Medieninformation der Universität Turku vom 6.4.23: Residues of Glyphosate-based Herbicides in Soil Negatively Affect Plant-beneficial Microbes
Forscher der Universität Turku fanden heraus, dass selbst sehr geringe Rückstandsmengen von Herbiziden auf Glyphosatbasis negative Auswirkungen auf endophytische (im Innern der Pflanze lebende) Mikroben in Gartenerdbeeren haben.
In einer Feldstudie untersuchten Forscher der Universität Turku, Finnland, die Auswirkungen von Glyphosatrückständen im Boden auf die endophytischen Mikrobengemeinschaften von Gartenerdbeeren, wobei sie die üblichen landwirtschaftlichen Praktiken der Herbizidausbringung anwandten.
Proben von Erdbeerpflanzen, die auf dem Versuchsfeld wuchsen, zeigten, dass, obwohl die Gesamtzusammensetzung einer mikrobiellen Gemeinschaft und das Wachstum von Gartenerdbeeren nicht beeinträchtigt wurden, bestimmte endophytische Mikroben, die für ihre pflanzenfördernden Funktionen bekannt sind, in den Erdbeerpflanzen, die Herbizidrückständen im Boden ausgesetzt waren, relativ weniger häufig vorkamen.
„Diese pflanzenfreundlichen Mikroben sind endophytisch, das heisst, sie leben in den Blättern und Wurzeln der Pflanzen. Zu ihnen gehören Bakterien und Pilze, die in den Pflanzen mikrobielle Gemeinschaften bilden. Diese mikrobiellen Gemeinschaften fördern die Ernährung, Krankheitsresistenz und Stresstoleranz ihrer Wirtspflanzen. Diese endophytischen Mikroben sind also unverzichtbare Partner der Pflanzen, da die Pflanzen für ihre Gesundheit und ihr Überleben auf sie angewiesen sind“, erklärt Suni Mathew von der Fakultät für Biologie der Universität Turku.
Herbizide auf Glyphosatbasis werden zur Unkrautbekämpfung auf landwirtschaftlichen Feldern vor der Aussaat eingesetzt und bauen sich angeblich schnell im Boden ab, so dass Nutzpflanzen, die nach der zweiwöchigen Sicherheitsfrist gepflanzt werden, der Chemikalie nicht ausgesetzt sind. Andere Studien haben jedoch gezeigt, dass dies nicht der Fall ist und selbst nach zwei Wochen noch geringe Rückstände von Glyphosat im Boden zu finden sind.
In dieser Studie wurden die Herbizidparzellen des Versuchsfeldes mit der Standarddosis eines Herbizids auf Glyphosatbasis besprüht (Glyphosatkonzentration: 450 g L-1, CAS: 3864-194-0, Aufwandmenge: 6,4 l ha-1) und die Kontrollparzellen mit Leitungswasser besprüht. Nach dem Sprühen beobachteten die Forscher die zweiwöchige Sicherheitsphase vor dem Einpflanzen der Erdbeerpflanzen.
Forscher beginnen gerade erst, die Bedeutung der endophytischen Mikroben für die Pflanzengesundheit zu verstehen
Die Wirkung von Glyphosat beruht auf der Hemmung des Shikimat-Stoffwechselwegs, einem Stoffwechselweg für die Synthese von Aminosäuren, der in Pflanzen, nicht aber in Tieren vorkommt. Dieser Stoffwechselweg ist jedoch auch in vielen Mikroben vorhanden.
„Es wird oft übersehen, dass der Shikimat-Stoffwechselweg auch in Mikroben vorkommt. Wir wissen bereits, dass Herbizide auf Glyphosatbasis und ihre Rückstände einige freilebende Mikroben im Boden beeinträchtigen können. Insgesamt beginnen wir gerade erst, die Bedeutung der endophytischen Mikroben für die Pflanzengesundheit zu verstehen. Daher ist es wichtig zu untersuchen, ob diese Mikroben durch Glyphosatrückstände beeinträchtigt werden. Die nächste Frage ist, ob die Glyphosatrückstände, die zu Veränderungen bei den endophytischen Mikroben führen, auch die Ernährung, Gesundheit und Krankheitsresistenz der Pflanzen beeinflussen“, sagt Mathew.
In der Studie wurde auch ein neuer bioinformatischer Ansatz verwendet, um herauszufinden, ob die Veränderungen in den mikrobiellen Gemeinschaften mit ihrer Empfindlichkeit gegenüber Glyphosat zusammenhängen. Die Ergebnisse zeigten, dass die mikrobielle Gemeinschaft in den Wurzeln der Pflanzen in den Herbizidparzellen mehr potenziell glyphosatresistente Bakterien aufwies als die Wurzeln der Pflanzen in den Kontrollparzellen. Diese Verschiebung der bakteriellen Gemeinschaft zugunsten potenziell glyphosatresistenter Bakterien könnte zu einem Rückgang der mikrobiellen Vielfalt führen.
„Unsere Studie zeigt, wie selbst sehr geringe Rückstände von Agrochemikalien pflanzenassoziierte Mikroben beeinflussen können. Veränderungen in der Häufigeit bestimmter pflanzenfreundlicher endophytischer Mikroben und die Dominanz potenziell glyphosatresistenter Bakterien können besorgniserregend sein, wenn sie sich langfristig auf die Pflanzengesundheit auswirken“, betont Mathew.
Residues of Glyphosate-based Herbicides in Soil Negatively Affect Plant-beneficial Microbes. Medieninformation University of Turku 6.4.23
Glyphosate-based herbicide use affects individual microbial taxa in strawberry endosphere but not the microbial community composition.