Auf der Suche nach besseren Methoden zur Unkrautbekämpfung

Ein Gespräch zwischen Henning Windheim, dem Delegierten des Youth Agriculture Summit 2017 (YAS), und Axel Trautwein, Leiter des Bereichs Small Molecules der Division Crop Science von Bayer

Die Landwirtschaft liegt mir im Blut. Ich bin auf einem 180 Hektar großen Bauernhof in Niedersachsen, Deutschland, geboren und aufgewachsen, wo meine Familie Weizen, Gerste, Raps und Zuckerrüben anbaut. Wir profitieren von den fruchtbaren Böden und regelmäßigen Niederschlägen, die es uns ermöglichen, Jahr für Jahr qualitativ hochwertige Feldfrüchte zu produzieren. Heute wird unser Betrieb von meinem Vater und meinem älteren Bruder geführt. Sie suchen ständig nach qualitativ hochwertigen, nachhaltigen Lösungen, die es uns ermöglichen, jetzt und in Zukunft das zu tun, was wir lieben. Die Landwirtschaft hat jedoch mit ganz eigenen Problemen zu kämpfen, und die ständig zunehmenden Vorschriften und Herausforderungen bei der Bekämpfung von Schädlingen, Krankheiten und Unkräutern halten meine Familie in Atem.

Auf einem Bauernhof aufzuwachsen und solche komplexen Zusammenhänge aus erster Hand zu erleben, hat mich dazu inspiriert, meinen Master-Abschluss in Agronomie und Ernährungswirtschaft zu machen, damit ich letztendlich dazu beitragen kann, Landwirten neue Lösungen zu bieten. Vor kurzem habe ich von dem Durchbruch von Bayer in der Herbizidforschung gehört – dem ersten dieser Art in fast drei Jahrzehnten. Meine Familie verfolgt einen integrierten Ansatz zur Unkrautbekämpfung auf unserem Hof, doch die Möglichkeit von Resistenzen bleibt eine Bedrohung, da sich Unkraut immer wieder anpasst. Ein neues Instrument zur Unterstützung der ganzheitlichen Unkrautbekämpfung wäre sicherlich wertvoll. Vor kurzem habe ich mich mit Axel Trautwein, Leiter Small Molecules bei Bayer Research and Development, Division Crop Science, in Verbindung gesetzt, um mehr darüber zu erfahren, was eine solche Entdeckung für Bauernfamilien wie meine bedeuten könnte.

Integrierte Unkrautbekämpfung ist ein zentraler Bestandteil der nachhaltigen Landwirtschaft. Warum ist die Suche nach neuen Unkrautbekämpfungslösungen so schwierig?

Die Nutzpflanzen weltweit müssen mit etwa 30.000 Unkrautarten um Platz, Wasser, Nährstoffe und Sonnenlicht konkurrieren. Unzählige Unkrautsamen bleiben möglicherweise in jedem Hektar Boden unentdeckt, und diese Menge kann das Feld eines Landwirts schnell überfordern und die Produktivität verringern, wenn nicht dagegen vorgegangen wird. Herbizide haben die Landwirtschaft revolutioniert, erfordern jedoch ein sorgfältiges Management, um Resistenzen zu verhindern. Bei der integrierten Unkrautbekämpfung (Integrated Weed Management, IWM) werden mehrere Kontrolltaktiken zur Bekämpfung von Unkräutern eingesetzt. Diese Praxis kann die Ernten steigern und den Bedarf an mechanischer Bodenbearbeitung verringern, was Landwirten letztlich hilft, Wasser zu sparen, die Bodenerosion zu minimieren und die Bodengesundheit zu verbessern.  

Obwohl Herbizide ein zentrales und wichtiges Element der IWM sind, ist die weit verbreitete Resistenz von Unkräutern immer noch ein großes Problem. Unkräuter haben Resistenzen gegen 23 der 26 bekannten Wirkmechanismen von Herbiziden entwickelt. Wenn ein Unkraut gegen die Wirkungsweise eines Herbizids resistent wird, kann es auch gegen viele andere, wenn nicht alle, Herbizide mit derselben Wirkungsweise resistent werden – und manchmal sogar gegen Herbizide, die auf andere Weise wirken. Daher ist es wichtig, die Resistenz bereits in der frühesten Phase der Herbizidforschung zu berücksichtigen. Die Suche nach einer neuen Herbizidwirkungsweise hat sich als äußerst schwierige Aufgabe erwiesen, und in den letzten 30 Jahren ist keine wesentlich neue Wirkungsweise auf den Markt gekommen. Landwirte haben versucht, dieses Problem in den Griff zu bekommen, indem sie Herbizide mit verschiedenen Wirkungsweisen kombinierten oder abwechselnd einsetzten, um die Bedrohung und die Auswirkungen von Unkrautresistenzen zu verringern.

Einfach ausgedrückt: Landwirte benötigen neuartige Herbizide in ihrem Portfolio von Hilfsmitteln. 

Wie hat Bayer auf solch globale Probleme mit Unkrautresistenzen reagiert?

Bayer ist seit vielen Jahren branchenweit führend in der Förderung der integrierten Unkrautbekämpfung. Wir bauen unser Wissen über integrierte Unkrautbekämpfung weiter aus, indem wir Tausende von Proben zur Charakterisierung von Mutationen durchführen, die zu Unkrautresistenz führen. Im Laufe der Jahre haben wir unsere Forschungsansätze neu gestaltet, um nach neuen Herbiziden und Wirkungsweisen zu suchen, auch wenn andere Unternehmen diese Anstrengungen reduziert haben. Zudem haben wir ein ausschließlich für diesen Zweck bestimmtes Weed Resistance Competence Center (WRCC) in Frankfurt, Deutschland, aufgebaut. Insgesamt wird Bayer in diesem Jahrzehnt 5 Milliarden Euro ($5.45 Milliarden) in Unkrautbekämpfungslösungen investieren, unter anderem in die Erforschung neuer Herbizide, neuer Herbizidtoleranz-Pflanzeneigenschaften und digitaler Lösungen.

Darüber hinaus haben wir spannende Fortschritte in unserer Forschung gemacht. Zum ersten Mal seit 30 Jahren sind wir der Entdeckung dieses schwer fassbaren potenziell neuen Herbizids zur Unkrautbekämpfung auf großen Anbauflächen mit einer völlig neuartigen Wirkungsweise näher als je zuvor.

Was ist anders am Ansatz von Bayer bezüglich moderner landwirtschaftlicher Innovation?

Wir bei Bayer sind davon überzeugt, dass Innovation, Nachhaltigkeit und digitale Transformation untrennbar miteinander verbunden sind. Zur Fortführung unserer erfolgreichen Innovationsbilanz haben wir unsere Prozesse und Arbeitsweisen geändert. So wollen wir die Effizienz fördern und bessere Ideen generieren, die sich auf qualitativ hochwertige Ergebnisse konzentrieren – beispielsweise die Priorisierung von intensiven Sicherheitstests in frühen Forschungsstadien. Dank dieser Flexibilität können wir intelligentere Entscheidungen treffen und nachhaltigere Produkte schneller auf den Markt bringen. Unser Ansatz der offenen Innovation setzt der gefährlichen Not-Invented-Here-Denkweise ein Ende, indem wir nach Möglichkeiten zur Zusammenarbeit suchen, wo immer sie sich ergeben. Ein solches Beispiel ist unsere Zusammenarbeit mit Targenomix, bei der wir unser Fachwissen teilen, um neue Wirkungsweisen für die Entdeckung von Herbiziden zu finden.

Uns ist auch bewusst, wie wertvoll Ausgewogenheit und das Stellen der richtigen Fragen sind, um aktuelle und zukünftige Herausforderungen zu bewältigen. Wir ermutigen unsere Wissenschaftler, alles in Frage zu stellen und sich niemals mit dem Status quo zufrieden zu geben. Der Moment, in dem wir aufhören zu hinterfragen, ist der Moment, in dem wir aufhören, uns weiterzuentwickeln – und dieses Risiko können wir uns nicht leisten. Und wenn wir die richtigen Fragen stellen, finden wir die richtige Balance bei der Erfüllung der Anforderungen von heute und morgen: Sicherstellung der Nachhaltigkeit bei gleichzeitiger Förderung der Produktivität, Schaffung von Wohlstand durch Übernahme von Verantwortung und Bereitstellung ganzheitlicher Lösungen auf der Grundlage eines umfassenden und integrierten, jedoch flexiblen F&E-Portfolios, das Züchtung, Chemie, Biotechnologie und Digitalisierung umfasst.

Wie geht es also mit diesem neuen Forschungskandidaten weiter?

Wir freuen uns, sagen zu können, dass wir diesen Herbizidkandidaten in die frühe Entwicklungsphase unseres F&E-Prozesses gebracht haben. Dies bedeutet, dass er die ersten Versuche zur biologischen Leistungsfähigkeit und die frühe Phase der Sicherheitsprüfung bestanden hat, in der die meisten Kandidaten der Entdeckungsphase ausgeschlossen werden. Die meisten Menschen wären überrascht, wenn sie erfahren würden, dass der Hersteller – nicht die Regulierungsbehörde – die Entscheidung trifft, die weitere Untersuchung der meisten neuen Kandidaten einzustellen. Im Durchschnitt erreicht nur eine von 160.000 geprüften chemischen Verbindungen die Kommerzialisierung.

Bevor wir einen Kandidaten zur behördlichen Zulassung einreichen können, führen wir strenge Sicherheitstests durch und entwickeln einen Herstellungsprozess. Diese Tests umfassen beispielsweise Bewertungen der kurz- und langfristigen Toxizität für den Menschen, Rückstandsscreening, Wirksamkeitsstudien und eine ökotoxikologische Bewertung. Auch wenn wir uns über diesen Kandidaten freuen, müssen wir doch Geduld haben. Die Evaluierung einer Entdeckung dieser Art dauert durchschnittlich 11 Jahre, und wir haben nur die ersten Schritte in diesem langen Prozess unternommen. Bei Erfolg streben wir an, diese Chemikalie in den späten 2020er-Jahren auf den Markt zu bringen.

Falls diese neue Entdeckung erfolgreich ist, wird sie die Probleme der Landwirtschaft bezüglich der Unkrautresistenz lösen? Was unternimmt Bayer, um sicherzustellen, dass Unkräuter keine Resistenz gegen diesen Kandidaten entwickeln?

Das Feld eines Landwirts ist ein dynamisches Ökosystem, und es gibt keine „Wunderlösung“ für eine solche sich ständig ändernde Umgebung. Wenn dieser neue Kandidat erfolgreich ist, stellt er ein wichtiges neues Instrument für Landwirte dar. Es ist jedoch nur ein Teil eines vollständig integrierten Ansatzes zur Unkrautbekämpfung. Deshalb müssen wir mit diesen neuen Technologien sorgfältig und verantwortungsbewusst umgehen, damit Landwirte sie viele Jahre lang sicher und effektiv nutzen können.

Nach diesen intensiven Forschungsarbeiten kann ich nicht umhin, den engagierten Wissenschaftlern und den kommerziellen Visionären zu gratulieren, die ihre Zeit und Energie in die Suche nach neuen Entdeckungen investieren. Unsere Arbeit im Bereich der Pflanzenproduktion ist enorm – von der Entwicklung niedriger dosierter Fungizide über Insektizide mit einem verbesserten Sicherheitsprofil bis hin zu Produkten, die es Pflanzen ermöglichen, ihre eigene Gesundheit zu verbessern. Wir betrachten die Unkraut-, Krankheits- und Schädlingsbekämpfung aus allen möglichen Blickwinkeln und stellen alles in Frage, was wir tun, um nachhaltigere Praktiken zu fördern. Jede Entdeckung – und jeder Misserfolg – trägt zu unserem institutionellen Wissen bei, auf dessen Basis wir lernen und uns weiterentwickeln können.  Da die Natur nicht statisch ist, werden wir niemals aufhören, nach noch nachhaltigeren Lösungen zu suchen.

Mein Gespräch mit Axel Trautwein ließ mich sowohl optimistisch in Bezug auf die Zukunft dieses neuen Herbizidmolekülkandidaten als auch nachdenklich über die Erfahrungen meiner eigenen Familie mit der Unkrautbekämpfung zurück. Während ein ganzheitliches Unkrautbekämpfungssystem, das mehrere Bekämpfungstaktiken kombiniert, von wesentlicher Bedeutung dabei ist, Resistenzprobleme in den Griff zu bekommen, ist die chemische Unkrautbekämpfung eine wesentliche Voraussetzung für die Erzielung starker und nachhaltiger Erträge. Und mit Blick auf die Zukunft und die Herausforderung, bis 2050 zehn Milliarden Menschen ernähren zu müssen, könnte eine neue Wirkungsweise genau die Lösung sein, nach der wir gesucht haben.