Mikrobiologisch-ökotoxikologische Bodenuntersuchungen von zwei im Pflanzenschutz eingesetzten Öl-Präparaten

Mineral- und Pflanzenöle werden seit vielen Jahren mit teilweise hohen Dosierungen in verschiedenen landwirtschaftlichen und gärtnerischen Kulturen zur Bekämpfung von Schadinsekten eingesetzt. Außerdem werden sie mit niedrigeren Dosierungen als Adjuvants (Zusatzstoffe) besonders zur Wirkungsverbesserung von Herbiziden verwendet. Inr ökotoxikologischer Einfluss auf Bodenmikroorganismen als wichtigen Teilen der Bodenfruchtbarkeit wurde indessen erst relativ wenig untersucht. Im Laborversuch wurden landwirtschaftlich genutzte Böden mit einem Rapsöl- und einem Paraffinöl-Präparat (sowie teilweise auch mit Dinitrophenol-Herbiziden als bioziden Referenzmitteln) mit verschiedenen Dosierungen behandelt. Diese leiteten sich von den beim simulierten Eindringen der praxisnahen flächenbezogenen Aufwandmengen in verschiedene oberflächennahe Bodenschichten zu erwatenden Konzentrationen ab. Teilweise war der Boden zur Simulierung einer Gründüngung noch zusätzlich mit Luzernemehl versetzt worden. Während der mehrwöchigen Bebrütung wurden die Biomassebezogenen mikrobiellen Aktivitäten Dehydrogenaseaktivität, Substrat-induzierte Kurzzeitatmung sowie die Mineralisierung von Kohlenstoff und Strickstoff (einschließlich Nitrifikation) untersucht. Außerdem wurde noch eine kombinierte Auswertung einiger dieser Messparameter durchgeführt. Beide getesteten Öle unterscheiden sich im Vergleich zu ‘üblichen’ Pflanzenschutzmitteln in ihrer Wirkung auf Bodenmikroorganismen. Die für stark biozide Mittel typischen Reaktionen einer dosisabhängig verringerten Aktivität der mikrobiellen Biomasse bei gleichzeitig erhöhter Mineralisierungsleistung (besonders von N) wurd kaum beobachtet. Durch den relativ hohen Eintrag von Kohlenstoff mit den Präparaten und deren schnellen Abbau kam esbesonders bei höheren Dosierungen — zu einem dosisabhängigen Anstieg der Biomasse-bezogenen Parameter und der Kohlenstoffmineralisierung, während die Stickstoffmineralisierung nicht nur stark reduziert, sondern sogar ein Großteil des bereits im Boden vorhandenen mineralischen Stickstoffs biologisch festgelegt wurde. Im Vergleich mit den stark bioziden Referenzmitteln ergibt sich bei dem geprüften Testumfang (einschließlich der getesteten Dosierungen) für die beiden Öl-Präparate nicht nur eine geringe mikrobiologisch-ökotoxikologische Belastung, sondern vielmehr eine zumindest zeitweilige Stimulation wichtiger bodenbiologischer Parameter. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse sowie von Literaturangaben wird bei Pflanzenschutzmitteln oder deren Zusatzstoffen, die mit hohen Aufwandmengen appliziert werden oder die größere Mengen leicht verwertbare organische Substanzen enthalten, empfohlen, das Untersuchungs-spektrum über den für das Zulassungsverfahren üblichen Rahmen hinaus auszuweiten. So ist es möglich, ‘indirekte Stimulationen’ von Aktivitäten, wie sie nach einer Abtötung mikrobieller Biomasse und der daraus resultierenden zusätzlichen Mineralisierung auftreten, eindeutig von ‘echten’, durch direkte Stoffeinwirkung induzierten Erhöhungen unterscheiden zu können. Since many years mineral and plant oils have been applied with relatively high doses to control noxious insects in sevral agricultural and horticultural crops. In addition they have also been used with low doses as adjuvants (additives) together with herbicides to improve their efficacy. Their ecotoxicological effets on soil microorganisms as an important part of the soil fertility, however, have been insufficiently investigated. Under laboratory conditions two agricultural soils were treated with a rapeseed oil and a paraffin oil as well as in some cases with biocidal reference compounds (e.g. dinitrophenol herbicides). The applied dosage were related to the concentrations in soil reached after simulated penetration of practical field amounts into upper soil layers. In some cases green manuring was simulated by adding lucerne meal to the soil. During incubation for several weeks biomass-related microbial activities (dehydrogenase activity, substrate-induced short-term respiration) as well as the mineralization of carbon and nitrogen (including nitrification) were measured. In addition some combinations of these activities were investigated. As compared to ‘normal’ pesticides both oil products differed in their effects on soil microorganisms. Those effects typical for strongly biocidal compounds including plant protection products, namely a dose-related inhibition of microbial biomass and stimulated mineralization (especially of nitrogen) failed with the tested oily compounds. Depending on the high input of organic carbon by these oils and their rapid decomposition a dose-dependent increase of biomass-related parameters and of the carbon mineralization occurred especially with the high doses, whereas the nitrogen mineralization was reduced or even the available nitrate content was nearly eliminated for some time by microbiological immobilization. In comparison with the reference products the two oil preparations caused only little microbiological-ecotoxicological impacts on the soil and even some stimulations of important microbial soil parameters when tested with the extended test system (including the dosages used). As a result of these investigations and of the existing literature we recommend an extension of the test spectrum for those formulated preparations and adjuvants which should be applied at high dosages or if they contain higher amounts of well decomposable organic substances. This is necessary to distinguish dose-related enhanced activities induced by biocidal effects and the subsequent mineralization of this death material (=indirect effects) from ‘real’ stimulations directly produced by the substrate.