Chemisch-synthetische Wirkstoffe sind oftmals gefährlicher für die Umwelt als natürliche Stoffe. Zum Beispiel, weil sie nur schwer abbaubar sind, sich in der Umwelt anreichern oder schon in geringsten Mengen hochtoxisch sind. Eine Studie (2022) zeigt, dass von 256 zugelassenen synthetischen Wirkstoffen 55 Prozent Hinweise auf Gesundheits- oder Umweltgefahren tragen. Bei den 134 zugelassenen natürlichen Wirkstoffen sind es nur 3 Prozent. Aber nur weil Stoffe aus der Natur stammen und für den Pflanzenschutz im Ökolandbau zugelassen sind, heißt das nicht automatisch, dass sie ungiftig sind. Auch sie können schädliche Auswirkungen auf Insekten, Bodenlebewesen oder Gewässer haben. Beispielhaft wird die Problematik an folgenden drei Wirkstoffen dargestellt:
Spinosad ist ein Insektizid, welches gegen Kartoffelkäfer und Schadinsekten im Obst- und Gemüsebau (z.B. Kirschessigfliege, Fruchtschalenwickler, Thripse) eingesetzt wird. Es wird durch Fermentation aus dem Bodenbakterium Saccharopolyspora spinosa gewonnen. Aufgenommen wird der Wirkstoff bei Fraß und Kontakt. Durch eine Schädigung des Nervensystems tritt eine vollständige, irreversible Lähmung ein. Das Mittel ist in der Bienengefährdungsstufe B1 (= Bienengefährlich) eingestuft. Außerdem ist es giftig für Fische, Algen und andere Wasserorganismen. Tests an Marienkäfern und Erzwespen haben gezeigt, dass es auch schädlich für Nützlinge ist. Der Einsatz von Spinosad ist laut europäischer Bio-Vorordnung erlaubt, darf aber in den meisten deutschen Bio-Verbänden nur nach vorheriger Ausnahmegenehmigung ausgebracht werden. In den Jahren 2016 bis 2018 gab es bundesweit etwa 60 genehmigte Anwendungen pro Jahr in den Verbandsbetrieben. Wie viel Spinosad auf Betrieben eingesetzt wurde, die keinem Verband angehören, ist nicht bekannt.
Pyrethrum ist ein breit wirksames Insektizid, welches durch Pulverisierung und Extraktion aus den Blüten von Wucherblumen gewonnen wird. Die Inhaltsstoffe, die Pyrethrine, werden gegen saugende und beißende Insekten wie Blattläuse, Kohlweißlinge und Apfelblütenstecher eingesetzt. Bei Kontakt führt das Nervengift zu Koordinationsstörungen, Lähmungen und schließlich zum Tod. Pyrethrine sind für alle Insekten giftig, also auch für Nützlinge wie Raubmilben, Schlupfwespen und Bestäuber. Zudem ist der Stoff toxisch für Fische, Algen und andere Wasserorganismen. Durch den synthetischen Synergisten Piperonylbutoxid, der dem Mittel beigemischt wird, verstärkt sich die toxische Wirkung der Pyrethrine noch um das 30fache. Deshalb ist der Zusatz dieses Synergisten bei einigen Bio-Verbänden verboten. Die natürlichen Pyrethrine dürfen im Übrigen nicht verwechselt werden mit den synthetisch nachgebauten Pyrethroiden, welche im Ökolandbau verboten sind. Wesentlicher Unterschied ist, dass der natürliche Stoff durch UV-Strahlung relativ schnell, meist innerhalb eines Tages, abgebaut wird, aber das chemische Pendant langanhaltend hochtoxisch wirkt.
Kupferhaltige Pflanzenschutzmittel sind die bekanntesten Vertreter der problematischen Stoffe im Ökolandbau. Kupferpräparate gehören zu den ältesten Pestiziden überhaupt und werden in vielen Kulturen eingesetzt: Wein, Obst, Hopfen, Gemüse, Kartoffeln und Zierpflanzen. Die Präparate enthalten gelöste Kupferionen, welche den Enzymstoffwechsel von Mikroorganismen blockieren. Sie werden als Fungizide gegen viele Pilzkrankheiten eingesetzt, beispielsweise gegen Mehltau, Apfelschorf und Kartoffelfäule.
Das Schwermetall Kupfer ist persistent. Das heißt, es baut sich in der Umwelt nicht ab und reichert sich so über die Jahre immer mehr im Boden an. In höheren Konzentrationen ist es dann giftig für Organismen, da Zellwände und Erbgut geschädigt werden. Problematisch ist das insbesondere auch für die nützlichen Bodenlebewesen wie Regenwürmer und Springschwänze. Studien belegen hier einen Rückgang sowohl der Anzahl der Arten, als auch der Anzahl der Individuen. Auch für Vögel und Säugetiere sind Kupferionen in höherer Konzentration toxisch. Gelangen Rückstände der Präparate in Gewässer, sind sie auch für Fische und andere aquatische Organismen sehr giftig. Kupfer ist in der Wassergefährdungsklasse 3 (= stark wassergefährdend) eingestuft. Wegen seiner Persistenz und seiner Toxizität wird Kupfer von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) als „Substitutionskandidat“ geführt. Das heißt, der Stoff muss ersetzt werden, sobald es Wirkstoffe mit vergleichbarer Wirkung gibt. Die aktuelle Zulassung von Kupfer als Pflanzenschutzmittel ist aber noch bis Dezember 2025 gültig.
Laut Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) werden in Deutschland jährlich etwa 100 Tonnen Kupfer ausgebracht, davon etwa ein Drittel im Ökolandbau und zwei Drittel im konventionellen Landbau. Kupfer wird auch im konventionellen Landbau gerne genutzt, da es preisgünstig ist und keine gesundheitsschädlichen Rückstände auf der Ernte hinterlässt. Zudem werden die Kupferpräparate hier abwechselnd mit synthetischen Pflanzenschutzmitteln eingesetzt, um Resistenzen zu vermeiden. Neben den Kupfereinträgen aus Pflanzenschutzmitteln gelangen hohe Kupfermengen auch bei der Gülleausbringung in die Böden, denn im konventionellen Landbau wird auch das Tierfutter mit Kupfer angereichert.
Während im konventionellen Anbau auch synthetische Fungizide eingesetzt werden können, ist die Kupferabhängigkeit im Ökolandbau hoch. Ohne den Einsatz von Kupfer rechnet die Branche mit Ertragsausfällen von 10 bis 20 Prozent bei Gemüse und Kartoffeln, und von 50 bis 100 Prozent im Wein- und Obstbau. Bisher gibt es kein Präparat, das Kupfer im Ökolandbau ersetzen kann. Im Jahr 2010 wurde von den Ökoverbänden und dem BÖLW ein Strategiepapier für Deutschland erarbeitet, mit dem Ziel, den Kupfereinsatz im ökologischen Pflanzenschutz zu minimieren. Seit 2018 gibt es zudem eine europäische Kupferminimierungsstrategie, die vom europäischen Dachverband der Bio-Branche, dem IFOAM, koordiniert wird.
Eine Minimierung des Kupfer-Einsatzes soll demnach über verschiedene Maßnahmen erreicht werden:
- Reduzierung der Kupfermengen
- Verbesserung der Kupferformulierung (z.B. Verkapselung der Kupferionen)
- Jährlich flexibler Einsatz über Kupferkonten
- Kombination von Kupfer mit anderen naturstofflichen Pflanzenschutzmitteln und Pflanzenstärkungsmitteln (z.B. Ackerschachtelhalm)
- Züchtung pilzresistenter Sorten
- Kulturtechnische Maßnahmen (z.B. Düngung, Bewässerung, Feldhygiene)
- Einsatz von Befalls-Prognose-Modellen
- Forschung und Beratung