Bodenleben und Biodiversität durch Pflanzenschutzmittel enorm bedroht

Eine europaweite Studie unter Co-Leitung der Universität Zürich zeigt: 70 Prozent der europäischen Böden sind mit Pflanzenschutzmitteln kontaminiert. Diese Belastung schädigt wichtige Bodenorganismen erheblich. Um die bedrohte Biodiversität zu schützen, müssen die Ergebnisse in aktuellen Pflanzenschutzmittelvorschriften einfliessen.

Adaptierte Fassung eines Textes von Universität Zürich

Das Leben unter unseren Füssen ist entscheidend, um wichtige Ökosystemfunktionen und -dienstleistungen wie Nahrungsmittelproduktion, Kohlenstoffspeicherung, Erosionsschutz und Wasserregulierung aufrechtzuerhalten. Eine internationale Studie liefert nun erstmals umfassende quantitative Belege für die Verbreitung und Auswirkungen von Pflanzenschutzmittel in der Landwirtschaft in Europa. Das Ergebnis: 70 Prozent der europäischen Böden sind mit Pflanzenschutzmittel kontaminiert. «Dies wirkt sich auf verschiedene nützliche Bodenorganismen wie Pilze (Mykorrhiza) und Fadenwürmer (Nematoden) aus und beeinträchtigt deren Biodiversität», sagt Studienleiter Marcel van der Heijden, Professor am Institut für Pflanzen- und Mikrobiologie der Universität Zürich (UZH) und Forscher bei Agroscope.

Bodenproben aus 26 europäischen Ländern analysiert

Die in der Fachzeitschrift «Nature» veröffentlichte Studie wurde von einem internationalen Gremium aus zehn europäischen Forschungseinrichtungen durchgeführt, darunter die Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Union (JRC), die spanische Universität Vigo, Agroscope und die UZH. Die Forschenden untersuchten die Auswirkungen von 63 gängigen Pflanzenschutzmittel auf die Böden und entnahmen insgesamt 373 Bodenproben aus Feldern, Wäldern und Wiesen in 26 europäischen Ländern.

Fungizide machten dabei mehr als die Hälfte (54 Prozent) aller nachgewiesenen Rückstände aus, Herbizide – vor allem Glyphosat – wurden zu 35 Prozent und Insektiziden zu 11 Prozent gefunden. Die meisten Pflanzenschutzmittel wurden auf landwirtschaftlichen Feldern gefunden, aber auch in Wäldern und Wiesen, wo normalerweise keine Pflanzenschutzmittel eingesetzt werden – was wahrscheinlich auf die Verbreitung des Pflanzenschutz-Sprühnebels durch Winde zurückzuführen ist.

Vielfältige Schäden für das Bodenökosystem

Das Problem verschiedener Pflanzenschutzmittel besteht darin, dass sie nicht nur Schädlinge bekämpfen, die unsere Nutzpflanzen beeinträchtigen, sondern auch nützliche Bodenorganismen. Daher untersuchten die Forschenden in den Proben die Artenvielfalt von Bodenorganismen wie Bakterien, Pilzen, Fadenwürmern und Einzellern. Sie stellten fest, dass Pflanzenschutzmittel die lebenden Bodenlebensgemeinschaften stark verändern.

Besonders betroffen sind Mykorrhiza-Pilze, die in enger Symbiose mit Pflanzenwurzeln leben und für deren Versorgung mit Wasser- und Nährstoffaufnahme essenziell sind. Die landwirtschaftliche Praxis gefährdet damit eine der wichtigsten natürlichen Partnerschaften für gesundes Pflanzenwachstum. Als besonders problematisch erwies sich das Fungizid Bixafen, das im Getreideanbau gegen schädliche Pilze eingesetzt wird. Es zeigte eine breite Schadwirkung und beeinträchtigte eine Vielzahl der untersuchten Arten im Bodenökosystem.

Die Forschenden konnten zudem zeigen, dass Pflanzenschutzmittelrückstände auch die eigentliche Funktion der Böden verändern. «Einige Organismen, insbesondere mehrere Arten von Bakterien, profitieren vom Pflanzenschutzeinsatz, wahrscheinlich weil andere Organismen reduziert werden», ergänzt Julia Königer von der Universität Vigo und Erstautorin der Studie. Die Forschenden konnten dies nachweisen, indem sie Schlüsselgene für Bodenfunktionen wie die Rückgewinnung und Freisetzung von Nährstoffen wie Phosphor und Stickstoff untersuchten. Diese Veränderungen durch den Einsatz von Pflanzenschutzmittel können die natürliche Nährstoffbereitstellung des Bodens stören, was zu einem höheren Bedarf an zusätzlichem Dünger führt, um Erträge zu sichern.

Konsequenzen für Zulassung und Regulierung

Die Forschenden ziehen aus ihren Ergebnissen klare Konsequenzen für die Praxis: Die aktuellen Zulassungsverfahren für Pflanzenschutzmittel müssen dringend erweitert werden. Bisher lag der Fokus der Risikobewertung stark auf Schäden für Vögel und Insekten. Die Studie unterstreicht nun, dass die massive und langfristige Belastung des Bodens selbst ein ebenso kritisches Problem darstellt, da schwer abbaubare Chemikalien das gesamte Gefüge des Bodenökosystems schädigen.

Daher fordern die Autorinnen und Autoren, dass künftige ökotoxikologische Bewertungen nicht nur einzelne Arten, sondern die komplexen Wechselwirkungen in der gesamten Lebensgemeinschaft des Bodens und ihre essenziellen Funktionen berücksichtigen müssen. Nur mit diesem umfassenden Ansatz kann die Bodenbiodiversität wirksam geschützt und die langfristige Gesundheit unserer Agrarökosysteme gesichert werden.