Suchergebnis in den Forschungsaktivitäten der Entscheidungshilfevorhaben
| Titel: | Antibiotika in Güllen aus Schweinehaltungen: Entwicklung von Strategien für Güllebehandlungsverfahren zur gleichzeitigen Verminderung der Güllebelastung mit Antibiotika und Antibiotika-Resistenzgenen. |
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| Beschreibung (dt.): | In der Schweinehaltung werden regelmäßig Antibiotika eingesetzt. Von den Nutztieren ausgeschiedene Antibiotika-Rückstände gelangen so in die Gülle. Mit diesem Eintrag geht das Auftreten von Antibiotika-Resistenzgenen einher. Durch Ausbringung gelangt belastete Gülle in den Boden, wo Antibiotika eine hohe Persistenz zeigen und zur Erhöhung der Abundanz von Resistenzgenen beitragen können. Deswegen ist es die Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens, Strategien und Verfahren zur Verminderung der Güllebelastung zu entwickeln, die gleichzeitig auf den Abbau von Antibiotika und die Verringerung der Abundanz von Resistenzgenen abzielen. Hierzu ist in ausgewählten Praxisbetrieben eine detaillierte Bestandsaufnahme zum Einfluß unterschiedlicher Schweinehaltungssysteme mit unterschiedlichen Güllebehandlungsverfahren auf die Güllebelastung zu erstellen. In einem Versuchsbetrieb sind dann praxisrelevante Güllebehandlungsverfahren von der konventionellen Lagerung und Ausbringung bis zur anaeroben Stoffumwandlung, mit/ohne Stofftrennung, unter mesophilen bzw. thermophilen Bedingungen sowie mit/ohne Nachbehandlung der Fermentationsreste auf ihre Leistungsfähigkeit zum Abbau von Antibiotika und zur Verminderung von Resistenzgenen zu untersuchen. Verfahrenstechnische Randbedingungen werden in Laborexperimenten optimiert. Diese Resultate sind schließlich im Praxisbetrieb zu validieren. |
| Ergebnis (dt.): | Die durchgeführte Screening-Studie in Schweinemast- und Schweinezuchtbetrieben mit konventionellem Güllemanagement in Niedersachsen belegt, dass die Antibiotika in Schweinegülle nachgewiesen werden können, die vermehrt an größere Tiergruppen über Futter und Wasser verabreicht werden. In diesen Proben sind gleichzeitig Antibiotika-Resistenzgene und mobile genetische Elemente teilweise in sehr hohen Abundanzen nachweisbar. In Schweinezuchtbetrieben mit hofeignen Biogasanlagen wurde untersucht, inwiefern die Belastung von Schweinegüllen, die als Co-Substrate von Energiepflanzen eingesetzt werden, durch die anaerobe Stoffumwandlung vermindert werden kann. Es zeichnet sich ab, dass eingetragene Antibiotika durch die anaerobe Stoffumwandlung in Biogasanlagen nicht vollständig eliminiert werden. Das gilt auch für Antibiotika-Resistenzgene und mobile genetische Elemente, deren Abundanzen über Fermenter- und Nachgärermaterialien abnehmen, aber in den Gärresten wieder annähernd auf das Niveau der Schweinegüllen ansteigen. Abnahmen von Antibiotika-Rückständen sowie Resistenzgen-Abundanzen sind dabei ggf. auf Verdünnungseffekte durch unbelastete Gärsubstrate zurückzuführen. Schließlich wurden Labortests zur Simulation der Güllelagerung und -separation, der anaeroben Stoffumwandlung, der Gärrestlagerung und -nachbehandlung sowie (bio)elektrochemischer Verfahren zur Behandlung wässeriger Gülle- bzw. Gärrestfraktionen untersucht, um einen ersten Überblick über Entwicklungsmöglichkeiten von verfahrenstechnischen Verminderungsstrategien für Antibiotika-Rückstände, Antibiotika-Resistenzgene und mobile genetische Elemente in Schweinegüllen zu erarbeiten. Sie zeigen, dass sich durch konventionelle und alternative Güllebehandlungsverfahren keine praxisreifen Verminderungsstrategien abzeichnen. Eine Strategie zur gleichzeitigen Verminderung von Antibiotika-Rückständen und Resistenzgen-Abundanzen kann sich damit derzeit nur auf die Überprüfung des Optimierungspotentials der konventionellen Schweinehaltung mit einem verminderten Antibiotika-Einsatz konzentrieren. |
| Ergebnis (engl.): | Within this research project, the impact of antibiotic applications on the occurrence of antibiotic residues, antibiotic resistance genes and mobile genetic elements from liquid manures to digestates of biogas plants was investigated from November 2011 to July 2014. First, a screening study was performed at selected pig fattening and pig breeding farms with conventional manure management in Lower Saxony. Manure samples taken were analyzed for selected sulfonamides, tetracyclines, fluoroquinolones, macrolides, pleuromutilines and diaminopyrimidines showing that antibiotics frequently applied to larger pig groups via medicated water or feeding stuffs could be detected in manure samples up to concentrations of mg/kg dry weight. These residues were accompanied by antibiotic resistance genes (sul1, sul2, sul3, tetA, tetM, tetQ, tetW, tetX) and mobile genetic elements (plasmids of the incompatibility groups IncN, IncP-1, IncQ, IncW and LowGC and integrons of class 1 and 2) often at high abundances. Additionally, pig breeding farms with farm-own biogas plants were investigated for the removal potential of the anaerobic fermentation process for antibiotics introduced via contaminated liquid pig manures. However, antibiotics recovered in fermenter and post-fermenter materials as well as in digestates, even though found at lower concentrations than in the manures, indicated their in-complete removal. Simultaneously, the abundance of antibiotic resistance genes and genetic elements decreased from the manure to fermenter and post-fermenter materials. However, a final increase was found in the digestates nearly meeting the abundances of manures. Therefore, a complete clean-up of liquid pig manures cannot be guaranteed by the anaerobic material conversion in the biogas plants. Finally, laboratory experiments were conducted to search for development potentials of mitigation strategies. Thus, conventional manure treatment technologies, i.e., manure storage and separation, anaerobic material conversion, digestate storage and aerobic and thermal post-treatment, and alternative treatment technologies, applying advanced electrochemical oxidation processes and microbial bioelectrochemical systems, were simulated at laboratory scale. From the results of these tests, however, effective technologies for the removal of antibiotic residues and antibiotic resistance genes from liquid pig manures could not be identified. Thus, optimization potentials of conventional pig husbandry systems have to be found enabling the reduction of the antibiotic applications. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.11.2011 / Ende: 31.07.2014 |
| Ausf. Einrichtung: | Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 2 - Lebenswissenschaften - Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie, Braunschweig |
| Themenfelder: | Tiergesundheit, animal health |
| Förderprogramme: | Entscheidungshilfebedarf |
| Schlagworte: | Wirtschaftsdünger, farmyard manure, Pflanzenbau, crop production, Ackerbau, crop production, Schweine, pigs, Mais, maize, Kartoffel, potato, Antibiotika, antibiotics |
| Förderkennzeichen: | 2810HS032 |
| Dokument zum Download: | 2810HS032_AiSG-Projekt_Abschlussbericht_Kreuzig_IÖNC_TUBS_160928.pdf (8,6 MB) |
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Weizen*
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"Kleegras und Grünland"
Findet Datensätze, die die exakte Phrase "Kleegras und Grünland" enthalten. Dies wäre etwa "Stickstoffkreisläufe in Kleegras und Grünland", nicht aber "Stickstoffkreisläufe in Kleegras oder Grünland".
Beachten Sie, dass die (")-Anführungszeichen, die die Phrase umschließen, Operatorzeichen sind, die der Trennung der Phrase dienen. Es handelt sich hierbei nicht um Anführungszeichen, die den Such-String selbst umfassen.
