TY - THES A1 - Münch, Steffen T1 - The relevance of the aeolian transport path for the spread of antibiotic-resistant bacteria on arable fields T1 - Die Bedeutung des äolischen Transportpfads für die Ausbreitung antibiotikaresistenter Bakterien von Ackerböden N2 - The spread of antibiotic-resistant bacteria poses a globally increasing threat to public health care. The excessive use of antibiotics in animal husbandry can develop resistances in the stables. Transmission through direct contact with animals and contamination of food has already been proven. The excrements of the animals combined with a binding material enable a further potential path of spread into the environment, if they are used as organic manure in agricultural landscapes. As most of the airborne bacteria are attached to particulate matter, the focus of the work will be the atmospheric dispersal via the dust fraction. Field measurements on arable lands in Brandenburg, Germany and wind erosion studies in a wind tunnel were conducted to investigate the risk of a potential atmospheric dust-associated spread of antibiotic-resistant bacteria from poultry manure fertilized agricultural soils. The focus was to (i) characterize the conditions for aerosolization and (ii) qualify and quantify dust emissions during agricultural operations and wind erosion. PM10 (PM, particulate matter with an aerodynamic diameter smaller than 10 µm) emission factors and bacterial fluxes for poultry manure application and incorporation have not been previously reported before. The contribution to dust emissions depends on the water content of the manure, which is affected by the manure pretreatment (fresh, composted, stored, dried), as well as by the intensity of manure spreading from the manure spreader. During poultry manure application, PM10 emission ranged between 0.05 kg ha-1 and 8.37 kg ha-1. For comparison, the subsequent land preparation contributes to 0.35 – 1.15 kg ha-1 of PM10 emissions. Manure particles were still part of dust emissions but they were accounted to be less than 1% of total PM10 emissions due to the dilution of poultry manure in the soil after manure incorporation. Bacterial emissions of fecal origin were more relevant during manure application than during the subsequent manure incorporation, although PM10 emissions of manure incorporation were larger than PM10 emissions of manure application for the non-dried manure variants. Wind erosion leads to preferred detachment of manure particles from sandy soils, when poultry manure has been recently incorporated. Sorting effects were determined between the low-density organic particles of manure origin and the soil particles of mineral origin close above the threshold of 7 m s-1. In dependence to the wind speed, potential erosion rates between 101 and 854 kg ha-1 were identified, if 6 t ha-1 of poultry manure were applied. Microbial investigation showed that manure bacteria got detached more easily from the soil surface during wind erosion, due to their attachment on manure particles. Although antibiotic-resistant bacteria (ESBL-producing E. coli) were still found in the poultry barns, no further contamination could be detected with them in the manure, fertilized soils or in the dust generated by manure application, land preparation or wind erosion. Parallel studies of this project showed that storage of poultry manure for a few days (36 – 72 h) is sufficient to inactivate ESBL-producing E. coli. Further antibiotic-resistant bacteria, i.e. MRSA and VRE, were only found sporadically in the stables and not at all in the dust. Therefore, based on the results of this work, the risk of a potential infection by dust-associated antibiotic-resistant bacteria can be considered as low. N2 - Die Ausbreitung antibiotikaresistenter Bakterien stellt eine global zunehmende Gefahr für die öffentliche Gesundheitsfürsorge dar. Über den unsachgemäßen Einsatz von Antibiotika in der Tierhaltung können sich in den Ställen Resistenzen entwickeln. Übertragungen über den direkten Kontakt mit Tieren und der Kontaminierung von Lebensmitteln wurden bisher schon nachgewiesen. Die Exkremente der Tiere in Verbindung mit einem Bindemedium ermöglichen einen weiteren potentiellen Ausbreitungspfad in die Umwelt, wenn sie als organische Wirtschaftsdünger in Agrarlandschaften verwendet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Feld- und Windkanalmessungen durchgeführt, um dem von den Ackerflächen ausgehenden potentiellen Risiko einer partikulären Ausbreitung antibiotikaresistenter Bakterien nachzugehen. Kern der Arbeit ist zum einen die Bedingungen zu charakterisieren, die zu Staubemissionen während der Prozesskette (Düngerausbringung mit Geflügelmist, nachfolgende Feldbearbeitungen, Winderosion) führen, zum anderen Staubemissionen dieser Prozesskette zu klassifizieren und quantifizieren. Flächenbezogene Emissionen für PM10 als ein Teil des Schwebstaubs (sogenannte PM10 Emissionsfaktoren) wurden zum ersten Mal für die Düngerausbringung mit Geflügelmist bestimmt. Sie lagen zwischen 0,05 und 8,37 kg ha-1 PM10 und waren abhängig vom Wassergehalt des Materials, der durch die Vorbehandlungen (frisch, kompostiert, gelagert, getrocknet) der Düngervarianten bestimmt war. Im Vergleich dazu wurden für die nachfolgenden Bodenbearbeitungen zwischen 0,35 kg ha-1 und 1,15 kg ha-1 PM10 freigesetzt. Zwar waren Mistpartikel weiterhin Bestanteil der Staubemissionen während der Bodenbearbeitung, jedoch sank ihr Anteil durch die Verdünnung des Düngers im Boden nach der Düngereinarbeitung auf unter 1 % ab. Ähnliche Tendenzen ergaben sich bei der mikrobiellen Betrachtung der freigesetzten Bakterien während der Ausbringung und Einarbeitung des Geflügelmists. Trotz eines höheren PM10 Austrags während der Düngereinarbeitung, verglichen mit der Ausbringung des Düngers, waren die Bakterienemissionen während der Düngerausbringung relevanter als bei der Düngereinarbeitung. Winderosion sorgt für eine bevorzugte Verfrachtung des Geflügelmists auf sandigen Böden, nachdem der Dünger frisch eingearbeitet wurde. Da vor allem organische Bestandteile im Boden durch ihre geringe Dichte von der Auswehung betroffen sind, führt Winderosion auch bei mit Geflügelmist gedüngten Böden bereits kurz nach Erreichen der Schwellenwindgeschwindigkeit von 7 m s-1 zu einer Entmischung der eingebrachten organischen Mistpartikel und der mineralischen Bestandteile des Bodens. Diese Effekte treten vor allem dann auf, wenn in trockenen Böden der Gefügezustand zwischen mineralischen und organischen Partikeln kaum oder nicht vorhanden ist. In Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit konnten potentielle Austräge zwischen 101 und 854 kg ha-1 bei einer eingebrachten Düngermenge von 6 t ha-1 bestimmt werden. Der bevorzugte Austrag von Mistpartikeln bedingt auch einen bevorzugten Austrag von Bakterien fäkalen Ursprungs, da diese nach der Einarbeitung an den Mistpartikeln mit geringerer Dichte anhaften. Obwohl in den Geflügelställen antibiotikaresistente Bakterien in Form von ESBL bildenden Escherichia Coli (E. coli) in hohen Keimzahlen gefunden wurden, konnten keine weiteren Kontaminationen mit resistenten E.coli im Mist, in gedüngten Böden oder im Staub nachgewiesen werden. Parallelstudien aus dem Projekt zeigten, dass eine mehrtägige Lagerung von Hühnerstreu ausreichend ist (36 – 72 h), die Mehrzahl resistenter E.coli zu reduzieren, sodass sie sich nach der Düngerausbringung nicht mehr über Agrarflächen ausbreiten konnten. Weitere antibiotikaresistente Bakterien (MRSA, VRE) wurden nur vereinzelt in den Ställen und überhaupt nicht im Staub nachgewiesen. Aus unseren Versuchen kann daher das Risiko einer möglichen Infektion durch staubassoziierte antibiotikaresistente Bakterien als gering eingeschätzt werden. KW - wind erosion KW - dust emission KW - PM10 KW - manure application KW - tillage KW - sandy soils KW - poultry manure KW - antibiotic resistance KW - airborne bacteria KW - agricultural KW - fecal contamination KW - fertilization KW - PM10 KW - landwirtschaftlich KW - luftgetragene Bakterien KW - Antibiotikaresistenz KW - Staubemission KW - fäkale Kontamination KW - Düngung KW - Mistausbringung KW - Geflügelmist KW - sandige Böden KW - Bodenbearbeitung KW - Winderosion Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-536089 ER - TY - JOUR A1 - Schwarz, Ingo A1 - Andress, Reinhard A1 - Ette, Ottmar A1 - Puig-Samper, Miguel Ángel A1 - Garrido, Elisa A1 - Schmuck, Thomas A1 - Rott, Bärbel ED - Ette, Ottmar ED - Knobloch, Eberhard T1 - HiN : Alexander von Humboldt im Netz T2 - HIN : Alexander von Humboldt im Netz ; international review for Humboldtian studies N2 - Ingo Schwarz: Opfer für die Wissenschaften „in dem Drange wichtiger öffentlicher Begebenheiten“ Briefe von Alexander von Humboldt an Friedrich Wilhelm III., 1806 Reinhard Andress: Eine Bitte an Thomas Jefferson um Tabaksamen und Tabak: ein unveröffentlichter Brief Alexander von Humboldts Ottmar Ette: Naturaleza y cultura: perspectivas científico-vitales de la ciencia de Humboldt Miguel Ángel Puig-Samper, Elisa Garrido: The presentation of the results of Alexander von Humboldt's voyage to Carlos IV Thomas Schmuck: Humboldt in Goethes Bibliothek Bärbel Rott: Alexander von Humboldt brachte Guano nach Europa - mit ungeahnten globalen Folgen T3 - HiN : Alexander von Humboldt im Netz ; International Review for Humboldtian Studies - XVII.2016, 32 KW - Preußen KW - Friedrich Wilhelm III. KW - Staatsbibliothek zu Berlin KW - Humboldt, Alexander von KW - Jefferson, Thomas KW - Korrespondenz KW - Siglo XIX KW - Siglo XX KW - filosofía de la naturaleza KW - literaturas del mundo KW - Alexander von Humboldt KW - vínculo entre naturaleza y cultura KW - travel results KW - Plantes Équinoxiales KW - Carlos IV KW - Spain KW - Goethe KW - Widmungen KW - Paratexte KW - Wissenstransfer KW - Bibliothek KW - Guano KW - Düngung KW - Landwirtschaft KW - Globalisierung Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-90812 SN - 1617-5239 SN - 2568-3543 VL - XVII IS - 32 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Rott, Bärbel T1 - Alexander von Humboldt brachte Guano nach Europa - mit ungeahnten globalen Folgen JF - HiN : Alexander von Humboldt im Netz ; International Review for Humboldtian Studies N2 - Die vorliegende Abhandlung beschäftigt sich mit einem bisher wenig beachteten Aspekt von Humboldts Amerikanischer Reise (1799─1804). Während seine Studien der Pflanzen- und Tierwelt bis heute große Aufmerksamkeit genießen, wird Humboldts Beitrag zu der Entwicklung der modernen Landwirtschaft wenig beachtet. Während seines Aufenthalts in Lima erhielt er Proben von Guano, Vogelmist von den Chincha-Inseln vor der peruanischen Küste. Einige Proben, die er von dieser Reise zurückbrachte, wurden von Wissenschaftlern in Frankreich und Deutschland untersucht. Die Analysenergebnisse zeigten außerordentlich hohe Gehalte an Pflanzennährstoffen, insbesondere Stickstoff und Phosphor. In den folgenden Jahrzehnten wurde Guano zu einem bedeutsamen Düngemittel und Auslöser eines Booms in Europa und Peru. Die Auswirkungen dieser Entwicklung sind bis heute sichtbar und werden hier unter besonderer Beachtung von Phosphor beschrieben. N2 - One aspect of Humboldt’s travel to South America (1799─1804) received little attention. The fascination of his studies of the South American flora and fauna is unbroken to the present day. Yet Humboldt’s contribution to modern agriculture remains almost unnoticed. During his stay in Lima Humboldt received samples of guano, a mixture of bird droppings from the Chincha Islands off the Peruvian coast, which he took to Europe and had analyzed by the most famous chemists in France and Germany. The results showed outstanding fertilizing effects, in particular due to the high content of nitrogen and phosphorus. The ensuing boom starting from the 1840s influenced agriculture in Europe and the economy of Peru seriously. Some aspects of this historical development may give an idea of the ensuing change not only in agriculture. N2 - Il y a un aspect du voyage de Alexander von Humboldt en Amérique du Sud (1799─1804) qui jusqu’à présent a été peu considéré. Ses études de la flore at le da faune de l’Amérique du Sud ont attiré une large attention du public. Or, son influence au développement de l´agriculture moderne est plutôt ignoré. Pendant son séjour à Lima, Humboldt reçut des échantillons de guano qui est composé des excréments d’oiseaux des Iles Chincha face à la côte du Pérou. Humboldt les faisait examiner par des scientifiques français et allemands. Les résultats des analyses montraient des teneurs extraordinaires de nutriments pour plantes, en particulier d´azote et de phosphore. Pendant les décennies suivantes le guano devenait une source indispensable comme fertilisant et a créé un boom en Europe et au Pérou. L’impact de ce développement qui est perceptible jusqu’à nos jours est décrit ci-dessous. KW - Guano KW - Düngung KW - Landwirtschaft KW - Globalisierung Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-90802 SN - 1617-5239 SN - 2568-3543 VL - XVII IS - 32 SP - 84 EP - 111 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER -