Pflanzenschutzmittel

mini|Unimog 427 bei der Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels mini|Die Applikation eines Pflanzenschutzmittels kann auch in der Nacht erfolgen, wenn während des Tages der Wind zu stark ist oder die Tagestemperatur zu hoch ansteigt. Pflanzenschutzmittel (PSM) sind Schädlings- und Unkrautbekämpfungsmittel, die überwiegend zum Schutz von Nutzpflanzen ausgebracht werden. Die EU-Pflanzenschutzmittelverordnung, Artikel 2 definiert sie als chemische oder biologische Wirkstoffe und „Gemische“ (gemäß REACH-Verordnung), die dazu bestimmt sind,

Nutzpflanzen und deren Erzeugnisse vor Schadorganismen zu schützen oder ihrer Einwirkung vorzubeugen (z. B. Insektizide, Rodentizide), in einer anderen Weise als ein Wirkstoff die Lebenswege von Pflanzen zu beeinflussen (z. B. Wachstumsregulatoren), Pflanzenerzeugnisse zu konservieren (Beizmittel für Saatgut und Vorratsschutzmittel), unerwünschte Pflanzen oder Pflanzenteile zu vernichten, ein unerwünschtes Wachstum von Pflanzen zu hemmen oder einem solchen Wachstum vorzubeugen (Herbizide).

Die Produkte dürfen erst dann vermarktet werden, wenn sie ein Zulassungsverfahren durchlaufen haben. Zulassungsstelle für PSM in Deutschland ist das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) in Braunschweig, in der Schweiz das Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV) in Liebefeld.

Der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln ist aufgrund der komplexen Umwelteinflüsse umstritten.

Geschichte des Pflanzenschutzes mini|Carl Johann Peyfuss (1865–1932): Winzer im Weinberg Die Geschichte des Pflanzenschutzes ist so alt wie die Geschichte des Ackerbaus. Bereits in der Antike wurde vom Einsatz anorganischer Chemikalien berichtet. Plinius der Ältere rät zur Verwendung von Arsen als Insektizid, freilich ohne um die Toxizität von Arsen zu wissen.Andreas Bernhardt: Ermittlung von Pestizidstoffströmen im Ökosystem Buchenwald. Diss., Univ. Lüneburg, 2003. Auch im alten China ist eine systematische Bekämpfung von Heuschrecken um 1000 v. Chr. bekannt gewesen.Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Karl Winnacker, Leopold Küchler: Chemische Technik. Band 8: Ernährung, Gesundheit, Konsumgüter. 5. Auflage. Wiley-VCH, 2004, ISBN 3-527-30773-7, S. 216–223.

Durch Entdeckungsreisen in andere Länder stießen Forscher auf pflanzliche Wirkstoffe, die gegen Schädlinge eingesetzt werden konnten: Nikotin aus Tabakblättern (1763), Pyrethrum aus Chrysanthemenblüten (1843), Rotenon aus Tubawurzeln (1848). Bekannte Plagen in der Geschichte waren die Große Hungersnot in Irland zwischen 1845 und 1851, bei der bis zu einer Million Menschen starben und zwei Millionen Iren in die Auswanderung nach Amerika getrieben wurden sowie in Deutschland während der Jahre 1916–1917 der Steckrübenwinter.Ulmanns Encyklopädie der technischen Chemie. Band 18: Uran (Fortsetzung) bis Zellwolle. 4. Auflage. Urban & Schwarzenberg, S. 4–15 (Stichwort: Pflanzenschutzmittel, Toxikologie).

Ab der Mitte des 19. Jahrhunderts begann man, anorganische Salze im industriellen Maßstab zu produzieren und einzusetzen. Ab 1867 wurde das Schweinfurter Grün oder Pariser Grün, ab 1878 die Bordeauxbrühe oder Kupferkalkbrühe und ab 1890 das Bleiarsenat im Kartoffelanbau und im Obst- und Weinbau eingesetzt. Ab 1913 wurde in Deutschland auch Methylquecksilber als Pflanzenschutzmittel angeboten. Als erstes organisches Insektizid gilt das 1892 von Bayer eingeführte Dinitro-o-kresol. Es diente zunächst der Bekämpfung des Nonnenfalters im Waldbau, wurde aber ab 1932 in Frankreich auch als Getreideherbizid angeboten.

Im Jahr 1938 wurde dann das gut wirksame Insektizid TEPP (Tetraethylpyrophosphat), im Jahr 1939 die Wirksamkeit des DDT von Paul Hermann Müller (Geigy) entdeckt. DDT wurde viel verwendet, reicherte sich aber in der Umwelt und Nahrungskette an.

Schwer abbaubare Chemikalien, die sich über weite Gebiete – auch im Wasser verteilen – und sich auch im menschlichen Fettgewebe anreichern können, nennt man langlebige organische Schadstoffe (oder POP von persistent organic pollutants).Gerhard Lammel, Cornelius Zetzsch: POPs – schwer abbaubare Chemikalien. In: Chemie in unserer Zeit. 2007, S. 276–284, doi:10.1002/ciuz.200700421.

Im Jahr 1942 wurde 2,4-D (2,4-Dichlorphenoxyessigsäure) als erstes Herbizid entdeckt. 1944 entdeckte Gerhard Schrader die Thiophosphorsäureester als wirksame Insektizide. Aufgrund der guten biologischen Abbaubarkeit wird diese Stoffgruppe zur Schädlingsbekämpfung gerne eingesetzt. 1956 wurden Triazin-Herbizide in der Schweiz eingeführt.

In den USA entdeckte man 1930 die fungizide Wirkung von Dithiocarbamaten.

In den 70er-Jahren wurde Roundup mit dem Wirkstoff Glyphosat zugelassen, welches Stand 2021 seit einiger Zeit das erfolgreichste Pflanzenschutzmittel auf den Markt ist. Die Vorzüglichkeit von Breitbandherbiziden wurde ab 1996 mit der Einführung von glyphosat-resistenten Pflanzen weiter gesteigert. Heutzutage ist der Einsatz des Wirkstoffs umstritten, wobei die steigende Anzahl an resistenten Beikräutern vor allem an der intensiven, einseitigen Nutzung der Kombination aus Wirkstoff und resistenter Pflanze und anfangs fehlendem Resistenzmanagement liegt.

Durch die immer zeit- und kostenintensivere Entwicklung von neuen PSM-Wirkstoffen, steigenden Anforderungen bei der Zulassung und Anwendung stagniert die Neuzulassung neuer Wirkstoffe in den letzten Jahren.

2024 wurde das von der Firma GreenLight Biosciences unter dem Namen Calantha vermarktete Pestizid Lepondra von der Environmental Protection Agency (EPA) in den USA zugelassen. Anders als herkömmliche Pestizide basiert es auf einem Mechanismus namens RNA-Interferenz (RNAi). Es zielt auf ein lebenswichtiges Gen, das für die katalytisch aktive Proteasom Untereinheit β5 des Kartoffelkäfers (Leptinotarsa decemlineata) codiert, ab. Die lethal wirkende, als Spray applizierte doppelsträngige RNA (dsRNA) hemmt die Beseitigung von geschädigten Proteinen, was zur Anhäufung von Poly-ubiquitinierten Proteinen in Kartoffelkäferzellen führt. Das Zielgen ist einzigartig für den Schädling und seine nahen Verwandten, was Schäden an Bestäubern und anderen Arten verhindern soll.

Mit der Einführung neuer genomischer Techniken (z. B.: Genome Editing) hat sich die Möglichkeit ergeben pflanzeneigenes Genmaterial kostengünstig und zielgerichtet so zu verändern, dass beispielsweise Resistenzen gegenüber bestimmten Schaderregern entstehen.

Pflanzenschutzmittelverzeichnisse Die EU-Pflanzenschutzmitteldatenbank wird von der Generaldirektion Gesundheit und Lebensmittelsicherheit geführt.

In Deutschland zugelassene oder zugelassen gewesene Pflanzenschutzmittel sind über diverse Online-Datenbankformate des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) abzurufen.BVL: Informationen über Pflanzenschutzmittel Seit 2003 bis zur letzten Ausgabe 2018Hinweis des BVL mit Bezugsquelle für letzte gedruckte Fassung waren sie im jährlich erscheinenden siebenbändigen Pflanzenschutzmittelverzeichnis des BVL mit Wirkstoffen, Wirkstoffgehalt, Anwendungen und Kennzeichnungsauflagen gelistet (vorher von der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft ausgegeben, die -2008 im Julius Kühn-Institut – Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) aufgegangen- dann nur noch Band 6 ausgab): Teil 1: Ackerbau – Wiesen und Weiden – Hopfenbau – Nichtkulturland Teil 2: Gemüsebau – Obstbau – Zierpflanzenbau Teil 3: Weinbau Teil 4: Forst Teil 5: Vorratsschutz Teil 6: Anerkannte Pflanzenschutz- und Vorratsschutzgeräte Teil 7: Haus- und Kleingartenbereich.

In Österreich ist die Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) zuständig.

Die in der Schweiz zugelassenen Präparate und Wirkstoffe können beim Bundesamt für Landwirtschaft eingesehen werden.

Einteilung von Pflanzenschutzmitteln

Markt und Hersteller mini|hochkant=2|rechts|Die weltweiten Top 5 unter den Pflanzenschutzmittel-Herstellern und -AbnehmernFleischatlas 2021 – Daten und Fakten über Tiere als Nahrungsmittel, Berlin 2021, ISBN 978-3-86928-224-4, S. 25.

Der Weltmarkt für Pflanzenschutzmittel betrug im Jahr 2014 42,7 Mrd. Euro und verteilt sich zu 28,5 % auf Lateinamerika, 25,9 % auf Asien inkl. Japan und Ozeanien, 24,5 % auf die Europäische Union und 17,3 % auf die USA, Kanada und Mexiko. Der Umsatz in Deutschland betrug 1,6 Mrd. €. Industrieverband Agrar e. V. Die zehn umsatzstärksten Hersteller von Pflanzenschutzmitteln waren Syngenta (10,3 Mrd. Dollar), Bayer CropScience (9,5), BASF (6,0), Dow AgroSciences (5,0), Monsanto (3,7), DuPont (3,2), Makhteshim Agan (2,6), Nufarm (2,3), Sumitomo Chemical (2,0) und FMC (1,8).Top 10 agchem firms obtained solid sales growth in 2012. In: AgroNews. 26. Juli 2013. Abgerufen am 7. Januar 2014. In Deutschland liegt der Absatz jährlich bei ca. 40.000 t, 2011 wurden 43.000 t verkauft.

Fusionen und Übernahmen Um 1990 hielten die Großunternehmen BASF, Bayer, Hoechst, Schering, Ciba-Geigy, Sandoz eigene Abteilungen zur Entwicklung von Pflanzenschutzmitteln in Deutschland, Frankreich und der Schweiz. Die Entwicklung neuer Pflanzenschutzwirkstoffe hat sich durch die erheblich gestiegenen Kosten für die Forschung so verteuert, dass diese nur noch von Großfirmen und Industriekooperationen aufgebracht werden können, was in der Folge zu zahlreichen Firmenfusionen führte.

1994 wurde die Agrarsparte von Hoechst mit der von Schering zusammengelegt, es entstand das neue Unternehmen AgrEvo. Die französische Rhône-Poulenc fusionierte mit Hoechst zu Aventis, das neue Unternehmen führte AgrEvo mit der Agro-Sparte von Rhône-Poulenc zum neuen Unternehmen Aventis CropScience zusammen.

2002 legte Bayer seinen Pflanzenschutzsektor mit Aventis CropScience zusammen, es entstand das Unternehmen Bayer CropScience.Bayer CropScience

Die BASF übernahm die Pflanzenschutzmittelforschung von Shell und der American Cyanamid. Im Jahr 2000 wurde das Geschäft der BASF durch den Pflanzenschutzmittelbereich einer US-Firma (American Home Products) erweitert.

Die Schweizer Chemiekonzerne Sandoz und Ciba-Geigy fusionierten zu Novartis. 1996 entstand die Novartis Crop Protection. Bei der Zusammenlegung von Novartis Crop Protection mit Zeneca entstand ein selbstständiges Agrounternehmen mit dem Namen Syngenta. Syngenta wurde im Jahr 2017 vom chinesischen Staatsunternehmen ChemChina übernommen, wobei die Firmenzentrale vertraglich in Basel verblieb.

Die Bayer AG übernahm 2018 den amerikanischen Konzern Monsanto und wurde damit der unangefochtene Weltmarktführer in der Agrochemie mit über 20 Mrd. EURO Umsatz p. a.GUH Vermögenː Bayer-Monsato Fusion vollzogen

Zusammensetzung

Pflanzenschutzmittel sind in der Regel Zubereitungen, Wirkstoffe sind also oft mit Hilfsstoffen (Formulierhilfsmittel) gemischt.Bernd Schäfer: Naturstoffe der chemischen Industrie. Spektrum Verlag, 2007, ISBN 978-3-8274-1614-8, S. 467–512. Rund 4000 eingesetzte Hilfsstoffe sind bekannt.EPA Announces Plan to Require Disclosure of Secret Pesticide Ingredients. In: organicconsumers.org Sie sollen u. a. die Verteilung, die Benetzung, die Anhaftung, die Durchdringung der Cuticula der Pflanze und/oder die Stabilität der Tankmischung beeinflussen. Schlecht wasserlösliche Pflanzenschutzmittel benötigen je nach Formulierung ein Lösungsmittel oder einen Emulgator, um ausgebracht werden zu können. Einige Hilfsstoffe, die eigentlich als inert betrachtet werden, können eine eigene Toxizität aufweisen (z. B. Tallowamin).

Ausbringtechnik mini|Tunnelspritzgerät im Weinbau bei der Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels. Tunnelspritzvorrichtungen reduzieren die Spritzbrühenverluste mit Hilfe der tunnelförmigen Umhüllung des Rebstockes (mit Rückführung der aufgefangenen Spritzflüssigkeit), sehr deutlich.