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15.01.2010 | 08:30 | Herbizidresistenz 

Superunkräuter durch Gentechnik-Pflanzen?

Darmstadt - Landwirte in den USA bekommen zunehmend Probleme mit Unkräutern, die gegen bestimmte Herbizide resistent geworden sind. Eine aktuelle Studie sieht den großflächigen Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen als Ursache.

Amaranthus palmeri
(c) biosicherheit.de

Dass der Einsatz von Herbiziden früher oder später dazu führt, dass resistente Unkräuter auftreten, ist seit den siebziger Jahren bekannt. Das Auftreten resistenter Unkräuter wird von der Weed Science Society of America in einer öffentlich zugänglichen Datenbank dokumentiert. In dieser Datenbank sind zur Zeit weltweit 194 Arten mit 341 so genannten Biotypen – das sind lokale Populationen einer Art – dokumentiert, die gegen mindestens ein Herbizid resistent sind. Die meisten herbizidresistenten Unkräuter treten in den USA auf.

In einer im November 2009 in den USA erschienenen Studie vertritt der Autor Charles Benbrook die Auffassung, der Anbau gentechnisch veränderter herbizidresistenter Nutzpflanzen verschärfe die Problematik der resistenten Unkräuter. In den USA wird rund die Hälfte der gentechnisch veränderten Pflanzen weltweit angebaut. Den größten Anteil machen Pflanzen aus, die gegen das Breitbandherbizid Glyphosat (bekannt unter dem Markennamen Roundup) resistent sind. Resistente Unkräuter durch einseitigen Herbizideinsatz Chemisch-synthetische Herbizide gibt es seit den 1940er-Jahren.

Ein Herbizid muss die Unkräuter, die auf den Kulturflächen einer Nutzpflanze auftreten, bekämpfen, darf die Nutzpflanze selbst und ihren Ertrag jedoch nicht beeinträchtigen. In jeder Kulturart treten andere Unkräuter auf, die im konventionellen Landbau mit jeweils anderen Herbiziden bekämpft werden. Je nach den Wachstumsphasen von Kulturpflanzen und Unkräutern sind die Zeitfenster zum Aufbringen des Herbizids meist sehr klein. Im konventionellen Landbau ist mit einem Fruchtwechsel auch ein Wechsel des Herbizids verbunden. Nur bei einseitigen Fruchtfolgen oder Monokulturen wird ein und dasselbe Herbizid in kurzer Zeit mehrfach eingesetzt. Das provoziert die Ausbreitung resistenter Unkräuter.

Die ersten Resistenzen entwickelten sich in den siebziger Jahren gegen die damals häufig genutzte Wirkstoffgruppe der Photosynthese-Inhibitoren, die meisten davon gegen Atrazin, das in Mais-Monokulturen kontinuierlich über Jahre hinweg eingesetzt wurde. Heute sind weltweit 68 Unkrautarten bekannt, die gegen einen Photosynthese-Inhibitor resistent sind. Anfang der achtziger Jahre kamen neue Wirkstoffe auf den Markt: die so genannten ALS (Acetolactat-Synthase)- und ACC (AcetylCoA-Carboxylase)-Inhibitoren. Auch diese Herbizide wurden vielfach kontinuierlich über Jahre hinweg angewendet. Innerhalb von zehn Jahren gab es weltweit zahlreiche Unkräuter mit Resistenzen gegen diese beiden Wirkstoffgruppen; heute sind es 107 bzw. 38 Arten. Gegen weitere Wirkstoffgruppen sind ebenfalls Resistenzen bekannt.

In den achtziger Jahren begann man, zunächst mit konventionellen Methoden, herbizidresistente (HR) Nutzpflanzen zu züchten. Diese stellen eine Neuerung in der Unkrautbekämpfung dar: das so genannte Komplementärherbizid , gegen das die Nutzpflanze resistent ist, kann jederzeit während der Wachstumsphase ausgebracht werden, ohne dass die Nutzpflanze geschädigt wird. Die konventionell gezüchteten HR-Nutzpflanzen waren gegen Photosynthese-Inhibitoren und ALS-Inhibitoren resistent. Mit Hilfe gentechnischer Methoden wurden dann Nutzpflanzen entwickelt, die gegen Glyphosat und Glufosinat resistent sind. Da es sich dabei um Breitbandherbizide handelt, konnte die Herbizidresistenz in verschiedene Kulturarten eingebracht werden. Damit bedeutet ein Fruchtwechsel nicht mehr automatisch, dass auch das Herbizid gewechselt wird.

Die jahrelange Verwendung ein und desselben Herbizids begünstigt aber die Resistenzbildung bei Unkräutern – bei gentechnisch veränderten wie bei konventionellen Nutzpflanzen. Wirkstoffrotation hält Resistenzbildung auf 1996 kamen in den USA die ersten gentechnisch veränderten HR-Sojasorten auf den Markt, einige Jahre später auch Baumwoll- und Maissorten. Im Fall von HR-Soja wurde bis vor kurzem ausschließlich glyphosatresistentes Saatgut angeboten.

Im Sojaanbau in den USA liegt der Anteil der HR-Pflanzen inzwischen bei neunzig Prozent, im Baumwollanbau im Südosten der USA bei achtzig bis neunzig Prozent. Obwohl Glyphosat schon seit den siebziger Jahren eingesetzt wird, waren Mitte der neunziger Jahre noch keine glyphosatresistenten Unkräuter bekannt. 2009 sind es weltweit 16 Arten, davon neun in den USA. Im Südosten der USA, wo sich diese Unkräuter besonders stark ausgebreitet haben, wurden häufig über Jahre hinweg HR-Soja, HR-Baumwolle oder beide im Wechsel angebaut und damit kontinuierlich Glyphosat zur Unkrautbekämpfung genutzt. Weiter nördlich und westlich, im Norden des so genannten Corn Belt, kommen glyphosatresistente Unkräuter bislang nur kleinräumig oder punktuell vor. Dort wird Soja im jährlichen Wechsel mit Mais angebaut.

Glyphosatresistenter Mais ist erst seit 1999 auf dem Markt und hat sich zu Beginn nur langsam durchgesetzt. Der zunehmende Anbau von HR-Mais erhöht inzwischen aber auch im nördlichen Corn Belt den Selektionsdruck auf die Unkräuter. Um der weiteren Ausbreitung glyphosatresistenter Unkräuter vorzubeugen, werden inzwischen Gegenmaßnahmen eingeleitet. Die Saatgutfirmen haben Programme für ein nachhaltiges Resistenzmanagement aufgelegt, mit denen sie Farmer begünstigen, die Glyphosat im Wechsel mit anderen Herbiziden einsetzen - auch mit solchen, die von konkurrierenden Firmen vertrieben werden.

Seit kurzem sind glufosinatresistente Sojasorten auf dem Markt, die schon vor längerer Zeit entwickelt wurden. Gleichzeitig ist in den USA die Zulassung verschiedener neuer gentechnisch veränderter Sorten beantragt, die gegen mehrere Wirkstoffgruppen resistent sind. Der Anbau dieser Sorten könnte es den Farmern erleichtern, regelmäßig den Wirkstoff zu wechseln.

Charles Benbrook befürchtet jedoch, dass beim Anbau dieser Pflanzen mehrere Herbizide gleichzeitig gespritzt werden und sich dadurch "Super-Unkräuter" mit Resistenzen gegen mehrere Wirkstoffgruppen entwickeln. Auch hier wird die Resistenzentwicklung davon abhängen, ob diese Pflanzen jahrelang kontinuierlich angebaut werden. Bislang treten Unkräuter, die gegen Glyphosat und weitere Herbizide resistent sind, nur punktuell auf - mit einer Ausnahme: In Missouri gibt es größere Populationen des Fuchsschwanzgewächses Amaranthus rudis, die gegen Glyphosat, ALS-Inhibitoren und eine weitere Wirkstoffgruppe resistent sind. (Biosicherheit)
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