Band 18:
Klimsa, K. (1996): Sorption, Verlagerung und Abbau von ausgewählten Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffen in Böden unterschiedlichen Stoffbestandes mit und ohne Mulch.
(Sorption, degradation, and leaching of selected pesticides in different soils with and without addition of mulch - laboratory and feld experiments).
226 S., 64 Abb., 66 Tab., Preis: 16,- EUR.
Zusammenfassung Band 18
Klimsa, K. (1996): Sorption, Verlagerung und Abbau von ausgewählten Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffen in Böden unterschiedlichen Stoffbestandes mit und ohne Mulch.
Ziel dieser Arbeit war es, das Verhalten von Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffen (PSM) in Böden unterschiedlichen Stoffbestandes mit und ohne Mulch zu untersuchen. Es wurden sowohl Labor- als auch Feldversuche durchgeführt. Erstere umfaßten Schüttelversuche zur Ermittlung von Freundlich-Ad- und Desorptionsisothermen der Wirkstoffe Atrazin, Simazin, Terbuthylazin, Methabenzthiazuron, Isoproturon und Chlortoluron sowie Säulenperkolationsversuche zur Untersuchung des Verlagerungsverhaltens der Wirkstoffe Terbuthylazin, Methabenzthiazuron und Isoproturon. Dabei dienten Weizenstroh bzw. Phaceliaheu als Mulchsubstrate. Es wurden drei Bodenproben ausgewählt, die sich vor allem in ihren pH-Werten und Gehalten an organischem Kohlenstoff unterschieden. Die Feldversuche wurden auf den Versuchsflächen des Dikopshofes (Braunerden aus Löß) mit den Wirkstoffen Terbuthylazin und Isoproturon durchgeführt, wobei Papier, Weizenstroh und Kresse als Mulchsubstrate herangezogen wurden.
Die Ergebnisse der Schüttelversuche zeigten für die sechs PSM eine Zunahme der Adsorption in der Reihenfolge:
Isoproturon > Simazin > Atrazin > Chlortoluron > Terbuthylazin > Metbabenzthiazuron.
Für alle sechs PSM konnten Sorptions-Hysterese-Phänomene festgestellt werden, deren Ausmaße bei den sechs PSM in der Reihenfolge:
Simazin > Atrazin > Isoproturon > Chlortoluron > Terbuthylazin > Methabenzthiazuron sanken.
Der Einfluß einer Mulchsubstrat-Zufuhr auf die PSM-Sorption war abhängig von den Eigenschaften der Chemikalien, der Mulchsubstrate sowie vom Stoffbestand der Bodenproben. Es traten deutliche Wechselwirkungen zwischen diesen Parametern auf. Von den 33 untersuchten Mulch-Varianten führten nur sechs zu weitgehend signifikanten Adsorptionssteigerungen, während bei zwei Varianten Löslichkeitssteigerungen festgestellt wurden. Dabei beruht die erhöhte PSM-Löslichkeit in den Mulch-Varianten auf der erhöhten Konzentration an löslicher organischer Substanz.
Die Perkolationsversuche zeigten übereinstimmend mit den Schüttelversuchen eine Zunahme der PSM-Sorption in der Reihe:
Isoproturon < Terbuthylazin < Methabenzthiazuron.
Die an die Meßwerte angepaßten Verteilungskurven zur Beschreibung der Wirkstoff-Verlagerung in den Bodensäulen ergaben Verteilungskoeffizienten, die geringfügig niedriger waren als diejenigen, die bei den Schüttelversuchen berechnet werden konnten. Weiterhin führten die Perkolationsversuche zu deutlicheren Mulch-Effekten als die Schüttelversuche wobei 50% der untersuchten Mulch-Varianten eine erhöhte PSM-Adsorption und 14% eine geringfügig verminderte PSM-Adsorption zeigten.
Insgesamt konnte im Rahmen der Laborversuche festgestellt werden, daß die Stroh-Mulch-Varianten stärkere die PSM-Sorption steigernde Effekte hervorriefen als die Phacelia-Mulch-Varianten, während die PSM-Löslichkeit steigernde Effekte vor allem bei den Phacelia-Mulch-Varianten beobachtet werden konnten.
Im Rahmen der Feldversuche war kein Einfluß von Mulchsubstraten auf das Sorptionsverhalten von Terbuthylazin feststellbar. Dagegen zeigten die Stroh- und die Kresse-Variante signifikante Steigerungen des Terbuthylazin-Abbaues im Vergleich zur Kontroll-Variante. Ein Einfluß auf das Verlagerungsverhalten von Terbuthylazin konnte aufgrund der trockenen Witterung nicht festgestellt werden. Auf das Verhalten des in der darauffolgenden Vegetationsperiode ausgebrachten Isoproturon übten die Mulchsubstrate keinen Einfluß mehr aus, so daß die Ergebnisse in allen Versuchsparzellen nahezu identisch war. Die Feldversuche zeigten für beide untersuchten Wirkstoffe. daß keine Gefahr eines PSM-Eintrages ins Grundwasser bestand.
Summary Band 18
Klimsa, Kurt: Sorption, degradation, and leaching of selected pesticides in different soils with and without addition of mulch - laboratory and feld experiments.
It was the main aim of this project to study the behaviour of pesticides in different soils with and without addition of mulch. In batch studies Freundlich-sorption isotherms of the pesticides Atrazine, Simazine, Terbuthylazine, Methabenzthiazurone, Isoproturone, and Chlortolurone were established. Also column experiments were carried out to study the leaching behaviour of the pesticides Terbuthylazine, Methabenzthiazurone and Isoproturone. For these purposes three soil samples with different pH-values and different contents of organic carbon were selected. Field experiments with the pesticides Terbuthylazine and Isoproturone were done at the Dikopshof (Cambisol) near Bonn. In the laboratory studies wheat straw and phacelia hay were used as mulch substrata whereas in the field trials wheat straw, paper, and cress were approached as mulch substrata.
The results of the batch studies show increasing sorption of the pesticides in the following sequence:
Isoproturone > Atrazine > Simazine > Chlortolur. > Terbuthylazine > Methabenzthiazurone.
For all six pesticides sorption hysteresis could be recognized. The extent of this hysteresis falls with:
Simazine > Atrazine > Isoproturone > Chlortolurone > Terbuthylazine > Methabenzthiazurone.
The influence of mulch substrata on the sorption of the pesticides depends on the properties of the chemicals, the soil constituents and the properties of the mulch substrata. Only six of 33 examined variants on mulch showed increased pesticide sorption and two showed increased solubility. The reason for the increased solubility was the higher concentration of soluble organic matter in the mulch variants compared to the variants without addition of mulch.
The column experiments confirmed the data of the batch studies, showing an increasing sorption in the order
Isoproturone < Terbuthylazin < Metbabenzthiazurone.
Distribution functions were fitted to describe the leaching behaviour and to calculate linear distribution coefficients. This distribution coefficients were slightly lower than those received from the batch studies. Furthermore, the column studies showed stronger effects when mulch substrata were added to the soils. 50 percent of the variants examined revealed an increased and 14% a slightly decreased pesticide sorption.
Generally, for wheat straw there is a stronger tendency to increase pesticide sorption whereas phacelia hay is stronger to increase the pesticide solubility. But all in all these effects were small.
The field trials show no effect of added mulch substrata on the sorption of pesticides. But there was an increased degradation of Terbuthylazin in the variants with wheat straw and with cress compared to the variant without addition of mulch. Mulch effects on pesticide leaching were not detectable because of the dry weather conditions. Also there was no effect on the behaviour of Isoproturone, which was applied in the following vegetation period. The results of the field trials show, that there were no danger for leaching of Terbuthylazine and Isoproturone into groundwater.