Waterhemp

Gentechnik-Pflanzen und resistente Unkräuter: Wenn Glyphosat nicht mehr wirkt

Vor allem in den USA bereiten resistente Unkräuter den Landwirten große Probleme. Viele machen dafür die Gentechnik verantwortlich. Über Jahre wurden dort nahezu flächendeckend gv-Pflanzen angebaut - überwiegend mit einer Toleranz gegen das Herbizid Glyphosat. Nun droht das anfangs so einfache und effektive System zur Unkrautbekämpfung unwirksam zu werden. Inzwischen sind neue gv-Pflanzen auf dem Markt mit anderen dazu passenden Herbizid-Wirkstoffen. Damit wird allenfalls Zeit gewonnen, eine dauerhafte Lösung ist es wohl nicht.

Glyphosat-resistente Unkräuter in USA bis 2016

Immer mehr. Anzahl glyphosat-resistenter Unkrautarten nach US-Bundesstaaten 2002-2016 (Pioneer /Dow Agroscience)

herbizid-resistente Unkräuter weltweit

Herbizidresistente Unkräuter weltweit. Zum Vergleich: Anbauflächen mit gv-Pflanzen

Palmer amaranth

Palmer Amaranth (Amaranthus palmeri) ist die aggressivste Unkrautart im Mittleren Westen. Bisher konnte das Unkraut gut kontrolliert werden. Das ändert sich mit dem verstärkten Auftreten von herbizidresistenten Pflanzen.

Foto: University of Illinois

Großes Foto oben: Der Biologe und Unkrautspezialist Bill Johnson (Purdue University) in einem Sojabohnenfeld mit glyphosat- resistenten Waterhemp-Pflanzen (eine Amaranth-Art)

Foto: Purdue Agricultural Communication photo, Tom Campbell

2007 mussten im Bundesstaat Georgia im Südosten der USA rund 4000 Hektar Ackerland aufgegeben werden, weil sie von Unkräutern überwuchert waren, die eine Toleranz gegen das Breitbandherbizid Glyphosat entwickelt hatten. Zuvor war auf diesen Flächen jahrelang gentechnisch veränderte Glyphosat-tolerante Baumwolle angebaut worden.

Seitdem nehmen solche Probleme rapide zu: Zwischen 2009 und 2013 haben sich die von Glyphosat-resistenten Unkräutern betroffenen Flächen auf etwa 30 Millionen Hektar verdoppelt. Eine Trendwende ist nicht in Sicht.

Das 1996 von Monsanto eingeführte System aus gv-Pflanzen und den dazu passenden Herbizid (Glyphosat, Markenname Roundup) ist einfach und effektiv: Da nur die ausgesäten gv-Nutzpflanzen gegen Glyphosat tolerant sind, kann der Landwirt das sonst gegen alle grünen Pflanzen wirksame Herbizid während der Wachstumsphase jederzeit ausbringen, ohne die Nutzpflanze zu schädigen. Rasch setzte sich dieses Konzept in Nord- und später auch in Südamerika bei Sojabohnen, Mais und Baumwolle durch. Inzwischen verfügen fast alle dort angebauten Sojabohnen, sowie viele Mais- und Baumwollsorten über eine gentechnisch eingefügte Glyphosat-Toleranz, oft auch mit zusätzlichen Resistenzen gegen weitere Herbizid-Wirkstoffen.

Der Erfolg des Roundup-Systems brachte es mit sich, dass auf vielen Anbauflächen jahrelang ein und dasselbe Herbizid gespritzt wurde. Dadurch waren Unkräuter einem hohen Selektionsdruck ausgesetzt. In jeder Unkrautpopulation treten früher oder später einzelne Pflanzen auf, bei denen zufällig durch Mutation eine Resistenz entstanden ist. Gerade wenn das betreffende Herbizid über einen längeren Zeitraum hinweg kontinuierlich verwendet wird, sind diese Pflanzen erheblich im Vorteil und können so die nicht-resistenten zurückdrängen.

Gerade weil die Vorteile der Technologie anfangs so überzeugend schienen, versäumten es Landwirte und Agro-Unternehmen, die Ausbreitung resistenter Unkräuter mit geeigneten Maßnahmen hinauszuzögern, etwa durch weitere Fruchtfolgen oder den Wechsel zwischen verschiedenen Herbizid-Wirkstoffe.

Inzwischen gibt es zahlreiche Unkrautarten, die mit Glyphosat nicht mehr oder nur schlecht bekämpft werden können. Gerade besonders aggressive Unkräuter wie Palmer Amaranth oder Waterhemp sind damit in vielen Regionen kaum noch in Schach zu halten. Bei starkem Befall können in Sojafeldern die Erträge um 30 bis 50 Prozent zurückgehen. Die Landwirte versuchen, durch höhere Wirkstoffmengen ihre Verluste in Grenzen zu halten. Viele klagen über sinkende Erträge und steigende Kosten für die Unkrautbekämpfung.

Schon seit einiger Zeit planen die großen Agro-Konzerne für die Zeit nach Glyphosat - und setzen dabei auf andere Wirkstoffe. Die meisten von ihnen sind schon vor längerer Zeit als herkömmliche Herbizide entwickelt wurden - damals ohne Kombination mit dazu passenden gv-Pflanzen. Bei einigen dieser älteren, nun wieder neu auf den Markt gebrachten Wirkstoffe ist das umwelttoxikologische Profil deutlich schlechter als das von Glyphosat.

Im Januar 2015 erhielt Monsanto die US-Zulassung für gv-Baumwolle (MON88701) und gv-Sojabohne (MON88708), in die Resistenzen gegen den Wirkstoff Dicamba eingeführt worden sind. Entsprechende Maissorten sollen folgen (Markenname: Xtend). Gegen den schon 1965 zugelassenen Wirkstoff sind bisher nur wenige Resistenzen bei Unkräutern bekannt.

Doch auch das Dicamba-Konzept brachte neue Probleme. Unter bestimmten Witterungsbedingungen ist das Herbizid leicht flüchtig und wird schnell auf benachbarte Felder abgedriftet. Dort greift es Pflanzen ohne gentechnisch eingeführte Dicamba-Resistenz an. Es treten Schäden auf - bis hin zu Ernteausfällen. Nach einer Erhebung der Universiät Missouri summieren sich die Flächen mit Dicamba-geschäfigten Sojabohnen im Sommer 2017 auf 1,5 Millionen Hektar. Inzwischen ist eine neue, verbesserte Variante des Herbizids auf dem Markt, die weniger flüchtig sein soll.

Auch die mit Monsanto konkurrierenden Konzerne, wollen die schwindende Wirksamkeit von Glyphosat nutzen, um ihre eigenen Systeme zu verkaufen. Schon vor einigen Jahren hat BASF bei Mais, Weizen oder Raps sein Clearfield-System eingeführt, das aus den ebenfalls älteren Imidazolinone-Herbiziden und den passenden toleranten Nutzpflanzen besteht - wobei die Toleranz nicht gentechnisch erzeugt, sondern mit Mutationszüchtung erzielt wurde.

Dow AgroScience hat bei Mais, Sojabohnen und Baumwolle gentechnisch veränderte Pflanzen entwickelt, die gegen das bereits in den 1940er Jahren zugelassene Herbizid 2,4-D tolerant ist. 2014 erteilte die US-Landwirtschaftsbehörde die Anbauzulassung für eine Mais- und zwei Sojasorten, später auch für eine Baumwollsorte (Markenname: Enlist). Für die meisten dieser „neuen“ herbizidresistenten gv-Pflanzen sind in der EU Importzulassungen als Lebens- und Futtermittel beantragt, in einigen Fällen auch bereits erteilt.

Doch eine langfristige Lösung im War on Weeds (Nature) ist das wohl nicht. Auch mit dem Wechsel zu einem anderen Wirkstoff bleibt das Grundproblem bestehen, nämlich die Abhängigkeit von einzelnen Herbiziden, die früher oder später durch resistente Unkräuter unwirksam werden. „Wir müssen aus dieser Tretmühle herauskommen“, zitiert die New York Times David A. Mortensen, einen Agrarwissenschaftler der Pennsylvania State University. Zudem sei in Zukunft tatsächlich mit den viel beschworenen „Superunkräutern“ zu rechnen, die Resistenzen gegen mehrere Herbizide entwickelt haben und dann mit keinem bekannten Wirkstoff mehr zu bekämpfen sind.

Wissenschaftler fordern schon seit längerem, neben der dringend notwendigen Erforschung neuer Wirkmechanismen müsse die Unkrautbekämpfung insgesamt wieder auf eine breitere Basis gestellt werden. Im Sinne des integrierten Pflanzenschutzes raten sie, verschiedene Maßnahmen miteinander zu kombinieren wie vielseitige Fruchtfolgen, Mischkulturen, die Anpflanzung von Bodendeckern, und – unter anderem – auch der maßvolle Einsatz von Herbiziden im System mit herbizidtoleranten Nutzpflanzen.