In Labor- und Freilandexperimenten wurden Nebenwirkungen verschiedener Pflanzenschutzmittel auf Collembolen unterschiedlicher Lebensformtypen (Isotoma anglicana, Lepidocyrtus violaceus, Folsomia fimetaria, Heteromurus nitidus und Onychiurus armatus) untersucht. Hauptziel war die Konzeption eines Wahlversuches mit Collembolen zur quantitativen Erfassung des Vermeidungsverhaltens, welches über eine Hemmung der Einwanderung in kontaminierte Areale oder über Fluchtreaktionen zu einem Populationsrückgang führen könnte. Als Testsubstanzen wurden das Herbizid Betanal (Wirkstoff Phenmedipham) und die Insektizide Croneton EC 500 (Etiofencarb) und Curaterr SC 500 (Carbofuran, Carbamate), die synthetischen Pyrethroide Karate 5 WG (lambda-Cyhalothrin) und Cymbush 10 EC (Cypermethrin) sowie das aus Samenextrakten des Neem-Baums gewonnene NeemAzal T/S (Azadirachtin A) verwendet. Die Produkte wurden zunächst auf ihre akute Toxizität sowie ihre Auswirkungen auf die Lokomotionsfähigkeit nach Expositionszeiten von 24 Stunden und 7 Tagen untersucht. Alle untersuchten Pflanzenschutzmittel bis auf NeemAzal T/S riefen bei den Collembolen nach 24 Stunden Lokomotionsstörungen hervor. Die akuttoxische Wirkung von Karate, Croneton, Curaterr und NeemAzal T/S konnte eindeutig auf die jeweiligen aktiven Wirkstoffe zurückgeführt werden. Im Fall von Betanal und Cymbush wurden die Effekte auf Beistoffe der Formulierung zurückgeführt. Die chronische Toxizität wurde in Reproduktionsversuchen mit F. candida untersucht. Bis auf Cymbush schränkten alle untersuchten Pflanzenschutzmittel die Reproduktion nach einer Exposition von 28 Tagen bereits in Konzentrationen signifikant ein, die unter den in den Akuttests ermittelten EC50-Werten für die Schädigung lagen. Mit Hilfe der Wahlversuche konnten für alle untersuchten Produkte Repellenteigenschaften nachgewiesen werden. Dieser Vermeidungstest reagierte bei den Pflanzenschutzmitteln Betanal, Karate und Cymbush sensitiver als der Reproduktionstest. Durch die Aufdeckung von Vermeidungsreaktionen, die zu einer Abwanderung von Collembolen aus kontaminierten Arealen und damit zu einer Beeinträchtigung der Funktion der Bodenbiozönose und einer Verminderung der Bodenfruchtbarkeit führen können, liefert er zusätzliche, ökologisch relevante Informationen zu Pestizidnebenwirkungen auf Nichtzielorganismen. Die Repellentwirkungen der Substanzen über die Gasphase wurden mit der Art O. armatus in einem ebenfalls neu entwickelten Versuch zur olfaktorischen Wahrnehmung untersucht. Auf die Produkte Betanal, Cymbush, Croneton, Curaterr und NeemAzal T/S reagierte die untersuchte Collembolenart O. armatus auch ohne direkten Kontakt mit Vermeidungsreaktionen. Abschließend wurden die Ergebnisse der Wahlversuche am Beispiel von Betanal und Cymbush in Freilandversuchen anhand der Besiedlung von kontaminierten Netzbeuteln und Streudosen überprüft. Die Versuche erbrachten keine statistisch absicherbaren Unterschiede bei den eingewanderten Collembolen im Vergleich zu Kontrollvarianten.
In this study, side-effects of various pesticides on collembolan species covering different life forms (Isotoma anglicana, Lepidocyrtus violaceus, Folsomia fimetaria, Heteromurus nitidus and Onychiurus armatus) were examined in laboratory and field experiments. The principal aim of the study was to develop choice experiments with Collembola for the quantitative assessment of avoidance behaviour. Avoidance can potentially lead to population declines due to inhibited immigration or escape from contaminated areas. One herbicide (Betanal, active ingredient phenmedipham) and five insecticides were tested. These included two synthetic pyrethroids (Karate, a. i. lambda-cyhalothrin and Cymbush, a. i. cypermethrin), two carbamates (Croneton, a. i. ethiofencarb and Curaterr, a. i. carbofuran) and the neem seed-kernel extract formulation NeemAzal T/S (active ingredient azadirachtin A). To determine the influence of the six pesticides on springtail mortality and mobility, acute toxicity tests over 24 hours and seven days were carried out. All pesticides except NeemAzal T/S caused inactivation of the springtails after 24 hours. Whereas the acute toxicity of Karate, Croneton, Curaterr and NeemAzal T/S could be attributed to the active ingredients, these were non-toxic in the case of Betanal and Cymbush. It is concluded that the formulations of Betanal and Cymbush contain toxic adjuvants. Effects on reproduction were assessed with F. candida. Cymbush had no adverse effect on reproduction after 28 days. All other pesticides affected reproduction with EC50-values below those of acute toxicity. Repellency could be stated for all six pesticides by means of choice experiments. For Betanal, Karate and Cymbush the endpoint avoidance behaviour proved to be more sensitive than reproduction. By means of the choice test behavioural reactions can be detected that could lead to an emigration of springtails out of contaminated areas and thereby affect the community structure of the biocoenosis and soil fertility. Furthermore, it provides additional, ecologically important information about side effects of pesticides on non-target organisms. Avoidance induced by vapours of the test substances was quantified using an innovative design for testing collembolan olfaction, in which O. armatus was able to detect Betanal, Croneton, Curaterr and NeemAzal T/S without direct contact. Finally, the results of the choice experiments with Betanal and Cymbush were compared with investigations in the field. For this purpose, the colonization of Betanal- and Cymbush-contaminated litterbags and -boxes by springtails was investigated. The experiments showed no significant differences between the colonization of contaminated areas and controls.
