Forschung: Risiken und Nebenwirkungen von Pestiziden

Im April dieses Jahres wurde auf EU-Ebene beschlossen, die Verwendung von drei gängigen Neonicotinoiden im Freiland zu verbieten. Zu groß waren die negativen Auswirkungen auf bestäubende Insekten. Dagegen wurde die Zulassung von Glyphosat, einem Unkrautvernichter, Mitte Dezember 2017 um weitere 5 Jahre verlängert.

Bromelien auf einem Baumstamm im Bergregenwald von Costa Rica. Selbst an diesem entlegenen Ort wurden Pestizide nachgewiesen, die in hundert Kilometern Entfernung eingesetzt wurden. Bild: Carsten Brühl.

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In einer Teilveranstaltung bei der 48. Jahrestagung der Gesellschaft für Ökologie von Deutschland, Österreich und der Schweiz (GfÖ) werden Prof. Dr. Johann Zaller von der Bodenkundlichen Universität Wien (BOKU) und Dr. Carsten Brühl von der Universität Koblenz-Landau mit Kollegen aus Forschung und Behörden die Effekte von Pestiziden auf sogenannte „Nicht-Zielarten“ diskutieren.

Den Anfang machen Dr. Franz Streissl von der European Food Safety Authority (EFSA) und Dr. Dirk Süßenbach vom Deutschen Umweltbundesamt (UBA). Sie präsentieren Vorschläge für verbesserte Zulassungsverfahren und weisen auf zusätzlichen Forschungsbedarf hin. Bei der Zulassung neuer Wirkstoffe gibt es aus ökologischer Sicht einige bedeutsame Lücken: So werden Substanzen und ihre Wirkung auf Zielarten und andere Organismen nur einzeln getestet. In der Praxis werden jedoch üblicherweise mehrere verschiedene Wirkstoffe in sogenannten Behandlungsregimes bzw. Spritzserien kombiniert. Außerdem gibt es noch Forschungsbedarf zur Rolle der Pestizide beim Rückgang der Biodiversität aufgrund der Intensivierung der landwirtschaftlichen Praxis. Bisher ist noch unklar, wie groß dabei der relative Anteil von Pestiziden im Gegensatz zu anderen Faktoren wie z.B. Landschaftsstrukturen oder Monokulturen ist. Ein nachhaltigerer Pflanzenschutz wird also nur mit einem verbesserten Bewertungsverfahren, einem optimierten Risikomanagement und zusätzlicher Forschung möglich sein.

Ein wichtiger Aspekt bei der Diskussion um den Einsatz von Pestiziden ist, dass viele der auf den Feldern ausgebrachten Pestizide nicht auf dem Feld bleiben, sondern durch Oberflächenabfluss, Versickern oder Wind an weit entfernte Orte transportiert werden. Ökotoxikologe Dr. Carsten Brühl von der Universität Koblenz-Landau hat beeindruckende Beispiele für solche Langstreckentransporte: den Nachweis von Pestiziden im Bergregenwald von Costa Rica, das Auffinden von Pestizidrückstände in Fröschen in den U.S. Nationalparks der Sierra Nevada oder deren Nachweis im Gletscherwasser der Alpen, jeweils über hundert Kilometer von intensiv genutzten Anbaugebieten entfernt. Welche Effekte diese Substanzen in den Ökosystemen genau haben, ist bisher jedoch nicht erforscht. Da jedoch einige der Pestizide hormonähnliche Wirkungen haben, sind sublethale Effekte wie Auswirkungen auf die Fortpflanzung möglich.

Den Kontakt und die Auswirkung von Pestiziden auf Amphibien untersucht Christoph Leeb von der Universität Koblenz-Landau in seiner Doktorarbeit, wobei er u.a. die Wanderung von Erdkröten in Weinbergen aufnahm. Die Tiere nutzen häufig menschengemachte Kleingewässer zwischen Agrarflächen. Da die Bewirtschaftung von Weinbergen mit einem sehr hohen Pestizideinsatz verbunden ist, sind die empfindlichen Amphibien auf ihren Wanderungen nach der Laichzeit mit hoher Wahrscheinlichkeit für sie schädlichen Substanzen ausgesetzt. Um die Erdkröten zu schützen müssten bestehende Regelungen zum Pestizideinsatz in diesem Zeitraum angepasst werden.

Selbst hochspezifische biologische Substanzen können durch indirekte Effekte erheblichen Schaden anrichten. Stefanie Allgeier von der Universität Koblenz-Landau beschäftigt sich mit den Auswirkungen von Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) auf Nahrungsnetze in Feuchtgebieten. Bti ist ein weit verbreitetes Mittel zur Bekämpfung von Stechmücken. Im Gegensatz zu tropischen Ländern sind Stechmücken in Deutschland vor allem lästig, aber keine Überträger tödlicher Krankheiten. Bti wirkt jedoch auch tödlich auf Zuckmückenlarven, die für den Menschen völlig harmlos, aber ein wichtige Nahrungsquelle für andere Tiere sind. Trotz der selektiven Wirkweise von Bti werden bei der Bekämpfung von Stechmücken, die vor allem in Schutzgebieten stattfindet, auch die Larven von Zuckmücken erheblich reduziert (~50 %), wodurch eine Beeinträchtigung der aquatischen und terrestrischen Nahrungsnetze in Feuchtgebieten nicht ausgeschlossen werden kann.

Auch Glyphosat, ein Unkrautvernichter, kann eine direkte, teils tödliche Wirkung auf Amphibien und andere Tiere (Honigbienen, Florfliegen, Spinnen, Regenwürmer) haben. Prof. Dr. Teja Tscharntke von der Universität Göttingen gibt einen Überblick über die direkten und die wenig beachteten indirekten Folgen der Verwendung von Glyphosat, die auf vielen verschiedenen Ebenen der Nahrungskette auftreten. Glyphosat wirkt in seiner üblichen Dosis z.B. giftig auf Bakterien und Mykorrhiza-Pilze im Boden - Organismen, die andernfalls das Pflanzenwachstum fördern. Mit Glyphosat werden Felder auch zwischen Anbauphasen frei von Ackerwildkräutern gehalten, wodurch ein wichtiger Lebensraum und teils essentielle Nahrungspflanzen für zahlreiche Insekten und andere Wirbellose fehlen. Davon sind dann auch viele Brutvogelarten betroffen, die in der Brutzeit nicht mehr genügend proteinreiche Nahrung für ihren Nachwuchs finden.

Umgekehrt können auch Wirkstoffe, die eigentlich Parasiten bei Nutztieren abtöten sollen, Folgen für Pflanzen haben. Dr. Carsten Eichberg von der Universität Trier und seine Kollegen fanden negative Effekte von Entwurmungsmitteln auf die Keimungsraten der typischen Graslandpflanzen Wiesen-Flockenblume (Centaurea jacea), Echtes Labkraut (Galium verum) und Spitz-Wegerich (Plantago lanceolata). Die Samen von vielen Graslandarten werden von Weidetieren bei der Nahrungsaufnahme mitgefressen, und kommen dann bei der Magen-Darm-Passage mit Entwurmungsmitteln in Kontakt. Überleben die Samen die Verdauung, sind sie auch im Dung den Medikamenten ausgesetzt. Aus früheren Untersuchungen war bereits bekannt, dass Dung von Schafen und Kühen nach der Gabe von Entwurmungsmitteln deutlich schlechter abgebaut wurde, weil die Medikamente für die am Abbau beteiligten Insekten giftig sind. Nun sind jedoch auch direkte Effekte auf die Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaften auf Weiden zu befürchten.

Zu Guter Letzt ist die Verwendung von Pestiziden nicht immer die wirtschaftlichere Entscheidung, wie Dr. Urs G. Kormann (Berner Fachhochschule & Oregon State University) und seine Kollegen anhand von Baumplantagen in Oregon, USA, zeigen. Zwar erhöhte der Einsatz von Herbiziden die zu erwartende Erntemenge, doch nicht unbedingt den Gewinn. Je nachdem wie der Zeitwert des investierten Geldes bewertet wurde, konnte der Einsatz von Herbiziden den Gewinn sowohl steigern als auch schmälern. Der Trade-off zwischen Biodiversität und Profitabilität verschwand, je höher die angesetzte Abzinsungsrate war, also in etwa wie groß das unternehmerische Risiko war.

Den ersten Vortrag der Teilveranstaltung „Non-target effects of pesticides“ hält Dr. Carsten Brühl am Dienstag, 11. September 2018 um 17:45 Uhr im Audimax. Nach zwei weiteren Vorträgen im Anschluss wird die Teilveranstaltung am Mittwochmorgen um 10:00 Uhr in Hörsaal 1 fortgeführt.

Die 48. Jahrestagung der Gesellschaft für Ökologie von Deutschland, Österreich und der Schweiz findet am 10.-13. September 2018 in Wien statt und steht unter dem Motto „Ecology - meeting the scientific challenges of a complex world“. Ein internationales wissenschaftliches Publikum wird dort die neuesten Ergebnisse ökologischer Forschung aus diversen Themenbereichen diskutieren. Zwei der Highlights sind dieses Jahr der Vortrag von Dr. Martin Sorg zum Thema Insektensterben (Hallmann et al. 2017, PLOS one, doi: journal.pone.0185809) und der öffentliche Vortrag von Prof. Dr. Klement Tockner über die Domestizierung unserer Gewässer. (Quelle: Gesellschaft für Ökologie e.V.)

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