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.

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 2016 haben sich die von Glyphosat-resistenten Unkräutern betroffenen Flächen auf etwa 38 Millionen Hektar mehr als verdoppelt. Eine Trendwende ist nicht in Sicht.

Das 1996 von Monsanto (jetzt Bayer) 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. Zudem konnten so vor der neuen Aussaat konkurrierende Unkräuter beseitigt werden, ohne dafür den Boden pflügen zu müssen. Seitdem sind viele Farmer auf pfluglose Bearbeitung (no till) umgestiegen und tragen so zu einer besseren Bodenfruchtbarkeit bei.

Rasch setzte sich das 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-Wirkstoffe.

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-Wirkstoffen.

Inzwischen gibt es weltweit bereits 50 Unkrautarten (Stand 2020), 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 sind schon vor längerer Zeit entwickelt worden - 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.

Schon 2014/15 erhielt Monsanto (jetzt Bayer) die US-Zulassung für gv-Baumwolle (MON88701) und gv-Soja (MON87708), in die Resistenzen gegen den Wirkstoff Dicamba (Markenname: Xtend) eingeführt worden waren. Weitere Sorten folgten. Gegen den schon 1965 zugelassenen Wirkstoff sind bisher noch relativ wenige Resistenzen bei Unkräutern bekannt.

Doch auch das Dicamba-Konzept brachte neue Probleme. Unter bestimmten Witterungsbedingungen ist das Herbizid leicht flüchtig und driftet schnell auf benachbarte Felder ab. Dort greift es Pflanzen ohne gentechnisch eingeführte Dicamba-Resistenz an. Es treten Schäden auf - bis hin zu Ernteausfällen. Inzwischen ist eine neue, weniger flüchtige Variante des Herbizids auf dem Markt (Markenname XtendiMax). Auch andere Produkte basieren auf Dicamba wie Engenia (BASF) oder FeXapan (Corteva). Nach einem Gerichtsentscheid wurde allerdings die Zulassung für diese Herbizide vorerst aufgehoben (Juni 2020) und ihr Einsatz verboten. Die US-Umweltbehörde EPA habe die Risiken nicht richtig eingeschätzt, so die Begründung des Gerichts. Derzeit läuft ein neues Zulassungsverfahren.

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.

Corteva Agriscience (früher: 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 sind (Markenname: Enlist). Für die meisten dieser gv-Pflanzen sind in der EU Importzulassungen als Lebens- und Futtermittel beantragt oder 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 den maßvollen Einsatz von Herbiziden im System mit herbizidtoleranten Nutzpflanzen.