Seit 1967 wird in einem Experiment an der landwirtschaftlichen Versuchsstation Bałcyny in Polen der kontinuierliche Anbau mit der Fruchtfolge verglichen. Die Studie liefert Informationen über den historischen Einsatz von Pestiziden und deren Einfluss auf die Boden- und Pflanzenkontamination. Winterroggenfelder wurden in zwei Anbausystemen auf das Vorhandensein von Pestiziden untersucht: kontinuierlicher Anbau (CCrye) und Fruchtfolge (CRrye). Außerdem wurden zwei Ebenen des Pflanzenschutzes untersucht: Herbizid- und Fungizidanwendung (HF) und Kontrollbehandlung (CT).
Zwischen 1967 und 2019 wurden 58 verschiedene Wirkstoffe auf Felder ausgebracht. Im Jahr 2019 gesammelte Boden- und Getreideproben wurden auf das Vorhandensein von Hunderten von Substanzen analysiert. Im Boden wurden lediglich DDT und seine Metaboliten nachgewiesen. In Roggenkörnern wurden keine Pestizidrückstände gefunden.
Feldversuche sind wesentliche Instrumente zur Lösung landwirtschaftlicher Probleme. Insbesondere langfristige Verträge mit einer Mindestlaufzeit von 20 Jahren. Es gibt weltweit viele Langzeit-Feldexperimente (LTEs), von denen einige schon seit mehr als 100 Jahren existieren.
Ursprünglich wurden LTEs eingerichtet, um Fragen im Zusammenhang mit der Pflanzenernährung zur Maximierung der Erträge zu beantworten. Später wurden sie verwendet, um die Auswirkungen verschiedener landwirtschaftlicher Praktiken auf Ernteerträge und Bodeneigenschaften zu ermitteln.
Eines der ältesten Feldexperimente in Polen wurde 1967 in der landwirtschaftlichen Versuchsstation Bałcyny begonnen. Das ursprüngliche Ziel bestand darin, die Reaktion ausgewählter Kulturpflanzen auf den kontinuierlichen Anbau im Vergleich zur Fruchtfolge zu untersuchen. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Sorten verglichen, Dünge- und Pflanzenschutzmöglichkeiten untersucht und so eine Grundlage für interdisziplinäre Forschung geschaffen.
Das Experiment in Bałcyny bietet eine langfristige Perspektive auf den Einsatz von Chemikalien im Pflanzenschutz. Seit mehr als 50 Jahren werden Pestizide jährlich oder gelegentlich eingesetzt. Die Art der verwendeten Chemikalien, Dosierungen und Anwendungstermine wurden erfasst. Im Jahr 2019 wurden Boden- und Getreideproben gesammelt und auf das Vorhandensein verschiedener Stoffe untersucht.
Die Ergebnisse zeigten das Vorhandensein von DDT-Rückständen im Versuchsboden. Die Verwendung von DDT wurde 1976 in Polen verboten, seine hohe Persistenz im Boden wurde jedoch durch mehrere Studien bestätigt. In Bałcyny lag die ΣDDT-Konzentration im Boden zwischen 38 und 130 µg/kg und überschritt damit den zulässigen Grenzwert von 120 µg/kg unter CRrye-HF-Behandlung. Das Vorhandensein nur eines DDT-Isomers, op,p'-DDT, und seines Metaboliten p,p'-DDE deutet auf eine uralte Kontamination hin, die wahrscheinlich auf die intensive historische Verwendung von DDT zurückzuführen ist.
Die Persistenz von DDT im Boden kann durch mehrere Faktoren beeinflusst werden, darunter die Sorption durch organische Bodensubstanz und Huminstoffe. Die fraktionierte Zusammensetzung des organischen Kohlenstoffs im Boden könnte auch das größere Vorkommen von DDT bei der Fruchtfolge im Vergleich zum kontinuierlichen Anbau erklären. Der Einsatz von Fungiziden und Herbiziden im Laufe der Jahre könnte ebenfalls zur Persistenz von DDT im Boden beigetragen haben.
Dennoch wurden in Roggenkörnern keine Rückstände von DDT oder anderen Pestiziden gefunden. Die geringe Aufnahme von DDT durch Pflanzen steht im Einklang mit früheren Studien. Das Fehlen von Rückständen auf den Körnern, selbst von den in der vorangegangenen Vegetationsperiode ausgebrachten Pestiziden, weist darauf hin, dass die Pestizide vor der Ernte von der Pflanze verstoffwechselt wurden.
Dichlor-Diphenyl-Trichlorethan (DDT – CAS 50-29-3, IRAC 3) wurde 1874 vom deutschen Chemiker Othmar Zeidler im Labor synthetisiert. Es wäre während Studien zur Friedel-Crafts-Reaktion aufgetreten. Allerdings wurde die Verwendung des Moleküls als Insektizid erst 1939 (oder 1940) bemerkt. Die Entdeckung wurde vom Schweizer Chemiker Paul Hermann Müller gemacht. Seine Effizienz und niedrigen Kosten machten DDT bei Landwirten auf der ganzen Welt schnell beliebt.
Die Wirkung von DDT als Insektizid lässt sich wie folgt zusammenfassen:
(a) Penetration: Das Produkt kann auf verschiedenen Wegen in den Körper von Insekten gelangen, beispielsweise durch direkten Kontakt mit der Haut, Aufnahme über die Nahrung oder Einatmen von kontaminiertem Staub.
(b) Bindung an Transportproteine: Im Körper bindet DDT an Lipidtransportproteine, die es im gesamten Körper, einschließlich des Nervensystems, verteilen.
(c) Wechselwirkung mit Natriumkanälen: Das Pestizid bindet an Natriumkanäle in den Membranen von Nervenzellen und beeinträchtigt so deren normale Funktion.
(d) Ionenungleichgewicht: Störungen verursachen ein Ungleichgewicht beim Ein- und Austritt von Natriumionen in Nervenzellen, was zu einer wiederholten und unkontrollierten Depolarisation von Neuronen führt.
(d) Unregelmäßige Signale und Krämpfe: Ein Ionenungleichgewicht führt zu einer chaotischen Übertragung von Nervensignalen, was bei Insekten zu Zittern, Muskelkrämpfen und Krämpfen führt.
(e) Lähmung und Tod: Abnormale neuronale Aktivität und starke Krämpfe können zur Lähmung und schließlich zum Tod des Insekts führen.
Der Einsatz von DDT wurde 1976 in Polen verboten. In verschiedenen Studien wurde über die hohe Persistenz dieses Pestizids im Boden berichtet. Beispielsweise haben Studien in China, der Europäischen Union und Australien mehr als zwei Jahrzehnte nach dem DDT-Verbot erhebliche Konzentrationen von ΣDDT in Böden dokumentiert.
Die im Jahr 2015 in Polen durchgeführte nationale Bodenüberwachung bestätigte das Vorhandensein von DDT oder seinen Metaboliten in allen untersuchten Bodenproben. Angesichts der höchsten im Land gemessenen ΣDDT-Konzentration (485 µg/kg) ist der in Bałcyny beobachtete Überschuss (max. 130 µg/kg) nicht groß. Aber es ist überraschend, wenn man bedenkt, wie viel Zeit zwischen der letzten Anwendung und der Bodenanalyse vergangen ist.
Der landwirtschaftliche Einsatz von DDT wurde 1985 in Brasilien verboten (Verordnung 329 des Landwirtschaftsministeriums vom 02. September 1985).
Artikel von Wissenschaftlern, die das Thema erforscht haben, können unter doi.org/10.1016/j.eja.2024.127270 gelesen werden
Erhalten Sie die neuesten Nachrichten aus der Landwirtschaft per E-Mail
Erhalten Sie die neuesten Nachrichten aus der Landwirtschaft per E-Mail
