Studie zeigt Pestizidausbreitung in einem alpinen Ökosystem vom Tal bis zur Gipfelregion

Der Vinschgau liegt in Südtirol, das vor allem mit Bergen und Natur verbunden ist. In dieser Region im Norden Italiens produzieren mehr als 7.000 Apfelbauern 10 % aller europäischen Äpfel. Der konventionelle Apfelanbau setzt vor allem auf synthetische Pestizide, die mit Gebläsespritzen ausgebracht werden: Insektizide gegen Schädlinge wie den Apfelwickler und Fungizide gegen Pilzkrankheiten, die Schorf an den Früchten verursachen. Dies führt insbesondere bei windigen Bedingungen zu einer starken Abdrift in die Umgebung.

Selbst Experten gingen lange Zeit davon aus, dass die synthetischen Pestizide im Wesentlichen im Apfelgarten verblieben, wo sie ausgebracht wurden, und nur in der unmittelbaren Umgebung zu finden waren. Diese Annahme beruhe jedoch auf veralteten und weniger empfindlichen Messmethoden und der Tatsache, dass Pestizide abseits der Produktionsflächen einfach nicht erfasst wurden, so der Umweltwissenschaftler Carsten Brühl vom RPTU in Landau.

Mit heutigen modernen Analysemethoden können bis zu 100 Pestizide gleichzeitig gemessen werden, selbst in geringen Konzentrationen. Tatsächlich zeigen Studien, dass sich Pestizide weit über landwirtschaftliche Flächen hinaus verbreiten Auswirkungen auf Insekten in Naturschutzgebieten oder in der Umgebungsluft zu finden sind weit weg von der Landwirtschaft.

Im Vinschgau war bereits vor einigen Jahren ein Rückgang der Schmetterlingsbestände auf Bergwiesen zu beobachten. Experten vermuteten einen Zusammenhang mit dem Einsatz von Pestiziden im Tal, doch zu der Frage, wie weit aktuelle Pestizide tatsächlich transportiert werden und wie lange sie im Boden und in den Pflanzen verbleiben, gibt es kaum Untersuchungen.

Dies veranlasste Brühl und seinen Kollegen Johann Zaller von der BOKU, die Verteilung von Pestiziden in der Umwelt im Vinschgau zu untersuchen. Ihre Forschung ist veröffentlicht im Tagebuch Kommunikation Erde und Umwelt.

Erstmals Messung der Pestizidverteilung im Landschaftsmaßstab

„Aus ökotoxikologischer Sicht ist der Vinschgau besonders interessant, da das Tal durch eine sehr intensive Bewirtschaftung mit vielen Pestiziden gekennzeichnet ist und in den Bergen sensible alpine Ökosysteme beheimatet sind, die teilweise auch streng geschützt sind“, erklärt Brühl.

Zusammen mit seinem Team und Kollegen von der BOKU und Südtirol hat er die Pestizidbelastung auf Landschaftsebene analysiert – im gesamten Tal bis in große Höhen. Die systematische Erfassung und Visualisierung des Verbleibs von Pestiziden in so großem Maßstab ist ein Novum in der Umweltwissenschaft.

Für ihre Studie ermittelten die Forscher insgesamt 11 sogenannte Höhentransekte entlang der gesamten Talachse, Strecken, die vom Talboden auf 500 Metern Seehöhe bis zu den Berggipfeln über 2.300 Metern reichen. Das Team entnahm alle 300 Meter entlang dieser Höhentransekte Proben. An insgesamt 53 Standorten wurde Pflanzenmaterial gesammelt und Bodenproben entnommen.

Die anschließende Analyse ergab, dass die Pestizide in höheren Lagen und mit zunehmender Entfernung von den Apfelplantagen zwar insgesamt abnehmen, die Forscher jedoch auch im Obervinschgau, wo kaum Apfelanbau betrieben wird, mehrere Stoffe in Mischungen im Boden und in der Vegetation nachweisen konnten.

„Wir haben die Stoffe in abgelegenen Bergtälern, auf Gipfeln und in Nationalparks gefunden. Dort haben sie nichts zu suchen“, sagt Brühl. Durch die teils starken Talwinde und die thermischen Aufwinde im Vinschgau breiten sich die Stoffe weiter aus, als man aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften annehmen könnte.

Selbst in den gemessenen geringen Konzentrationen können Pestizide zu subletalen Wirkungen auf Organismen führen. Bei Schmetterlingen könnte dies beispielsweise eine Verringerung der Eiablage bedeuten, was dann zu einem Bestandsrückgang führt. Nur an einer Stelle fanden die Forscher keine Pestizidsubstanzen in der Vegetation – interessanterweise gibt es dort auch viele Schmetterlinge.

Fast 30 Pestizide nachgewiesen

Die Forscher fanden insgesamt 27 verschiedene Pestizide in der Umwelt, betonen aber gleichzeitig, dass sie ihre Messungen Anfang Mai durchgeführt haben und in der Vegetationsperiode bis zur Ernte weitere Produkte zum Einsatz kommen. Im Durchschnitt sind fast 40 Pestizidanwendungen während der Saison üblich. Dadurch sind komplexere Gemische mit mehreren Stoffen und wiederkehrend höheren Konzentrationen wahrscheinlich.

In fast der Hälfte aller Boden- und Pflanzenproben konnten die Forscher das Insektizid Methoxyfenozid nachweisen, das aufgrund seiner Umweltschädlichkeit in Deutschland seit 2016 nicht mehr zugelassen ist. Es ist wenig darüber bekannt, wie sich eine chronische Exposition gegenüber Pestizidmischungen in geringen Konzentrationen auf die Umwelt auswirkt und über die möglichen Wechselwirkungen verschiedener Substanzen.

Bei der Umweltverträglichkeitsprüfung im Rahmen des europäischen Zulassungsverfahrens werden keine Gemische bewertet, sondern die Stoffe einzeln betrachtet. „Das hat nichts mit der Realität der Anwendungen auf dem Feld oder im Obstgarten und ihrem Verbleib in der Umwelt zu tun“, sagt Brühl.

Die Forscher sind besorgt darüber, wie weit verbreitet die Pestizidbelastung im Boden und in den Pflanzen war und dass sogar Nationalparks, die eigentlich zum Schutz gefährdeter Pflanzen und Tiere eingerichtet wurden, exponiert sind. „Die von uns gefundenen Konzentrationen waren nicht hoch, aber es ist erwiesen, dass Pestizide bereits in sehr geringen Konzentrationen das Bodenleben beeinträchtigen“, erklärt Bodenexperte Johann Zaller von der BOKU.

Darüber hinaus fand das Team stets einen Cocktail verschiedener Pestizide, deren Wirkung möglicherweise verstärkt wird. „Die Ergebnisse zeigen auch, dass die Technik des Pestizideinsatzes im Apfelanbau stark verbesserungswürdig ist, sonst wären nicht so viele Pestizide abseits der Apfelplantagen zu finden“, ist Zaller überzeugt. Unwirtschaftlich ist es auch, wenn die Pestizide nicht gezielt auf die Zielorganismen angewendet werden.

„Wir wissen es aus vorherige Studien dass Kinderspielplätze in der Nähe von Apfelplantagen mit Pestiziden verseucht sind. Teilweise sogar das ganze Jahr über“, sagt Co-Autor und Pestizidkritiker Koen Hertoge, der im Vinschgau lebt.

„Die aktuellen Ergebnisse zeigen eine neue Dimension des Problems, da auch abgelegene Gebiete mit Pestiziden verseucht sind. Maßnahmen zum Schutz der Natur und der Gesundheit der Bevölkerung sind zwingend erforderlich und die neue Landesregierung ist nun zum Handeln aufgefordert.“

Förderung der funktionellen Biodiversität als Alternative zum Pestizideinsatz

Mögliche Maßnahmen wären eine Reduzierung oder sogar ein Verbot des Einsatzes von Pestiziden, zumindest der in abgelegenen Gebieten nachgewiesenen Substanzen, schließen die Forscher aus ihren Erkenntnissen. Im Gegenzug ist es wichtig, Managementpraktiken zu fördern, die auch nützliche Insekten-Schädlings-Interaktionen, die sogenannte funktionelle Biodiversität, im Apfelgarten und in der Umgebung fördern.

Damit sind beispielsweise naturnahe und blütenreiche Grünflächen gemeint, die über die Landschaft verteilt sind und den Antagonisten der Apfelschädlinge einen Lebensraum bieten. Darüber hinaus sollte ein systematisches Monitoring eingeführt werden, das ganzjährige Messungen an verschiedenen Standorten umfasst, um den ganzjährigen Pestizideintrag abzuschätzen.

Den Forschern zufolge liegt die Verantwortung für die Reduzierung des Pestizideinsatzes nicht nur bei den Apfelbauern, sondern auch bei den großen Supermarktketten: Sie könnten die Akzeptanz von Äpfeln fördern, die nicht ganz so perfekt aussehen. Das ist durchaus realistisch. Dass die Menschen auch dem Einsatz von Pflanzenschutzmitteln kritisch gegenüberstehen, zeigte sich 2014 bei einer Volksbefragung in der Marktgemeinde Mals im Obervinschgau, bei der die Mehrheit gegen den konventionellen Apfelanbau stimmte.

Brühl schlussfolgert: „Wir brauchen Regionen, in denen Pflanzen und Tiere nicht mit diesen bioaktiven Substanzen belastet sind.“ Eine Reduzierung des Pestizideinsatzes – auch auf großen Flächen ohne den Einsatz jeglicher synthetischer Pestizide – und der gleichzeitige Ausbau des ökologischen Landbaus sind dringend erforderlich, um die Landschaftsbelastung zu reduzieren. Unsere Ergebnisse zeigen, dass jetzt dringend gehandelt werden muss, leider haben wir keine Zeit mehr.“