Kupfer dient in der Landwirtschaft als hochwirksames Pflanzenschutzmittel gegen verschiedene Pilzkrankheiten. Bereits vor 140 Jahren entdeckte man die Wirkung gegen den Falschen Mehltau in Weinreben, als man Kupfer mit Kalk zum ersten Fungizid mischte. Heute werden schätzungsweise über 90 Prozent des Kupfers in der konventionellen Landwirtschaft verwendet. 

KUpfer: SEgen und Fluch zugleich

Kupfer kommt in der Natur überall vor und ist für die meisten Lebewesen ein lebensnotwendiger Nährstoff. Für den Menschen ist es das drittwichtigste Spurenelement und muss in genügender Menge mit der Nahrung aufgenommen werden.

Auch Pflanzen benötigen das Element Kupfer. Unzureichende Konzentrationen von Kupfer können zu schlechtem Wachstum, verzögerter Blüte und Pflanzensterilität führen. In höheren Dosen kann Kupfer toxisch wirken.

Kupfer wird als Pflanzenschutzmittel äusserlich auf die Pflanzen gesprüht, wo es gegen Pilzbefall schützt. Kupfer hat ein breites Wirkungsspektrum, etwa gegen den Apfelschorf oder die Krautfäule bei Kartoffeln und Tomaten. Die Kupferionen bringen den Pilz zum Absterben, indem sie seine lebenswichtige Enzymreaktionen blockieren. Bei verschiedenen Kulturen im konventionellen und biologischen Landbau würde zurzeit ein Anbau ohne Kupfer zu hohen Ertragseinbussen und massiven Qualitätsverlusten führen. 

Doch der Kupfer-Einsatz ist problematisch. Vor allem auf Mikroorganismen und Weichtiere kann das Metall bereits in geringen Konzentrationen toxisch wirken. Hinzu kommt, dass sich Kupfer vor allem in den oberen Bodenschichten anreichert. Untersuchungen in  belasteten Böden zeigen, dass einige Mikroorganismen bei höherer Belastung eine gewisse Kupfertoleranz entwickeln und sich die Zusammensetzung der Arten verschiebt. Welche Konsequenzen das für den Boden hat, ist unklar. Darum arbeitet der Biolandbau an Alternativen.

KupferEinsatz im biolandbau stärker eingeschränkt

Der Einsatz von Kupfer als Fungizid wurde darum seit seiner Entdeckung stark reduziert. Bis 1960 wurden in der Schweiz jährlich bis 50 kg Kupfer pro Hektar (ha) eingesetzt. Im konventionellen Anbau lässt das Bundesamt für Landwirtschaft heute bei den meisten Kulturen 4 kg/ha zu, im Weinbau sind bis zu 6 kg/ha erlaubt. Für Schweizer Bio-Produzentinnen und -Produzenten legen die Richtlinien von Bio Suisse noch tiefere Höchstmengen fest: 1,5 kg/ha/Jahr für Kernobst, 2 kg/ha/Jahr für Beeren und 4 kg/ha/Jahr für die übrigen Kulturen. Allerdings zeigt eine Studie des Forschungsinstituts für Biologischen Landbau (FiBL), dass der durchschnittliche Kupfereinsatz in der Praxis tiefer liegt. Bei Äpfeln, allen Beerenarten, Kohl, Tomaten, Gurken und resistenten Rebsorten liegt er unter 1 kg/ ha/Jahr, bei Birnen, Aprikosen und Karotten zwischen 1 und 2 kg/ha/Jahr und bei Kirschen, Kartoffeln, Sellerie und traditionellen europäischen Rebsorten über 2 kg/ha/Jahr. 

Kombinierte Strategie für den Ersatz

Der Biolandbau verfolgt heute eine kombinierte Strategie zur weiteren Reduktion des Kupfereinsatzes. Diese fokussiert auf die Züchtung und den Anbau von pilzwiderstandsfähigen Sorten, Anpassungen in der Kulturführung, Optimierungen beim Kupfereinsatz und die Entwicklung und den Einsatz alternativer Produkte.

Strategische Partnerschaften auf der Suche nach Alternativen

Das FiBL arbeitet seit 2011 mit der Universität Basel an der Entwicklung von Kupfer-Ersatzprodukten. Das Forschungsteam hat bereits 3500 verschiedene Extrakte von Pflanzen und Mikroorganismen auf die Wirkung gegen Pilze und Bakterien untersucht, wobei sich 10 % der Extrakte als wirksam erwiesen und 5 % in die engere Auswahl für die weitere Forschung fielen. Entscheidend für ein neues Mittel auf natürlicher Basis wird vor allem sein, ob es beständig gegenüber Niederschlägen oder hoher UV-Strahlung ist. Ziel ist es, bis zum Jahr 2025 ein Produkt für den Pflanzenschutz im Wein- und Obstbau auf den Markt zu bringen.

2020 sind FiBL und fenaco eine strategische Partnerschaft eingegangen. Im Fokus der Forschungskooperation stehen in einer ersten Phase die Entwicklung und Umsetzung innovativer Lösungen für einen nachhaltigen Pflanzenschutz. Ziel des ersten gemeinsamen Projekts ist die Markteinführung eines Kupfer-Ersatzprodukts gegen den Falschen Mehltau bei Reben und weitere Pflanzenkrankheiten.

BIO und Konventionell: gemeinsam und doch unterschiedlich

Schätzungen des FiBL ergeben, dass über 90 Prozent des in der Schweiz als Fungizid verwendeten Kupfers in der konventionellen Landwirtschaft ausgebracht wird – dies meist in Kombination mit chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln. Kupfer dient hier vor allem dazu, die Ausbildung von Resistenzen bei Schadpilzen zu vermeiden. Denn bis heute sind keine Pilz-Resistenzen gegen Kupfer bekannt. So wird etwa im konventionellen Zuckerrübenanbau seit 2018 Kupfer wieder im 3-Wochen-Rhythmus gegen den Cercopsora-Pilz ausgebracht. Im Bio-Knospe-Zuckeranbau hingegen ist kein Fungizid erlaubt, auch Kupfer nicht. Das FiBL vermutet, dass bei einer Umstellung der Schweizer Landwirtschaft auf 100 Prozent Biolandbau der Kupfereinsatz insgesamt etwa auf dem heutigen Niveau bleiben würde. 

Wein: “PiWI”-sorten gedeihen auch ohne Kupfer

Beträchtliche Einsparpotentiale erhofft man sich durch die Züchtung pilzwiderstandsfähiger Pflanzensorten. Im Weinbau ist dies zum Teil bereits gelungen. Bio-Winzerinnen und -Winzer können bei diesen pilzwiderstandsfähigen (“Piwi”-) Sorten die Aufwandmengen deutlich reduzieren. Manche verzichten sogar komplett auf Kupfer, wie das Eigenlabel “pestizidfrei” von Roland Lenz, Bruno Martin und Fredi Strasser zeigt. Einige Bio-Winzerinnen und -Winzer wie Bruno Martin sind überzeugte Unterstützer der Trinkwasser-Initiative.

 

Auch bei den Kartoffeln macht die Zucht von Sorten, die gegen die Kraut- und Knollenfäule resistent sind, Fortschritte. So zeigen etwa die neuen Sorten Vitabella, Acoustic oder Otolia gute Resistenzen gegen die Pilzkrankheit.

Im Obstbau gibt es ebenfalls widerstandsfähige Sorten wie Topaz, Florina, Rubinola oder Resi. Wichtig ist, dass die Sortenzucht laufend weitergeführt wird, weil die Resistenzen oft auf einzelnen Genen beruhen und die Krankheitserreger sich innerhalb von wenigen Jahren anpassen können. So beruht bei den genannten Sorten die Schorf-Resistenz auf einem Gen des Wildapfels Malus floribunda 821. Der Schorfpilz hat sich inzwischen vielerorts daran angepasst.

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