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Im Bereich der Pflanzenschutzmittel wird seit Längerem nach umweltfreundlichen Alternativen gesucht.
Im Bereich der Pflanzenschutzmittel wird seit Längerem nach umweltfreundlichen Alternativen gesucht.(Foto: picture alliance / Anthony Anex/)
Sonntag, 12. August 2018

"Es geht ums Überleben": Biopestizide - die Revolution auf dem Acker?

Schädlinge plagen die Landwirtschaft schon immer. Moderne Pflanzenschutzmittel helfen, aber belasten oft die Umwelt: Sie vernichten nicht nur unerwünschte Insekten, sondern auch nützliche. Sind biologische Mittel ein Ausweg aus dem Dilemma?

Vor großen Worten schreckt Thomas Brück nicht zurück, wenn er die Bedeutung seiner Forschung beschreibt: "Es geht nicht nur um die Bienen, es geht ums Überleben der Menschheit." Der Biotechnologe von der TU München arbeitet unter anderem an der Entwicklung von biologischen Pflanzenschutzmitteln - Mitteln, die Schädlinge vertreiben und dabei die Umwelt samt nützlicher Arten schonen.

Kürzlich stellte er mit seinem Team im Fachmagazin "Green Chemistry" ein biologisch abbaubares, ökologisch unbedenkliches Insektizid vor, das Blattläuse mit einem abschreckenden Geruch vertreibt, für nützliche Insekten wie Bienen, Käfer oder Schmetterlinge aber ungiftig ist. "Mit unserem Ansatz ermöglichen wir einen fundamentalen Wechsel im Pflanzenschutz", sagte Brück. "Statt Gift zu versprühen, das immer auch nützliche Arten gefährdet, vergrämen wir gezielt nur die Schädlinge."

Besonders umstritten: Glyphosat und Bienengifte

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Hintergrund: Viele synthetische Pestizide vernichten auf dem Acker nicht nur unerwünschte Insekten oder Krankheitserreger, sondern nützliche oder zumindest unschädliche Organismen gleich mit. Zu den wohl bekanntesten - und umstrittensten - Mitteln zählen der Unkrautvernichter Glyphosat und die sogenannten Bienengifte aus der Gruppe der Neonikotinoide. Für drei der letztgenannten Mittel hatte die EU kürzlich ein Freilandverbot ausgesprochen. Die Neonikotinoide dürfen demnach nur noch in Gewächshäusern eingesetzt werden. Das langersehnte Verbot wird von Umweltschützern als wichtiges Signal gefeiert. Eine heile Ackerwelt wird es aber nicht schaffen.

Denn die Landwirte werden ihre Nutzpflanzen weiter vor Schädlingen schützen müssen - und dabei auf andere Mittel zurückgreifen, deren Umweltwirkung schlimmstenfalls nicht besser ist als die der Vorgänger. Als mögliche umweltfreundliche Alternativen gelten nicht-synthetische, biologisch unbedenkliche Pflanzenschutzmittel, die auch unter dem Begriff Biopestizide zusammengefasst werden. Derzeit werden solche Mittel vor allem im Ökolandbau eingesetzt, wo synthetische Pestizide weitgehend tabu sind.

Doch auch für die konventionelle Landwirtschaft werden die Ökomittel zunehmend interessant. "Weltweit gewinnen naturstoffliche Mittel an Bedeutung", sagt Stefan Kühne vom Institut für Strategien und Folgenabschätzung am Julius Kühn-Institut (JKI) - Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen. "Bei uns ist der Marktanteil allerdings noch eher bescheiden."

Natürlich vorkommende Substanzen

Tabakpflanzen produzieren in ihren Blättern einen Stoff, um Schädlinge abzuhalten.
Tabakpflanzen produzieren in ihren Blättern einen Stoff, um Schädlinge abzuhalten.(Foto: picture alliance/dpa)

Als Biopestizide werden unter anderem natürlich vorkommende Substanzen bezeichnet, die gegen bestimmte Schädlinge wirken - so wie das Insektizid der Münchner Forscher. Brück und seine Mitarbeiter orientierten sich an einem Stoff, den Tabakpflanzen natürlicherweise in ihren Blättern produzieren, um Schädlinge abzuhalten: Cembratrienol, kurz CBT-ol. Die Wissenschaftler ließen diesen Stoff biotechnologisch von Bakterien herstellen und zeigten, dass das Mittel, das als Spray auf Pflanzen aufgebracht werden kann, Blattläuse vertreibt.

Unter etlichen anderen Mitteln ist im Ökolandbau zum Beispiel die Nutzung von Extrakten des tropischen Niembaums etabliert. Sie werden etwa als Fraßgift gegen Kartoffelkäfer sowie zur Regulierung anderer beißender, saugender und blattminierender Insekten eingesetzt.

Eine zweite Gruppe von Biopestiziden umfasst Organismen, die gezielt auf Schädlinge losgelassen werden. Das können Mikroorganismen sein wie Pilze, Bakterien oder Viren. Oder auch Nützlinge wie Insekten, Raubmilben und räuberische Nematoden. Ein Beispiel hierfür ist der Einsatz von Trichogramma-Schlupfwespen gegen den Maiszünsler, einen Schadschmetterling, der erhebliche Ertrags- und Qualitätsverluste im Maisanbau verursachen kann. Die nur etwa einen Millimeter kleinen Schlupfwespen legen ihre Eier in die Gelege der Maiszünsler - und bremsen so deren Vermehrung. Als dritte Gruppe von Ökomitteln gibt es sogenannte Pflanzenstärkungsmittel (auch: Biostimulanzien), die sich nicht direkt gegen Schädlinge richten, sondern die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen erhöhen.

Vorteil: Umweltverträglichkeit

Biopestizide richten sich meist nur gegen Schädlinge und verschonen andere Tiere.
Biopestizide richten sich meist nur gegen Schädlinge und verschonen andere Tiere.(Foto: picture alliance / Michael Reich)

Der große Vorteil der Biopestizide ist ihre Umweltverträglichkeit. Sie werden schnell abgebaut und reichern sich deshalb nicht in der Umwelt an. Außerdem wirken sie meist selektiver, richten sich also nur gegen die Schädlinge oder allenfalls eng verwandte Organismen, während andere Organismen geschont werden.

Dass sie trotz dieser Vorteile noch ein Nischendasein führen, liegt vor allem daran, wie zumindest in Industrienationen Landwirtschaft betrieben wird, nämlich quasi industriell. "Die Landwirtschaft arbeitet hier mit Hochleistungssorten, optimierten Düngesystemen und definierten Pflanzenschutzmitteln, um maximalen Ertrag zu erzeugen", sagt Bruno Moerschbacher vom Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen der Universität Münster. "In dieser Landwirtschaft funktionieren die biologischen Mittel noch nicht gut genug. Man kann Chemie nicht einfach durch Biologie ersetzen."

"Pflanzenschutz ist ein Gesamtkonzept"

Dass Biopestizide die herkömmlichen Mittel einfach ersetzen können, glaubt auch Kühne vom JKI nicht. "Pflanzenschutz ist ein Gesamtkonzept." Das gehe bei der Wahl der Sorten los über geeigneten Wechsel der angebauten Kulturen und zielgerichteten Düngemitteleinsatz bis hin zur Förderung von Nützlingen durch Blühstreifen, die dann auf natürliche Weise in den Feldkulturen Schädlinge regulieren. "Solche althergebrachten Maßnahmen sind in den vergangenen 60 Jahren verloren gegangen."

Viele Fachleute sehen dennoch großes Potenzial in den Ökomitteln, vor allem aufgrund der Umweltproblematik in der konventionellen Landwirtschaft und zunehmenden Problemen mit Resistenzen gegen herkömmliche Mittel. Um die Einsatzmöglichkeiten auszuweiten seien unter anderem detaillierte Untersuchungen zur Wirkweise der Substanzen nötig, sagt Moerschbacher. "Bei vielen biologischen Substanzen weiß man anders als bei chemischen Mitteln gar nicht so genau, wie sie wirken."

Der Biologe erforscht seit Langem die Einsatzmöglichkeiten von Chitosan im Pflanzenschutz. Chitosan kann etwa aus Krabbenschalen gewonnen werden und erhöht die Krankheitsresistenz von Pflanzen - "wenn man Glück hat", wie Moerschbacher sagt. Bei der Herstellung von Chitosan entstehe ein Molekülgemisch, dessen Wirksamkeit variiere. Gelänge es, das richtige Molekül zu identifizieren, ließe sich die Wirksamkeit eines Mittels erhöhen. Im Labor und im Gewächshaus funktioniere das schon, erste Feldversuche seien erfolgreich.

Kombination verschiedener Mittel

Auch durch Kombination verschiedener Mittel untereinander oder mit synthetischen Wirkstoffen ließen sich die Einsatzmöglichkeiten der Biopestizide noch erheblich ausweiten. Ein deutsch-indisches Forscherteam um Moerschbacher hat etwa Chitosan mit konventionellen Kupferfungiziden und einem biologischen Nützling kombiniert und damit Pflanzen im Weinbau in Deutschland und im Kartoffelanbau in Indien behandelt. Die Nutzpflanzen waren dadurch wirksam vor Krankheiten geschützt, der problematische Kupfereinsatz stark verringert, berichtet Moerschbacher.

Womöglich erweist sich in diesem Zusammenhang gerade die industrialisierte Landwirtschaft als nützlich. Denn heute rollen oft keine bloßen Trecker mehr über die Felder, sondern intelligente Hochleistungsmaschinen, deren Bordcomputer satellitengestützte Analysen vornehmen, um etwa den nötigen Einsatz von Düngemitteln zu errechnen. Zunehmend fließen in solche Systeme auch aktuelle Wetterdaten und Prognosen zum Schädlingsaufkommen ein, so dass auch Pflanzenschutzmittel gezielter eingesetzt werden können. "Das kann den Aufwand für den Landwirt erheblich reduzieren und die Umwelt entlasten", sagt Moerschbacher.

Derzeit sind einer Vergleichsstudie aus dem vergangenen Jahr zufolge in Europa deutlich weniger Biopestizide zugelassen als etwa in den USA, China, Indien oder Brasilien. Die Experten machen in ihrem im Fachmagazin "Pest Management Science" veröffentlichten Artikel dafür unter anderem das in der EU komplexere Zulassungsprozedere verantwortlich.

"Unser Zulassungssystem ist auf Chemie ausgerichtet", sagt auch der Münsteraner Biologe Moerschbacher. Viele Biopestizide bestehen aus einem Substanz-Cocktail, der nicht so klar definiert ist wie ein synthetisches Mittel und dessen Zusammensetzung auch noch variieren kann. Die Zusammensetzung von Algenextrakten etwa schwanke in Abhängigkeit vom Klima, erläutert Moerschbacher. "Für biologische Mittel braucht man andere Definitionen, sie müssen über ihre Funktion beurteilt werden statt über die Wirkmoleküle."

Entwicklungskosten bremsen Einsatz

Auch die Entwicklungskosten bremsen nach Ansicht vieler Fachleute den Einsatz von Biopestiziden. "Wir kennen viele wirksame Substanzen. Aber die Entwicklung zu einem marktreifen Produkt ist sehr aufwendig", sagt Kühne. Von der Forschung bis zur Marktreife fielen Kosten in Höhe von etwa 250 Millionen Euro an bei einer Entwicklungszeit von zehn bis zwölf Jahren. "Das ist ein enormer Aufwand - und das in Konkurrenz zu den synthetischen Mitteln, die sehr viel günstiger zu entwickeln und zu produzieren sind." Für kleine Unternehmen sei das nicht zu stemmen.

Und die Großen? Die haben das Potenzial der Mittel längst erkannt und bringen sich dementsprechend in Stellung, etwa der Chemie-Konzern Bayer. "Biologika haben einen hohen Stellenwert bei Bayer", teilt das Unternehmen auf Anfrage mit. Die Bedeutung des biologischen Pflanzenschutzes werde in Europa zunehmen, dementsprechend investiere Bayer in die Entwicklung solcher Mittel.

In den vergangenen Jahren habe Bayer durch "strategische Akquisitionen" - also Unternehmensübernahmen - Expertise in Forschung, Entwicklung, Produktion und Marketing von Biologika aufgebaut. "Wir sehen ein großes Marktpotenzial, vor allem bei Anwendungen von biologischen Insektiziden und Fungiziden im Obst- und Gemüseanbau. Aber auch in Ackerbaukulturen wie Mais, Soja, Baumwolle und Raps."

Es bleibt abzuwarten, inwieweit Biopestizide eine umweltfreundliche Wende in der Landwirtschaft herbeiführen können. Um es mit einem Bild aus der Branche zusammenzufassen: Das Feld wird derzeit intensiv beackert.

Quelle: n-tv.de