Bewertungskonzept und Methodenempfehlungen zur Abschätzung von Risiken von GVO und andern biologischen Belastungen auf das Ökosystem des Bodens

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Problemstellung:
Im letzten Jahrzehnt sind bodenbiologische Methoden zur Beurteilung der Bodenfruchtbarkeit mit grossem Aufwand weiterentwickelt worden. Die Methoden wurden aber nicht spezifisch ausgewählt zur Indikation von biologischen Belastungen, zu denen nach der Verordnung über Belastungen des Bodens (VBBo) gentechnisch veränderte Organismen (GVO), exotische und pathogene Organismen gehören. Die VBBo soll aber einen umfassenden Schutz der Struktur und Funktionen der Bodenbiozönosen sicherstellen.
Projektziele:
Das Ziel des eingereichten Projektes ist die Erarbeitung eines Bewertungskonzeptes für das Risiko von GVO und anderen biologischen Belastungen. Methoden zur Erfassung wichtiger bodenbiologischer Funktionen werden diesbezüglich evaluiert. Die für die verschiedenen Risikoszenarien am besten geeigneten Methoden werden für eine Risikobeurteilung von biologischen Belastungen vorgeschlagen und exemplarisch in Modell- und Feldversuchen geprüft. Darauf basierend erarbeiten wir Vorschläge für die Umsetzung des Bewertungskonzeptes.
Methode:
Die Arbeiten gliedern sich in vier Module.
In Modul 1 erarbeiten wir ein Bewertungskonzept für das Risiko von GVO, exotischen und pathogenen Organismen.
Grundlage bildet eine Aufarbeitung des Begriffs der Bodenfruchtbarkeit unter dem Gesichtspunkt der bodenbiologischen Funktionen. Daran schliessen wir einen kritischen Vergleich der existierenden Bewertungskonzepte im Europäischen Raum an und evaluieren die vorgeschlagenen Methoden. Die bisher publizierten Ergebnisse zu den direkten und indirekten Auswirkungen von GVO und anderen biologischen Belastungen auf die Bodenfunktionen werden zusammengestellt. Basierend auf diesen Teilschritten erstellen wir das Bewertungskonzept.
In Modul 2 überprüfen wir das vorgeschlagene Bewertungskonzept in einer Fallstudie im Modellversuch bei der Anwendung von exotischen Organismen.
Dazu bringen wir exotische Bakterien- oder Mykorrhizastämme in einen vom Feld stammenden, also belebten Boden und kultivieren darin Pflanzen in Containern im Gewächshaus. In Anlehnung an den Feldversuch in Modul 3 werden in einem Verfahren sogenannte effektive Mikroorganismen (EM) angewendet. Als Kontrolle dienen nicht-inokulierte Böden. Anschliessend untersuchen wir, wie sich die in Modul 1 ausgewählten biologischen Messparameter entwickeln. Kriterien zur Bewertung der Methoden sind die Wirkung, die Sensitivität und Variabilität.
In Modul 3 überprüfen wir das Bewertungskonzept in einer zweiten Fallstudie in einem Feldversuch ebenfalls mit exotischen Mikroorganismen.
Als Infrastruktur dient ein 2003 gestarteter Versuch, in dem schon seit zwei Jahren EM im Feld ausgebracht werden. Diese Organismen wurden in Japan entwickelt und beinhalten u.a. Bakterien und Hefepilze, die zusammen mit verschiedenen Trägermaterialien zum Boden gegeben werden. Insgesamt stehen im Feldversuch 10 Verfahren zur Verfügung, die in vierfacher Wiederholung geführt werden. Die Kontrollböden bleiben uninokuliert. Bodenproben werden nach dem erarbeiteten Konzept im vierten Versuchsjahr gezogen, und dieselben biologischen Messparameter wie im Modellversuch werden analysiert.
In Modul 4 aktualisieren wir anhand der Ergebnisse aus Modul 2 und 3 das ursprüngliche Bewertungskonzept zur Risikoabschätzung des Eintrages von GVO, exotischen und pathogenen Organismen. Die Methoden werden reevaluiert und Vorschläge für Referenz und Erwartungswerte zur Risikoabschätzung werden ausgearbeitet. Die Resultate aller Module fassen wir in einem Synthesebericht zusammen.
Projektpartner
Agroscope FAL Reckenholz, Zürich, Switzerland