Die Frage, welche Auswirkungen Pestizide auf Tiere und Pflanzen haben, die in Kulturlandschaften leben, treibt Carsten Brühl seit über 20 Jahren um. Keine einfache Aufgabe. Neben der aufwändigen Erhebung von Daten kommt die politische Debatte hinzu. Und der oft heftige Gegenwind von Agrarverbänden oder Weinbauern und Landwirten. Aber: „Die Diskussion um die Effekte von Pestiziden in der Umwelt ist mittlerweile in der Gesellschaft angekommen“, freut sich Brühl. Als am Campus Landau 2001 der Studiengang Umweltwissenschaften mit einem Schwerpunkt in Ökotoxikologie aus der Taufe gehoben wurde, verstand die Öffentlichkeit kaum, was dort überhaupt studiert wurde. „Heute brauche ich nur noch wenige Worte, um zu erläutern, was ein Ökotoxikologe macht“, erkennt Brühl den Wandel.
Noch vor wenigen Jahren war er einer der wenigen Ökologen, die mit Pestizidversuchen gearbeitet haben. Zwischenzeitlich war es nicht nur in der Wissenschaft ein Trendthema. „Das Phänomen Insektensterben war in der Öffentlichkeit angekommen, endlich interessierte sich auch die Politik dafür“. Auslöser war unter anderem 2017 die Studie des Krefelder Entomologischen Vereins, die einen massiven Biomassen-Rückgang der Insekten nachgewiesen hat. Aktuell ist das Thema leider von der politischen Agenda verschwunden. Die Fragen nach Umwelt- und Klimaschutz haben merklich auch in der öffentlichen Wahrnehmung an Bedeutung verloren. Eine fatale Entwicklung, so Brühl.
Man sehe deutlich, dass das Ökosystem in der Agrarlandschaft geschädigt sei, so Brühl. Dass die Industrie noch immer mit der Aussage ablenke, das Insektensterben hänge von ganz vielen Faktoren ab, ärgert den Wissenschaftler. Schließlich seien die Zusammenhänge doch augenscheinlich: „Ein Drittel der Landesfläche in Deutschland ist Ackerfläche, auf die seit über 50 Jahren Insektizide ausgebracht werden“, verdeutlicht Brühl. „Wenn es einerseits klar zu sehen ein Insektensterben gibt und gleichzeitig Insektizide auf einer so großen Fläche über einen so langen Zeitraum jährlich ausgebracht werden, dann brauche ich nicht notwendigerweise komplexe Erklärungen“.
Dass das Verfahren zur Zulassung von Pflanzenschutzmitteln grundlegende Mängel aufweist, beschäftigt Brühl seit Längerem. Im Herbst 2019 hat er mit seinem Kollegen Johann Zaller von der BOKU University Wien in einem Artikel in der Fachzeitschrift „Frontiers in Environmental Science“ aufgezeigt, dass die Prüfung der Umweltauswirkungen von Pestiziden für die Zulassung zwar aufwändig sei, die Praxisbedingungen aber nicht berücksichtigen würden. Angesichts des massiven Artensterbens und des langen Zeitraums, den eine Änderung des Zulassungsverfahren dauern würde, hatten die beiden Wissenschaftler schon damals zum schnellen Handeln geraten: drastische Reduzierung des Pestizideinsatzes, Rückbesinnung auf den eigentlichen Kern des integrierten Pflanzenschutzes, Erhöhung des Anteils an Hecken und Feldsäumen in der Landschaft und weiteren Ausbau der ökologischen Landwirtschaft. Ein Mantra, dass Brühl auch fünf Jahre nach Veröffentlichung des Artikels nicht müde wird zu wiederholen.
„In den vergangenen 30 Jahren sind in den deutschen Agrarlandschaften nachweislich 80 Prozent der Biomasse an Insekten verschwunden.“
Carsten Brühl
Denn: Wie in jeder Krise – ob Klima oder Eindämmen von Pandemien – geht es um die sogenannten „tipping points“, also Kipppunkte, an denen ein System umschlägt und dann nicht mehr kontrolliert werden kann. „Auch in den Ökosystemen der Agrarlandschaft nähern wir uns diesen Kipppunkten, es muss sehr schnell massiv gehandelt werden“, unterstreicht Brühl die Dringlichkeit. Vor allem müssten große, zusammenhängende Gebiete auf Landschaftsebene entstehen, in denen keine Pestizide ausgebracht werden. „Dort kann sich die Biodiversität dann wieder erholen“.
Wie gefährlich es für Mensch und Tier sein kann, dass in der Landwirtschaft gespritzt wird, zeigt eine Studie, die Carsten Brühl und sein Team Ende 2020 veröffentlich haben. Untersucht haben die Forscher, wie sich Folpet auf Frösche auswirkt. Der Stoff Folpet ist das am häufigsten im Weinbau eingesetzte Fungizid in Deutschland. Ein Teil des auf den Weinstöcken aufgetragenen Pilzmittel landet auf dem Boden. Hüpfen Frösche und laufen andere Amphibien nun durch den Weinberg, nehmen sie die schädliche Substanz über die Haut auf. Im Labor hat Brühl mit seinem Team diese Situation nachgestellt und die Frösche 48 Stunden auf einen Boden gesetzt, der mit Folpet in Kontakt kam.
Die Annahme der Forscher war, dass das Pilzmittel Verhaltensänderungen bei den Amphibien auslösen würde. Doch das Ergebnis war drastischer: Über 50 Prozent der Frösche starben. Für Brühl ein unerwartetes und alarmierendes Ergebnis. „Frösche zählen zur so genannten Wächtergruppe. Reagieren Amphibien empfindlich, ist etwas in der Umwelt, das vielleicht auch für den Menschen gefährlich sein kann“, erklärt der Ökologe. Andere Wissenschaftler in Deutschland hatten unabhängig von den Landauer Studienergebnissen vorgeschlagen, den Stoff Folpet als wahrscheinlich für den Menschen krebserregend hochzustufen, was der zweithöchsten Stufe entspricht. Folpet hätte in diesem Fall nicht mehr eingesetzt werden dürfen. Dem Rat der Experten wurde im neuen Verfahren zur Bewertung des Stoffs nicht gefolgt und die Studien augenscheinlich nicht berücksichtigt. Die EU-Kommission hat im vergangenen Jahr die Zulassung von Folpet bis 2039 verlängert. „Damit werden weitere Amphibienpopulationen verloren gehen“, kritisiert Brühl.
Die Auswirkungen von Pestiziden auf Insekten und Amphibien hat Brühl über viele Jahre intensiv untersucht. Derzeit liegt sein Forschungsfokus auf der Frage, welche und wie viele Pflanzenschutzmittel überhaupt in Ackerböden und benachbarten Wiesen oder Naturschutzgebieten vorkommen. „Noch immer gibt es für Deutschland keine Daten darüber, wie viele Pestizide in landwirtschaftlich genutzten Böden vorhanden sind, obwohl über Bodenfruchtbarkeit und Nachhaltigkeit diskutiert wird“, wundert sich Brühl über das fehlende Monitoring. Seine Arbeitsgruppe hat vorgelegt und in mehreren Forschungsprojekten deutschlandweit die Umweltbelastung mit Pestiziden untersucht. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Fachmagazinen veröffentlicht.
In einem Projekt in Rheinland-Pfalz haben Brühl und sein Team von Februar 2021 bis Februar 2022 monatliche Messungen vorgenommen. „Wir wollten sehen, ob es Ausschläge gibt und wann die Konzentrationen vielleicht abflachen, um eine zeitliche Einordnung vornehmen zu können“, erklärt Brühl. Untersucht haben die Forschenden verschiedene Kulturen: Weinbau, Gemüseanbau sowie Getreide und Zuckerrüben. Konkret haben sie Proben in einem Radius von einem, fünf und 20 Metern vom Acker entfernt genommen. „Wir wollten wissen, ob und wie die Pestizide ins umliegende Grünland driften und wie lange sie dort verbleiben“.
Mit moderner Analysetechnik, die selbst geringe Konzentrationen nachweisen kann, haben die Umweltwissenschaftler die Proben auf 93 gängige Pestizide untersucht. „Die Konzentrationen waren generell niedrig, aber zwischen 20 und 25 Pestiziden in über 350 verschiedenen Mischungen haben wir permanent im Ackerboden gefunden“. In diesem Cocktail würden sich die Konzentrationen aufsummieren und ein akutes Risiko für die Organismen im Boden bedeuten. Gleichzeitig sind die Ergebnisse auch für Landwirte interessant, so Brühl. Denn ein Herbizid, das lange im Boden verbleibt, könnte zu einem schwierigeren Anbau in der nächsten Saison führen.
Pestizide verbleiben nicht dort, wo sie ausgebracht werden. In Studien im Oberrheingraben und im Südtiroler Vinschgau – zwei traditionsreichen und intensiven Agrarlandschaften – konnte das Forschungsteam um Brühl nachweisen, dass sich die chemischen Stoffe in Mischungen von der Tiefebene bis in Höhenlagen verbreiten. Grund dafür sind Verdunstung und anschließender Niederschlag sowie Verdriftung durch Winde. Untersucht haben die Forschenden die beiden Untersuchungsgebiete systematisch entlang festgelegter Messpfade. Dies auf so großer Skala zu tun, gab es bisher noch nicht, betont Brühl.
Knapp 30 Pestizide im Vinschgau und über 60 am Oberrhein haben die Forscher nachgewiesen und nahezu alle Messstandorte waren belastet. Zwar nahmen die Pestizide in den Höhen und mit Abstand zu den Anbauflächen ab, aber selbst in Schutzgebieten oder in Ortschaften haben die Forschenden die Mittel nachweisen können und „dort haben sie nichts verloren“, mahnt der Ökotoxikologe. „Die Ergebnisse sind besorgniserregend und werfen ein neues Licht auf die potenziellen Umweltauswirkungen der konventionellen Landwirtschaft“, unterstreicht Brühl.
Für Carsten Brühl ist ganz klar, dass es keine Zeit mehr zu vergeuden gibt und der Pestizideinsatz deutlich verringert werden muss. „In den vergangenen 30 Jahren sind in den deutschen Agrarlandschaften nachweislich 80 Prozent der Biomasse an Insekten verschwunden“, unterstreicht der Ökotoxikologe. „Wenn wir nicht irgendwann einer selten gewordenen vorbeifliegenden Hummel hinterherschauen wollen, als ob sie etwas Außerirdisches ist, muss die Politik jetzt endlich handeln“. Dass sich viel zu lange zu wenig getan hat und auch neue Vorstöße gebremst werden, sieht Brühl die Agrarlobby in der Verantwortung. Er verweist als Beispiel auf das Insektenschutzgesetz aus 2021: Dieses regelt, dass in Schutzgebieten und Gewässerrändern der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln deutlich reduziert werden soll.
„Wenn wir nicht irgendwann einer selten gewordenen vorbeifliegenden Hummel hinterherschauen wollen, als ob sie etwas Außerirdisches ist, muss die Politik jetzt endlich handeln.“
Carsten Brühl
„Da gab es einen Riesenaufschrei aus dem Agrarsektor, Landwirte haben mobil gemacht und sind mit ihren Treckern nach Berlin gefahren“, erinnert Brühl. Um die Auswirkung des Gesetzes in Zahlen greifbar zu machen, hat der Forscher mit Kollegen gerechnet. Vom Insektenschutzgesetz betroffen sind 0,35 Prozent der Ackerfläche Deutschlands, in denen Pestizide in Schutzgebieten nicht mehr angewandt werden dürften. „Das betrifft vielleicht 2.000 von bundesweit 280.000 landwirtschaftlichen Betrieben, das sind unter 1 Prozent“, so Brühl. Dass dafür von den Lobbyisten und Verbänden ein Aufstand inszeniert wurde, als ob die Landwirte unter dieser „Last“ eines angeblichen generellen Pestizidverbots nicht mehr könnten, findet Brühl unangemessen.
„Die positiven Auswirkungen der Änderung des Bundesnaturschutzgesetzes und der Novelle der Pflanzenschutzanwendungsverordung auf Insekten wird begrenzt sein“, schätzt der Wissenschaftler. Wenn sich für lediglich 0,35 Prozent der ackerbaulich genutzten Fläche etwas ändert, werde das kaum eine Wirkung in der Fläche entfalten und den dort gemessenen Insektenrückgang auch nicht aufhalten. „Allerdings sind besondere und seltene Insektenpopulationen in den betroffenen Schutzgebieten nun etwas besser geschützt“.
„Die Industrie erzählt den Landwirten, dass sich ausgebrachte Substanzen schnell abbauen würden und der Boden zu Beginn der neuen Pflanzsaison wieder sauber sei“, kritisiert Brühl. Seine Messungen zeigen allerdings, dass sich über das ganze Jahr eine Vielzahl an Substanzen im Ackerboden finden. „Ein Landwirt, auf dessen Acker wir einen Cocktail aus fast 30 Pestiziden gefunden haben, war schockiert“. Auf die Fragen, wie lange sich einzelne Substanzen im Freiland im Boden halten und welche Auswirkungen diese Mischung aus Stoffen auf die Umwelt hat, gibt es noch keine Antworten. Mischungen aus neun Pestiziden in ähnlich genringen Konzentrationen reduzieren die Eiablage von Fruchtfliegen im Labor. Unter Freilandbedingungen und für andere Insektengruppen fehlt die Forschung. Bislang weiß man, welche direkten Auswirkungen ein Stoff allein auf einzelne Tiergruppen hat. Wie es sich bei einer Zusammensetzung aus mehreren verschiedenen Stoffen verhält, wird der nächste Schritt in Brühls Forschung sein.
Brühl redet viel mit der Basis, mit Winzern, mit Landwirten. Das gehört für ihn für eine realistische Einschätzung seiner Arbeit dazu. „Ich treffe natürlich auch auf konventionell eingestellte Bauern, denen über Jahre erklärt wurde, Landwirtschaft ohne chemische Pestizide ginge nicht“, so Brühl. Sicherlich seien synthetische Pestizide nicht zu einhundert Prozent in einer Gesellschaft wie der unseren zu vermeiden, räumt Bühl ein, aber die Welternährung hänge auf keinen Fall an deren Einsatz. „Das ist vielmehr ein globales Verteilungsproblem“, so der Forscher. In seinen Gesprächen mit Landwirten und Winzern begegnet Brühl sehr oft offenen Ohren und einem starken Interesse, eine Transformation mitzugehen. „Der Absatz biologisch angebauter Produkte ist den Landwirten sicher, die Menschen wollen weniger Pestizide konsumieren“, so Brühl. Sein Idealbild von der Welt: „Ich muss mir ein neues Forschungsfeld suchen, weil es keine Pestizide mehr gibt. Ich würde das lieben“.
Die Auswahl an wissenschaftlichen Papern zum Thema und verschiedene Medienberichte bieten weiterführende Informationen.
Ken M. Mauser, Jakob Wolfram, Jürg Spaak, Carolina Honert & Carsten A. Brühl 2025 Current-use pesticides in vegetation, topsoil and water reveal contaminated landscapes of the Upper Rhine Valley, Germany. Communications Earth & Environment. DOI: 10.1038/s43247-025-02118-2
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Carolina Honert, Ken Mauser, Ursel Jäger, Carsten A. Brühl. 2025. Exposure of insects to current use pesticide residues in soil and vegetation along spatial and temporal distribution in agricultural sites. Scientific Reports. DOI: 10.1038/s41598-024-84811-4
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Carsten A. Brühl, Nina Engelhard, Nikita Bakanov, Jakob Wolfram, Koen Hertoge, Johann G. Zaller. 2024. Widespread contamination of soils and vegetation with Current Use Pesticide residues along altitudinal gradients in a European Alpine valley. Nature Communications Earth & Environment. DOI: 10.1038/s43247-024-01220-1
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ARTE-Dokumentation: Insektenkiller - Wie Chemieriesen unser Ökosystem zerstören
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SWR-Dokumentation: Der stumme Sommer - warum sterben die Insekten?
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Podcast "böll.spezial" der Heinrich-Böll-Stiftung vom 10.01.2022
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