Einfluß des herbizids Ro-Neet und dessen kombination mit einem phospholipid auf bodenbiologische aktivitäten unter laborbedingungen

Zbl. Mikrobiol. 140 (1985), 381-391

[Biologische Bundesanstalt fiir Land- und Forstwirtschaft, Instit.ut fur Unkrautforschung, Braunschweig, BRD]

EinfluB des Herbizids Ro-Neet und dessen Kombination mit einem Phospholipid auf bodenbiologische Aktivitaten unter Laborbedingungen Effect of the herbicide Ro-Neet and its combination with a phospholipid on biologcial activities in soil under laboratory conditions H.-P. MALKOMES

und

SIGRUN HALSTRICK

Mit 5 Abbildungen

Summary Under laboratory conditions the herbicide "Ro-Neet" (cycloate), which is normally used in beet crops, and the phospholipid "Glycerid P", an additive from plant lecithin, were applied alone and in combination 111 two soils. In addition to the area related field dosage, which was converted to the upper 5 em soil layer (= normal dosage), a 10fold dosage was used. The soils were incubated with and without addition of lucerne meal at 20 DC and 60 % max water holding capicity up to 5 months. Long-term respiration (C0 2 production up to 4 weeks) and nitrogen transformations were stronger stimulated for at least some weeks by increasing dosages of the herbicide and its combination with the phospholipid. This stimulation may be explained by the mineralization of a part of the soil biomass and for the phospholipid. The dehydrogenase act ivit.y, however, was more inhibited with increasing dosages. This may also be an indicator for effects on microbial biomass. "Glycerid P" alone only caused stimulations of long-term respiration, possibly by its degradation, whereas other activities remained mainly unaffected. The addition of lucerne meal increased the levels of all activities investigated, but only in a few cases the reactions of the organisms to the chemicals were changed. Cellulose decomposition was only inhibited in the loamy sand soil by the 10fold dosage of "Ro-Neet" and its combination with "Glycerid P".

Zusammenfassung Tm Laborversuch wurden das im Rubenbau verwendete Herbrzid "Ro-Neet" (Cycloat) sowie das Phospholipid "Glycerid P", ein Zusat.zstoff aus pf'Ianzliehem Lecithin, sowohl einzeln als auch in Kombination in zwei Boden angewendet. AuJ3er einer Grunddosierung ( = Felddosierung, bezogen auf 5 em Bodentiefe) wurrle die lOfache Dosis eingesetzt. Die Boden mit und ohne Zusatz von Luzcrnemehl wurden bei 20 DC und 60 % WK m ax bis 5 Monate bebnitet. Die Langzeitatmung (MeJ3dauer bis 4 Woohen) und die Stickstoff-Umsetzungen wurden in heiden Boden durch das Hcrbizid und dessen Kombination mit dem Phosphohpid, mit zunehmender Dosis starker, einige Wochen lang stimuliert, was als Mineralisieruug eines Tr-ils del' gesehadigt.en mikrobiellen Biomasse im Boden und als Abbau des Phospholipids gedeutet wei-den kann. Andererseits war die Dehydrogenaseakt.ivitut hilufig mit zunehmender Dosierung stilrker gehemmt, was ebenfalls auf Einfliisse i m Bereich del' Biomasso zuruekzufubren sein durft.e. "Gly. cerid P" allein verursachte lediglich bei del' Langzeitatmung - miiglicherweise dnrch seinen Abbau - eine Stimulation, wiihrend die anderen Aktivitilten kaum beeinf'lutlt wurden, Del' Zusatz von Luzernemehl erh6hte das Niveau aller untersuchter Akt ivitaten deutlich, modifiziertc

382

H.·P. MALKOMES und S. HALSTRICK

abel' die Reaktion del' Organismen auf die Chemikalienbehandlung nur teilweise. Del' Zelluloseabbau wurde nul' im lehmigen Sandboden dureh die 10fache Dosierung von "Ro-Neet" und "Ro-Neet" + "Glyoerid P" verringert.

Herbizide werden mit dem Ziel eingesetzt, unerwiinschte Pflanzen in (Kultur-) Pflanzenbestanden zu beseitigen oder zu reduzieren. Da bei ihrer Anwendungebenso wie bei anderen Pflanzenschutzmitteln - Nebenwirkungen auf andere Organismen nicht grundsatzlich ausgeschlossen werden konnen, empfiehlt es sich, iiber potentielle Effekte auf Bodenorganismen und deren Leistungen, soweit sie mit der Bodenfruchtbarkeit enger verkniipft sind, unterrichtet zu sein. Wahrend tiber viele Triazin- und Harnstoffherbizide zahlreiche deratige Untersuchungen vorliegen, ist unser Wissen tiber den Herbizidwirkstoff Cycloat, der in der Budesrepublik Deutschland im Handelsprodukt Ro-Neet bei Zuckerriiben eingesetzt wird, sehr gering. Andererseits haben sich in friiheren Versuchen Anhaltspunkte ergeben, daB Ro-Neet die Dehydrogenaseaktdvitat (MALKOMES 1982) bzw. den Strohabbau (MALKOMES 1980) im Boden unter bestimmten Bedingungen verringern kann. In der nachfolgenden Arbeit wurde daher zunachst der EinfluB von Ro-Neet unter Laborbedingungen untersucht. In der letzten Zeit sind einige Untersuchungen durchgefiihrt worden, um die Wirksamkeit von Pflanzenschutzmitteln durch den Zusatz von Phospholipiden zu verbessern. Neben Fungiziden (MULLER 1983) wurden auch Herbizide (MAAS 1982) bearbeitet. Uber Nebenwirkungen dieser Praparate sowie deren Kombination mit Pflanzenbehandlungsmitteln auf Bodenorganismen scheinen indessen keine Angaben vorzuliegen. Aus diesem Grunde wurden unsere Untersuchungen tiber Ro-Neet ausgedehnt auf ein Phospholipid sowie dessen - allerdings bisher nicht in der Praxis eingesetzte - Kombination mit Ro-Neet. Es wurden jedoch in der Kombination nicht - wie es bei anderen Mitteln teilweise iiblich ist - reduzierte Aufwandmengen von Ro-Neet verwendet.

Material und Methoden Fur die Laborversuehe wurden zwei Boden verwendet: 1. "BBA": schwach humoser, lehmiger Sandboden; 0,9 % C or g ; 51,1 % Sand, pH 7,1 (in 0,1 n KCI), 2. "Sickte": sandiger Lehmboden; 2,6 % Cor g ; 23,8 % Sand; pH 7,3 (in 0,1 n KCI).

Die heiden Boden wurden im Spatherbst 1982 aus del' oberen 20-cm-Schicht von zwei ackerbaulieh genutzten Flnchen aus del' Umgebung Braunsehweigs entnornmen und anschliel3end im Freien in offenen Plastiksucken gelagert. Etwa 14 Tage VOl' Versuehsbeginn wurden die Boden auf 2,5 mm gesiebt und anschliefsend bei etwa 18-20 DC gelagert, um eine Anpassung des Bodens an die spateren Versuchsbedingungen zu gewahrleisten. Folgende Priiparate wurden angewendet: 1. das Herbizid "Ro-Neet" (720 g CycloatjLiter) mit 4ljha, 2. das Phospholipid "Glycerid P" (100% Phosphatidylcholin mod.) del' Firma Nattermann (Koln), ein Zusatzstoff aus nat.tu-lichem Lecithin, mit 1,6 Ijha, 3. die Kombination von "Ro-Neet" (4Ijha) mit "Glycerid P" (1,6Ifha).

Wurden diese praxisubliohen Aufwandmengen auf die obere 5 em Bodenschieht (~einfaehe Dosierung = 1 X) bezogen, so ergaben sieh Konzentrat ionen von 5,8.ul Ro-Neet bzw. 2,3.u1 Glyeerid P pro kg troekenem BBA- und Siekte-Boden. Aul3erdem wurden die f'lachcnbezogenen Aufwandmengen aueh auf die obersten 0,5 em des Bodens (~ 10faehe Dosierung = 10 X) bercehnet. Die Applikation del' Mittel erfolgte in will3riger Losung unter Verwendung eines Handmix-

EinfluJ3 des Herbizids Ro-Neet auf bodenbiologische Aktivitaten

383

geriites. In einem zweiten Versuchsansatz wurden zusiitzlich 0,5 g Luzernemehl{lOO g Boden eingearbeitet. AnschlieJ3end wurden die Boden auf 60 % ihrer maximalen Wasserkapazitiit eingestellt und wiihrend des Versuchs konstant gehalten. Die Bebrutung erfolgte bei 20°C. Der Versuch wurde in drei Ansatzen durehgefuhrt, wobei einige der von MALKOMES und WOH· LER (1983) als unterschiedlich empfindlich gegenuber dem Herbizid Aretit gefundene bodenbiologische Aktivitiiten untersucht wurden: 1. Fur die Bestimmung der CO 2-Prodllktion bis zu 4 Wochen ( = Langzeitatmung) in Anlehnung an STOTZKY (1965) und ISERMEYER (1952) wurden 300 g Boden bzw, beim Ansatz mit Luzernemehl 100 g Boden (bezogen auf die Trockenmasse) in braune Ivl-Weit.halsflaschen aus Glas gefiillt und ansehlieJ3end mit einer dunnen Grobsandschicht bedeckt (urn starkes Pilzwachstum an der Bodenoberfliiche zu verhindern), Es kamen drei Wiederholungen zum Einsatz, Die mit einem Gummistopfen verschlossenen GefiiJ3e wurden kontinuierlich mit cinem Liter CO 2-freier Luft pro Stunde durchstriimt und das gebildete CO 2 in den angeschlossenen Erlenmeyerkolben in KOH aufgefangen, wo es titriert wurde, Wiihrend der 4 Wochen Versuchszeit wurde die CO 2 , Menge mindestens einmal pro Woche erfaJ3t. Fur die Darstellnng in den Abbildungen des Ergeb. nisteils wurde das CO 2 aufsummiert. 2. Fur die Untersuchung der Dehydrogenaseaktivitiit und des Stickstoff-Umsatzes wurden die Boden (3 Wiederholungen) in Ivl-Plast.ik-Gefriersohalen gefiillt, die einen geringen Luftaustausch ermoglichtcn. Der Wassergehalt wurde regelmiiJ3ig kontrolliert. Nach einer, 4, 8 und 20 Wochen wurden Proben gezogen, an denen die Dehydrogenaseaktivitiit nach THALMANN (1968) sowie die Stickstoff-Umsetzung iiber die Erfassung des NH t +· sowie des N0 2NOa--Gehaltes nach BREMNER (1965) bestimmt wurde. Teilweise wurden hierfiir Doppelbestimmungen durchgefuhrt , Die Dehydrogenaseaktivitiit wurde jeweils an den maximal bis einige Tage nach der Probe. nahme bei 4°C gelagerten Proben, die Stickstoff-Gehalte entweder ebenfalls an frischen Proben oder an eingefroren (bei - 18 °C) gelagertem Boden bestimmt.

+

3. Fur die Untersuchung des Zelluloseabbaus wurden Zellulose-Rundfilter (SCHLEICHER und SCHeLL Nr. 604, 90 mm 0) in Nylon-Gazebeutel mit 1,3 mm Maschenweite eingeschweiJ3t. Diese wurden anschlieJ3end waagerecht in Ivl-Plast.ik-Gefr-ierschalen, die mit etwa 600 g Boden (ohne Luzernemehl) gefiillt waren, in 5 cm Tiefe eingegraben und 4 Wochen bebrutet, Der Wassergehalt wurde auch hier regelmilf3ig kontrolliert. Es kamen 6, bei der Kontrolle 8 Wiederholungen zum Einsatz. Die gravimetrische Auswertung des Zelluloseabbaus erfolgte entsprechend der von MALKOMES (1980) fUr den Strohabbau dargcstellten Methode. Aile Ergebnisse wurden jeweils auf trockenen Boden umgerechnet. In den graphischen Dar. stellungen des Ergebnisteils wurde die Standardabweichung mit angegeben.

Ergebnisse 1. Dehydrogenaseaktivitat a) Lehmiger Sandboden (BBA) (Abb, 1 und 2) Irn unbehandelten Boden mit und ohne Luzernemehl nahm die Dehydrogenase. aktivitat wahrend einer 20wochigen Bebriitung deutlich ab, doch war die Ausgangsaktivitat mit Luzernemehl anfangs etwa 3mal, spater noch etwa doppelt so hoch wie ohne Zusatz. 1m Boden ohne Luzernemehl hemmten nach einer Woche aIle Mittel, spater hauptsachlich die lOfachen Dosierungen von Ro-Neet und dessen Kombination mit Glycerid P. Das Phospholipid aIlein war nur gering wirksam und stimulierte sogar nach 20 Wochen. Irn Boden mit Luzernemehl zeigte sich teilweise ein ahnliohes Verhalten der Mittel. Allerdings wirkte hier zu allen Zeiten die lOfache Dosierung von Ro-Neet am stark. sten hemmend. Beide Dosierungen von Glycerid P sowie die einfache der Kombination verursachten nach 4 und 8 Wochen eine Stimulation.

384

H .-I'.

MALKO ME S

und S. HALST IU CK

1234567

N-Umsetzung

3

-

,...""1-

f.-'

2

~l

r+

,.rif-
f+

1 2 34 567

o

LZ-Atmung_

+

40 30

1

8/20

r

~ltO

6 5

~

DHA

~ ~~

~ r-

r+"f+-

rf"r+"

1+ 1+ r+"

o

o

N-Umsetzung_

~1100

o

+

,...

f+

r+

r+

[3: 5~

-

LZ At mung

300

~200

f.. + f..

1 2 3 4 56 7

7 6 5

~1

...

rt

r+

It

1 2 3 4 567

~r+r+

I-

r+r+

f+ ~~

2

Einflu13 des R erbizids Ro-Xeet a uf bo de n b iolog ische Ak ti vitate n

385

b ) Sandiger Lehmboden (Sickte) (Abb. 3 und 4) Im unbehandelt en Boden ohne Luzernemehl nahm die Dehydrogenaseakti vita t a nfa ngs zu , IIIIl dann wied er leich t a bzu fa llen , Im Boden m it Luzernemehl, wo sie a uf einem deutlich hoheren Nivea u lag, nahm sie ZUIll Versuch sende hin ebenfa lls deu tl ich abo rill Sickte-Boden lag die Enzymaktivitat moisten s hoher als im BBABoden , wahrend dies bei Zusatz von Luz ern em ehl anfangs umgek ehrt war. I m Boden ohn e Luzernem ehl verursachte Ro- Neet (1 x ) kein e deu tli chen Effek t e. Die lOfa che Dosis war anfa ngs ebenfa lls unwirksam , urn dan ach - mi t Ausn ahme einer leich ten Stimulation bei 8 Wochen - in eine Hemmung iibe rzuge hen. Beid e Glycerid-Dosierungen zeigten wahrend del' Versuch szeit sowohl Stimulationen a ls a uch Hemmungen. D ie K omh inat ion beider Prapara te (beide Dosierungen ) wies die erste n 4 Wo chen eine a hnliche Wirkung auf wie Glycer id P, danach lag d ie einfach e Do sis zunachst ub er del' Ko nt rolle, 11m dann auf ihr Niv eau abzusinken, wah. rend d ie lOfache Dosis na ch 20 Woehen hemmte. Im Boden mit Luzernornehl waren nach einer W oche kaum deutliche Effekte sieht bar. Uber die Termine 4 und 8 Wochen konnen au s technischen Grunden leider kein e Angaben gemacht werden. Am letzten Termin nach 20 Wochen wirkten beid e R o-Neet-Dosierungen sowie die lOfache Dosis del' Komb ination - ahnlich wie ohne Luzernemehl - hem mend , wahrend die anderen Behandlungen keine deutlich en Effekte zeigten .

2. S ti ck s t off- Um s e tzun g en a) Lehmiger Sandboden (BBA) (Abb, 1 und 2) Im unbehandelten Kontrollboden mit und ohne Luzernem ehl nahrn del' Geh alt an min eralischem Sti ck st off wahrend del' Versuchszeit deutlich zu. Er be stand fa st a ussc hlieBlich aus Nit ra t -St ick stoff. Luzernern ehl fiihrte zu merklich hoheren Gehalten an min eralischem Stickstoff im Boden. Im Boden ohn e Luzern em ehl bewirkte Ro- Neet, mit zunehm ender Dosi s eine leich t verstarkte Anre icher ung von mineraliseh ern Stick stoff. Glycerid P zeigte in einfac her Dosierung kein e Wirkung, bei Wfach er Dosis eine leich te Stimulati on nach 8 Wochen . Die K om bin ation beider Mittel wirkte bis nach 8 Wochen minimal sti mulier end. I rn Boden mit Luz ernem ehl war die Wirkung von R o-Neet ahnlich wie ohn e Luzernem ehl, doch waren die Stimula tionen del' hoh eren Dosierung starker ausgepragt, Glycerid P verursachte nach 4 Wochen mit del' einfach en Dosierung, nach 8 Wochen mit beiden Dosierungen eine St im ulat ion . Die Kombinat.ion beider Mittel zeigt e ahnliche Effekte wie Ro-Neet allein.

A bb. I. un d Abb . 2. EinfluB der einge set zt en Mittel a uf d ie D eh ydrogen aseaktivitiit, die St ick . stoff-U msetzung und di e L angzeit a tmung im lehmigen Sandboden (HHA) (all e An guben bezo gen a uf 100 g trock en en Boden) . Abb. 1. B od en ohne Luzernem ehl ; Ab b . 2. B od en m it Luzernemehl 1 = K ontroll e 2 = R o-N eet (Ix) :l = R o-Neet (10 X ) 4 = Ro -N eet + Gly cerid P ( 1 X )

DRA T PF LZ-Atmung N min

6

\v.

~

Ro -Ne e t

1 Gly " prid P ( 10 x )

6 = Glycer id P (1 x ) " = Glycer id P ( IO X )

= =

D ehydrogen aseakti vi t ••t Tripheny lfor ma zan = L angzeit at m ung = mi neralischer St icks t off = W oeh l'

386

H . -P . l\fALKOMES

und S. HAI,STRICK

DHA

3

It

2

r+rtt+rtrt

r-

ICJl

E

1

1 2345 67 15 ,...

c

N-Umsetzung_

rt,

I i""T+"l-h+.

10

E

z

CJl

E

5 1 2 34567

LZ-Atmung_ 30

0'

u

3

20

CJl

E 10 O'--...J..:.,I;=:.l::.I::..t:...I._....L.l.....L.l.....L.l.....L.l._....L.l.....L.l.....L.l.....L.l._....L.l.....L.l...L.L..L.L

3W

2W

5

r+,... f+r+rI-

4 u,

a. I-

CJl

E

_

aw.

20W.

DHA f+.

rt

3

r+ r+ +

~ rt +

2

0 15

c

4W.

1 2 34567 .+

as,

.ns,

...!JJL

.ns,

N-Umsetzung_

10

"E

z

~

5

o 300

81

1 2 3 4 5 67

LZ-AtmunQ_

200

4

g'!100 O L..l..!.l~~~_...Ll...Ll...Ll...Ll_J....l.J....l..J...LJ.::L~~.l....L.bLL...L..

_

EinfluJ3 des Herbizids Ro-Neet auf bodenbiologische Aktivitaten

387

b) Sandiger Lehruboden (Sickte) (Abb. 3 und 4) Im unbehandelten Kontrollboden ohne Luzernemehl trat wahrend der Bebriitung nur eine leichte Zunahme an mineralischem Stickstoff auf. Auch hier lag er fast ausschlielslich in NitratForm vor. 1m Boden mit Luzernemehl lagen die StickstoffGehalte hOher. Irn Boden ohne Luzernernehl verursachte Ro-Neet nur mit der lOfachen Dosis eine leichte Stimulation. Glycerid P zeigte keine deutliche Wirkung. Die Kombination beider Mittel fiihrte zu einer minimalen Stimulation des Gehaltes an mineralischem Stickstoff. An dem einzigen auswertbaren Termin nach einer Woche ergaben sich keine deutlichen Einfliisse der Behandlungen im Boden mit Luzernemehl. 3. Langzeitatmung a) Lehmiger Sandboden (BBA) (Abb. 1 und 2)

Irn unbehandelten Kontrollboden ohne Luzernemehl lag die CO2-P rod ukt ionsrate wahrend der 4wochigen Bebriitung auf einem ungefahr gleichbleibenden Niveau. Mit Luzernemehl war die Atmung anfangs etwa 30mal so hoch wie im einfachen Boden. Nach einem starken Anstieg in der ersten Woche sank sie nach 2 Woe hen zunachst nur auf ein etwas niedrigeres Niveau ab, um danach noch starker abzunehmen. 1m Boden ohne Luzernemehl verursachte Ro-Neet mit zunehrnender Dosis starkere Stimulationen der Atmung fiir 2 Wochen. Nach 4 Wochen trat eine leichte Hemmung ein. Glycerid P induzierte eine - meist ebenfalls mit zunehmender Dosis starkere - Stimulation. die allerdings auch nach 4 Woe hen noch stark ausgepragt war. Bei der Komhination beider Mittel ahnelte die niedrige Dosierung der niedrigen von Ro-Neet, die hohere Dosierung der hoheren von Glycerid P. 1m Boden mit Luzernemehl bewirkte Ro-Neet wahrend der gesamten 4wochigen Bebriitung eine mit zunehmender Dosis deutlichere Stimulation der Atmung. Glycerid P zeigte indessen nur eine schwaohe erkennbare Stimulation. Die Kombination heider Mittel stimulierte die Atmung ab der zweiten Woe he. b) Sandiger Lehmboden (Sickte) (Abh. :J und 4) Der unbehandelte Kontrollboden wies ohne Luzernemehl wahrend der Bebriitungszeit eine gleiehbleibende Atrnungsaktivitat auf. 1m Boden mit Luzernemehl war die Atmung anfangs etwa 8mal so hoeh wie im einfaehen Boden. Nach einem starken Anstieg in der ersten Woehe nahm die Aktivitat abo 1m Sickte-Boden ohne Luzerne-

Abb. 3. und Abb. 4. Einf'lutl der eingesetzten Mittel auf die Dehydrogenaseaktivitilt, (he Stickst.off-Umsetzung und die Langzeitatmung im sandigen Lehmboden (Sickte) (aile Angaben bezogen auf 100 g trockenen Boden). Abb. 3. Boden ohne Luzernemehl; Abb. 4. Boden mit Luzernemehl. 1 = Kontrolle DRA = Dehydrogenaseaktivitiit 2 = Ro-Neet (l X) TPF = Triphenylformazan 3 = Ro-Neet (10 x) LZ-Atmung = Langzeitatmung 4 = Ro-Neet + Glyeerid P ( 1 X ) N min = mineralischer Stickstoff 5 = Ro-Neet + Gl ycerrdT' (lOx) 'V. = Woehe 6 = Glycerid P (1 x) n, a. = nicht auswertbar 7 = Glycerid P (10 x )

388

H. -P .

M ALK OMES

und S.

H AL STHICK

90 80

~170 c o

~

~ 60

W

~

+

50

g 40

.D .D

~ 30

o

"5

~

i

+

C

20

10

o

1 2 3 4 567

1 2 3 456 7

Ab b.5. Zelluloseabbau in beld en Test.boden ohne Luzernern ehl wiihren d 4wo ch iger B ebrut.ung 1 = Ko ntrolle 2 = R o-N eet (1 x ) :I = Ro -Nect t l Ox )

4 = R o-Neet + Gl ycerid P (1 X ) 5 = Ro -Neee Glyceri d P (10 X ) 6 = Gly ceri c! P (1 x ) i = Glycer id P (10 x )

+

mehl lag die Atmungsak tivitiit hoher als im BBA-Boden, wahrend sie mit Luz ernemehl niedri ger war als in diesem Boden. Im Boden ohne Luz ernemehl be wirkte Ro-Neet in lOfacher Dosierung ein e deutliche Stim ula t ion , wahrend d ie lOfache Dosi s unwirk sam war. Glycerid P war im a llgemeinen ebenfalls un wirk sam , wahrend die Kombination heider Mittel der von R o-Neet a hnelte, Irn Boden mi t Luzern emehl induzierte Ro-Neet mit zun ehm ender Do sierung eine starkere Stimulation der At mung wahrend der 4woch igen Bebriitung, wobei die Wirkung der einfachen Dosis sparer nur als T endenz erkennbar war. Glycerid P verursachte unabhiingig von der Dosi s eine Stimulation bis zu 4 Wo chen. Die Kombination beider Mittel zeigte anfangs ahnliche Wirkungen wie Ro-Neet, spater stimu. lierte die lOfache Dosis jedo ch deutlich starker als Glycerid P bzw. Ro-Neet allein. 4. Zelluloseabbau (Abb.5) Der Zelluloseabbau war im unb ehandelten lehmigen Sa nd boden (BBA) et wa doppelt so hoch wie im sandigen Leh mb oden (Sickte). Irn lehm igen Sandboden (BB A) ohn e Luzernemehl verursac hten nur die lOfache Do sis von Ro-Neet sowie dessen K ombi nation mi t Glycerid P eine deutliche H emmung des Abbaus, wahrend die anderen Behandlungen den Zellul oseabbau ni ch t beeinFlu Bt en. Tm sandigen Lehm boden (Sick te) t ra te n keine H enu ueffekte auf. Andererseits bewirkte die einfache Dosis von Ro-Neet eine Sti mulation.

EinfIuf3 des Herbizids Ro-Neet auf bodenbiologische Akt.ivitaten

389

Diskussion In den vorliegenden Untersuchungen reagierten die einzelenen bodenbiologischen Aktivitaten unterschiedlich auf die beiden Praparate Ro-Neet und Glycerid P. Wahrend die Dehydrogenaseaktivitat haufig gehemmt wurde, traten bei der Langzeitatmung und der Stickstoff- Umsetzung durch die gleichen Behandlungen meist Stimulationen auf. 1m allgemeinen war das AusmaB der Einfhisse mit zunehmender Dosierung groBer. Bereits WAKSMAN und STARKEY (1923ajb) hatten vor iiber 60 Jahren ahnliche Stimulationen bei der Atmung und der Stickstoff- Umsetzung - allerdings nach der Anwendung von Bodenentseuchungsmitteln - beobachtet. Aber auch bei anderen Pflanzenschutzmitteln sind derartige Stimulationen gefunden worden, z. B. nach dem Einsatz der Herbizide Aretit und Dicuran (WIEDEMANN und HEITEFUSS 1981), Aretit (MALKOMES und WOHLER 1983) und Wacker Murbetex (MALKOMES 1984). POWLSON (1975) erklart diese Stimulation dadurch, daB es durch Sterilisationen (und ahnliche Effekte) zu einer erhohten Mineralisierung des Biomasse-Kohlenstoffs infolge der Abt6tung oder Schadigung von Organismen kommt. Es ist jedoch anzunehmen, daB ein Teil der erhohten Mineralisierung durch zusatzlichen Abbau von organischer Bodensubstanz verursacht wird, wie ihn BROADBENT (1947) nach dem Zusatz von relativ leicht zersetzbarem Pflanzenmaterial beobachtete. In unseren Versuchen diirfte das Zusammentreffen von bioziden Effekten und dem Zusatz leicht verwertbarer organischer Stoffe (Luzernemehl) in vielen Fallen zu einer Steigerung der Mineralisierungsleistungen gefiihrt haben, wie dies auch ftir Glycerid P in einigen Fallen angenommen werden kann. Wenn wir davon ausgehen, daB begrenzte biozide Effekte zu einer Stimulation der Mineralisierung im Boden fiihren, dann waren Hemmwirkungen auf die Dehydrogenaseaktivitat, die als allgemeine Aktivitat Ruckschliisse auf die vorhandene mikrobielle Biomasse zulaflt., die logische Konsequenz. In vielen Fallen zeigten die Behandlungen mit Ro-Neet (Nr, 2 und 3 in Abb. 1 und 2) derartige Relationen tiber mehrere Wochen. Wiihrend GHINEA und STEFANIC (1971) selbst bei hoheren Dosierungen keine Beeintriichtigung der Dehydrogenaseaktivitiit beobachteten, wurde in unseren Untersuchungen - vor allem bei der lOfachen Dosis - Hemmeffekte gefunden. Dies durfte mit den Angaben von MALKOMES (1982) iibereinstimmen und ist etwa mit den Wirkungen auf andere Enzymaktivitiiten (CZULAKOW und ZARASOW 1975) vergleic hbar. Ahnlich wie in den vorliegenden Versuchen wurde auch bei MAYAUDON (1974) ail' CO2·Bildung stimuliert. GOVINDARAJU et al. (1975) fanden indessen keinen EinfluB, CZULAKOW und ZARASOW (1975) eine leichte Hemmung. Bei Atmungsmessungen ist die Aussage je nach verwendeter Technik - zumindest vordergriindig - hiiufig kontrovers, da einmal die aktive mikrobilelle Biomasse ("Kurzzeitatmung"), zum anderen die Mineralisierung organischen Materials einschlieBlich geschadigter, und daher leicht angreifbarer, oder schon abgetoteter Biomasse ("Langzeitatmung") gem essen wird. In den vorliegenden Untersuchungen stimulierte Ro-Neet - mit zunehmender Dosierung tarker - die Stickstoff-Mineralisierung im Boden, wahrend die Nitrifikation offensichtlich nicht merklich beeinfluBt wurde. Ahnliche Effekte lassen sich auch aus den Ergebnissen von VLASSAK und LIVENS (1975) und CZULAKOW und ZARASOW (1975) ableiten, wahrend GOVINDARAJU et al. (1975) keine Einfliisse feststellen und NIKOLAENKO etal. (1977) eine anfangliche Hemmung der beteiligten Amrnonifikanten. Allerdings sind in anderen Untersuchungen auch Hemmungen der Nitrifikation

°

26

ZbJ. MikrobioJ. Bd. 140

390

H.-P. MALKOMES und S. HALSTRICK

bei normalen (CHIRITA und GHINEA 1972) und hohen Dosierungen (ZAMBONELLI et al. (1977) beschrieben worden. Normale Dosierungen von Ro-Neet hemmten in unseren Versuchen - im Gegensatz zu hoheren - den Zelluloseabbau nicht, sondern verursachten z. T. ahnlich wie bei CZULAKOW und ZARASOW (1975) eine leichte Stimulation. Dies diirfte sich auch etwa' mit. den Ergebnissen friiherer Strohabbauversuche (MALKOMES 1980. 1982) decken. ~ Phospholipide scheinen - zumindest in praxisublichsn Dosierungen - kaum Hemmwirkungen bei Mikroorganismen zu bewirken (DE WAARD und VAN XISTELROOY 1982, MULLER 1983). Dies kann im wesentlichen auch fiir die von uns untersuchten bodenbiologischen Aktivitaten gesagt werden. Lediglich bei der Langzeitatmung im lehmigen Sandboden (BBA) ohne Luzernemehl kam es zu deutlichen Stimulationen, die vermutlich aber durch den Abbau des Mittels verursacht worden sein diirften, da Hinweise auf Eingriffe in die Biomasse aus der Dehydrogenaseaktivitat und der Stickstoff-Umsetzung nicht abgeleitet werden konnen, Die Kombination von Ro-Neet mit Glycerid P veranderte die von dem Herbizid verursachten Wirkungen meist kaum. Lediglich bei der Langzeitatmung kam esmit Ausnahme der Normaldosierung im sandigen Lehmboden - zu groBeren Stimulationen, die moglicherweise durch den Abbau des Phospholipids verursacht werden. Von den Kombinationen von Phospholipiden mit Fungiziden oder Antibiotika ist indessen bekannt, daB sie die fungizide Wirkung verringern (HALDER und BOSE 1973, BUCHENAUER 1980, DE WAARD und VAN NISTELROOY 1982) oder steigern (MULLER 1983) konnen. Bodenart und der Zusatz von Luzernemehl beeinflullten die Reaktion der untersuchten bodenbiologischen Aktivitaten gegenuber den eingesetzten Praparaten, doch waren teilweise ahnliche Wirkungen in beiden Boden sowohl mit als auch ohne Luzernemehl vorhanden. Viele der beobachteten Einfliisse lielien sich noch bis zum Ende der jeweiligen Untersuchungen feststellen.

Literatur BREMNER, J. M.: Inorganic forms of nitrogen. In: "Methods of soil analysis", part 2 (C. A. BLACK, ed.). Amer. Soc. Agron., Madison 1965, 1179-1237. BROADBENT, F. E.: Nitrogen release and carbon loss from soil organic matter during decomposition of added plant residues. Soil Sci. Soc. Amer, Proc. 12 (1947), 246-249. BUCHENAUER, H.: Interaction of different lipid components with various fungicides. Z. Pflanzenkr. Pflanzenschutz 87 (1980), 335-345. CHIRITA, V., and GHINEA, L.: Influence of herbicides on soil biological activity. II. Nitrification. 3rd Symp. Soil Biol., Bucharest (1972), 86-89. CZULAKOW, S. A., and ZARASOW, S. D.: Microbiological activity of south Kazakhstan soils depending on herbicides. Roczn. Glebozn. 26 (1975),179-184. GHINEA, L., and S'rEFANlc, G.: Influence of herbicides on soil biological activity. I. Dehydrogenase activity. 3rd Symp. Soil Biol., Bucharest (1972), 139-145. GOVINDARAJU, K., VLASSAK, K., and HEREMANS, K. A. H.: Effect to the thiocarbamates cycloate and diallate and the dithiocarbamates maneb and thiram on biological nitrogen fixation and nitrogen mineralization in soils. Meded. Fac. Landbouwwet. Rijksuniv. Gent 40 (1975), 1209-1218. HALDER, A., and BOSE, S. K.: Mechanism of sterol and lipid antagonism of a polypeptide antibiotic, mycobacillin. J. Antibiotics 26 (1973), 358-361. ISERMEYER, H.: Eine einfache Methode zur Bestimmung der Bodenatmung und der Karbonate im Boden. Z. Pflanzenerniihr., Dung., Bodenk. 56 (1952), 26-38. MAAS, G.: Verringerung der \Virkstoffmenge bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln durch Phospholipide pflanzlichen Ursprungs. 1. Mitt. Nachrichtenb!. Dtseh. Pflanzenschutzd., Braunschweig 34 (1982), 113-114.

Einflu13 des Herbizids Ro -Neet auf bodenbiologische Aktivitaten

391

MALKOMES, H .-P .: Strohrotteversuche zur E r fassung von Herbizid-Nebenw irku ngen auf den Strohumsatz im B od en . Pedobiologia 20 (1980) , 41 7- 427. Einflul3 von zwei Zuck err u ben -Spr it zfolgen auf die Dehydrogenase-Aktivitiit u nd den Strohabbau im Boden. Z. Pflanzenkr. Pflanzenschutz 89 ( 1982), 705-714. Modif'Izierung der W irkung ein es Herbizids auf bod en biol og isch e Aktivitiit en durch den Zusatz von Luzernemehl bzw. unbehandelten Boden. Zbl. Mik r obi ol. 139 (198 4),441 -452. und WOHLER, B .: Testing a n d evalu at ing some methods to investigate side effects of environmental chemica ls on soil mi cr oorganisms. Ecotoxicol. Environ. S afety 7 ( 1983), 284-294. ~[AYAttDO N, J .: Une application des t ests r adiorespirometeiques : effet speoif'ique des pesticides sur l'activite biologique d es sols ell cult u re betteraviere. Ann. Microbial. 24 (1974),57-62. MULLER, F.l\'I.: Untersuchungen libel' di e B eeinfl ussung d er Sekundiirverteilung von Botrytiziden durch Phospholipide. Dipl. iArb. Inst. f. Phytomedizin u , Pflanzensch utz d. Forsehungsanst a lt f. W einbau . Gart enbau, Getriinketechnologi e und Land espflege, Geisenheim, (1983),

146 S. NIK OLAEXKO , Zh. I. , GELLER, 1. A ., und SKLYARENKO, A. T.: (Effects of Ro -Neet on soli microflora). Sakh. Svekl a (1977) (12), 32-3 4 (in Russ.). POWLSON , D. S.: Effeets of bi ocidal treatment s on soil org an ism s. In: "Soil m icr ob iology" (N. WALKER, ed .) Butterwort hs, L on d on 1975, 193-224. STOTZK Y, G.: Microbi al respiration. In: " Metho d s of soil analysis", part 2 (C. A. BLACK, ed .) A Iller. Soc . Agrori., Ma d ison 11165 , 1 550-1 572. THALMANN, A.: ZUI' Methodik d<>r B est immung d el' Dehydrogenaseaktivitdt im B od en mittels 'I'r iph en ylt et r a zoliumch loi-id (T TC ). L andwirtsch . Forsch. 21 (1968), 249-258. Vl,ASSAK, K ., and LI VKl\S, J .: Effe ct of some pesticides on nitrogen transformations in soil. Sci. Total En v iron. 3 (197 ;,) , :~6 :l- :l72. D E WAARD, ~l. A., and KI STEI,ROOY, J . G.)[. VAX: Antagonistic and synergistic act ivities of var ious chemica ls on the t ox icit y of fenarimol to Aspergillus nidulans, Pestic. Sci . 13 (198 2), 279-286 . vVAKS:MAl", S. A ., and STARKEY, R. L.: Partial sterilization of soil, microbiological activities and so il fertility . 1. Soil Sci. 16 (I 923 a}, 137-1 57. - - P a rti al sterilization of soil, microbiological activities and soil fertility. II. Soi l Sci . 16 (1923b},24i-268. WIEDEMANN, A., und HEITt'f'l ' SS, R.: EinfluB von H er b izid en und Fungizid en auf de n Stickstoff. met abol ismus im Boden. Z. Pflanzenkr. Pflanzenschutz, Sonderh, IX ( 198 1), 287-296. ZA:\IBONE.LLI, C., GHAZVINIZADEH, H,; e Tl;RTURA, G. C.: Azione eli a lt i dosi eli erb icidi sulla nitrifi cazione nei ter reni argillosi. •Ann. Microbiol. 27 ( 1977), 21-28. Anschrift del' Verfasser : Dr. H .-P . MALKOMES und SlGRlJ~ H ALSTRICK, Biologische B ud esanstalt fur Land - u nd Forst. wirtschaft , Tnst itut fu r Unkrautforsc hung, Messe weg 11-1 2, D - 3300 Braunsch weig , F ed. Rep. Germany.