Heilsbringer oder Teufelszeug?

Glyphosat wirkt genau da: Es unterbricht den Shikimisäureweg, indem es ein bestimmtes Enzym lahmlegt, nämlich 5-Enolpyruvylshikimat-3-phosphat-Synthase oder kurz EPSPS. „Für Pflanzen ist das Enzym essenziell“, sagt Alexander Gutmann, Sprecher bei der Pflanzenschutzsparte des Bayer-Konzerns, Bayer Crop Science. „Bei Tieren und beim Menschen kommt es nicht vor.“ Wenn Glyphosat nun in den Pflanzenorganismus gelangt, können keine neuen Aminosäuren entstehen. Glyphosat ist bildlich ausgedrückt der Saboteur, der auf einer Baustelle die Produktion von Ziegeln lahmlegt. Die Pflanze, die diese Bausteine nicht mehr bekommt, stellt das Wachstum ein und stirbt nach drei bis sieben Tagen ab.

Im Hinblick auf die Wirksamkeit ist Glyphosat in seiner Darreichungsform – also in der Brühe, die verteilt wird – noch toxischer als in seiner Reinform. Obwohl der Stoff bereits seit den 1950er-Jahren synthetisiert wurde, erkannte man seine Möglichkeiten im Pflanzenschutz erst Anfang der 1970er-Jahre. Seit 1974 ist das Mittel Roundup als Breitbandherbizid auf Basis des Glyphosat im Einsatz.

Einsatz auf dem Feld

Heutzutage ist Glyphosat weltweit fester Bestandteil der landwirtschaftlichen Werkzeugkiste. Wie es eingesetzt wird, unterscheidet sich zwischen den Kontinenten. In den USA oder Brasilien etwa sind genetisch veränderte Kulturpflanzen längst Alltag. Es gibt Mais- oder Soja-Sorten, die gegen Glyphosat immun sind. Sie haben damit einen Vorteil gegenüber ihren Konkurrenten, den sogenannten Unkräutern, die ihnen Wasser, Licht und Nährstoffe streitig machen. Denn während Unkräuter beim Einsatz von Glyphosat absterben, ist das bei Kulturen mit gentechnisch verändertem Mais nicht der Fall. Allerdings hat die Evolution inzwischen nachgelegt: Viele unerwünschte Pflanzen sind mittlerweile auch gegen das Gift immun. Gleichstand auf dem Feld.

Auf der hiesigen Seite des Atlantiks ist Gentechnik verpönt. In Europa wird Glyphosat nur sehr punktuell eingesetzt. Vor allem Mulch- und Direktsaatverfahren sind auf dieses Werkzeug angewiesen. Dabei geht es darum, den Boden so wenig wie möglich zu stören. „Generell erfordert der Anbau von Kulturpflanzen zur Lebensmittelproduktion das Entfernen von Unkräutern auf einem Acker, da dort die Kulturpflanze ohne Konkurrenz von anderen Pflanzen und Unkräutern um Nährstoffe, Wasser und Licht wachsen soll“, sagt Bayer-Sprecher Gutmann. „Mit Glyphosat können Landwirte das erreichen, ohne pflügen zu müssen.“ Kein Pflug bedeutet, dass das Bodenleben weitgehend ungestört bleibt. Die Struktur im Boden ist stabil und weniger anfällig für Erosion. Zudem soll auf diese Weise weniger organische Substanz im Boden zerfallen. Das heißt, Kohlendioxid bleibt länger im Boden. Damit wäre Glyphosat ein Beitrag zum Klimaschutz. „Zudem würde Pflügen zu deutlich mehr Dieselverbrauch mit entsprechenden Treibhausgasemissionen sowie Millionen zusätzlicher Arbeitsstunden führen.“

Praktisch sieht das auf einem typischen Acker, irgendwo zwischen Flensburg und Oberammergau, in etwa so aus: Ein Landwirt sät im August Raps auf seinem Acker aus, den er im Sommer des Folgejahres erntet. Nach der Ernte will er auf derselben Fläche Winterweizen anbauen. Deswegen arbeitet der Bauer die bei der Raps-Ernte ausgefallenen Pflanzensamen in die obersten fünf Zentimeter der Bodenschicht ein. Allerdings werden sie dort zum Keimen angeregt. Die Keimlinge, seien sie vom Raps oder anderen Pflanzen, würden aber den Winterweizen stören. Also schafft er mit Glyphosat eine keimlingsfreie Fläche, auf der er den Winterweizen aussäen kann. Auch beim Deutschen Bauernverband glaubt man deshalb an Glyphosat. „Sichere und qualitativ hochwertige Ernten sind ohne biologische und/oder chemische Pflanzenschutzmittel kaum möglich“, heißt es in einer Pressemitteilung.

Risiken und Nebenwirkungen

Kritiker des Einsatzes von Glyphosat und anderer Pflanzenschutzmittel sehen diese Vorteile nicht. Das Argument, dass die pfluglose Bearbeitung mit Glyphosat zum Aufbau von Humus beitrage, entkräften sie mit Verweis auf die Angaben des Umweltbundesamtes und des Thünen-Instituts. Demnach führt eine eingeschränkte Bodenbearbeitung nur dazu, dass sich Humusschichten zwischen den Bodenhorizonten verlagern. Denn wenn der Acker ohne Pflug bearbeitet wird, bildet sich in den oberen Bodenschichten zwar mehr Humus, aber bei einer pflügenden Bearbeitung verteilt sich dieser wiederum besser im Boden. Unterm Strich erhöht sich der organische Kohlenstoffgehalt in Ackerböden nicht, wenn der Bauer nicht pflügt.

Stattdessen könnten zum Humusaufbau eher der Anbau von Zwischenfrüchten, eine bessere Fruchtfolge und der Verzicht auf Grünlandumbruch beitragen. „Aus Klimaschutzgründen ist der Einsatz von Glyphosat also nicht zu rechtfertigen“, sagt Verena Riedl, Teamleiterin Biodiversität beim Naturschutzbund Nabu.

Und Naturschützer und Ökologen führen noch andere Argumente ins Feld. Denn die Wirksamkeit des Glyphosats ist aus der Perspektive der Biodiversität zugleich das beste Argument dagegen. Der Stoff tötet auch Pflanzen neben dem Acker oder auf nahegelegenen unbehandelten Flächen. Dadurch verstärken Herbizide den Trend, dass Blumen und Gräser verschwinden, die früher die Feldmark bereichert haben. Rund 350 Arten gehören in Deutschland dazu, ein Drittel ist gefährdet oder sogar ausgestorben. Waren früher 30 bis 40 Arten am Feldrand zu finden, sind es heute nur noch die anspruchslosesten oder die resistenten. Wo früher Ackerrittersporn, Kornrade oder Adonisröschen standen, sind heute nur mehr die Vogelmiere oder die Acker-Kratzdistel zu sehen. Damit einher geht ein weiterer Verlust: Wo die Pflanzen verschwinden, die als Nahrung dienen, verschwinden die Insekten und damit auch Fledermäuse und Vögel, die ihrerseits auf die Insekten angewiesen sind. „Seit 1980 sind beispielsweise mehr als zehn Millionen Vogel-Brutpaare aus der Agrarlandschaft verschwunden. Besonders stark betroffen sind Vogelarten, die sich von Insekten ernähren – hierzulande insbesondere Kiebitz, Rebhuhn, Grauammer und Feldlerche“, meldet der Nabu.

Die Studienlage

Nicht umsonst steht Glyphosat unter Beobachtung. Sehr gut war das bei der Verlängerung der Glyphosat-Genehmigung Ende 2023 durch die EU-Kommission zu sehen: Mit über 180.000 Seiten gilt das wissenschaftliche Dossier als das umfangreichste, das jemals eingereicht wurde. Es umfasst 1.500 Studien sowie die Auswertung von über 12.000 wissenschaftlichen Artikeln hinsichtlich der Relevanz und Verlässlichkeit der zugrunde liegenden Daten.

Die Studien betrachten verschiedene Risikobereiche des Glyphosats. Genannt sind ökologische Studien, die Auswirkungen auf Bodenleben oder Insekten untersuchen. Und solche, die Glyphosat in Ökosystemen oder Lebensmitteln und Wasser nachweisen. Dann gibt es Studien, die sich konkret mit Gesundheitsrisiken für den Menschen auseinandersetzen. Insbesondere die Frage, ob Glyphosat Krebs erzeugen kann, steht im Fokus.

Bei Studien zur Wirkung des Glyphosats auf Lebewesen scheint das Bild eindeutig. So hat eine Untersuchung der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich und des Bundesamtes für Naturschutz gezeigt, dass ein Herbizid mit Glyphosat Florfliegenlarven stark schädigt. Und zwar dann, wenn die Insekten es direkt mit der Nahrung aufnehmen. Die Florfliege Chrysoperla carnea gilt als Modellorganismus in Ökotoxizitätstestprogrammen. Die Forscher haben Konzentrationen von 0,001 bis 1 Prozent getestet. Das heißt, die Verdünnungen waren sogar niedriger als die für Feldanwendungen empfohlenen 1,67 Prozent.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter Federführung der Soil Physics and Land Management Group (SLM) der niederländischen Wageningen University hat den langfristigen Einfluss von Glyphosat auf Mikrobiome getestet, also Gemeinschaften von Mikroorganismen, wie sie im Boden, in Gewässern und auch im Menschen vorkommen. Denn auch wenn Glyphosat nicht direkt auf den Menschen oder Tiere wirkt, so doch eben über Umwege wie Bakterien oder Pilze. Zum Beispiel beeinträchtigt es die Fixierung von Stickstoff durch Bakterien in Hülsenfrüchten. Auch der Mensch könnte durchaus betroffen sein. Die Internationale Agentur für Krebsforschung IARC sagt darüber hinaus, dass Glyphosat wahrscheinlich krebserregend sei.

Allerdings gibt es nicht nur Studien, die eine Gefahr durch Glyphosat bestätigt sehen. Andere Studien kommen insbesondere mit Blick auf die Gefahren für den Menschen zu anderen Schlussfolgerungen. Pflanzenschutzmittel durchlaufen in Europa ein komplexes Genehmigungsverfahren. Auf EU-Ebene bewertet die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) den Wirkstoff eines Pflanzenschutzmittels. Auf nationaler Ebene bewerten dann weitere Behörden das Mittel für die Praxis, in dem der Wirkstoff enthalten ist. Erst 2022 hatte die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) im Auftrag der EFSA eine erneute Gefahrenbewertung in Bezug auf Glyphosat durchgeführt. Demnach gibt es bei Glyphosat keine kritischen Problembereiche, die ein Risiko für Mensch und Tier oder Umwelt darstellen.

Auch für das Urteil der IARC über die Wirkung von Glyphosat hat die EFSA eine Erklärung. Demnach sei die Herangehensweise der zwei Institutionen unterschiedlich. „Die IARC bewertet generische Substanzen, einschließlich Gruppen verwandter chemischer Stoffe, die berufs- beziehungsweise umweltbedingte Exposition sowie kulturelle Gepflogenheiten und Verhaltensweisen“, so die EFSA. Die IARC leitet also die Gefahr daraus ab, dass unter allen Bedingungen – das heißt Verbindungen, Mitteln, Anwendungen – zumindest eine Kombination aufgetreten ist, die einen Hinweis auf Krebs gegeben hat. Das ficht die EFSA nicht an. Die EFSA nimmt aber für sich in Anspruch, gründlicher bei der Bewertung zu sein als die IARC. Und demnach sei das Krebsrisiko zu vernachlässigen.

Im Frühjahr 2023 erschien wiederum eine US-amerikanische Studie in der Fachzeitschrift Leukemia and Lymphoma. Diese wies ein statistisch signifikant erhöhtes Krebsrisiko nach und bestätigte einen Zusammenhang zwischen Non-Hodgkin-Lymphomen, einschließlich des Subtyps der Haarzellenleukämie, und der Exposition gegenüber bestimmten Herbiziden, einschließlich Glyphosat.

Es ist für den Laien schwer zu beurteilen: Die einen Experten halten Glyphosat für unbedenklich. Die anderen lesen die Studien als Beweis, dass der Wirkstoff und die Mittel, die ihn enthalten, verboten werden sollten.

Die Dosis macht das Gift

Bei der Frage nach der Gefährlichkeit spielt auch die Dosis eine Rolle. Regelmäßig tauchen Studien und Berichte auf über Glyphosat in Schwarzem Tee, Nudeln, Linsen, Haferflocken und Bier. Die Schlagzeilen lauten dann: „Achtung, Gift im Essen!“ Doch wenn man genau hinschaut, haben diese Studien zwei Problempunkte: Zum einen sind die Konzentrationen, die gemessen wurden, sehr niedrig. So ist eine Studie der Anti-Pflanzenschutz-Organisation Pesticide-Action-Network vergangenes Jahr zu dem Ergebnis gekommen, dass der Stoff nahezu überall in Europa in Gewässern zu finden ist. Allerdings enthält selbst die am stärksten belastete Probe lediglich drei Mikrogramm pro Liter. Folgt man der Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation (WHO), schaden 300 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht nicht. Bringt man nun 80 Kilo Körpergewicht auf die Waage, sind bis zu 24.000 Mikrogramm ungefährlich. Oder anders ausgedrückt: Man müsste 8.000 Liter Wasser pro Tag trinken, bis einem die enthaltene Glyphosat-Konzentration schadet.

Des Weiteren ist bei den Messergebnissen insbesondere in Wasser nicht immer nur Glyphosat im Spiel. Ein Team um die Umweltchemikerin Carolin Huhn von der Universität Tübingen hat Konzentrationen des Pflanzenschutzmittels und seines Abbauprodukts AMPA in Flüssen Europas und den USA verglichen. Sie fanden zwar die Stoffe. Doch eine Quelle für AMPA sind neben Glyphosat auch Waschmittel. Es entsteht nämlich beim Abbau stickstoffhaltiger organischer Phosphonsäuren. Und diese sind als Wasserenthärter in Waschmitteln enthalten.

Mit der Verlängerung durch die EU kommt Glyphosat weiterhin auf den Acker und belastet die Gewässer Europas. Immerhin: In der neuen Anwendungsverordnung der Bundesregierung zum Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln ist das Ausbringen auf Dauergrünland verboten. Genauso in Gewässerschutz-, Flora-Fauna-Habitat- sowie Naturschutzgebieten, auf Streuobstwiesen oder artenreichem Grünland. Abgesehen davon werden derzeit neue Anbauverfahren entwickelt, in denen die Pflanzenschutzmittel weniger vonnöten sind.

Alternativen

Gibt es denn Alternativen zu dem umstrittenen Glyphosat? Zu nennen sind zunächst die physikalischen Unkrautvernichter. Das heißt, der Landwirt häckselt, schreddert und begräbt Pflanzen, die er nicht haben möchte. Im Fachjargon bedeutet das Mulchen, Grubbern oder Striegeln. Doch zu hundert Prozent funktioniert das nicht. Zudem bedeutet es Mehrarbeit für den Landwirt und damit höhere Kosten. Das trifft auch andere Glyphosat-Großkunden: Früher hat die Deutsche Bahn ihre Gleisanlagen mithilfe von Glyphosat freigehalten – seit 2023 verzichtet der Konzern darauf. Damit wird das Entfernen von Gras, Büschen und Bäumen auf, neben und bei den Schienen teurer. Ab 2024 schlägt diese Änderung mit 53 Millionen Euro im Jahr zu Buche, berichtete das Magazin „Der Spiegel“ aus einem internen Papier der Bahn.

Andere Methoden rücken den Pflanzen auf dem Feld mit Feuer, Strom oder sogar Laserstrahlen zu Leibe. Feuer ist dabei schon ein Klassiker. Strom eine elegantere Methode. Verschiedene Hersteller bieten Anbaugeräte an: Drähte lassen beim Darüberfahren Strom durch den Untergrund fließen – die Zellen der Pflanzen werden geschädigt, das Kraut vertrocknet schlussendlich. Bei sogenannten Unkräutern funktioniert das gut, bei unerwünschten Gräsern nicht. Überhaupt ist auch diese Methode mit 250 Euro pro Hektar alles andere als billig.

Smart Farming

Das Problem ist grundsätzlich, Freund und Feind, Nutzpflanze und unerwünschte Pflanze, auseinander zu halten. Dafür lautet das Zauberwort Smart Farming: So wie die Gesichtserkennung am Handy kann eine Laserkanone – beispielsweise des Unternehmens Carbon Robotics – Pflanzen unterscheiden. Dabei wertet eine Künstliche Intelligenz die Bilder der bordeigenen Kamera aus und entscheidet, was leben darf oder gegrillt werden soll. Dann visieren 30 Kohlenstoffdioxid-Laser ihre Ziele auf den Millimeter genau an und zerstören die Pflanzen.

Neben neuen Technologien arbeiten Unternehmen längst auch an alternativen chemischen Lösungen. Die können für sich oder in Kombination mit technischer Unkrautvernichtung arbeiten. So entwickelt Bayer Crop Science etwa einen Nachfolger beziehungsweise eine Ergänzung zu Glyphosat. Schon allein, um Resistenzen vorzubeugen. Das neue Herbizid aus dem Labor wird zurzeit in Feldversuchen getestet. „Demnächst soll der erste Zulassungsantrag gestellt werden“, so Frank Terhorst, Leiter der Sparte Strategie und Nachhaltigkeit bei Bayer. 2028 könnte es auf dem Markt sein.

Ebenfalls ein neues Unkrautbekämpfungsmittel mit einem vollkommen neuen Wirkmechanismus will BASF auf den Markt bringen. Dabei werden Fettsäurethioesterasen (FAT) gehemmt. Vor allem gegen unerwünschte Gräser soll es helfen. Der Wirkstoff Cinmethylin im Herbizid Luximo ist in England bereits auf dem Markt und die Zulassung auch für Deutschland beantragt.

Zucker statt Glyphosat

Es könnte dereinst auch ein Zucker sein, der Tabula rasa auf den Feldern macht. Schon 2019 hatte der Doktorand Klaus Brilisauer am Institut für Organische Chemie der Universität Tübingen im Rahmen seiner Dissertation entdeckt, dass ein bestimmtes Bakterium ein anderes Bakterium in seinem Wachstum hemmt. Auf der Suche nach der Ursache stieß er auf 7dSh, ausgeschrieben 7-Desoxysedoheptulose. Das ist ein natürlicher Zucker, den das Bakterium Synechococcus elongatus herstellt. Der Zucker hemmt nicht nur das Wachstum anderer Bakterien, sondern auch von Pilzen und Pflanzen, aber nicht von Tieren oder Menschen. Der Zucker ist wie ein Bauteil, das geeignet scheint, aber nicht wirklich in den Aufbau und den Mechanismus passt. In diesem Fall ist der Ansatzpunkt wie beim Glyphosat der Shikimisäurestoffwechsel. Das Prinzip wirkt und bisher zeigt der Zucker keine unerwünschten Nebenwirkungen. Allerdings funktioniert das derzeit nur im Labor. Für die Praxis fehlt es noch an der passenden Darreichungsform. Egal, wie man dazu steht: Glyphosat wird wohl noch eine Zeit lang Thema auf den Äckern bleiben.