1facher Wiederholung nur
auf den gepflügten Großteilstücken (3 x 50 m). Diese waren in
fünf Parzellen von 3 x 10 111 unterteilt. In der unbehandelten Kontrolle wurden die Unkräuter im Rosettenstadium mittels Schere
bzw. Messer entfernt. Im zweiten Versuchsjahr erfolgte eine Teilung der unbehandelten Kontrollparzellen . Die Unkräuter wurden jetzt nur noch auf einer Hälfte entfernt, um eine zusätzliche
Vergleichsbasis fü r die Herbizid variante zu haben.
Tab. 1. Standort- und Bodencharakterisierung
Standortcharakterisierung
Höhenlage über NN
Jahresniederschlag
Ackerzahl
Bodenart
Bodentyp
Bodenzusammensetzung
Ton
Schluff
Sand
organische Substanz
pH-Wert
Glaubitz
Güterfelde 1>
75m
574 mm
(20-jähr. 0)
46-48
sandiger Lehm
Braunerde/
Pseudogley
42m
590mm
(30-jähr. 0 Potsdam)
33--38
anlehmiger Sand
Salm -SandtieflehmFahlerde
14 %
38 %
48%
2,5-3,5 %
4,2-6,2%
3%
19 %
76%
2,0 %
6,3-6,6 %
1
) Hier wurde nur der Boden für den ergänzenden Algenversuch entnommen
Die Applikation von Butisan S (Metazachlor) erfolgte wenige
Tage nach dem Auflaufen des Rapses mittels e iner Parzellenspritze (Typ Agrotop PL 1) auf einer Parzellenbreite von 3 m in
2501 · ha·1 Wasser. ·weitere Maßnahmen sind als konstanter Faktor auf allen Parzellen einheitlich durchgeführt worden. Dazu
gehörte bei Bedaif auch der Einsatz des Herbizids Fusilade 2000
(107 g · 1 1 Fluazifop-P) und des Insektizids Karate (50 g · 1· 1
lambda-Cyhalothrin) . Alle Daten zum Versuchsabl auf, einschließlich der Probenahmetermine, sind der Tabelle 2 zu entnehmen.
In Abbildung 1 sind die aktuellen Witterungsdaten des Untersuchungszeitraums zusammengefasst. Die Niederschlagsintensitäten wurden mit Hilfe eines Regensammlers in der
Nähe der Versuchsstation Glaubitz ermittelt. Die Temperaturverläufe wurden mit einem Thermohygrographen aufgezeichnet. Die Probenahme zur Untersuchun g der Metazachlorrückstände, der mikrobiellen Akti vitäten und der Bodenal gen erfolgte gemeinsam für alle Versuchsansteller auf eine m über
die Kernparzelle (8 x 1,5 m) gelegten 'S-Mu ster' unter Verwendung eines Bohrstockes (0 3 cm) aus einer Bodentiefe
von 0- 5 cm, in welcher der überwiegende Teil der Herbizidrückstände zu erwarten war.
Je Parzelle wurden 16 Einstiche entnommen und zu einer
Mischprobe (etwa 1 kg ) vereinigt. Die fe ldfeuchten Proben wurden schonend bis zur Siebfähigkeit (2-mm-Sieb) getrocknet und
danach auf die Arbeitsgruppen verteilt. Der Transport vom Fe ld
zur Aufbereitung und danach zu den Versuchsanstellern erfolgte
in Kühltaschen . Für die Rückstandsbestimmung wurden die Analysenproben sofort eingefroren und bis zur Aufarbeitung bei etwa
-20 °C gelagert.
2.2 Herbizidrückstände
Die Eigenschaften des Herbizids Butisan S mit dem Wirkstoff
Metazachlor sind in der Tabelle 3 zusammengefasst. In den Bodenproben wurden zum einen die mit organischen Lösungsmittel-Wasser-Gemischen extrahierbaren Gesamt-Rückstände und
zum anderen die nur mit Wasser extrahierbaren Rückstände - di e
Tab. 2. Daten zum Versuchsablauf auf den ausgewählten Parzellen mit Winterraps
1996/97 (Flurstück 18)
1997/98 (Flurstück 11)
Faktor
Maßnahmen
K
Vorfrucht
Winterweizen
p
Herbizidanwendung in der
Vorfrucht (Wirkstoff)
Concert (Metsulfuron +
Thifensulfuron) 90 g · ha·1
Frühjahr
Concert (Metsulfuron +
Thifensulfuron) 90 g. ha-'
K
Grunddüngung
80 kg P,0 5 · ha-'
80 kg K2 0· ha·1
27. 09. 96
nach Auflauf
0,6 t·ha·1
05.08.97
(6 % N, 20 % P,0 5 , 30 % K2 0)
K
Stickstoffgabe zur
Strohdüngung
Pflugfurche 20-25 cm
30. 08. 96
11. 08. 97
K
Aussaat
Auflauf
30.09. 96
12.09.96
22.08.97
28.08. 97
p
Applikation Butisan S®
(Metazachlor)
1,5 I · ha- 1
19.09. 96
01 . 09. 97
K
lnsektizidanwendung
(Wirkstoff)
Karate (A-Cyhalothrin)
0,2 l · ha·'
0,3 l · ha·1
18.04. 97
07.05. 97
p
K
Vernichtung von Ausfallgetreide
(Wirkstoff)
K
Probenahmetermine
Winterwei zen
30 kg N · ha· 1
1. vor Applikation
2. nach Applikation
3. 7 Tage
4. 13 Tage
5. 28 Tage
6. 56 Tage
7. 81 Tage
19.09. 96
19.09. 96
26.09. 96
02. 10. 96
17.10.96
14. 11. 96
09 . 12. 96
Frühjahr
05. 08.97
Karate (A-Cyhalothrin)
0,381 · ha- 1
18.09. 97
Fusilade 2000 (Fluazifop-P)
1,25 I · ha·1
30.09. 97
1. vor Applikation
2. nach Applikation
3 . 14.Tage
4. 28 Tage
5. 56 Tage
6. 84 Tage
7. 206 Tage
01.09.97
01.09. 97
15. 09. 97
29. 09. 97
27. 10. 97
24.11 . 97
26. 03. 98
K = konstanter Faktor; P = Prüffaktor
Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd . 52. 2000
WILFRIED NEUHAUS u. a., Einfluss von Butisan S (Metazachlor)
Abb. 1. Niederschlags- und Temperaturverläufe (Dekadenwerte) während
der Versuchszeit 1996 bis 1998 am
Standort Glaubitz.
25
70
z
267
20
60
(D'
15 -1
a.
<1>
<1>
..,
3
50
(/)
"C
-
10 ~
0
::r
iii'
I»
..,c:
40
UJ
3
5 'Cl
2.
(")
30
D
0
20
-5
10
41„<'
41.,,I
..;ql
.Se.o
l\tov
..;<JIJ
41„<'
Untersuchungszeitraum
[Sept. 1996 - März 1998]
als potenziell pflanzenve1fi.igbarer Anteil definiert werden können bestimmt.
Die Gesamtrückstände wurden mit einem Methanol-WasserGemisch (90 + 10; V + V) auf einem Horizontalschüttler extrahiert. Bei der Wasserzugabe wurde die jeweils in den Proben
bereits enthaltene Wassermenge berücksichtigt. Die Rohextrakte
wurden nach Zusatz von Natriumchlorid einer dreimaligen Flüssig/Flüssig-Verteilung mit Dichlormethan unterw01fen. anschließend die vereinigten Extrakte konzentriert und in Toluol
aufgenommen.
Die wasserextrahierbaren Rückstände wurden nach der Methode von STALDER und PESTEMER (1980) mit bidestilliertem
Wasser extrahiert. Der Rohextrakt wurde nach Zusatz von Methanol und Natriumchlorid in gleicher Weise wie die Extrakte für
die Bestimmung der Gesamtrückstände aufgearbeitet.
Die Messung von Metazachlor in den Extrakten und Standards
erfolgte an einem HP 5890A-Gaschromatographen mit Elektroneneinfangdetektor (ECD) unter den in Tabelle 4 angegebenen
Tab. 3. Angaben zum Herbizid Butisan S
Hersteller
Aufwandmenge in Winterraps
Wirkstoff
Wirkstoffgruppe
Wirkungsmechanismus
Wasserlöslichkeit (bei 20 °C)')
Verteilungskoeffizient')
n-Octanol/Wasser log P0 ..,
Adsorptionskoeffizient Koc 3 )
Dampfdruck (bei 20°C) 1)
Abbau im Boden')
BASF-Aktiengesellschaft
1,51 · ha- 1
Metazachlor 500 g .1· 1
Chloracetamide
Hemmung von Zellteilung
und -wachstum
430 mg·l· 1
Geräte- und Messparametern. Die Auswertung erfolgte quantitativ nach der Methode des internen Standards (Tetradifon) unter
Verwendung von mit Metazachlor-Standardlösung versetzten
Bodenextrakten der unbehandelten Kontrollen.
Die Bestimmung der Trockensubstanz erfolgte nach der
Trockenschrankmethode bei 105 °C (ANONYM, 1991). Zur Validierung der Methode wurden Zusatzversuche mit Boden der unbehandelten Kontrolle (gepflügt) in den Konzentrationen 0,005;
0,05; 0,5 und 1,0 mg · kg· 1 Boden-Trockensubstanz (=TS) durchgeführt. Die Wiederfindungsraten lagen bei 67, 78, 88 bzw. 95 %
mit relativen Standardabweichungen von 5, 1; 2,9; 8,4 und 3,6 %.
Tab. 4. Geräte-, Arbeits- und Auswerteparameter zur gaschromatographischen Bestimmung von Metazachlor
GC-Parameter
Gerät HP 5890 A
Injektion
• lnjektionstechnik
• lnjektionstemperatur
• lnjektionsart
• lnjektionsvolumen
Splitless, Obis 0,75 min
250°C
Autosampler (HP 7673 A)
1 µI
Trennung
•Säule
•Trägergas
• Temperaturprogramm
Fused-silica-Kapillare
DB-5, 30 m, i. d.: 0,32 mm
Filmdicke: 0,25 µm (Fa. J & W)
Stickstoff, 103 kPa
90 °C .... 8 °C/min .... 300 °C, 10 min
Detektion
• Detektortyp
• Detektortemperatur
•Spülgas
ECD
300°C
30 ml N2 • min- 1
2,13
92
13x10·8 hPa
DT50 = 1-3 Monate (in Abhängigkeit
von der Bodenfeuchtigkeit)
Freiland 2 ):
mittlere DT 50 = 6 Tage (3-9)
mittlere DT90 = 65 Tage (35-97)
Algentoxizität des Präparates bzw. Wirkstoffes (EC 50 ):
Pseudokirchneriella
0,02 mg .1· 1
subcapitata 2)
Chlorella fusca 1)
1,63 mg · I"
• Gesamtrückstände: 4-6 Messpunkte
Konzentration (ng · µ1· 1): 0, 1-3,0
• wasserextrahierbare Rückstände: 4-6 Messpunkte
Konzentration (ng · µ1· 1): 0, 1-2,5
')Nach PERKOW und PLoss (1994); 2 ) Herstellerangaben; 3) nach
NICHOLLS (1994); der K00 -Wert bezieht sich auf einen C0 r9-Gehalt von 1
• untere Grenze des praktischen Arbeitsbereiches: 0,005 mg. kg· 1
• Ergebniseingabe: in mg · kg· 1 TS
Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 52. 2000
Auswertung (HP ChemStation)
• relative Flächen
• interner Standard: Tetradifon
• Kalibrierung: Bodenextrakte der unbehandelten Kontrollen versetzt
mit Standardlösungen
268
W1LFRIED NEU HAUS
u. a„ Einfluss von Butisan S (Metazachlor)
Die untere Grenze des praktischen Arbeitsbereiches wurde auf
0,005 mg · kg-1 Boden (TS) festgelegt.
2.3 Mikrobielle Aktivität
Die gemeinsam aufbereiteten Bodenproben wurden für die mikrobiellen Aktivitätsuntersuchungen zur Vermeidung von Biomasseverlusten und weiteren Veränderungen aufgrund eigener
Erfahrungen (MALKOMES, 1989) möglichst nicht länger als zwei
Wochen bei +4 °C gelagert. Für die Aktivitätsuntersuchungen
wurden mit der Dehydrogenaseaktivi tät sowie der Substrat-indu zierten Kurzzeitatmung zwei Messgrößen gewählt, die von der
mikrobiellen Biomasse im Boden abhängen und als relativ empfindliche Indikatoren für ökotoxische Einflüsse von Pflanzenschutzmitteln gelten (MALKOMES, 1987). Die Dehydrogenaseaktivität (DHA; Reduktion von TTC = Triphenylformazan) wurde
nach Zentrifugation spektralphotometrisch (546 nm) im AcetonExtrakt nach MALKOMES (1993) gemessen. Wegen der geringen
mikrobiellen Aktivität des sandigen Glaubitz-Bodens musste
hier die Bodeneinwaage jedoch von dem üblichen l g auf 2 g
Trockenmasseäquivalent erhöht werden. Die Glucose-induzierte
Kurzzeitatmung (KZA ; im Englischen als SIR bezeichnet)
wurde mittels eines Infrarotgasanalysators (URAS 2 T, Hartmann und Braun, Frankfurt/M.) bis zu 48 h gemessen , wobei sowohl die ersten 6 h als auch 12 h für die nachfolgende Auswertung herangezogen wurden (MALKOMES, 1986). Die Messung
des von 100 g Trockenmasseäquivalent Boden produzierten C0 2
erfolgte bei 20 °C und 60 % WK 01 " , ( = maximale Wasserkapazität). In den Abbildungen und teilwei se auch in den Tabellen
werden die Standardabweichungen angegeben.
2.4 Bodenalgen
Die bereitgestellten Bodenproben wurden in Glasflaschen gefüllt
und für eine Stunde in einen Üherkopfschüttler gespannt, um den
Boden zu homogenisieren. Anschließend wurden aus jeder
Mischprobe je Parzelle 3 x 50 mg Boden entnommen, in jeweils
10 ml Bolds Basalmedium(= BBM) (N ICHOLS, 1973) gegeben
und in einem Reagenzglas 5 Minuten lang mi t Ultraschall behandelt, um die Bodenkrümel zu zerteilen . Unter sterilen Bedingungen wurde 1 ml dieser Bodensuspension (entsprechend 5 mg
Boden) gleichmäßig auf der Oberfläche des BBM-Agars verteilt.
Nach Antrocknung des Belages erfolgte 1996 eine Bebrütung der
Petrischalen (3 Petrischalen je Parzelle) für 4 Wochen ( 10 °C)
bzw. 1997 für 3 Wochen (15 °C) in einer Klimakammer mit
12-stündigem Licht-Dunkel-Wechsel bei 60 rtmol · m-2 • s-1 (etwa
3000 Lux).
Die Auswertung der Algenkolonien wurde unter Zuhilfenahme eines Stereomikroskopes (Leica MZ 12 mit 8- bis 160facher Vergrößerung) durch Auszählung der Gesamtalgendichte
(Su mme über alle Arte n) sowie der Dichte einzelner Arten vorgenommen. Ergänzend dazu erfolgte eine mikroskopische Betrachtung einzelner Taxa bei 400- bis lOOOfacher Vergrößerung.
Dies war auch bei der taxonomischen Zuordnung der Diatomeen
der Fall, die anhand ihrer Kieselschalen bestimmt wurden (HAHN
und NEUHAUS, 1997).
Die Daten von jeweils 12 Petrischalen pro Prüfglied und Probenahrnetermin wurden einer Varianzanalyse unterworfen und
die Mittelwerte mit dem Tukey-Test auf Signifikanz geprüft. Vor
der Verrechnung erfolgte ein Test zur Eli minierung von Ausreißern nach SACHS ( 1969) bei a = 0,05.
Ergänzend zu den Parzellenversuchen wurden drei Laborversuche mit Boden aus Glaubitz und einem leichteren Boden (Güterfelde) durchgefüh rt (Tab. 1). Dazu wurde der Boden nach dem
Sieben auf 50 % WK 111„, eingestellt, autoklaviert und 2 cm hoch
in Gefäße (10 x 7 x 9 cm) mit lichtdurchlässigem Deckel gegeben . Anschließend erfolgte eine Inokulation der Bodenoberfläche mit einer vom Versuchsfeld Güterfelde isolierten
Grünalge (Tetradesmus wisco11si11e11sis G. M. SMITH 1973). Nach
einer 2- bis 3-wöchigen Bebrütung des Bodens in einem Klimaschrank bei 15 °C mit 12-stündigem Licht-Dunkel-Wechsel (60
runol · m-2 • s- 1) erfolgte die Applikation von Buti san S in verschiedenen Dosierungen mit vier Wiederholungen auf die
Bodenoberfläche. Vier Wochen später wurden mittels Bohrstock
(0 1,6 cm) Bodenproben aus 0-2 cm Tiefe gezogen und acht Einstiche pro Gefäß zu einer Mischprobe vereinigt. Die weitere
Aufarbeitung des Bodens und die Auswertung entsprachen den
Angaben für die Parzellenversuche.
3 Ergebnisse
3. 1 Herbizidrückstände
Die in den drei Versuchsjahren ermittelten Metazachlor-Gesamtrückstände sind in der Tabelle 5 zusammengefasst. Für das Versuchsjahr 1997/98 sind die Mittelwerte der Ergebni sse aus den
vier Versuchsparzellen angegeben. Die Variationskoeffizienten
(V%) liegen zwischen 7 und 17 %. Im ersten Versuchsjahr
1996/97 wiesen - vermutlich aufgrund eines Applikationsfehlers
Tab. 5. Gesamtrückstände von Metazachlor in der 0-5-cm-Bodenschicht bei 100 % der Aufwandmenge
Datum
(Tage nach
Applikation)
19.06.96
vor Applikation
19. 09. 96
1 h nach Applikation
26.09.96
7
02. 10.96
13
17. 10.96
28
14. 11. 96
56
09. 12.96
81
1996/97
Metazachlor
(%vom
(mg · kgAnfangsgehalt)
1
)
1997/98
Metazachlor
(%vom
(mg ·kg- )
(V%)
Anfangsgehalt) (V%)
Datum
(Tage nach
Applikation)
1
01.09. 97
n. a.
0,002
70,7
vor Applikation
1,343
0,894
66,7
n. a.
n. a.
0,183
n. a.
13,6
01.09. 97
1 h nach Applikation
15. 09.97
14
29.09. 97
28
27. 10. 97
56
24. 11. 97
84
26.03. 98
206
1,325
8,2
0,571
9,4
0,302
7,2
0,196
16,6
0,216
17,2
0,070
16,4
43,9
19,5
22,9
9,7
15,0
23,2
16,4
22,9
5,3
14,9
n. a. = nicht analysiert; V%= Variationskoeffizient
Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 52. 2000
W1LFRIED NEUHAUS u. a., Einfluss von Butisan S (Metazachlor)
269
Tab. 6. Wasserextrahierbare Rückstände von Metazachlor in der
0-5- cm-Bodenschicht bei 100 % der Aufwandmenge im Jahr
1997/98
Datum
(Tage der Applikation)
(mg-kg· 1)
(V%)
80
12 h
c
s"'
"O
60
~
01.09. 97
vor Applikation
n. a.
01 . 09.97
1 h nach Applikation
0,396
22, 1
0,245
4,3
0,127
15,8
15.09.97
14
29.09. 97
28
27. 10. 97
56
24. 11.97
84
26.03. 98
206
Metazachlor
(% der Gesamtrückstände)
(V %)
öü
0,068
28,6
0,019
35, 1
0,007
17,4
40
E
30,0
22,6
43,0
5,6
41 ,7
10,8
35,2
28,6
9,0
31,2
10,4
8,2
20
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
Tage nach Behandlung
100
-
80
c
0
"O
<'i
(l)
n. a. = nicht analysiert; V% = Variationskoeffizient
0
CO
- nur zwei der vier Versuchsparzellen Herbizidmengen im Bereich der theoretisch zu erwartenden Konzentration auf. Die Analyse der Bodenproben von zwei weiteren Beprobungstenninen
untermauerte diesen Anfangsbefund, so dass keine umfassende
ri.ickstandsanalytische Untersuchung aller gezogenen Bodenproben dieses Versuchsjahres vorgenommen wurde.
Im Versuchsjahr 1997/98 wurden in den eine Stunde nach
Applikation gezogenen Bodenproben Metazachlor-Anfangsgehalte von 1,325 mg · kg· 1 TS (V% = 8,2) ermittelt. Nach 14
Tagen konnten noch 0,571 mg · kg· 1 entsprechend 44 % der Aus-
"-"'OJ
öü
60
Kontrolle/6 h
- -6 - Butisan S/6 h
-
D
ai
0
ai
Kontrolle/12 h
- -<> - Butisan S/12 h
~~-------<
~
40
2- - -
20
n---~
E
-10
0
10
- tl 6 h
20
30
40
50
60
70
80
90
Tage nach Behandlung
Abb. 3. Einfluss des Herbizids Butisan S auf die über 6 h und 12 h
gemessene Substrat-induzierte Ku rzzeitatmung in 0-5 cm Bodentiefe
unter Winterraps in zwei Anbauperioden.
140
1997/98
!o Kontrolle 121Butisan S 1
120
c 100
"'0
"O
CO
80
Oi
u.;
0..
fOl
:i
60
40
20
0
vorher
14
84
56
28
206
Tage nach Behandlung
140
1996
120
fü
17.1 0.
100
3.2 Mikrobielle Aktivität
"O
0
CO
Oi
u.
0..
f-
80
60
O>
:i
gangskonzentration gemessen werden. Über Herbst und Winter
war eine weitere Abnahme der Wirkstoffgehalte zu beobachten.
In den Ende März genommenen Proben war die MetazachlorKonzentration in der Bodentiefe von 0-5 cm des Ap-Horizontes
bis auf 0,070 mg · kg·' gesunken. Damit waren 206 Tage nach
Applikation noch etwa 5 % der Anfangskonzentration messbar.
Die Ergebnisse belegen die geringe Persistenz dieses Herbizids
im Boden (WALKER und BROWN, 1985).
In der Tabelle 6 sind die mit Wasser extrahierbaren, potenziell
pflanzenverfügbaren Metazachlor-Anteile der Gesamtrückstände im Versuchsjahr 1997/98 aufgeführt. Über den Untersuchungszeitraum hinweg ist eine zeit- und konzentrationsabhängige Abnahme des wasserextrahierbaren Anteils an den Gesamtri.ickständen zu erkennen. In den ersten Wochen nach Applikation lag dieser Anteil bei 30-40 %, im weiteren Verlauf der Untersuchung sank er auf etwa 10 % ab.
40
20
0
vorher
13
28
56
81
Tage nach Behandlung
Abb. 2. Einfluss des Herbizids Butisan S auf die Dehydrogenaseaktivität in 0- 5 cm Bodentiefe unter Winterraps in zwei Anbauperioden.
TPF = Triphenylformazen.
Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 52. 2000
Die mikrobiellen Untersuchungen erstreckten sich im Wesentlichen auf die ersten drei Monate nach der Herbizidanwendung im
Herbst. Trotz unterschiedlicher Klimabedingungen lag die Dehydrogenaseaktivität während dieser Zeit in beiden Versuchsjahren auf einem annähernd ähnlichen konstanten Niveau (Abb. 2).
Im Vergleich zu den verunkrauteten Kontrollparzellen verursachte das Herbizid - unabhängig von der 1997 beobachteten
großen Streuung der Ergebnisse - in beiden Jahren keine deutlichen Effekte. Auch die Substrat-induzierte Kurzzeitatmung lag
während der Beobachtungszeit auf gleichem Niveau, wobei allerdings 1996 mit der Zeit eine leichte Abnahme zu beobachten
war (Abb. 3). Sowohl bei der üblichen 6-h- als auch bei der ver-
W1LFRIED NEUHAUS u. a., Einfluss von Butisan S (Metazachlor)
270
so dass die Verunkrautung im vorliegenden Fall auch keinen Einfluss auf die Herbizidwirkungen haben dürfte.
Gesamtalgendichte
700
c
600
"
CJ Kontrolle
..~..-~~~-~~-~ ~ ..
3.3 Bodenalgen
"O
0
17.10,
"'
14.11.
09.12.
500
O>
19.09.
'O
26.09.
400
c
"
~
:c:
300
200
"'
N
~
100
vor Behandlung
7
56
28
13
81
Tage nach Behandlung
Xanthomonas spp.
25
c
"
"O
0
"'
~"'
20
15
Im ersten Versuchsjahr war weder nach den ersten drei Beprobungen (7, 13 und 28 Tage nach Applikation) noch zu den fo lgenden Terminen eine gesicherte Wirkung von Butisan Sauf die
Gesamtalgendichte nachweisbar (Abb. 4). Auch die Abundanz
von Xa11tho11e111a spp., es handelt sich dabei überwiegend um
X. debile (Vischer) Silva 1979, ließ nur geringe Herbizidwirkungen erkennen, die außerdem wegen der ho hen Streuungen der
Werte im Zufallsbereich blieben. Bei Navirnla spp. war lediglich
28 Tage nach Applikation eine deutliche Verminderung der
Abundanz festzustellen. Die Wiederholung des Versuches im
Jahre 1997 (Abb. 5) bestätigte die Ergebnisse des Vorjahres.
Lediglich bei Xanthonema spp. war zu zwei Terminen ei ne
Abundanzminderung durch Butisan S nachweisbar. Navicula
spp. reagierte auf das Herbizid an vier Terminen tendenziell sogar mit einer Zunahme der Abundanz.
Die Zusammensetzung der Diatomeenflora wurde zu zwei
Terminen an jeweils 1000 Schalen pro Prüfglied bestimmt
(Tab. 7). Die mikroskopische Auswertung ergab sechs Arten.
c
"
~
10
Gesamtalgendichte
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.;:
vor Behandlung
56
28
13
81
Tage nach Behandlung
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400
0 Kontrolle
~·--~~~~~~- 5 --
0,
300
--- - O.to~-'
S
27.10.
24.11.
26.03.
56
84
206
~
Navicu/a spp.
vor Behandlung
c
~
14
20
CD
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~ 15
"c
"
~10
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~
~
28
Tage nach Behandlung
Xanthomonas spp.
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-------------=~ 1-·
-9
0
111
1
..L1----"2!2!__J~~1--1..--1"""~_J__.L;.:.J...~-'---""'"'-----'~-'-"""-1
vor Behandlung
13
28
56
81
Tage nach Behandlung
Abb. 4. Einfluss des Herbizids Butisan S auf die Anzahl terrestrischer
Algen in 0-5 cm Bodentiefe unter Winterraps 1996. * = signifikanter
Unterschied (a= 0,05).
vor Behandlung
14
28
56
84
206
Tage nach Behandlung
Navicula spp.
längerten 12-h-Messzeit, aus der sich üblicherweise zusätzliche
Hinweise auf durch biozide Effekte freigesetzte leicht verwertbare organische Verbindungen sowie mineralischen Stickstoff
ableiten lassen, traten keine Herbizideinflüsse auf. Auch die
Durchschnittswerte der in beiden Jahren gemessenen Dehydrogenaseaktivität ließen keinen Herbizideinfluss erkennen. Die
hier offensichtlich empfindlichere Kurzzeitatmung wies jedoch
eine geringe Hemmtendenz von Butisan S auf.
Da ein Pflanzenbesatz die mikrobielle Aktivität oft positiv beeinflusst, was beim Vergleich mit einer unkrautfreien Herbizidparzelle möglicherweise eine andere ökologische Ausgangssituation bedeutet, wurden im zweiten Versuchsjahr zusätzlich mechanisch unkrautfrei gehaltene Kontrollparzellen in den Vergleich einbezogen. Die mikrobiellen Aktivitäten im Boden dieser beiden Kontrollvarianten unterschieden sich nicht merklich,
~
s
10
8
vor Behandlung
14
28
56
84
206
Tage nach Behandlung
Abb. 5. Einfluss des Herbizids Butisan S auf die Anzahl terrestischer
Algen in 0-5 cm Bodentiefe unter Winterraps 1997/98. • = signifikanter Unterschied (a = 0,05)
Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 52. 2000
W1LFRIED
NEUHAUS
u. a., Einfluss von Butisan S (Metazachlor)
271
Tab. 7. Qualitative und quantitative Zusammensetzung der Diatomeenflora unter Winterraps 1997/98. (Es wurden jeweils 1000 Diatomeenschalen ausgewertet.)
T1
T2
Diatomeenschalen (% der Gesamtzahl)
Navicu/a
Navicu/a
Hantzschia
/acunolaciniata
mutica
amphioxys
T1
T1
T2
T2
T1
T2
31,5
29,3
17,7
11 ,6
67,4
66,3
Behandlung
Navicula
atomus
Kontrolle
Butisan S
78,1
83,2
2,3
3,5
0,2
2,4
0,7
1,8
Nitzschia pa/ea,
N. pusilla
T1
T2
1,9
1,1
0,2
0,2
0,0
0,6
T1 = Probenahme am 24. 11. 1997 (84 Tage nach der Applikation); T2 = Probenahme am 26. 03. 1998 (206 Tage nach der Applikation)
Tab. 8. Abundanz der Alge Tetradesmus wisconsiensis und Größe der Metazachlor-Rückstände in einem lehmigen Sandboden
(Güterfelde) und in einem sandigen Lehmboden (Glaubitz) 28 Tage nach der Applikation von Butisan S im Gefäßversuch
Butisan-SBehandlung
(ml/ha)
Güterfelde 1
Metazachlor (mg. kg· 1)
Algen
(%von K)
Od
28 d
(x 10 · g· )
Güterfelde 2
Algen
(x 10 ·g·1)
(% von K)
Glaubitz
Algen
(x 10 ·g·1)
(%von K)
Kontrolle
12
60
300
1500
436,77a
125,40b
11 ,59c
5,74c
2,34c
1868,27a
1065,2 1b
196,49c
19,83c
15,33c
115,24a
130,54a
73,04b
1,27c
0,42c
3
1
100,0
28,7
2,7
1,3
0,5
0,05
0,23
0,64
2,68
0,01
0,05
0,18
0,74
3
100,0
57,0
10,5
1, 1
0,8
3
100,0
11 3,3
63,4
1,1
0,4
Signifikante Unterschiede zwischen den Behandlungen sind durch unterschiedliche Buchstaben gekennzeichnet; K = Kontrolle
Davon waren Navicula atomus (Kützing) Grunow var. atomus
mit l l ,6 bis 3 1,5 % und N. lac11110/aci11iata Lange Bertalot et Bonik mit 66,3 bis 83,2 % stark dominant. Das Herbizid hatte weder bei der Beprobung im Herbst 1997 noch im Frühjahr 1998 einen erkennbaren Einfluss auf die relative Häufigkeit der vorkommenden Arten.
Die weitgehende Wirkungslosigkeit von Butisan Sauf Bodenalgen war An lass für die Anlage von drei Laborversuchen mit
zwei autoklavierten Böden (Tab. 8). D ie Auswertung der Versuche ergab für beide Bodenarten bei 300 und 1500 rnl · ha-1 Butisan Seine Abundanzminderung von 99 %. Auch bei niedrigeren
Dosierungen reagierte die Grünalge Tetrades111us wisco11sine11sis
noch auf das Herbizid, wobei die Reaktion auf dem leichteren
Boden deutlicher war.
3.4 Gegenüberstellung der Ergebnisse von MetazachlorRückständen, mikrobieller Aktivität und Algendichte
Die in Abbildung 6 exemplarisch für die Anbauperiode 1997 /98
durchgefü hrte Gegenüberstellung zeigt, dass offensichtlich weder zwischen den Gesamtrückständen von Metazachlor noch de-
1,4 -,--------------------~ 140
1,2 .
-~
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0
120
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100 ~
1.
x- - - -x- - - - x
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WllWaRü
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~ 0,4
-.- DHA
-u-KZA
- :-:- Algen
0,2
14
28
56
84
206
Tage nach Beh andlung
Abb. 6. Gegenüberstellung der Rückstände von Metazachlor (GeRü;
WaRü), der mikrobiellen Aktivität (DHA; KZA) sowie der Gesamtalgenzahl der Herbizidparzellen (%zur Kontrolle) für die Anbauperiode
1997/98. GeRü = Gesamtrückstände; WaRü = wasserextrahierbare
Rückstände; DHA = Dehydrogenaseaktivität; KZA = über 6 h gemessene Substrat-induzierte Kurzzeitatm ung; K = Kontrolle
Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 52. 2000
ren wasserlöslichem Anteil und den nur geringen Herbizideffekten auf die beiden mikrobiellen Aktivitäten DHA und KZA sowie
die Gesamtalgendichte ein Zusammenhang besteht. Dies gilt
auch für die hier nicht dargestellten Ergebnisse von 1996. Dort
sind jedoch zwei Teilparzellen nicht mit dem Herbizid behandelt
worden.
4 Diskussion
Mit den Rückstandsdaten des zweiten Versuchsjahrs wurde
durch Anpassung einer Abbaukurve (Best fit = 2nd Order) mit
dem Kurvenanpassungsprogramm von TtMME et al. (1986) die
Halbwertszeit für Metazachlor ermittelt. Auf der Basis dieser Ergebnisse resultierte eine Halbwertszeit von etwa 14 Tagen. Die
im Hinblick auf das Abbauverhalten von Metazachlor ennittelten Werte und die daraus zu berechnende mittlere Halbwertszeit
liegen im Bereich anderer publizierter Ergebnisse. So ermittelten
ALLEN und WALKER (1987) im Laborversuch die Verlustraten
von dre i Herbiziden (Metamitron, Metazachlor, Metribuzin) in
12 verschiedenen Böden und setzten diese in Korrelation zu den
Bodeneigenschaften. Die Ergebnisse zeigten, dass der Abbau
von Metazachlor besonders schnell in Böden abläuft, die eine
hohe mikrobielle Aktivität und eine hohe Bioverfügbarkeit des
Wirkstoffs in der Bodenlösung aufweisen. Vergleichbare Abbauraten sind auch zu erwarten, wenn einer der beiden genannten
Faktoren hoch, der andere dagegen niedrig ist. In derart charakterisierbaren Böden wurden Halbwertszeiten von lO bzw. 14 Tagen berechnet. Schnellere Verlustraten von Metazachlor in leichteren Böden könnten nach Ansicht der Autoren teil weise auf einen besseren Gasaustausch und demzufolge verbesserte Bedingungen für die aeroben Mikroorganismen zurlickzuführen sein.
Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten zusammenfassend, dass die Abbauraten fü r die untersuchten Herbizide im Boden von der Aktivität von Bodenorganismen , der Biove1fügbarkeit von Herbiziden in der Bodenlösung und einer Komponente
der Korngrößenverteilung im Boden (Sand, Schluff, Ton) oder
einer Kombination dieser Faktoren abhängen.
In den hier berichteten Untersuchungen war in beiden Versuchsjahren ein relativ hoher Verlust von Metazachlor auf etwa
15 % des Anfangsgehaltes innerhalb von 56 Tagen nach Appli-
272
WJLFRJED NEUHAUS
u. a„ Einfluss von Butisan S (Metazachlor)
ka tion in der untersuchten Bodenschicht zu verzeichnen. Dies
setzte sich auch in den Wintermonaten fo rt, so dass Ende März
nur noch 0 ,07 mg · kg- 1 e ntsprechend 5 % des Anfangsgehaltes in
der 0-5 cm Bodenschicht gemessen werden konnten. Der potenziell pflanzenverfüg bare (wasserextrahierbare) Metazachlor-Anteil an den Gesamtrückständen war in den ersten Wochen nach
Applikation aufgrund der guten Wasserlöslichkeit des Wirks toffs
mit 30-40 % relati v hoch , im wei teren Verl auf der Untersuchung
sank er auf etwa 10 % ab .
In Feldversuchen mit verschiedenen Kulturpflan ze n wurde für
Metazachlor eine Halbwertszeit von zwei Monate n im Boden ermittelt (RoucHAUD et al „ 1989). Starke Regenfäll e in den ersten
drei Monaten des Jahres nach Applikation im Winter (03. 12. 87)
hatten eine Veränderun g des DT 50 -Wertes auf etwa einen Monat
zur Folge. Trotz der geringeren Temperaturen fand ein schnellerer Bioabbau statt. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass der
N iederschlag einen größeren Einfluss auf die Bioabbaurate des
Wirkstoffs im Boden und damit auf die mikrobielle Aktivität des
Bodens hat als die Temperatur.
RoUC HAUD et al. (1992) ermitte lten darüber hinaus für Metazachlor eine Halbwerts ze it von 2 bis 3 Monaten im Boden von
Rapsfeldern. Generell gilt auch für Metazac hlor, dass der Abbau
im Boden im Winter geringer ist als im Frühling und Sommer.
Die niedrigen Temperaturen im Winter korrespondieren mi t der
geringeren Metabolisrnusrate von Metazachl or im Boden.
Höhere Temperaturen und höhere Bode nfeuchti gkeit ste igern
dagegen die Rate des Wirkstoffabbaus im Boden (ALLEN und
WALKER , 1987). In Feldversuchen mit Sommergerste, Lauch und
Rosenkohl lagen nach 56 Tagen noch etwa 40- 50 % der Anfa ngsgehalte vor. Aus den Ergebnissen resultierte in der 0- 10 cm
Schicht eine Halbwertszeit für Metazachlor von 1- 3 Monaten.
In einer zweij ährigen Studie zur Bestinmrnng der Verteilung
von Metazachlor im Boden wurden die höchsten HerbizidGehalte in der obersten Bodenschicht (0- 5 cm) gefu nden , woran
sich auch im weiteren Verlauf nichts änderte (PIERRE et al. , 1996).
Untersuchungen zur Beeinflussung des biologischen Abbaus
von Herbi ziden im Boden durch Zusatz von orga ni schem Dünger (Stallmist) zeigten, dass der Abbau von Metazachlor in einem
derart behandelten Boden - trotz erhöhter mikrobieller Aktivität
- herabgesetzt war, bedingt durch eine stärkere Adsorption des
Wirkstoffs an die organische Bodensubstanz (ROUCHA UD et al„
1995).
BEULKE ( 1998) ermittelte den Verlust von Metazachlor unter
Freilandbedingungen auf lO verscl1iedene n Parzellen mit Böden,
die eine weite Spanne hinsichtlich der C 0 0 ,-Gehalte ( 1,5-6,6 % )
aufwiesen. Die DT 50-Werte von Metazachl~r in di esen Böden Jagen zwischen 25 und 43 Tagen, wo bei die Verlu ste mit zune hmenden C"",-Gehalten geringer wurden.
Die Dehydrogenaseaktivität wies während der Probenahme
1996 die höchsten Werte im Oktober auf, 1997 lag diese Aktivität
annähernd gleichbleibend auf einem etwas niedrigeren Niveau.
Bei der Substrat-induzierten Kurzzeitatmung waren die Niveauunterschiede etwas geringer. Signifikante Einflüsse des Herbizids Butisan S auf diese Biomasse- bezogenen Aktivitäten konnten weder kurz nac h der Anwendung noch zu einem späteren Stadium festgestellt werden. Auch die Differenzierung der beiden
Messzeiten der Kurzzeitatmung (6 h, 12 h) , die Hinweise auf eine
Nährstofffreisetzu ng aus abgetöteter Biomasse ges tattet, ergab
keine zusätzlichen Hinweise auf biozide Effekte . Dies bestätigt
die weni gen bisher aus Feld- und Laborversuchen zum Einfluss
auf die Dehydrogenaseaktivität und Kurzzeitatmung sowie den
Zellulose- und Strohabbau vorliegenden Ergebnisse weitgehend,
die teilweise sogar mit höheren Dosierungen (5x, IOx) erzielt
wurden (WElNERT, 1991 , MALKOMES et al„ 1996, BEULKE und
MALKOM ES, 2000). Auf Petrischalen wurden Populationen von
Bakterien, Aktinomyzeten und Pilzen sogar ers t durch 500 ppm
gehemmt (WEINERT, 199 1). In wässrige n Systemen, in denen der
Faktor Boden ausgeschaltet war, wurde di e Aldehyd-Dehyd roge nase ab 0,9 mg · 1-1 Metazachlor verringert, wo bei allerdings
> 25 mg · 1- 1 ei ne l00%ige Hemmun g verursachten (Wt EGANDRosr NUS et al„ 1990). Sowe it e in Vergle ich wege n der unte rschiedlichen DHA-Bestimmungsvarianten überhaupt möglich
ist, würde er aufgrund der Laboru ntersuchungen wegen der rel ati v geringen Metazachlor-Konzentrationen im Boden (etwa< 5
mg · kg-1 in 1 cm, etwa< 1 mg · kg-1 in 0-5 cm Tiefe) im Frei land kau m Hemmungen erwarten Jassen.
Bei Betrachtung der be iden nlikrobiell en Aktivitäten fällt auf,
dass die Dehydrogenaseaktivität- vor allem 1997/98 - e ine wesentlich größere Standardabweichung aufwies als die Kurzzeitatmung. Neben dem zunächst für beide Messungen gleichen Einfluss der Heterogenität der Vers uchsfläche dürfte dies vor allem
auf der größeren Störa nfälligkeit einer geringe ren Probeneinwaage für die Enzymmessung (2 g im Vergleich nlit 100 g für die
KZA) beruhen . Die 1996 versehentlich unterbliebene Herbizidbehandlung auf zwei Te ilparzel len wirkte sich wegen der geringen Effe kte offensichtlich nicht auf die Ergebnisse aus.
Die Gesamtalgendichte wies .in beiden Jahren annähernd den
gleichen zeitli chen Verlauf au f, wobei jeweils im Oktober mi t
über 400 000 Algen pro g Boden die höchsten Werte erreicht wurden. Eine Wirkung von Butisan S war in beiden Vegetationsperioden nicht erkennbar. M it Ausnahme von drei Beprobungsterminen traf dies auch für Xa11tho11e111a spp. und Navicula spp. zu.
Diese Befunde stehen im Gegensatz zu den Ergebni ssen aus
den drei Laborversuchen mit der terrestrischen Grünalge Tetmdesmus wisco11si11e11sis, die auf dem leichteren Boden noch bei
12 ml · ha- 1 Butisan S mit deutlichen Abundanzminderungen reagierte. Die bei der niedri gs ten Dosierung gleichzeitig ermittelten
Rückstände im ersten Laborversuch ergaben 28 Tage nach Applikation Metazachlorgehalte von 0,01 mg · kg-1 Boden. Dieser
Wert en tspricht in der Größenordnung den Angaben des Herstellers (Tab. 3 ), der für die aquatische Alge Pseudokirch11eriella
subcap itata in Flüssigku ltur einen EC 50-Wert von 0,02 mg · 1-1
Buti san S angibt. FAUST et al. (1994) errechneten in einem 24-hFlüssigkulturtest mit einer weiteren Grünalge (Chlorella .fitsca)
einen EC 50 -Wert von 0,058 mg · 1-1•
Ein Grund für die geringe Algentoxizität von Metazachlor in
den Feldversuchen könnte auf dem Niederschlagsfaktor beruhen,
der in den Laborversu chen ausgeschaltet war. Durch di e Niederschläge zwischen Applikation und erster Probenahme ( 1996: 14
mm, 1997: 26,5 mm) ist der leicht wasserlösliche Wirkstoff möglicherweise aus den oberen 10 mm des Bodens, wo die Hauptmasse der lichtabhängige n Algen lebt (DREW und ANDERSON,
1977), bereits weitgehend ausgewaschen. Auch die für das
zweite Versuchsjahr in G laubitz ermittelte kurze Halbwerts zeit
von 14 Tagen spricht für einen schnellen Abbau von Metazachlor. HESS et al. ( l 990) haben zudem bei Mefenacet (einem mi t
Metazachlor chemisch verwandten Herbizid) in einer Flüssigkultur mit der Grünalge Ch/a111ydo111011a.1· sp. festgestellt, dass die
Hemmung der Zellteilung nach Entfernung des Wirkstoffs reversibel war. Dies könnte in de n Feldversuchen ebenfalls möglich gewesen sein. Eine ungenüge nde Biove1fügbarkeit scheidet
als Ursache sicherlich aus, wie die hohe Wasserlöslichkeit, der
hohe Antei l de r wasse rex trahierbaren Rückstände und die Niederschlagsdaten andeuten.
Wie die Gegenüberstellung der Metazachlor-Rückstandswerte
und der mikrobiellen Messgrößen zeigt, wirkt sich der Abbau des
Herbizids selbst sowie die Verringerung der Rückstände offensichtlich nicht auf Boden mikroorganismen aus. Bei den insgesamt äußerst geringen Effekten des Herbizids auf Bodenmikroorganismen war dies al.lerdings kaum anders zu erwarten. Auch
Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 52. 2000
WILFRIED NEUHAUS u. a., Einfluss von Butisan S (Metazachlor)
der in Spritzfolgen gelegentlich beobachtete Effekt zusätzlicher
Pflanzenschutzm ittel (MALKOMES und PESTEMER, 1981 ) konn te
in den vorliegenden Untersuchungen nicht fe stgestellt werden.
Aus Untersuchungen von POHL und MALKOMES (1990) sowie
von WEINERT ( 1991) ist bekannt, dass mikrnbi elle Aktivitäten
(DHA, KZA ) im Boden unter verunkrauteten Kontrollparzellen
deutlich höher sein können als in mechani sch unkrautfrei gehaltenen Flächen. In den vorliegenden Untersuchungen erbrachte
eine ähnliche Unterteilung der Kontrollparzellen weder einen
Hinweis auf eine Beeinflussung der beiden mikrobiellen Akti vitäten noch der Bodenalgen. Generell ist es unter heterogenen
Freilandbedingungen mit ihren wechselnden Einflüssen von Boden, Klima und Pflanzenwachstum schwieriger als im Labor, geringe Effekte von Pflanzenschutzmitteln festzustellen.
Aus den vorliegenden Untersuchungen sowie den Literaturangaben geht hervor, dass Metazachlor offensichtlich nur eine geringe Wirkung auf verschiedene mikrobielle Akti vitäten und Algen im Boden aufweist. Allerdings reichen die wenigen Literaturangaben derzeit nicht fiir eine endgültige Beurteilung aus.
Zukünftig sollten deshalb vor allem ergänzende Untersuchungen
unter kontrollierten Bedingungen und unter Ermittlung von Dosis-Wirkungs-Beziehungen du rchgeführt werden.
Danksagung
Wir danken dem technischen Personal der beteiligten Institute
für die ausgezeichnete Unterstützung sowie den Mitarbeitern des
Versuchsfelds Kleinmachnow für die sorgfältige Betreuung der
Feldversuche in Glaubitz.
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Zur Veröffentli chung angenommen: 16. Januar 2000
Km1takta11 schrifte11:
D1: Han s- Petei· Malkom es, lnstitlll .fiir U11krautf'orsc/11111g, Biologische
Bundesanstalt.fiir Land- 1111d Forsrwirtschqft, IY/esseweg 11-12, D-38104
Brm111sclm·eig, Gen11a11y, E-IY!ai/: H.Malkom es@BBA .de.
D1: Gabriela Reese-Stähle1; !11stit111ßir ökologische Chemie, Biologische
B1111desa11stalt fii r Land- 1111d Forsfll'irtschqft. Kö11igi11-L11iseSt1: 19, D-14195 Berlin, Gen11a11y, E-Mail: G.Reese.Staeh/er@BBA .de