Pestizidrückstände und Bodenbiodiversität in der Europäischen Union

„Die Methodik der Studie entspricht dem aktuellen Stand der Wissenschaft. Beeindruckend ist, dass für fast 400 Standorte in Europa eine Bodenanalyse mit sehr komplexen Methoden durchgeführt wurde: von der  Pestizidanalytik, über Barcoding zur Bestimmung der Artenvielfalt bis hin zur Metagenomik zur Identifizierung von funktionellen Genen. Die Standorte sind über ganz Europa verteilt und sind repräsentativ. Ergebnisse aus Feldmessungen lagen in diesem Umfang bisher nicht vor.“

„Neben Ackerböden wurden in diese Studie auch Wald- und Wiesenflächen untersucht. Auch dort waren Pestizide vorhanden und hatten negative Auswirkungen auf die Bodenfunktionen. Für die landwirtschaftlichen Flächen sind die Ergebnisse von großer Bedeutung. Denn es wird gezeigt, dass Pestizide Prozesse im Phosphor- und Stickstoffkreislauf sowie den Abbau von organischem Material negativ beeinflussen. Die Landwirtschaft ist von diesen Funktionen des Bodens langfristig abhängig. Hier wird aufgezeigt, dass die aktuelle Bewirtschaftung für kommende Generationen nicht nachhaltig ist.“

„Die Autoren führen zu ihren Ergebnissen aus, dass in der Zulassung nur eine sehr beschränkte Auswahl an Bodenorganismen untersucht wird, und sich in der Zusammenwirkung der komplexen Gemeinschaften unter natürlichen Umständen eine andere Antwort zeigt. Meiner Meinung nach spielen auch die vor Ort verwendeten Pestizidmischungen eine Rolle, da diese bisher in der Zulassung nicht betrachtet werden.“

„Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass wissenschaftliche Studien zum einen die Zulassung beeinflussen, da durch sie Richtlinien verändert und angepasst werden müssen. Eine unbegrenzte Zulassung von Pestiziden ohne regelmäßige Überprüfung gefährdet die Sicherheit von Umwelt und Mensch, zum Beispiel wie im Omnibus feed & food (Gesetzespaket, das Änderungen an zentralen Rechtsvorschriften zur Lebensmittel- und Futtermittelsicherheit in der Europäischen Union bündelt; Anm. d. Red.) vorgeschlagen. Die Ergebnisse zeigen auch, wie relevant die Einträge von Pestiziden in Wald- und Wiesenökosystemen sind – die ja nicht direkt mit Pestiziden behandelt werden – und wie Pestizide großflächig europäische Ökosysteme beeinflussen.“

„Die Konsequenz aus der Studie sollte weniger eine zeitlich langwierige Verbesserung des Zulassungssystems in Europa sein. Vielmehr sollte eine pestizidfreie Landwirtschaft weiterentwickelt und schnell etabliert werden. Solch eine Landwirtschaft führt dazu, dass das angestrebte globale Ziel, eine 50-prozentige Reduktion des Pestizidrisikos bis 2030, – das heißt in nur noch vier Jahren – auch erreicht wird.“

„Die Analyse ist methodisch für ein EU-weit skaliertes Monitoring mit insgesamt 373 Standorten und 118 aktuell eingesetzten Pflanzenschutzmitteln umfangreich. Sie hat daher das Potenzial, relevante Aussagen zu generieren. Es werden Metriken von multitrophischen Lebensgemeinschaften (Organismen mehrerer Ernährungsstufen; Anm. d. Red.) und funktionelle Endpunkte (messbare Eigenschaften oder Prozesse, an denen erkannt wird, ob zentrale Funktionen erhalten, beeinträchtigt oder verbessert sind; Anm. d. Red.) mit dem Vorkommen landwirtschaftlicher Pestizide sowie Boden-, Klima- und Ökosystem-Effekten assoziiert. Für eine tiefere Analyse einiger relevanter Aspekte müsste ich Einsicht in die supplementary information haben, beispielsweise zu untersuchten Pestiziden und der Assoziation von Gesamttoxizität mit den biologischen Endpunkten (die supplementary information wurden bei Nature angefragt, wurden bis zum Zeitpunkt dieser Aussendung jedoch nicht an das SMC übermittelt; Anm. d. Red.).“

„Insgesamt sehe ich aus dieser Untersuchung einen Hinweis auf kausale Beteiligung von Pestizidbelastung am beobachteten Muster des biologisch beziehungsweise ökologischen Zustandes der Böden. Das schließe ich vor allem aus der Breite der Effekte, der Plausibilität und der modellbasierten Confounder-Kontrolle. Für eine eindeutige mechanistische Zuordnung einzelner Pflanzenschutzmittel zum Endpunkt bleibt die Evidenz im Monitoring-Design naturgemäß jedoch limitiert.“

„Für den Datensatz wird eine umfangreiche und geeignete Statistik genutzt, beispielsweise near-zero-variance-Filter und generalisierte lineare Modelle mit separater Umwelt-Vorselektion.“

„Ich würde es aber für sinnvoll erachten, wenn nicht nur einzelne Pflanzenschutzmittel mit der Wirkung in Verbindung gebracht werden, sondern geeignete Summenparameter gebildet würden. Viele Pflanzenschutzmittel wirken ähnlich. Daher ist die Bewertung der Toxizität der insgesamt eingetragenen Pflanzenschutzmittel zielführender als die Bewertung einzelner Pflanzenschutzmittel. Erfolgreich wurde dieser Ansatz beispielsweise in [1] beschrieben – auch eine Monitoringuntersuchung mit großen Datensätzen.“

„Zu den relevantesten Ergebnissen dieser Studie gehört die Größenordnung der relativen Pflanzenschutzmittel-Beiträge: bei der Struktur der Lebensgemeinschaft in Ackerböden ergibt sich bis zu 29,5 Prozent erklärte Varianz, in der Pilzvielfalt bis zu 12,3 Prozent erklärte Varianz. Genauso relevant sind die konsistent berichteten non-target-Signale bei Schlüsselgruppen: beispielsweise negative Assoziationen für arbuskuäre Mykorrhizapilze (symbiotische Bodenpilze; Anm. d. Red.) und bakterivore Nematoden (Fadenwürmer, die sich vornehmlich von Bakterien ernähren; Anm. d. Red.) sowie funktionelle Verschiebungen in Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphor-Gen-Diversität.“

„Dass non-target-Effekte existieren, ist konzeptionell nicht neu; neu ist hier die kontinentale räumliche Skala und die gemeinsame Betrachtung von Taxa (benannte Gruppen von Organismen innerhalb der biologischen Systematik; Anm. d. Red.) und Funktionsgenen. Eine Limitation: Die Autoren betonen, dass die Untersuchung in ‚uncontrolled environments‘ stattgefunden hat, dass sich indirekte Mechanismen nur schwer bestätigen lassen, und sie interpretieren Muster als ‚early warning‘ statt als definitive Kausalität. Das ist ehrenhaft, aber in Monitoringuntersuchungen ist nichts anderes zu erwarten. Dafür wird eben die tatsächliche Situation im Ökosystem bewertet – und nicht naturferne Laboruntersuchungen.“

„Zur Debatte um zeitlich unbefristete Zulassungen äußert sich das Paper nicht direkt. Es leitet jedoch klar ab, dass regulatorische Bewertungen von Pflanzenschutzmitteln über Single-Species-Tests und vereinfachte Indikatoren hinausgehen sollten. Außerdem müssten die Bewertungen Lebensgemeinschaften sowie funktionelle Endpunkte inklusive genetischer Marker für Stickstoff-/Phosphor-Prozesse integrieren. Diese Argumentation halte auch ich für sehr sinnvoll. Nur umfangreiche Monitoringuntersuchungen können die tatsächliche Wirkung von Pflanzenschutzmittel im Freiland erfassen. Dies kann nie sicher abgebildet werden, aufgrund der vielfältigen Prozesse im Freiland wie beispielsweise Umweltstressoren, Konkurrenz und Langzeiteffekte im Experiment. Single-Species-Tests müssen daher durch Freilanduntersuchungen in ihrer Aussage geeicht werden.“

„Die Studie verwendet das solide LUCAS-Probenahmeschema der EU und füllt damit eine wichtige Lücke im Verständnis von Biodiversität und Landnutzung. Sie fügt sich insgesamt in ein zunehmendes Gesamtbild ein, das aufzeigt, wie wenig wir immer noch über die Wirkungen von Pflanzenschutz auf unsere Umwelt wissen [2].“

„Der größte Schwachpunkt der Studie ist leider, dass keine Ertragsdaten und auch keine ‚echten‘ landwirtschaftlichen Daten mit eingeflossen sind. So fehlen Angaben zur Fruchtfolge, zur Bodenbearbeitung oder zum Einsatz von Düngemitteln. Dies erschwert eine Einordnung von Pflanzenschutzmitteln relativ zu anderen Einflussgrößen.“

Auf die Frage, inwiefern die Auswahl der Bodenproben und Standorte (siehe Extended Data Fig. 1) zu einer Verzerrung führen könnte: 
„Von den über 540 möglichen Beprobungspunkten wurden hier leider nur 373 genauer betrachtet. Die LUCAS-Pflanzenschutzmittelbeprobung hätte sogar Daten von über 3000 Probenahmestellen liefern können – insofern überrascht es, dass hier nicht mehr Proben ausgewertet wurden. Nur auf die Umwelt-DNA (eDNA) zu schauen, ist sicherlich auch nur der erste Schritt, und es fehlen leider echte Zählungen von wichtigen Bodenorganismen wie Regenwürmern, Springschwänzen, Milben, Laufkäfern oder Spinnen.“

„Die Studie kommt genau zum richtigen Zeitpunkt und reiht sich in eine Reihe aktueller Studien ein, die Nebenwirkungen von Pflanzenschutzmitteln auf Nicht-Zielorganismen zeigen. Es ist faszinierend zu sehen, wie wenig wir immer noch wissen – zum Beispiel, wie Pflanzenschutzmittel ein riesiges, unbekanntes Netzwerk von Stoffwechselwegen und Organismengruppen beeinflussen – oftmals auf überraschende Weise. Die Illusion, dass ein Mittel nur gegen einen Zielorganismus wirkt, ist damit klar widerlegt. Vielmehr scheinen wir derzeit Landwirtschaft ‚im Blindflug‘ zu betreiben – nach dem Motto ‚erst sprühen, dann verstehen‘. Eigentlich sollten wir in dieser Diskussion schon viel weiter sein.“

„Dass die EU-Kommission nun auch noch Pflanzenschutzmittel unbegrenzt zulassen will, ist der falsche Schritt zum falschen Zeitpunkt. Stattdessen sollte die Agrarpolitik endlich anerkennen, dass Vielfalt statt Einfalt der Weg in eine nachhaltige Zukunft ist. Landwirte und Landwirtinnen haben das schon längst verstanden – sie setzen zum Beispiel Blühstreifen, Lerchenfenster und Mischkulturen ein, und sind damit der Politik um mindestens zehn Jahre voraus. Dass Biodiversitätsverlust die nationale Sicherheit bedrohen kann, hat vor einer Woche auch die britische Regierung in einem offiziellen Statement bekannt gegeben.“

„Aus Sicht der Forschung kann ich den Autorinnen und Autoren der Studie nur beipflichten: Wir brauchen ein völlig anderes Forschungsprogramm und völlig andere Zulassungswege für Pflanzenschutzmittel – wer sieht sich Interaktionen zwischen Wirkstoffen an? Akkumulation unter Freilandbedingungen? Wirkungen auf ‚echte‘ Tiere und Pflanzen im Feld, anstatt nur auf Modellorganismen? Wir brauchen genau das Gegenteil dessen, was die EU-Kommission gerade vorschlägt: Mehr und realistischere Pflanzenschutzmittel-Testungen im Feld und Studien zu den häufigsten Wirkstoffkombinationen in der EU-Landwirtschaft.“

„Es handelt sich um eine komplexe Studie über noch komplexere Zusammenhänge, deren Ergebnisse hoch aggregiert dargestellt werden. Die Schlussfolgerungen stellen die Zulassungspraxis in Europa in Frage. Ich hatte keine Möglichkeit, die angewandten Methoden in kurzer Zeit zu überprüfen und formuliere nur offene Fragen, die von den Autor:innen möglicherweise selbst gestellt und im Rahmen der Studie bereits bearbeitet wurden.“

„Die Studie umfasst im Wesentlichen in-crop-Flächen (Kulturflächen innerhalb der Ernte; Anm. d. Red.) Auf solchen Flächen dominieren aufgrund der Anbauziele einer hohen Ertragsqualität und -quantität die Kulturpflanzen und minimieren die Biodiversität auf der Anbaufläche. Dass damit auch die Bodenbiodiversität, also die Shannon-Diversität der mit den Pflanzen unmittelbar und mittelbar interagierenden Mikroorganismen und Mesofauna reduziert wird, ist trivial. Pflanzenschutzmittel unterstützen diesen Vorgang, neben Bodenbearbeitung und Düngung. Offene Fragen in diesem Zusammenhang lauten: Inwieweit korrelieren die Anbausysteme mit der Bodenbiodiversität? Gibt es Daten von Anbausystemen mit und ohne Pflanzenschutzmittel? Sind die Pflanzenschutzmitteleffekte möglicherweise ‚nur‘ co-korreliert? Eine wissenschaftlich saubere Überprüfung der Nullhypothese sollte dies ausschließen.“

„Die untersuchten Organismengruppen umfassen die Organismen mit der kürzesten Generationsdauer im Agrarökosystem. Sie sind damit ‚fast responder‘ mit hohem Regenerationspotenzial. Eine offene Frage lautet hier: Gibt es Daten, etwa im Vergleich mit den ehemaligen Ackerbaustandorten, die eine Korrelation der Erholung bei unterschiedlichen Ausgangsbelastungen zeigen?“

„Den größten Einfluss auf die Bodenbiodiversität haben die Bodeneigenschaften, die über ganz Europa stark variieren. Eine offene Frage lautet hier: Gibt es den Versuch, die Standorte nach Bodeneigenschaften zu clustern und innerhalb der Cluster zu untersuchen, ob die Pflanzenschutzmittel den größten Einfluss haben?“

„Die Autor:innen weisen richtigerweise darauf hin, dass die Bodenbiodiversität als Faktor bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln unterrepräsentiert ist. Der vorsorgende Charakter der Zulassung verlangt nach Reduktion und einem ‚realistic worst case‘ der potenziellen Effekterfassung; für die Zielfläche der Behandlung stehen vor allem Funktionsparameter wie Stickstoff- und Kohlenstofftransformation an. Möglicherweise kritische Langzeiteffekte werden für die integrierende Bodenmakrofauna (Lebewesen, die eine Körpergröße im Bereich zwischen etwa 4 und 80 Millimeter haben; Anm. d. Red.) untersucht, im Higher Tier Risk Assessment auch mittels Belastung von Bodenlebensgemeinschaften. Die gewünschten Monitoringsstudien müssten begleitend zum Pestizideinsatz stattfinden, um Ursache und Wirkung tatsächlich untersuchen zu können, und sind nur bei Wiederzulassungsverfahren anwendbar.“

„Das Anliegen der Autor:innen, eindeutig für die zeitlich begrenzte Zulassung zu plädieren, hat meine volle Unterstützung. Den Schutz von Umwelt und Mensch von einem juristisch entschiedenen Nachweis von bislang unbekannten schädlichen Nebenwirkungen abhängig zu machen, würde die Beweislast umkehren, die Zulassung an die Gerichte verlagern und die Sicherheit reduzieren.“