Pestizide sind nicht neu und definitiv keine menschliche Erfindung. Pflanzen und andere Mikroorganismen haben seit Hunderttausenden von Jahren Chemikalien eingesetzt, um sich gegen andere Organismen zu verteidigen.

Nehmen wir zum Beispiel Walnussbäume. Ihre Wurzeln produzieren eine Chemikalie namens Juglon, die in den Boden abgegeben wird und das Wachstum benachbarter Pflanzen hemmt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Walnussbaum alle Nährstoffe und das Wasser in der Nähe für sich selbst hat.

Pflanzen produzieren auch Insektizide. Das bekannteste Beispiel ist Nikotin, das von Pflanzen aus der Familie der Nachtschattengewächse (Solanaceae) produziert wird, darunter Tomaten, Kartoffeln und natürlich Tabak. Viele pflanzenfressende Insekten meiden Tabakpflanzen, weil Nikotin ein starkes Nervengift ist, das sie töten kann.

Der Mensch hat diese natürliche chemische Kriegsführung nachgeahmt, um Pestizide herzustellen, die für die Landwirtschaft unerlässlich geworden sind. Der Einsatz von Insektiziden wirft jedoch auch Bedenken hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Nichtzielarten wie Bienen oder ihre indirekten Auswirkungen auf Vögel auf, die viele Insekten fressen.

Wissenschaftler, die Insekten und ihre Anpassung an Pestizide untersuchen, stellen fest, dass einige Insektizide Schädlinge stärker machen können oder dass die Pflanze selbst sogar stärker von anderen Schädlingen angegriffen werden kann. Die Suche nach Lösungen ist sowohl für die Erhaltung der biologischen Vielfalt als auch für die Landwirtschaft wichtig.

Wenn ein Landwirt Insektizide einsetzt, ist er sich der positiven Auswirkungen auf seine Felder bewusst, aber er muss sich auch der möglichen negativen Folgen bewusst sein.

Was dich nicht umbringt, macht dich stärker

Ein Pestizid kann in den Tagen, Wochen oder Monaten nach seiner Anwendung ein Wiederauftreten des Zielschädlings hervorrufen. Insektizide müssen in tödlichen Konzentrationen und manchmal mehrmals während des Lebenszyklus des Schädlings ausgebracht werden, um ihre volle Wirkung zu entfalten.

In subletalen Konzentrationen kann ein Schädlingsbekämpfungsmittel tatsächlich die Fruchtbarkeit oder die Langlebigkeit einiger Schädlinge erhöhen. Wenn zum Beispiel Imidacloprid (ein Insektenneurotoxin aus der Familie der Neonicotinoide) in subletalen Konzentrationen angewendet wird, kann es die Reproduktionsrate der Grünen Pfirsichblattlaus verdoppeln.

Schlimmer noch, eine subletale Anwendung von Pestiziden kann schnell zur Entstehung einer Insektizidresistenz führen. Durch die Pestizidresistenz werden diese Chemikalien nutzlos oder sogar schädlich. Dies ist der Fall bei dem insektizidresistenten Stamm des Maiskäfers, der seine Population um das 5,4-fache vergrößerte, als er mit dem Pyrethroid-Insektizid Deltamethrin behandelt wurde.

Wiederholte Ausbrüche

Insektizide können selektiv sein – auf ein bestimmtes Insekt abzielen – oder auf eine Reihe von Schädlingen wirken (Breitspektrum). Breitspektrum-Insektizide sind weit verbreitet, können aber schädliche Nebenwirkungen haben, wie z.B. die Störung der natürlichen Feinde eines Schädlings.

In diesen Fällen taucht einige Wochen nach der Anwendung des Pestizids derselbe Schädling erneut auf dem Feld auf (Wiederauftreten des Primärschädlings) oder es kommt zum Ausbruch eines anderen Schädlings (Wiederauftreten des Sekundärschädlings). Diese Phänomene wurden bei vielen Kulturen festgestellt, unter anderem bei Sojabohnen und Kartoffeln, aber sie sind schwer zu untersuchen, weil so viele verschiedene Faktoren beteiligt sind.

Einige Forscher haben geschätzt, dass eine frühzeitige Pestizidbehandlung von Baumwolle gegen Lyguswanzen die Kosten für eine spätere Anwendung von Pestiziden um 6 US-Dollar pro Hektar erhöhen kann, da die natürlichen Feinde des Schädlings erschöpft sind.

Die empfindliche Pflanze

Einige Pestizidhersteller beschichten jetzt die Pflanzensamen mit Pestiziden, so dass die Pflanzen das Pestizid in ihren Organen aufnehmen und für landwirtschaftliche Schädlinge giftig werden. Dies ist ein sehr beliebtes Mittel zum Schutz von einjährigen Pflanzen wie Weizen, Soja oder Mais geworden.

Aber wenn eine Pflanze gegen einige Schädlinge resistent wird, kann sie auch gegen andere empfindlicher werden. Das am besten dokumentierte Beispiel ist der Einsatz von Neonicotinoiden bei Baumwolle, Mais und Tomaten und das Auftreten der Zweifleckigen Spinnmilbe. Spinnmilben sind für Neonicotinoide nicht empfindlich und gedeihen auf diesen Kulturen viel besser als auf den unbehandelten.

Zweifellos tragen Pestizide in unserem derzeitigen Agrarmodell positiv zu einer hohen und stabilen Pflanzenproduktion und damit zu unserem Leben bei. Andererseits gibt es nicht-chemische Optionen, die als Alternativen oder zusätzlich zu Pestiziden verwendet werden können.

Alternativen zu Insektiziden

Es gibt Möglichkeiten, den Einsatz von Pestiziden zu verringern, und Wissenschaftler, wie ich selbst, arbeiten an vielen nachhaltigen Alternativen. Eine aktuelle Studie hat gezeigt, dass 78 Prozent der in der Landwirtschaft verwendeten Neonicotinoide durch nicht-chemische Schädlingsbekämpfung ersetzt werden könnten. In Deutschland gibt es unter anderem eine erstaunliche Initiative namens Jena, in der Forscher untersuchen, ob eine größere Pflanzenvielfalt auf dem Feld die Widerstandsfähigkeit im Vergleich zu unseren monokulturellen Agrarsystemen erhöht.

Es werden derzeit verschiedene neue Technologien entwickelt, die dazu beitragen könnten, den Einsatz von Pestiziden zu verringern. So können beispielsweise Kameras die flüchtigen Chemikalien aufspüren, die von Pflanzen bei einem Schädlingsbefall freigesetzt werden. Diese Warnsignale können den Landwirten helfen, Schädlinge früher zu erkennen und eine bessere, effizientere Behandlung zu ermöglichen.

Auch die Biotechnologie kann helfen. Gentechnisch veränderte Pflanzen werden von der Öffentlichkeit nicht allgemein akzeptiert, aber neue Techniken wie CRISPR-Cas9 – ein präzises genetisches Werkzeug, mit dem kleine Teile des Genoms verändert werden können – können, wenn sie klug eingesetzt werden, von unschätzbarem Wert für eine nachhaltigere, weniger pestizidabhängige Landwirtschaft sein. Beispielsweise kann eine Pflanze so konstruiert werden, dass sie natürliche Feinde anlockt, indem sie flüchtige Verbindungen ausstößt und so vor bestimmten Schädlingen schützt.

Nach dem derzeitigen Agrarmodell sind Pestizide fast unverzichtbar, um die Weltbevölkerung mit ausreichend Nahrungsmitteln zu versorgen. Es gibt jedoch Alternativen, und der Kauf von Lebensmitteln von Landwirten, die den Einsatz von Pestiziden eingestellt oder eingeschränkt haben, ist eine Möglichkeit, den Übergang zu einer pestizidfreien Landwirtschaft zu unterstützen.