Screening zum Antibiotika-Transfer aus dem Boden in Getreide in Regionen Nordrhein-Westfalens mit großen Viehbeständen

Zusammenfassung:

In einem vorangegangenen Forschungsprojekt wurde ein Transfer von Antibiotika aus güllebeaufschlagtem Boden in den als Nahrungs- und Futtermittel genutzten Teil des Getreides, das Korn, nachgewiesen. Unklar blieb jedoch, ob dieser Transfer auch in der Praxis der konventionellen Landwirtschaft von Bedeutung ist, da in der Regel die Antibiotikagehalte in Güllen aus der landwirtschaftlichen Praxis geringer sind als die Gehalte, die unter den Bedingungen des o. a. Projektes erreicht wurden.

Mit Unterstützung der Landwirtschaftskammern Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen wurden in den Jahren 2005 und 2006 in den Kreisen Borken, Coesfeld und Warendorf (nur 2005) sowie der Grafschaft Bentheim (nur 2006) aus der laufenden Ernte sowohl Bodenproben als auch Weizen-, Gerste- und Triticaleproben gezogen. Die Analyse dieser Proben, die Gebieten mit hohem Viehbesatz entstammten, führte zu sicher identifizierten positiven Befunden für Tetracyclin (TC), Chlortetracyclin (CTC), Isochlortetracyclin (iso-CTC), Doxycyclin (DC) und Demeclocyclin (DMC). Die Gehalte lagen vielfach unter der jeweiligen Bestimmungsgrenze (~8–18 μg/kg Frischgewicht (FG)), in seltenen Fällen im Bereich zwischen ~30 (iso-CTC, DC), ~60 (DMC, CTC) und maximal ~95 μmg/kg FG (iso-CTC).

Ein direkter Zusammenhang zwischen der Medikamentierung der jeweiligen Viehbestände mit Tetracyclinen und den nachgewiesenen Tetracyclin-Gehalten in Boden und Korn ist nicht erkennbar. Die Antibiotikagehalte in Boden und Getreide korrelieren ebenfalls nur teilweise. Dieses könnte auf eine Remobilisierung zuvor an Bodenpartikel gebundener Antibiotika hinweisen. Im Getreide der Erntezeit aus dem Jahr 2006, das durch extreme Trockenheit während der Wachstumsperiode gekennzeichnet war, wurden keine positiven Tetracyclin-Befunde festgestellt. Ungeklärt bleiben sowohl die relativ hohen Gehalte an DMC im Winterweizen der Erntezeit des Jahres 2005 aus dem Kreis Borken als auch die Befunde an DC in drei Proben aus Niedersachsen der Ernte aus dem Jahr 2006.

In der vorangegangenen Studie war ein Transfer von CTC und iso-CTC in die Getreidepflanze auf den Versuchsflächen nachweisbar, die zweimal organisch (mit definiert Antibiotika-haltiger Gülle) gedüngt worden waren. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie geben Hinweise, dass auch in der landwirtschaftlichen Praxis ein Antibiotikatransfer bis in das Getreidekorn stattfinden kann. Zweifellos wird ein hoher und langfristiger Einsatz von Tetracyclinen der dominierende Faktor sein. Esbesteht nach der jetzigen, noch sehr schmalen Datenbasis aber kein Grund zur Annahme, dass in Gebieten mit hohem Viehbesatz mit einer flächendeckenden Belastung des Getreides durch Antibiotika aus Gülle zu rechnen ist.

Summary:

Screening of antibiotic transfer from soil into cereals in areas with high livestock concentration in Northrhine Westphalia (Germany)

In a former investigation transfer of antibiotics from slurry fertilised soil into the grain of winter wheat was demonstrated. Unclear remained, however, whether such a transfer also occurs in commercial agriculture as antibiotic concentrations are usually lower in those slurries than in the one used in the study mentioned above.

Supported by the chambers of agriculture in Northrhine Westphalia and Lower Saxony, grain and soil samples were collected in the years 2005 and 2006 in the districts of Borken, Coesfeld and Warendorf (only in 2005) as well as Grafschaft Bentheim (only in 2006). Analyses of these grain samples from areas with high livestock concentration led to verified positive findings of tetracycline, chlortetracycline, iso-chlortetracycline, doxycycline and demeclocycline. Concentrations were usually below detection limit (~8–18 μg/kg fresh matter), in rare cases ranged between ~30 (iso-chlortetracycline, doxycycline), ~60 (demeclocycline, chlortetracycline) and at most ~95 μg/kg fresh matter (iso-CTC).

A close correlation between livestock medication with tetracycline and detected tetracycline concentrations in soil and grain was not found. Likewise, antibiotic content in soil and grain did not always correspond. This might indicate remobilisation of antibiotics previously bound to soil particles.

In grain from harvest of 2006 no positive tetracycline concentrations were detected (areas of Borken and Coesfeld: winter wheat, barley and triticale). Ambiguous are the relative high concentrations of demeclocycline in winter wheat of harvest in 2005 in the area of Borken as well as the findings of doxycline (DC) in the samples from Lower Saxony in 2006.

In the former study we demonstrated a transfer of CTC and iso-CTC into the cereal on those test fields that were fertilised twice with antibiotic containing slurry in defined concentrations. The results of this study give evidence that such a transfer can occur in commercial agriculture as well. Beyond doubt a high and long term application of tetracycline will be the dominating factor. However, there is no evidence that even in areas with high livestock concentration an area wide antibiotic load has to be anticipated.