Pflanzenschutzmittel

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Traktor bei der Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels in einem Narzissenfeld

Pflanzenschutzmittel (PSM) sind chemische oder biologische Wirkstoffe und Zubereitungen, die dazu bestimmt sind

  • Pflanzen und Pflanzenerzeugnisse vor Schadorganismen zu schützen oder ihrer Einwirkung vorzubeugen,
  • in einer anderen Weise als ein Wirkstoff die Lebenswege von Pflanzen zu beeinflussen (z. B. Wachstumsregulatoren),
  • unerwünschte Pflanzen oder Pflanzenteile zu vernichten oder ein unerwünschtes Wachstum von Pflanzen zu hemmen oder einem solchen Wachstum vorzubeugen.

Was Pflanzenschutzmittel sind, ist für Deutschland in § 2 des Pflanzenschutzgesetzes geregelt. Die Substanzen dürfen erst in die Praxis eingeführt werden, wenn sie ein langwieriges Zulassungsverfahren durchlaufen haben. Federführend in dem Verfahren der Pflanzenschutzmittelzulassung ist das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL). Da die Wirkstoffzulassung im EU-Gemeinschaftsverfahren durchgeführt wird, dürfen grundsätzlich nur Pflanzenschutzmittel zugelassen werden, deren Wirkstoffe in der Anlage der EU-Richtlinie 91/414/EWG aufgeführt sind (Die EU-Richtlinie 91/414/EWG wurde durch Verordnung (EG) 1107/2009 vom 21. Oktober 2009 ersetzt). Zugelassene Pflanzenschutzmittel erhalten eine Zulassungsnummer, die zusammen mit dem Zulassungszeichen (die Ährenschlange im Dreieck ist nicht mehr aktuell, sondern wurde durch einen Schriftzug "Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit" ersetzt, wichtig ist die Zulassungsnummer darunter) auf der Verpackung stehen muss.

Pflanzenschutzmittel sind in der Regel sogenannte Zubereitungen, das heißt, sie enthalten neben dem eigentlichen Pflanzenschutzwirkstoff[1] auch Hilfsstoffe, die die Anwendung oder Verteilung erleichtern.

Bestimmte Pflanzenschutzwirkstoffe unterliegen in einigen Ländern Anwendungsverboten oder -einschränkungen. In Deutschland werden Einzelheiten hierzu von der Verordnung über Anwendungsverbote für Pflanzenschutzmittel (PflSchAnwV 1992) geregelt. Gründe für ein Anwendungsverbot beziehungsweise eine Anwendungsbeschränkung können zum Beispiel neue Erkenntnisse zur Gesundheitsgefährdung oder eine starke Anreicherung in der Umwelt sein. In der ökologischen Landwirtschaft gelten zusätzliche Beschränkungen.

Ein Problem beim Pflanzenschutz ist die Gefahr von Resistenzbildungen bei Insekten, Unkräutern und Pilzen[2] gegenüber einzelnen Wirkstoffen. Diese können entstehen, wenn wiederholt identische Wirkstoffe angewendet werden. In der Praxis werden deshalb Spritzfolgen verschiedener Wirkstoffe und Mischungen von Pflanzenschutzmitteln angewendet. Die Pflanzenschutzforschung sucht nach neuen Wirkstoffen mit neuen Leitstrukturen um im Falle auftretender Resistenzen Lösungsmöglichkeiten zu bieten.[3]

Pflanzenschutzmittel tragen dazu bei, Ernteausfälle zu vermindern. Ohne Pflanzenschutz wird der Minderertrag bei der landwirtschaftlichen Nahrungsproduktion auf 30 % geschätzt. Darüber hinaus besteht die Gefahr von Verlusten bei der Nahrungsmittellagerung, weshalb Vorratsschutz notwendig wird. Die jährliche Weltgetreideproduktion stieg von 1950 bis 2007 von 700 Millionen Tonnen auf 2,3 Milliarden Tonnen. Dies ist eine Verdreifachung des Ertrages auf nahezu gleichbleibender landwirtschaftlicher Produktionsfläche.

Geschichte des Pflanzenschutzes[Bearbeiten]

Die Geschichte des Pflanzenschutzes ist so alt wie die Geschichte des Ackerbaus. Bereits in der Antike wurde vom Einsatz anorganischer Chemikalien berichtet. Homer schrieb über die Verwendung gebrannten Schwefels (SO2) zur Pilzbekämpfung. Plinius der Ältere rät zur Verwendung von Arsen als Insektizid, freilich ohne um die Toxizität von Arsen zu wissen.[4]:16 Auch im alten China ist eine systematische Bekämpfung von Heuschrecken um 1000 v. Chr. bekannt gewesen.[5]

Durch Entdeckungsreisen in andere Länder stießen Forscher auf pflanzliche Wirkstoffe, die gegen Schädlinge eingesetzt werden konnten: Nikotin aus Tabakblättern (1763), Pyrethrum aus Chrysanthemenblüten (1843), Rotenon aus Tubawurzeln (1848).[5] Bekannte Plagen in der Geschichte waren die Kartoffelfäule zwischen 1845 und 1851 in Irland – bis zu einer Million Menschen starben, zwei Millionen Iren wurden in die Auswanderung nach Amerika getrieben – und in Deutschland in den Jahren 1916–1917.[6]

Ab der Mitte des 19. Jahrhunderts begann man anorganische Salze im industriellen Maßstab zu produzieren und einzusetzen. Ab 1867 wurde das Schweinfurter Grün oder Pariser Grün, ab 1878 die Bordeauxbrühe oder Kupferkalkbrühe und ab 1890 das Bleiarsenat im Kartoffelanbau und im Obst- und Weinbau eingesetzt. Ab 1913 wurde in Deutschland auch Methylquecksilber als Pflanzenschutzmittel angeboten. Als erstes organisches Insektizid gilt das 1892 von Bayer eingeführte Dinitro-o-kresol. Es diente zunächst der Bekämpfung des Nonnenfalters im Waldbau, wurde aber ab 1932 in Frankreich auch als Getreideherbizid angeboten.[4]:16

Im Jahr 1938 wurde dann das gut wirksame Insektizid TEPP (Tetraethylpyrophosphat), im Jahr 1939 die Wirksamkeit des DDT von Paul Hermann Müller (Geigy) entdeckt. DDT wurde von den US-Truppen im Zweiten Weltkrieg im Pazifik als Schutz gegen Malaria eingesetzt. Später trug DDT dazu bei, das Problem der Malaria einzudämmen. DDT reichert sich aber in der Umwelt und Nahrungskette an.[5] Ab etwa 1970 wurde die Verwendung von DDT zunächst in einigen westlichen Industriestaaten verboten, seit 2004 ist sie weltweit nur noch zur Seuchenbekämpfung zugelassen. Die schwer abbaubaren Chemikalien, die sich über weite Gebiete – auch im Wasser verteilen – und sich auch im menschlichen Fettgewebe anreichern können, nennt man langlebige organische Schadstoffe (oder POP von persistent organic pollutants).[7]

Im Jahr 1942 wurde 2,4-D (2,4-Dichlorphenoxyessigsäure) als erstes Herbizid entdeckt. 1944 entdeckt Gerhard Schrader die Thiophoshorsäureester als wirksame Insektizide. Aufgrund der guten biologischen Abbaubarkeit wird diese Stoffgruppe zur Schädlingsbekämpfung gerne eingesetzt. 1956 wurden Triazin-Herbizide in der Schweiz eingeführt.[6]

In den USA entdeckte man 1930 die fungizide Wirkung von Dithiocarbamaten.[6]

Seit einigen Jahren werden mit gentechnischen Methoden Pflanzen gezüchtet, die gegen Breitbandherbizide resistent sind (siehe Grüne Gentechnik).


Pflanzenschutzmittelverzeichnis[Bearbeiten]

Alle in Deutschland zugelassenen Pflanzenschutzmittel sind im jährlich erscheinenden, 7 Bände umfassenden Pflanzenschutzmittelverzeichnis des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) aufgelistet (seit 2003, davor bei der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft). Ausnahme Band 6: dieser Band erscheint im Julius Kühn-Institut – Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) (bis 31. Dezember 2007 Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft).

Zu jedem Pflanzenschutzmittel sind hier auch die darin enthaltenen Wirkstoffe und deren Gehalte, sowie die erlaubten Anwendungsgebiete und die Kennzeichnungsauflagen aufgeführt.

Die zugelassenen Pflanzenschutzmittel können online abgefragt werden. Die in der Schweiz zugelassenen Präparate und Wirkstoffe können beim Bundesamt für Landwirtschaft eingesehen werden, in Österreich ist die Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) zuständig und in Deutschland das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit.[8]

Einteilung von Pflanzenschutzmitteln[Bearbeiten]

Pestizide kann man wie folgt einteilen:

Mittel zur Verhütung von Wildschäden:

Weitere Pflanzenschutzmittel:

Markt und Hersteller[Bearbeiten]

Der Weltmarkt für Pflanzenschutzmittel betrug im Jahr 2012 36,3 Mrd. Euro und verteilt sich zu 26,5 % auf die Europäische Union, 26,0 % auf Asien inkl. Japan und Ozeanien, 24,4 % auf Lateinamerika und 19,1 % auf die USA, Kanada und Mexiko.[9] Die zehn umsatzstärksten Hersteller von Pflanzenschutzmitteln waren Syngenta (10,3 Mrd. Dollar), Bayer CropScience (9,5), BASF (6,0), Dow AgroSciences (5,0), Monsanto (3,7), DuPont (3,2), Makhteshim Agan (2,6), Nufarm (2,3), Sumitomo Chemical (2,0) und FMC (1,8).[10]

Fusionen[Bearbeiten]

Um 1990 hielten die Großunternehmen BASF, Bayer, Hoechst, Schering, Ciba-Geigy, Sandoz eigene Abteilungen zur Entwicklung von Pflanzenschutzmitteln in Deutschland, Frankreich und der Schweiz. Die Entwicklung neuer Pflanzenschutzwirkstoffe hat sich durch die erheblich gestiegenen Kosten für die Forschung so verteuert, dass diese nur noch von Großfirmen und Industriekooperationen aufgebracht werden können, was in der Folge zu zahlreichen Firmenfusionen führte.

1994 wurde die Agrarsparte von Hoechst mit der von Schering zusammengelegt, es entstand das neue Unternehmen AgrEvo. Die französische Rhône-Polenc fusionierte mit Hoechst zu Aventis, das neue Unternehmen führte AgrEvo mit der Agro-Sparte von Rhône-Poulenc zum neuen Unternehmen Aventis CropScience zusammen. 2002 legte Bayer seinen Pflanzenschutzsektor mit Aventis CropScience zusammen, es entstand das Unternehmen Bayer CropScience.[5]

Die BASF übernahm die Pflanzenschutzmittelforschung von Shell und der American Cyanamid. Im Jahr 2000 wurde das Geschäft der BASF durch den Pflanzenschutzmittelbereich einer US-Firma (American Home Products) erweitert.

Die Schweizer Chemiekonzerne Sandoz und Ciba-Geigy fusionierten zu Novartis. 1996 entstand die Novartis Crop Protection. Bei der Zusammenlegung von Novartis Crop Protection mit Zeneca entstand ein selbstständiges Agrounternehmen mit dem Namen Syngenta.[5]

Ausbringtechnik[Bearbeiten]

Tunnelspritzgerät in einem Weingarten bei der Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels. Tunnelspritzvorrichtungen reduzieren die Spritzbrühenverluste mit Hilfe der tunnelförmigen Umhüllung des Rebstockes (mit Rückführung der aufgefangenen Spritzflüssigkeit), sehr deutlich.

Das Pflanzenschutzmittel wird auf Feldern von einer Feldspritze, oder bei großen Flächen mit einem Flugzeug (in der EU untersagt) oder einem Hubschrauber verteilt. In Raumkulturen wie der Obst- und Weinbau, meist mit Gebläsespritzen. Bei diesen Reihenkulturen werden zunehmend Recyclingspritzen, wie z. B. eine Tunnelspritze, eingesetzt.

Verbleib der ausgebrachten Pflanzenschutzmittel in der Umwelt[Bearbeiten]

Nur ein Teil der gesamten ausgebrachten Menge an Pflanzenschutzmittel erreicht ihren Bestimmungsort. Je nach Witterung gelangen nur 10 - 50 % der Pflanzenschutzmittel an den Bestimmungsort. Gründe für eine unerwünschte Emission sind vor allem:

  • Abdrift in die Atmosphäre und auf Flächen außerhalb des Feldes
  • Austrag von Pflanzenschutzmittel in das Grundwasser über Oberflächenabfluss (Run-off) und Auswaschung (Leaching) (= das Versickerung von Pflanzenschutzmitteln in tiefere Bodenschichten). Bei Freilandversuchen wurden Run-off-Verluste von bis zu 1 % gemessen, bei starkem Regen kurz nach der Ausbringung bis zu 3 %. Beim Leaching sind in einer Tiefe bis 1,2 m bis zu 1 % der Ausbringungsmenge messbar. Nach längeren Zeiträumen sind allerdings die meisten Pflanzenschutzmittel im Grundwasser nachweisbar.
  • Verdampfung während der Ausbringung.
  • Verdampfen von der Fruchtoberfläche und aus dem Boden.
  • Winderosion des Bodens mit adsorbierten Pflanzenschutzmittel.
  • Wiederverflüchtigung früher deponierter Pflanzenschutzmittel.[4]:23 ff.

Einsatzgebiete und Verbrauch[Bearbeiten]

Im Jahr 2000 betrug der weltweite Umsatz durch den Verkauf von Pflanzenschutzmitteln etwa 29,9 Mrd US$.[5] Für das Jahr 2019 prognostizieren Marktforscher einen weltweiten Umsatz von mehr als 52 Mrd. US$. Wachstumsmotor sind vor allem die dynamisch wachsenden Märkte in den Schwellenländern. Und auch in Zukunft werden die Länder in Südamerika und Asien-Pazifik weitere Marktanteile des globalen Pflanzenschutzmittel-Markts vorwiegend zu Lasten Westeuropas und Nordamerikas hinzugewinnen können.[11]

Einsatzgebiete von Pflanzenschutzmitteln im Jahr 2000, Weltmarkt[5]
Landwirtschaftsprodukte  % Umsatzanteil bezgl. allen Pflanzenschutzmitteln
Früchte, Gemüse, Nüsse 21 %
Getreide 13,1 %
Mais 8,0 %
Reis 8,0 %
Baumwolle 5,0 %
Ölpflanzen 5,8 %
Privathaushalte, Garten, Zierpflanzen 17,2 %
Sonstige 18,1 %

Europäische Union[Bearbeiten]

Daten über den Einsatz von PSM in der Europäischen Union liegen nur in beschränktem Ausmaß vor. Nach Angaben von Eurostat sind Applikationsraten verschiedener Pflanzenschutzmittelkategorien nicht verfügbar. Angaben über verkaufte und genutzte Mengen sind nur für bestimmte Zeiträume und Länder verfügbar. Nach der Verordnung (EG) Nr. 1185/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 25. November 2009 über Statistiken zu Pestiziden sind die Mitgliedstaaten ab 2012 verpflichtet, regelmäßig Daten über die Gesamtmengen von Pflanzenschutzmitteln zu erheben und an die Europäische Kommission zu übermitteln. Ab 2015 wird zudem der PSM-Einsatz nach Pflanzenart alle fünf Jahre erhoben.[12]

Das Gesamtgewicht der verkauften PSM-Wirkstoffe stieg zwischen 2000 und 2005 in Dänemark, Estland, Irland, Italien, Lettland, Ungarn, Polen, Portugal, Finnland und Norwegen, ging zurück in Frankreich, Slowenien und Schweden und blieb relativ stabil in Belgien, Deutschland, den Niederlanden, Österreich und Großbritannien. Fungizide und Herbizide waren die meistverkauften Kategorien im Jahr 2005 in den Ländern, aus denen Daten vorlagen. In Deutschland, Frankreich, den Niederlanden und Österreich machten Fungizide gewichtsmäßig mehr als ein Drittel der PSM-Verkäufe aus; in Portugal, Slowenien und Italien sogar mehr als 60%. In Belgien, Dänemark, Irland, Lettland, Polen und Finnland hingegen repräsentierten Herbizide mehr als die Hälfte der Verkaufsmengen; in Estland, Schweden und Norwegen mehr als 80%. Der gewichtsmäßige Anteil der Insektizide war in den meisten Ländern vernachlässigbar (<5%), außer in Belgien (10%) und Ungarn (16%). Fungizide, die meistverkauften PSM, lagen im Jahr 2000 am höchsten in Frankreich (53.000 t Wirkstoff), gingen dort bis 2005 jedoch um 32% zurück. 2005 wurden die höchsten Fungizidverkäufe in Italien erzielt (54.000 t). Herbizide wurden 2005 in Frankreich am meisten verkauft (29.000 t, 5% weniger als 2000), gefolgt von Deutschland (15.000 t, 12% weniger als 2000). Der stärkste absolute Anstieg, von 5.000 auf 8.000 t, ereignete sich in Polen. Insektizidverkäufe waren 2000 am größten in Spanien (10.000 t), gefolgt von Italien (7.000 t), wo sie bis 2005 auf 4.000 t absanken.[12]

Die in der EU-25 eingesetzte Gesamtmenge an PSM-Wirkstoffen von 220.000 t entfiel 2003 zu 75% auf 5 Staaten: Frankreich (28%), Spanien und Italien (jew. 14%), Deutschland (11%) und Großbritannien (7%). Hinsichtlich Fungiziden machten Frankreich (32%), Italien (17%) und Spanien (15%) zusammen 64% der Gesamtmenge aus, was mit dem Einsatz von Schwefel (76% aller Fungizide) in dem in diesen Ländern schwerpunktmäßig stattfindenden Weinbau zu erklären ist. Hinsichtlich Herbiziden dominierten Frankreich (26%), Deutschland (15%), Spanien (11%) und Großbritannien (11%) mit zusammen 63% des EU-Verbrauch. Der Anbau von Getreide (50%) und Mais (16%) machte den Großteil des Herbizidverbrauchs aus. Der Insektizidmarkt wurde von Italien (33%) und Spanien (29%) geführt, die zusammen mit Frankreich (18%) mehr als 80% des gesamten EU-Verbrauchs repräsentierten. Wachstumshormone entfielen fast ausschließlich auf Getreide sowie zu 33% auf Frankreich, 31% auf Deutschland und 17% auf Großbritannien.[13]

Ein großer Anteil des Verbrauchs von PSM entfällt auf Sonderkulturen, was insbesondere am Schwefeleinsatz im Weinbau liegt. Zwischen 2000 und 2003 entfielen 45% des PSM-Verbrauchs auf Sonderkulturen und 55% auf Ackerkulturen. Die meisten auf Ackerkulturen eingesetzten PSM sind Herbizide, wobei Getreide und Mais eine dominierende Rolle spielen. In den 1990er Jahren stieg aufgrund der EU-Erweiterung die Getreidefläche um fast 50% und die Herbizidmenge um über 100%, was einen zunehmenden Herbizideinsatz pro Flächeneinheit bedeutet. Im Kartoffelanbau ist die Behandlungsintensität mit Fungiziden besonders hoch, wenngleich die Anbaufläche relativ klein ist.[13]

Das mit Abstand meistverwendete PSM im Jahr 2003 war Schwefel, welches vor allem zur Kontrolle des Echten Mehltaus im Weinbau genutzt wurde. Trotz eines langfristigen Rückgangs machte Schwefel 2003 noch mehr als 25% der in der EU ausgebrachten Wirkstoffmenge aus. Die Phosphonate (Glyphosat und Glufosinat) gewannen seit 1992 an Bedeutung und stellten 2003 die zweitmeistgenutzte PSM-Kategorie dar. Generell nahm die Bedeutung von Herbiziden zu, während Fungizide zurückgingen. Innerhalb der Insektizide kam den Phosphorsäureestern stets eine zentrale Bedeutung zu, da sie ein breites Wirkspektrum sowie geringe Preise aufweisen.[13]

Für eine Trendanalyse verschiedener PSM-Kategorien ist auch eine Betrachtung der Indexvariation notwendig, da die Wirkstoffdosen mancher Produkte sehr niedrig sind. Dies betrifft besonders die Fungizide, wo Produkte mit hohen Dosen durch Produkte mit geringeren Dosen verdrängt wurden. So nahm zwischen 1992 und 2003 die Bedeutung der Fungizidklassen der Carbamate, Dinitroaniline (Fluazinam), Chinoline, Strobilurine und Phenylpyrrole (Fludioxonil) zu, während sich Morpholine, Oxazole (Isoxazol Hymexazol, Oxazolidindion Famoxadon, Dicarboximid Vinclozolin), Kupfer und Benzimidazole rückläufig zeigten. Bei den Herbiziden verzeichneten Chinolincarbonsäuren (Quinclorac und Quinmerac), Pyridincarbonsäureamide (Diflufenican und Picolinafen), Triazolinone, Cyclohexandione (DIM) und Sulfonylharnstoffe die größten relativen Zuwächse, und Triazine, Diazine, Triazinone (Metribuzin und Metamitron) und Morphactine (Chlorflurenol) verloren stark an Marktanteil. Innerhalb der Insektizide nahm die relative Bedeutung der Pyridine (Pymetrozin, Flonicamid), Antibiotika (Avermectine, Milbemycine), Phenylpyrazole (Fipronil, Fenpyroximat, Tebufenpyrad), Diacylhydrazine (Methoxyfenozid und Tebufenozid) und Neonicotinoide in den 1990er Jahren stark zu, während Benzoylharnstoffe, Sulfit-Ester (Propargit) und Tetrazine (Clofentezin) fast vollständig verschwanden und Formamidine (Amitraz, Chlordimeform) und Insektenwachstumsregler (Buprofezin, Cyromazin und Hexythiazox) massiv zurückgingen.[13]

Deutschland[Bearbeiten]

Verbrauch an Pflanzenschutzmitteln in Deutschland[14]
Verbrauch in Tonnen 1970 1980 1990 1995 2000 2005
Herbizide 10.661 20.857 16.957 16.065 16.610 14.698
Fungizide 6.331 6.549 10.809 9.652 9.641 10.184
Insektizide, Akarizide, Synergisten 1.521 2.341 1.525 4.925 6.111 6.809
Sonstige 956 3.183 3.679 3.889 3.232 3.803
Summe 19.469 32.930 33.146 34.531 35.594 35.494

Schweiz[Bearbeiten]

In der Schweiz waren zwischen 2005 und 2011 im Durchschnitt 340 Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe zugelassen. In diesem Zeitraum verloren etwa 100 Wirkstoffe ihre Zulassung, während ca. 70 andere neu zugelassen wurden.[15]

Verbrauch an Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz[16]
Verbrauch in Tonnen 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Herbizide 751 908 870 744 810 874 784
Fungizide 871 895 966 975 957 956 970
Wachstumsregulatoren 33 29 28 59 36 31 29
Rodentizide 2 19 14 9 4 6 6
Insektizide 253 320 343 424 324 358 326
Summe 1911 2171 2222 2212 2131 2225 2115

USA[Bearbeiten]

Die EPA veröffentlicht Daten über den Umsatz und Einsatz von Pestiziden in den USA seit 1979. Die letzten, 2011 veröffentlichten Zahlen liegen für das Jahr 2007 vor.[17]

Der Umsatz von Pestiziden betrug 2007 12,5 Mrd. US$ (32% des Weltmarkts). Davon entfielen 48% auf Herbizide, 35% auf Insektizide, 11% auf Fungizide und 9% auf andere Pestizide. Herbizide und Insektizide nehmen eine relativ größere und Fungizide eine relativ kleinere Bedeutung in den USA ein als im Rest der Welt. Auf die Landwirtschaft entfielen 63% der Pestizidumsätze, gefolgt vom Haus- und Gartenbereich (21%) sowie Industrie und öffentlichen Einrichtungen (15%).[17]

Der Einsatz von Pestiziden betrug 2007 514.000 t, davon 47% Herbizide, 8% Insektizide, 6% Fungizide und 39% andere Pestizide.[17]

Die am meisten in der Landwirtschaft eingesetzten konventionellen Pestizidwirkstoffe waren Glyphosat (82.000 t), Atrazin (33.000 t), Metam-Natrium (23000 t), Metolachlor (14.000 t), Acetochlor (13.000 t), Dichlorprop (12.000 t), 2,4-D (11.000 t). Glyphosat war der seit 2001 meistgenutzte Wirkstoff. 13 der 25 führenden Wirkstoffe waren Herbizide.[17]

Gefahren und negative Auswirkungen der Verwendung von Pflanzenschutzmitteln[Bearbeiten]

Giftigkeit (Toxikologie) von Pflanzenschutzmitteln[Bearbeiten]

Pflanzenschutzmittel können negative Auswirkungen auf Nichtzielorganismen (Pflanzen und Tiere) sowie Landwirte und Konsumenten (Rückstände in Lebensmitteln) haben. Neben der Toxizität eines Pflanzenschutzmittels für verschiedene Organismen ist hierbei insbesondere die Exposition und erhaltene Dosis entscheidend. Einen Überblick über Schadmechanismen gibt [18].

Erst mit der Entwicklung der Spurenanalytik wie Gaschromatographie, HPLC konnten selbst geringste Spuren (1/1.000.000.000) von Pflanzschutzmitteln nachgewiesen werden.[6]

Die chronische Toxizität für Umweltchemikalien wird mittels Fütterungsversuchen bei Ratten und Hunden festgestellt. Die durchschnittliche Lebenszeit von Ratten beträgt etwa zwei Jahre. Bei täglichen Fütterungsversuchen wird ihnen eine bestimmte Menge Pflanzenschutzmittel über die Nahrungsmitteln verabreicht. Wenn diese Chemikalie von mehreren durchschnittlichen Ratten ohne gesundheitliche Folgen vertragen wird, erhält man die erlaubte Tagesdosis (ADI) in mg Wirkstoff je kg Körpergewicht pro Tag. Zum Schutz für Menschen soll aus Sicherheitsgründen die erlaubte Tagesdosis für Menschen nur 1/100 der erlaubten Tagesdosis von Ratten betragen.[19]

  • Beispiel:

Eine 200 g schwere Ratte erhält täglich 25 g Futter, das 0,5 mg Pflanzenschutzmittel enthält. Die erlaubte Tagesdosis (Ratte) ist: 0,5/0,2 = 2,5 mg / (kg · d), damit ist die erlaubte Tagesdosis (Mensch) = 0,025 mg / (kg · d). Ein 60 kg schwerer Erwachsener könnte täglich 1,5 mg eines Wirkstoffes zu sich nehmen und dabei keinerlei gesundheitliche Folgen verspüren.

Erlaubte Tagesdosis von einigen Pflanzenschutzwirkstoffen[5]
Pflanzenschutzwirkstoff ADI (mg/(kg*d)
2,4-D 0,01
Amitraz 0,01
Carbaryl 0,008
Carbofuran 0,002
Diazinon 0,002
Disulfoton 0,0003
Endosulfan 0,006
Imazalil 0,03
Metalaxyl 0,03
Permethrin 0,05
Pyrethrine 0,04
Thiocarb 0,03

Bei einem Befall durch Pflanzenschädlinge wird die Dosis eines Pflanzenschutzmittels angewendet, die ausreichend ist, die Plage zu beseitigen. Im geernteten Getreide, Gemüse, Obst werden dann die Rückstände an Pflanzenschutzmitteln bestimmt. Man kann dann pro Kilo Lebensmittel errechnen, wie viel mg Pflanzenschutzmittel maximal enthalten sein kann (MRL, Maximum Residue Limit) und welche Menge Nahrungsmittel von einer Normalperson täglich verzehrt wird (TTMA, Theoretisch tägliche maximal Aufnahme Milligramm pro Person und Tag). Erlaubte Tagesdosis und TTM-Wert können verglichen und Gefahren für die Bevölkerung abgeschätzt werden.[5]

Die tatsächlichen Konzentrationen in Nahrungsmitteln sind weitaus geringer, da Pflanzenschutzmittel vielfach schnell biologisch abgebaut werden und viele Agrarbetriebe keine Pflanzenschutzmittel einsetzen. Selbst in den USA (um 1980) wurden nur 45 % der landwirtschaftlich genutzten Flächen mit Pflanzenschutzmitteln behandelt.[6] Im Jahr 2008 konnte in 62 % der deutschen Getreideproben (siehe Weblink Ernährungsbericht 2008) kein Pflanzenschutzmittel nachgewiesen werden, bei 1–2 % der Proben wurde der Grenzwert überschritten. Bei Obst und Gemüse wurde in 8,4 % der Proben der Grenzwert überschritten, in 3,1 % der Fälle lag der Pflanzenschutzmittelgehalt über 0,01 mg/kg. Tierische Lebensmittel enthielten in mehr als 50 % der Proben Rückstände an Pflanzenschutzmitteln (DDT, Lindan), der Gehalt in den Proben war jedoch gering. Zu beachten ist jedoch, dass nur ein verschwindender Anteil des auf den Markt gebrachten Getreides, Obsts und Gemüses tatsächlich getestet wird [20]: 2009 wurden nur 0,25% der >180.000 Getreideproben getestet, nachgewiesen wurde es in 42 Fällen (9,1%).

Am 1. September 2008 wurde eine neue EG-Verordnung über Höchstgehalte von Pflanzenschutzmitteln in Lebensmitteln veröffentlicht.

Es gibt chemische Pflanzenschutzmittel, die von Bakterien oder durch Wasser, Licht ihre gefährdende Wirkung schnell verlieren (z. B. Phosphorsäureester) und andere Stoffe (z. B. DDT, Lindan), die sich kaum zersetzen und in der Nahrungsmittelkette anreichern können. DDT zersetzt sich kaum durch Umwelteinflüsse. Erst nach 10 Jahren nimmt die Konzentration um 50 % im Boden ab.[21] DDT und andere Stoffe können in den natürlichen Nahrungsmittelkreislauf gelangen und sich z. B. im Meer, im Plankton, in Fischen anreichern. Bei der Nahrungsaufnahme von Getreide, Fleisch, Fisch konnte auch der Mensch diesen Gefahrenstoff aufnehmen. Beim Menschen lagert es sich im Fettgewebe, Leber, Herzmuskel ab und konnte auch in der Muttermilch nachgewiesen werden.[21] Eine Reihe von chlororganischen Pflanzenschutzmitteln wurde verboten DDT (1972), Aldrin (1972), Heptachlor (1985), Endrin (1985).[5]

Bei Pflanzenschutzmitteln werden auch Tests bezüglich Karzinogenität, Teratogenese (vererbte Änderungen, Missbildungen nach der Geburt), Mutagenese (genetische Veränderungen) durchgeführt. Untersuchungen bezüglich der Inhalation, der Aufnahme über die Haut und der Art der biochemischen Umwandlung im Körper werden gemacht. Bei der Untersuchung einer neuen Substanz müssen um 100.000 Einzeldaten (z. B. Urin, Zuckergehalt, Kreatinin, weiße, rote Blutkörperchen, Cholesterin, Missbildungen usw.) aus Tierversuchen ausgewertet werden. Später muss das neue Pflanzenschutzmittel als radioaktiver Tracer hergestellt werden, damit Forscher den chemischen Abbau in der Umwelt und im Organismus studieren können. Ein Dossier zu einem neuen Pflanzenschutzmittel umfasst heute etwa 30.000–50.000 Seiten und eine Zusammenfassung von etwa 2000 Seiten. Eine Zulassung für ein neues Pflanzenschutzmittel ist meistens auf 10 Jahre begrenzt und muss danach erneuert werden. Bei neuen unerwarteten Wirkungen kann die Zulassung entzogen werden. 1998 mussten zur Entwicklung eines neuen Wirkstoffes etwa 30.000–40.000 Verbindungen hergestellt werden, die Forschungskosten liegen bei ca. 150–200 Mio. US$ pro Wirkstoff.[5] In Europa mussten ältere Wirkstoffe (vor 1991 etwa 850 Stoffe) als Pflanzenschutzmittel nach der „Directive 91/414/EEC“ und dem „Annex I“ neu auf toxikologische Folgen bewertet werden. In den USA, Europa und Japan gibt es leicht unterschiedliche Protokolle bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln, so dass man bemüht ist, die Protokolle international zu harmonisieren. In der Europäischen Union gelten seit Herbst 2009 neue Regularien für das Inverkehrbringen von Pflanzenschutzmitteln.[22]

Pflanzen können von Schimmelpilzen befallen werden, diese sondern für Menschen sehr giftige Substanzen, die Aflatoxine, ab. Durch den Einsatz von alkalischen Düngemitteln [23] oder Fungiziden kann der Landwirt die Ernte vor einem möglichen Verderb schützen.

Laut einem vom kanadischen National Cancer Institute 1997 veröffentlichten Bericht leisten synthetische Pflanzenschutzmittel keinen signifikanten Beitrag zur Krebsmortalität. Die Autoren glaubten nicht, dass eine erhöhte Aufnahme von Pflanzenschutzmittelrückständen über einen verstärkten Verzehr von Obst und Gemüse das Krebsrisiko steigern.[24]

Mittelverfrachtung[Bearbeiten]

  • Durch Evaporation, ungeeignete Ausbringtechnik, zu hohen Mitteleinsatz oder Wetter-Bedingungen (hohe Temperatur, starken Wind, starke Niederschläge) können Pflanzenschutzmittel von den Flächen, auf die sie eigentlich wirken sollen, verfrachtet werden. Bei starken Aufwinden und seitlicher Verfrachtung durch Wind (Abdrift) oder Abdunstung (Verdunstung) kann das Mittel auf angrenzende Agrarflächen, Ökosysteme und auch auf Wohngebiete verfrachtet werden.
  • Eine weitere Art der Verfrachtung besteht, wenn das Mittel, beispielsweise wegen starker Niederschläge oder langer biologischer Halbwertszeit in das Oberflächen- oder Grundwasser gelangt. Herbizide wurden bereits im Oberflächenwasser nachgewiesen.[25]
  • Darüberhinaus können sich manche Pflanzenschutzmittel über die Nahrungskette anreichern, was für hohe Konzentrationen dieser Substanzen in Tieren sorgt, die am Ende der Nahrungskette stehen. DDT wurde sowohl in Tieren wie auch der Muttermilch von Eskimos in hohen Konzentrationen nachgewiesen [26].

Zeitgenössische Herbizide, beispielsweise Glyphosat werden inzwischen bei Mensch und Tier in Ballungszentren nachgewiesen [27] - und das, ohne dass diese Individuen jemals mit dem Mittel direkt in Kontakt gekommen wären.

  • Eine Erklärung hierfür sind signifikante Rückstände von Pflanzenschutzmitteln vor allem in Getreide, welches zur Erzielung eine hohen Erntetrockenheit gezielt mit Roundup totgespritzt wird (sogenannte Sikkation). Ende 2013 kündigte die Politik nach weit mehr als 30 Jahren Glyphosateinsatz eine Einsatzbeschränkung an [28].

Auswirkungen auf die Biodiversität[Bearbeiten]

In einem 2013 veröffentlichten Laborexperiment der Universität Koblenz-Landau wurden eine hohe Sterblichkeit junger Grasfrösche nach der direkten Exposition von sieben Pflanzenschutzmitteln nachgewiesen. Die Autoren halten Pflanzenschutzmittel für eine wichtige Ursache eines Rückgangs von Amphibien.[29]

Die Verwendung von Neonicotinoiden beeinträchtigt Honigbienen und ist in der EU seit 2013 für zunächst drei Jahre eingeschränkt.

Verbraucherschutz[Bearbeiten]

Untersuchungen zur Risikowahrnehmung machen deutlich, dass Pflanzenschutzmittelrückstände bei Obst und Gemüse sowie Getreide von den Verbrauchern in Süd- und Mitteleuropa als gefährlich eingeschätzt werden.[30] Bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln wird daher nach dem ALARA-Prinzip (As Low As Reasonably Achievable) vorgegangen. Die Rückstandshöchstmengen für Pflanzenschutzmittel werden vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit gerade so hoch angesetzt wie für die Anwendung nötig um auch bei noch unbekannten Gefahren das Risiko für Verbraucher zu minimieren. Ein Inverkehrbringen von Lebensmitteln oberhalb der gesetzlich festgelegten Höchstmengen ist verboten. Eine Überschreitung bedeutet jedoch nicht automatisch eine Gefahr für die Lebensmittelsicherheit, da die Grenzwerte aus Sicherheitsgründen unterhalb von toxikologisch bedenklichen Dosen angesetzt werden.[31]

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Gerd Fleischer, Hermann Waibel: Externe Kosten des Pflanzenschutzmitteleinsatzes in der Landwirtschaft – Handlungsbedarf für die Agrarumweltpolitik. In: Zeitschrift für Umweltpolitik & Umweltrecht. 22, Nr. 3, 1999, S. 433–448; online.
  • Paul Schudel: Ökologie und Pflanzenschutz. Grundlagen für die Verwendung von Pflanzenschutzmitteln. Umwelt-Wissen Nr. 0809. Bundesamt für Umwelt, Bern 2008.
  • Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Karl Winnacker, Leopold Küchler: Chemische Technik. Band 8, Ernährung, Gesundheit, Konsumgüter. 5. Auflage. Wiley-VCH, 2004, ISBN 3527307737, S. 216ff.
  • Marion Beckmann, Karl-Josef Haack: Insektizide in der Landwirtschaft. In: Chemie in unserer Zeit. 37, 2003, S. 88–99; doi:10.1002/ciuz.200300268.
  • Michael Henningsen: Moderne Fungizide. In: Chemie in unserer Zeit. 37, 2003, S. 98–111; doi:10.1002/ciuz.200300283.
  •  Burkhard Fugmann, Folker Lieb, Heinrich Moeschler, Klaus Naumann, Ulrike Wachendorff: Natürliche Pflanzenschutzwirkstoffe. Teil I: Eine Alternative zu synthetischen Pflanzenschutzmitteln?. In: Chemie in unserer Zeit. 25, Nr. 6, 1991, S. 317–330, doi:10.1002/ciuz.19910250606.
  •  Burkhard Fugmann, Folker Lieb, Heinrich Moeschler, Klaus Naumann, Ulrike Wachendorff: Natürliche Pflanzenschutzwirkstoffe. Teil II: Grenzen der praktischen Verwertung. In: Chemie in unserer Zeit. 26, Nr. 1, 1992, S. 35–41, doi:10.1002/ciuz.19920260109.
  • Thomas Seitz, Michael G. Hoffmann, Hansjörg Krähmer: Herbizide für die Landwirtschaft. In: Chemie in unserer Zeit, 2003, S. 112–124; doi:10.1002/ciuz.200300279.
  • Robin Sur: Rückstandsanalytik. In: Praxis der Naturwissenschaften, Chemie. 50, Nr 2, 2001, S. 15ff.
  • R. Gent, F. Dechet: Pflanzenschutzmittel und Naturhaushalt. In: Praxis der Naturwissenschaften, Chemie. 50, Nr 2, 2001, S. 6ff.
  • Industrieverband Agrar e.V: Wirkstoffe in Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmitteln: physikalisch-chemische und toxikologische Daten Hrsg.: Chemie-Wirtschaftsförderungs-Gesellschaft, 3., neubearbeitete Auflage, BLV-Verl.-Ges., München/Wien/Zürich, 2000, ISBN 3-405-15809-5 (Frühere Auflagen herausgegeben vom Industrieverband Pflanzenschutz e.V.)

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Feldspritzen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Bernd Schäfer: Naturstoffe der chemischen Industrie. Spektrum Verlag, 2007, ISBN 978-3-8274-1614-8, S. 467–512.
  2. Proplanta: Neu aufgetretene Resistenzen
  3.  Burkhard Fugmann, Folker Lieb, Heinrich Moeschler, Klaus Naumann, Ulrike Wachendorff: Natürliche Pflanzenschutzwirkstoffe. Teil I: Eine Alternative zu synthetischen Pflanzenschutzmitteln?. In: Chemie in unserer Zeit. 25, Nr. 6, 1991, S. 317–330, doi:10.1002/ciuz.19910250606.
  4. a b c Bernhardt, Andreas: Ermittlung von Pestizidstoffströmen im Ökosystem Buchenwald, Diss., Univ. Lüneburg, 2003
  5. a b c d e f g h i j k Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Karl Winnacker, Leopold Küchler: Chemische Technik. Band 8, Ernährung, Gesundheit, Konsumgüter. 5. Auflage. Wiley-VCH, 2004 ISBN 3527307737, S. 218–223.
  6. a b c d e Ulmanns Encyklopädie der technischen Chemie.Bd. 18. Uran (Fortsetzung) bis Zellwolle. 4. Auflage, Urban & Schwarzenberg, S. 4–15 (Stichwort: Pflanzenschutzmittel, Toxikologie).
  7. Gerhard Lammel, Cornelius Zetsch: POPs – schwer abbaubare Chemikalien, Chemie in unserer Zeit, 2007, 276–284, doi:10.1002/ciuz.200700421
  8. Nationale Pflanzenschutzmittelverzeichnisse: Schweiz, Österreich, Deutschland; abgerufen am 17. Februar 2009.
  9. Industrieverband Agrar e.V.: Pflanzenschutzmarkt 2012: Nachfragehoch hält an. Abgerufen am 7. Januar 2014.
  10. AgroNews: Top 10 agchem firms obtained solid sales growth in 2012. 26. Juli 2013. Abgerufen am 7. Januar 2014.
  11. Ceresana Research: Marktstudie Pflanzenschutzmittel.
  12. a b Eurostat: Agri-environmental indicator - consumption of pesticides. Abgerufen am 25. November 2013.
  13. a b c d Eurostat: The use of plant protection products in the European Union Data 1992-2003 (PDF; 1,9 MB). Eurostat Statistical Books. ISBN 92-79-03890-7.
  14. Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (Hrsg.): Statistisches Jahrbuch über Ernährung, Landwirtschaft und Forsten der Bundesrepublik Deutschland 2006
  15. Irene Wittmer, Christoph Moschet, Jelena Simovic, Heinz Singer, Christian Stamm, Juliane Hollender, Marion Junghans, Christian Leu: Über 100 Pestizide in Fliessgewässern: Aqua & Gas, Nr. 3, 2014, S. 32–43.
  16. Bundesamt für Landwirtschaft: Datenreihen Agrarbericht 2013 - Entwicklung der Pflanzenschutzmittelverkäufe
  17. a b c d EPA (2011): Pesticides Industry Sales and Usage 2006 and 2007 Market Estimates. (PDF; 577 kB)
  18. Pestizide: vom Schaden der Schädlingsbekämpfung[1]
  19. Günter Vollmer, Manfred Franz „Chemische Produkte im Alltag“, dtv / Georg Thieme Verlag Stuttgart 1985, S. 414 ff
  20. Glyphosat-Abdrift – auch eine Gefahr für die ökologische Landwirtschaft?[2]
  21. a b Römpps Chemie-Lexikon, 8. Auflage, Stichwort: DDT.
  22. Verordnung (EG) Nr. 1107/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21. Oktober 2009 über das Inverkehrbringen von Pflanzenschutzmitteln und zur Aufhebung der Richtlinien 79/117/EWG und 91/414/EWG des Rates.
  23. http://www.umweltbund.de/pflanzenbau.htm
  24.  Len Ritter: Report of a panel on the relationship between public exposure to pesticides and cancer. In: Cancer. 80, Nr. 10, 1997, S. 2019–2033, doi:10.1002/(SICI)1097-0142(19971115)80:10<2019::AID-CNCR21>3.0.CO;2-Z.
  25. Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern: Sonderbericht über Pflanzenschutz- und Arzneimittelbefunde in Oberflächengewässern und im Grundwasser Mecklenburg-Vorpommerns im Frühjahr 2008 (PDF; 2,8 MB).
  26. Ein gefährliches Pflanzenschutzmittel: DDT [3]
  27. Süddeutsche Zeitung: 9. Juli 2012 - Herbizide in der Landwirtschaft: Gift im Getreide [4]
  28. Agrar Heute: Bundesrat sagt Glyphosat den Kampf an [5]
  29.  Carsten A. Brühl, Thomas Schmidt, Silvia Pieper, Annika Alscher: Terrestrial pesticide exposure of amphibians: An underestimated cause of global decline?. In: Scientific Reports. 3, 2013, doi:10.1038/srep01135.
  30. Europäische Kommission: Special Eurobarometer238 “Risk Issues”, S. 22 (PDF; 1,7 MB).
  31. Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit: Schutz der Gesundheit bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln.