Antibiotika, die bei Vieh verwendet werden, können Mikroben im Boden und den Kohlenstoff im Boden negativ beeinflussen und die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel verringern, heißt es in einer Studie, die in Indiens Transhimalaya-Region durchgeführt wurde.
Laut der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) kann die Aufrechterhaltung des organischen Kohlenstoffs im Boden den Klimawandel, die Landverödung und den weltweiten Hunger mindern und die durch menschliche Aktivitäten verursachten Treibhausgasemissionen ausgleichen.
Ergebnisse der Studie, veröffentlicht im Februar in Biologie des globalen Wandels, fanden einheimische Pflanzenfresser wie Yak, Bharal (blaues Schaf), Kiang (Wildesel) und Steinbock im Spiti-Tal im indischen Himalaya-Bundesstaat Himachal Pradesh als gesünder für den Bodenkohlenstoff als Nutztiere, zu denen Rinder, Ziegen und Schafe gehören und Pferd. „Die mikrobielle Kohlenstoffnutzungseffizienz war in Böden mit Nutztierhaltung um 19 Prozent niedriger“, heißt es in der Studie.
Die Forscher richteten 30 eingezäunte, gepaarte Parzellen für einheimische Pflanzenfresser sowie Nutztiere ein und untersuchten ihre unterschiedlichen Auswirkungen auf den Bodenkohlenstoff im Zeitraum von 2005 bis 2016. Ziel war es auch, die unterschiedliche Wirkung auf Pflanzen und Mikroben auf die Beweidung durch Nutztiere und die durch einheimische Pflanzenfresser herauszufinden.
Sumanta Bagchi, Autorin der Studie und Assistenzprofessorin am Center for Ecological Sciences des Indian Institute of Science in Bangalore, sagt, dass Nutztiere mikrobielle Gemeinschaften im Boden stören können, was sich nachteilig auf die Effizienz der Kohlenstoffnutzung und letztendlich auch auf den Kohlenstoff im Boden auswirkt.
Unterstützende Beweise in der Studie wiesen auf einen Zusammenhang zwischen veterinärmedizinischen Antibiotika und dem Rückgang von Bodenmikroben hin. „Unsere Studie legt nahe, dass die Erhaltung einheimischer Pflanzenfresser zusammen mit einer besseren Bewirtschaftung der Viehbestände einen großen Beitrag zu einer verbesserten Kohlenstoffverwaltung im Boden leisten kann, um natürliche Lösungen für den Klimawandel zu erreichen“, sagt Bagchi.
Die Studie bewertete Faktoren, die die Kohlenstoffqualität und -quantität im Boden beeinflussen, wie abgestorbene Pflanzenteile, mikrobielle Biomasse und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft sowie Spuren von Tierantibiotika im Boden.
Vieh in Spiti wurde häufig mit Antibiotika wie Tetracyclin behandelt. In der Zwischenzeit war die tierärztliche Versorgung einheimischer Pflanzenfresser wie Yaks selten und für Steinböcke und Bharal praktisch nicht vorhanden.
Bodenanalysen zeigten, dass Parzellen, auf denen ausschließlich Vieh weidete, fast dreimal mehr Tetracyclin-Rückstände enthielten als Parzellen, die von einheimischen Pflanzenfressern bevölkert wurden. Der Ausschluss von Weidetieren führte zu einer Verringerung der Antibiotikarückstände in eingezäunten Parzellen, und diese Verringerung war am größten in Parzellen mit Viehbestand, wie Bodenanalysen zeigten.
„Unser Papier konzentrierte sich auf die Klimaauswirkungen im Zusammenhang mit der Verwendung von Antibiotika in der Viehzucht, aber es gibt andere unerwünschte Folgen, wie die beschleunigte Entwicklung von Antibiotikaresistenzen, was ein globaler Trend ist“, sagt Bagchi.
„Der Missbrauch von Antibiotika in der Viehzucht ist sicherlich ein ernstes und wachsendes Phänomen mit vielen Folgen, einschließlich negativer Auswirkungen auf Bodenmikroben und organischen Kohlenstoff im Boden“, sagt Krishna Gopal Saxena, ein unabhängiger Berater für den Schutz von Ökosystemen und ehemaliger Dekan der School of Environmental Wissenschaften, Jawaharlal-Nehru-Universität, Neu-Delhi.
Der Missbrauch von Antibiotika in der Viehzucht ist jedoch nur teilweise für die Erschöpfung des Bodenkohlenstoffs entlang der Indo-Gangetischen Ebene verantwortlich und trägt zum Klimawandel bei, sagte Saxena. „Zu den Faktoren, die hinter dem Kohlenstoffverlust im Boden stehen, gehören Bewässerung, die Verwendung von chemischen Düngemitteln anstelle von organischem Dünger, Temperatur und Niederschlag sowie der Klimawandel selbst.“
„Temperaturanstieg durch den Klimawandel und Antibiotika im Viehdung sind beide dafür bekannt, dass sie die mikrobiellen Gemeinschaften im Boden stören, was zu einer Verschlechterung der Effizienz der Bodenmikroben beim Einfangen von Kohlenstoff führt“, sagt Malvika Chaudhary, Spezialistin für Biokontrolle im CABI-Büro in Indien. CABI ist die Mutterorganisation von SciDev.Net mit Hauptsitz in Großbritannien.
„Diese Studie bestätigt die Wirkung durch eine Langzeitstudie“, fügt Malvika hinzu.
Mehr Informationen:
Shamik Roy et al., Die funktionelle Substituierbarkeit einheimischer Pflanzenfresser durch Nutztiere für den Kohlenstoffvorrat im Boden wird durch mikrobielle Zersetzer vermittelt, Biologie des globalen Wandels (2023). DOI: 10.1111/gcb.16600. An bioRxiv: DOI: 10.1101/2022.02.07.479355