Techn. Hochsch., Diss., 2003--Aachen.

Techn. Universiẗat, Diss., 2003--Berlin.

Hochsch. f. Wirtschafts-, Rechts- u. Sozialwiss., Diss.--St. Gallen, 1993. / Auch als: Wirtschaft und Ökologie ; 1.

Diss. (sammanfattning) Alnarp : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 5 uppsatser.

Techn. Universiẗat, Diss., 2001--Braunschweig.

Universiẗat, Diss., 2004--Bonn.

In recent decades, a global decline in insects has been observed, which includes many bee species, whose pollination services are essential for wild and cultivated plants. In contrast to the domesticated honeybee (Apis mellifera), which is maintained by beekeepers, it is mainly wild bees that have been suffering from this decline. Nevertheless, honeybees, just like wild bees, are exposed to many threats during their lifetime. Research focuses primarily on honeybees, while wild bees receive less attention. However, as there are several differences between honeybees and wild bees, it is not possible to simply transfer research results from one species to another. In my thesis, the honeybee (A. mellifera) was investigated as a model organism, while the bumblebee (Bombus terrestris) was studied as a representative of wild bees. There are many threats for pollinators such as climate change, the occurrence of parasites or the loss of food sources and nesting opportunities. But the use of plant protection products (PPPs) is one of the most important ones. Bees do not usually ingest a single PPP in the field but are exposed to a variety of substances. The toxicity of such mixtures is difficult to predict. It is already known that mixtures can lead to enhanced (synergistic) or weakened (antagonistic) effects compared to the individual PPPs. However, a summation of the individual effects (additive) is also possible as an effect of the mixture. In my thesis, the neonicotinoid Mospilan® (insecticide), the SBI (sterol biosynthesis inhibiting) fungicide Difcor® and the non-SBI fungicide Cantus® Gold were investigated in their individual effects and in combination. While a harmful effect is directly visible through increased mortality, sublethal effects are often underestimated. However, these can have serious consequences for the individual or the entire colony. For this reason, in addition to mortality, sucrose responsiveness, learning performance and flight activity of honeybees and bumblebees were investigated in my thesis. The honeybee was affected by the PPPs, as the insecticide led to effects on sucrose responsiveness and learning performance. However, in combination with an SBI fungicide, the treatment resulted in an antagonistic effect. In contrast, the same mixture led to a synergistic effect on honeybee flight activity. These effects illustrate that the impact of PPPs or their mixtures can be highly dependent on various factors. Looking at different behaviours, varying effects can occur because the responsible receptors in the brain, which often serve as a target for PPPs, can be differently expressed. Furthermore, additional stressors that occur in laboratory or field studies can have a further influence on the effects. To investigate possible effects on wild bees (here: B. terrestris), a new method of dividing one bumblebee colony into four quarters was developed, which enabled simultaneous treatment of a colony with four different solutions. The same behaviours were studied as in the experiments with honeybees. The bumblebees proved to be quite robust. Neither insecticide or fungicide alone nor the mixture had any effect on sucrose responsiveness, learning performance or flight activity. Bumblebees, like honeybees, are social insects and form colonies. In contrast, many other wild bees display a solitary lifestyle. Body size, food preference or activity time are also factors that differ between various wild bee species and make a direct comparison with the bumblebee difficult. My thesis showed that insecticides and PPP mixtures can affect honeybees. Additionally, it became clear that the research on the effects of PPPs is a complex field that can be additionally influenced by a variety of factors. Bumblebees seem to be more resilient to PPP exposure than honeybees. However, even if the bumblebee was handled as a representative of wild bees, the effects on solitary wild bees could differ significantly from the results of social bumblebees. Due to the observed effects and the possible interaction patterns of insecticides and fungicides, it remains essential to optimize risk assessment methods in order to minimize the hazard to honeybees and wild bees. / In den letzten Jahrzehnten war weltweit ein Rückgang von Insekten zu beobachten, wovon auch viele Bienen betroffen waren, die durch ihre Bestäubungsleistung für Wild- und Kulturpflanzen essenziell sind. Dabei litten im Gegensatz zur domestizierten Honigbiene (Apis mellifera), die von Imkerinnen und Imkern gehalten wird, v.a. Wildbienen unter diesem Rückgang. Nichtsdestotrotz sind Honigbienen, genau wie Wildbienen, während ihres Lebens vielen Gefahren ausgesetzt. Die Forschung beschäftigt sich vor allem mit der Honigbiene, während Wildbienen weniger Aufmerksamkeit erhalten. Da zwischen Honig- und Wildbienen jedoch einige Unterschiede vorliegen ist eine einfache Übertragung von Forschungsergebnissen der Honigbiene auf Wildbienen nicht möglich. In meiner Thesis wurde die Honigbiene (A. mellifera) als Modellorganismus untersucht, während die Hummel (Bombus terrestris) als Vertreterin der Wildbienen studiert wurde. Zu den Risiken für Bestäuber zählen Faktoren wie der Klimawandel, das Auftreten von Parasiten oder das verringerte Angebot an Nahrungsquellen und Nistmöglichkeiten. Der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zählt als eine der wichtigsten Gefahren. Bienen nehmen im Feld in der Regel nicht ein einzelnes Pflanzenschutzmittel auf, sondern sind einer Vielzahl von Substanzen ausgesetzt. Die Toxizität, die von derartigen Mischungen ausgeht, lässt sich nur schwer vorhersagen. Es ist bereits bekannt, dass Mischungen, im Vergleich zu den einzelnen Pflanzenschutzmitteln, zu verstärkten (synergistisch) oder abgeschwächten (antagonistisch) Effekten führen können. Aber auch eine Aufsummierung der Einzeleffekte (additiv) ist als Auswirkung der Mischung möglich. In meiner Thesis wurde das Neonikotinoid Mospilan® (Insektizid), das SBI (Sterol Biosynthese inhibierend) Fungizid Difcor® und das Nicht-SBI Fungizid Cantus® Gold in ihrer Einzelwirkung und in Kombination untersucht. Während eine schädliche Wirkung durch erhöhte Mortalität direkt sichtbar wird, werden subletale Effekte häufig unterschätzt. Aber auch diese können schwerwiegende Folgen für das einzelne Individuum oder die gesamte Kolonie mit sich bringen. Aus diesem Grund wurden in meiner Thesis neben der Mortalität auch die Empfindlichkeit für Zuckerwasser, das Lernverhalten und die Flugaktivität der Honigbienen und Hummeln untersucht. Die Honigbiene wurde von den Pflanzenschutzmitteln beeinflusst, da das Insektizid Auswirkungen auf die Empfindlichkeit für Zuckerwasser und die Lernleistung hatte. In Kombination mit einem SBI Fungizid führte die Behandlung jedoch zu einer antagonistischen Wirkung. Im Gegensatz dazu führte die gleiche Mischung zu einer synergistischen Wirkung auf die Flugaktivität der Honigbienen. Diese Effekte verdeutlichen, dass die Wirkung von Pflanzenschutzmitteln oder deren Mischungen stark von verschiedenen Faktoren abhängen kann. Bei verschiedenen Verhaltensweisen können unterschiedliche Wirkungen auftreten, weil die zuständigen Rezeptoren im Gehirn, die oft als Ziel für Pflanzenschutzmittel dienen, unterschiedlich ausgeprägt sein können. Darüber hinaus können zusätzliche Stressoren, die in Labor- oder Feldstudien auftreten, einen weiteren Einfluss auf die Wirkungen haben. Um mögliche Auswirkungen auf Wildbienen (hier: B. terrestris) zu untersuchen, wurde eine neue Methode entwickelt, bei der ein Hummelvolk in vier Viertel unterteilt wurde, was die gleichzeitige Behandlung eines Volkes mit vier verschiedenen Lösungen ermöglichte. Es wurden die gleichen Verhaltensweisen untersucht wie bei den Versuchen mit Honigbienen. Die Hummeln erwiesen sich bei den durchgeführten Versuchen als recht robust. Weder das Insektizid oder das Fungizid allein noch die Mischung zeigten eine Auswirkung auf die Empfindlichkeit für Zuckerwasser, die Lernleistung oder die Flugaktivität. Allerdings sind Hummeln, wie auch Honigbienen, soziale Insekten und bilden Kolonien. Im Gegensatz dazu leben viele andere Wildbienen solitär. Körpergröße, Nahrungspräferenz oder Aktivitätszeit sind ebenfalls Faktoren, die sich zwischen verschiedenen Wildbienenarten unterscheiden und einen direkten Vergleich mit der Hummel erschweren. Meine Thesis hat gezeigt, dass Insektizide und Pflanzenschutzmittel-Mischungen schädliche Effekte auf Honigbienen haben können. Außerdem wurde deutlich, dass die Erforschung von Pflanzenschutzmittel-Effekten ein komplexes Gebiet darstellt, welches durch eine Vielzahl von Faktoren zusätzlich beeinflusst werden kann. Hummeln scheinen gegenüber Pflanzenschutzmittel-Expositionen widerstandsfähiger zu sein als Honigbienen. Doch auch wenn die Hummel als Vertreter der Wildbienen gehandhabt wurde, könnten die Auswirkungen auf solitäre Wildbienen deutlich von den Ergebnissen der sozialen Hummeln abweichen. Aufgrund der beobachteten Auswirkungen und der möglichen Interaktionen von Insektiziden und Fungiziden bleibt es unerlässlich die Methoden zur Risikobewertung zu optimieren, um die Gefahren für Honig- und Wildbienen zu minimieren.

In dem Abschlussbericht wird über die Erprobung des Droplegverfahrens unter sächsischen Praxisbedingungen informiert. Durch die Dropleg-Technik erfolgte eine Wirkstoffreduktion im Blühhorizont des Winterrapses. Im Winterweizen konnte in einem Tastversuch eine Abdriftminderung während der Frühjahrsvegetation gemessen werden. Für die Nachrüstung einer Feldspritze mit Droplegs muss mit einem zusätzlichen Aufwand für den Klappmechanismus gerechnet werden. Eine Förderung nach der Richtlinie LIW 2014 ist möglich. Die Veröffentlichung richtet sich an Landwirte, Dienstleister, Berater im landwirtschaftlichen Bereich und an landwirtschaftliche Ausbilder. Redaktionsschluss: 04.05.2021

In den Jahren 2011 und 2012 wurden umfangreiche Untersuchungen zur aktuellen Situation der Pflanzenschutzmittelresistenz in Sachsen durchgeführt. Einbezogen waren wirtschaftlich bedeutsame Schadorganismen in Sachsen sowie verschiedene insektizide, fungizide und herbizide Wirkstoffe. Die Erhebungen zeigen, dass in Sachsen ein Anstieg von Pflanzenschutzmittelresistenzen gegenüber den untersuchten Schadorganismen zu verzeichnen ist. Aus den Projektergebnissen wurden entsprechend angepasste bzw. neue Behandlungsstrategien zum Antiresistenzmanagement für die sächsischen Anbauregionen abgeleitet. Ziel ist es, der Resistenzausbreitung und der damit verbundenen Zunahme von chemischen Pflanzenschutzmaßnahmen entgegenzuwirken.

Ziel dieser Arbeit war es, neue Ansätze für die Analytik kleiner und hochpolarer Pflanzenschutzmittelrückstände in unterschiedlichsten pflanzlichen Materialien zu entwickeln. Dabei standen die Präzision der Analysenergebnisse, der Arbeitsaufwand, sowie die Robustheit der Methoden und die daraus resultierende Übertragbarkeit für die Routineanalytik im Vordergrund. Hierzu wurden verschiedene Arbeitsschritte von Analysenmethoden an ausgewählten Beispielen von hochpolaren Pflanzenschutzmittelrückständen mit niedrigem Molekulargewicht untersucht.:1 Einleitung 2 Zielstellung 3 Theoretische Grundlagen von Pflanzenschutzmitteln 3.1 Begriffsdefinition 3.2 Forschung und Entwicklung 3.3 Zulassung und rechtliche Grundlagen für Pflanzenschutzmittel 4 Matrixeffekte in der LCMS-Analytik 5 Vorstellung der Zielanalyten und bisherige Analytik 5.1 Triazol-Metaboliten 5.2 Difluoressigsäure 5.3 Ethephon und HEPA 5.4 Phosphonsäure 5.5 Glufosinat-Ammonium und dessen Metaboliten 6 Experimenteller Teil 6.1 Extraktion 6.1.1 Test verschiedener Extraktionsmittel 6.1.2 Test verschiedener Behandlungen während der Extraktion 6.2 Extraktaufreinigung 6.2.1 Extraktverdünnung 6.2.2 Festphasenextraktion 6.2.2.1 Triazol-Metaboliten 6.2.2.1.1 Unpolare SPE 6.2.2.1.2 Kationenaustausch-SPE 6.2.2.1.3 Anionenaustausch-SPE 6.2.2.2 DFA 6.2.2.2.1 Unpolare SPE 6.2.2.2.2 Kationenaustausch-SPE 6.2.2.3 Ethephon und HEPA 6.2.2.3.1 Unpolare SPE 6.2.2.3.2 Kationenaustausch-SPE 6.3 Trennverfahren 6.3.1 Flüssigkeitschromatographie 6.3.2 Kapillarelektrophorese 6.4 Detektion 6.4.1 Tandem-Massenspektrometrie 6.4.2 Differential-Mobilitäts-Spektrometrie 6.4.3 Time-of-Flight Detektion 7 Ergebnisse und Diskussion 7.1 Extraktion 7.1.1 Test verschiedener Extraktionsmittel 7.1.2 Test verschiedener Behandlungen während der Extraktion 7.2 Extraktaufreinigung 7.2.1 Extraktverdünnung 7.2.2 Festphasenextraktion 7.2.2.1 Triazol-Metaboliten 7.2.2.1.1 Unpolare SPE 7.2.2.1.1.1 Vortests 7.2.2.1.1.2 Ergebnisse und Diskussion der finalen Durchführung 7.2.2.1.2 Kationenaustausch-SPE 7.2.2.1.2.1 Wahl des pH-Wertes für die Probenaufgabe auf die SPE 7.2.2.1.2.2 Wahl des pH-Wertes für die Elution vom SPE-Material 7.2.2.1.2.3 Ergebnisse und Diskussion der finalen Durchführung 7.2.2.1.3 Anionenaustausch-SPE 7.2.2.1.3.1 Wahl des pH-Wertes für die Probenaufgabe auf die SPE 7.2.2.1.3.2 Wahl des pH-Wertes für die Elution vom SPE-Material 7.2.2.1.3.3 Ergebnisse und Diskussion der finalen Durchführung 7.2.2.2 DFA 7.2.2.2.1 Unpolare SPE 7.2.2.2.1.1 Vortests 7.2.2.2.1.2 Ergebnis und Diskussion der finalen Durchführung 7.2.2.2.2 Kationenaustausch-SPE 7.2.2.2.3 Anionenaustausch-SPE 7.2.2.2.3.1 Wahl des pH-Wertes für die Probenaufgabe auf die SPE 7.2.2.2.3.2 Wahl des pH-Wertes für die Elution vom SPE-Material 7.2.2.3 Ethephon und HEPA 7.2.2.3.1 Unpolare SPE 7.2.2.3.1.1 Vortests 7.2.2.3.1.2 Ergebnisse und Diskussion der finalen Durchführung 7.2.2.3.2 Kationenaustausch-SPE 7.2.2.3.3 Anionenaustausch-SPE 7.2.2.3.3.1 Wahl des pH-Wertes für die Probenaufgabe auf die SPE 7.2.2.3.3.2 Wahl des pH-Wertes für die Elution vom SPE-Material 7.3 Trennverfahren 7.3.1 Flüssigkeitschromatographie 7.3.1.1 Triazol-Metaboliten 7.3.1.2 DFA 7.3.1.3 Ethephon und HEPA 7.3.1.4 Phosphonsäure 7.3.1.5 Glufosinat und dessen Metaboliten 7.3.2 Kapillarelektrophorese 7.3.2.1 Triazol-Metaboliten 7.3.2.2 Difluoressigsäure 7.3.2.3 Ethephon und HEPA 7.3.2.4 Phosphonsäure 7.4 Detektion 7.4.1 Tandem-Massenspektrometrie 7.4.2 Differential-Mobilitäts-Spektrometrie 7.4.2.1 Triazol-Metaboliten 7.4.2.2 Difluoressigsäure 7.4.3 Time-of-Flight Detektion 7.4.3.1 Triazol-Metaboliten 7.4.3.2 Interferenz des 1,2,4-Triazol 8 Zusammenfassung und Ausblick 9 Anhang 9.1 Verwendete Referenzsubstanzen und Interne Standards 9.2 Physikalisch-chemische Eigenschaften der Analyten 9.3 Strukturformeln der Analyten und Internen Standards 9.4 Anwendungsbeispiele der Analyten 9.5 Massenspektrometrische Parameter der Analyten 9.6 Verwendete LC-Parameter 9.7 Verwendete CE-MS/MS-Parameter 9.8 Verwendete Differential-Mobilitäts-Spektrometrie Parameter 9.9 Verwendete QTOF-Parameter 9.10 Verwendete Formeln 9.11 Ergebnisse 9.11.1 Test verschiedener LC-Phasen 9.11.1.1 Triazol-Metaboliten 9.11.1.1.1 Aquasil C18 9.11.1.1.2 Hypercarb 9.11.1.1.3 Luna SCX 9.11.1.1.4 ZIC-pHILIC 9.11.1.2 Difluoressigsäure 9.11.1.2.1 ZIC-pHILIC 9.11.1.2.2 Hypercarb 9.11.1.3 Ethephon und HEPA 9.11.1.3.1 Hypercarb 9.11.1.3.2 Luna NH2 9.11.1.4 Phosphonsäure 9.11.1.4.1 Hypercarb 9.11.1.5 Glufosinat und dessen Metaboliten 9.11.1.5.1 Hypercarb 9.11.1.5.2 ZIC-pHILIC 9.11.2 Validierung LC-DMS-MS/MS für TDMs 9.11.3 Validierung LC-DMS-MS/MS für DFA 9.11.4 Validierung MRMHR für TDMs 10 Literaturverzeichnis 11 Versicherung und Erklärung gemäß Promotionsordnung