Angela Leiß

• Veterinärantibiotika werden weltweit in großem Umfang zur Behandlung von Tierkrankheiten eingesetzt. Aufgrund der schlechten Resorption der Mittel im Darm der Tiere gelangen sie zum Großteil unverändert über Ausscheidungen auf landwirtschaftliche Nutzflächen. Dort können sie von Nichtzielorganismen, wie Gefäßpflanzen, aufgenommen werden und deren frühe Entwicklung bedrohen. In diesem Kontext wurde bisher vor allem der Einfluss auf Kulturpflanzen untersucht, während Wildpflanzenarten des ökologisch bedeutsamen Kulturgraslandes, die vor allem durch Gülleausbringung in Kontakt mit Antibiotikastoffen kommen, deutlich weniger fokussiert wurden. Deshalb wurde in dieser Arbeit der Einfluss realistischer Konzentrationen (0,1 - 20 mg/L) zweier häufig verwendeter Veterinärantibiotika, Tetracyclin und Sulfamethazin, auf die Keimung und das frühe Wachstum von typischen Arten des temperaten Kulturgraslandes untersucht. Da in der Natur oft mehrere Stressoren gleichzeitig auf einen Organismus einwirken, wurden auch zwei Multistressszenarien, nämlich Pharmazeutikamischungen und das Zusammenspiel von pharmazeutischem Wirkstoff mit abiotischen Bedingungen (Trockenstress) untersucht. In vier Themenblöcken wurden sowohl standardisierte Laborversuche als auch naturnähere Topf- und Feldversuche durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl die Keimung als auch das frühe Wachstum durch beide Wirkstoffe, jedoch häufiger durch Tetracyclin, beeinträchtigt wurden. Während die Keimung uneinheitlich in Bezug auf die Effektrichtung beeinflusst wurde, zeigte sich eine starke, antibiotika- und konzentrationsabhängige Reduktion der Wurzellänge vor allem durch Tetracyclin, in den Petrischalenversuchen (20 mg/L bis 96 %, bei Dactylis glomerata). Das oberirdische Wachstum (Blattlänge, Wuchshöhe, Biomasse) wurde geringer beinflusst, und dabei oft wachstumsfördernd. In der gesamten Arbeit zeigten sich immer wieder Hormesis- Effekte, d.h. geringe Konzentrationen, die stimulierend wirkten, während höhere Konzentrationen toxisch wirkten. Die betrachteten Kombinationen verschiedener Faktoren führten entgegen der Erwartung nicht eindeutig zu stärkeren oder alleinigen Einflüssen. In einzelnen Fällen zeigten sich solche Muster, jedoch wurden auch Verluste von Einzeleffekten bei den Kombinationen beobachtet oder Einzeleffekte, die sich dort erneut abbildeten. Es zeigten sich, wenn auch uneinheitlich, signifikante Einflüsse auf die frühen Entwicklungsstadien von typischen Wildpflanzenarten, die bereits durch andere Faktoren einen Rückgang erfahren. Gerade im Hinblick auf die wiederholte Ausbringung von Gülle und die potenzielle Akkumulation dieser hoch persistenten Stoffe stellen Veterinärantibiotika einen weiteren wichtigen Einflussfaktor dar, der die Biodiversität und Artzusammensetzung gefährdet, weshalb zu einem umweltbewussten Umgang mit ihnen geraten wird.
• Veterinary antibiotics are extensively used worldwide to treat bacterial infections of livestock. Many antibiotics are only weakly metabolised and released in large quantities to the environment through animal excretion. There they potentially affect non-target organisms such as vascular plants especially their early development. The influence on crop species has already been found, while the effects on wild plant species have not been studied yet, even though they also come in contact with antibiotic substances through manure or slurry application on grassland or marginal field strips. Thus, the influence of realistic concentrations (0.1 - 20 mg l-1) of two commonly used veterinary antibiotics, tetracycline and sulfamethazine, on germination and early growth of typical plant species of temperate European grassland, was studied here. In four thematic blocks both standardised experiments in Petri dishes and semi- natural pot or field experiments were carried out to assess the impact of veterinary antibiotics on three germination variables (final germination percentage, mean germination time, synchrony of germination) and four post-germination variables (root length, leaf length, plant height, phytomass). As several stressors often act simultaneously on organisms in nature, also two multi-stress scenarios were investigated, namely pharmaceutical mixtures and the interaction of an antibiotic ingredient with an abiotic stressor (drought stress). The results showed that germination as well as early growth were affected by both agents, but more often by tetracycline. The root length showed the strongest, concentration-dependent reduction, especially through tetracycline in Petri dish experiments (20 mg l-1 up to 96 % for Dactylis glomerata). In both antibiotic treatments, germination and the timing of germination, as well as the above-ground growth were irregular, mostly weak and depending on the different plant species. The germination showed both decreasing and increasing effects while the growth parameters showed mostly increasing effects. Throughout the study, hormesis effects were repeatedly observed, i.e. low concentrations led to stimulating effects, while higher concentrations led to toxic effects. Contrary to the expectations, the combination of different factors did not clearly lead to stronger effects. In some cases only the combined treatments showed significant effects, but also the loss of single effects was detected with regard to mixtures, as well as single effects that were reproduced in the combined treatments. Significant effects on all early development stages of the tested wild plant species were shown. With regard to the repeated applications of manure and slurry and the potential accumulation of these high persistent substances, veterinary antibiotics represent a further important factor, that could lead to a decline in biodiversity in grassland and thus change the composition of the species, which is why environmentally conscious handling of antibiotics is recommended.