Glyphosat – Verbleib und Verhalten in der Umwelt
Die weltweit verfügbaren Studien zum Umweltverhalten und zur Wirkung von Glyphosat auf sogenannte Nicht-Ziel-Organismen sind sehr umfangreich. Es handelt sich dabei aber vorwiegend um die Anwendung im Zusammenhang mit dem Anbau von Glyphosat-resistenten Kulturen, der in Europa keine Bedeutung hat.
Der Wirkstoff Glyphosat ist ein chemisch-synthetisches Herbizid mit einer relativ hohen biologischen Aktivität. Wie bei jedem Pflanzenschutzmittel kann es durch die Anwendung und den Austrag des Wirkstoffs von der Behandlungsfläche zu direkten und indirekten unerwünschten Nebenwirkungen in der Umwelt kommen. Das Potenzial dieser im Zulassungsverfahren überprüften Nebenwirkungen wird nachfolgend beschrieben. Weitere Aspekte infolge des Wirkstofftransfers, insbesondere in der Futtermittel- und Nahrungskette, sind nicht Bestandteil dieser Information.
Verbleib im Boden
Das Bindungsverhalten (Adsorption) von Pflanzenschutzmitteln im Boden ist entscheidend für die Mobilität, respektive das Versickerungs- und Abschwemmungsverhalten und die biologische Aktivität. Die große Mehrzahl der Pflanzenschutzmittelwirkstoffe wird im Boden an Humuspartikeln bzw. an organischer Masse gebunden. Glyphosat wird dagegen außergewöhnlich stark an Bodenmineralien gebunden. Die stärkste Bindungsleistung tritt bei dreiwertigen Aluminium- und Eisenoxiden auf (z.B. Allophane, Imogolite, Ferrihydrite und Goethite). Die Bindung an den Endpositionen von Silikatschichtmineralien ist dagegen deutlich schwächer. Mehr
Verhalten in Pflanzen
Nach der Aufnahme über die Blattoberfläche wird Glyphosat rasch in Pflanzenteile mit merestematischem Wachstum, insbesondere in den Spross und die Wurzeln, verlagert. Die Wirkung setzt sehr zeitnah mit der Einstellung des Wachstums ein. Optische Symptome in Form von Chlorosen und Nekrosen sind allerdings erst nach etwa 7-14 Tagen erkennbar . Die Wirkungsgeschwindigkeit ist von Aufwandmenge, der Applikationsqualität, der Pflanzenart, dem Entwicklungsstadium und den Umwelt- und Witterungsbedingungen abhängig. Eine besonders schnelle Wirkung erfolgt bei jungen, sensitiven Pflanzen unter warmen und wüchsigen Bedingungen. Glyphosat wirkt als Breitbandherbizid gegen eine Vielzahl von dikotylen und monokotylen Pflanzenarten. Es gibt dennoch eine Reihe von Unkräutern mit einer verminderten Sensitivität bzw. natürlichen Resistenz gegenüber Glyphosat (z.B. Winden- oder Leguminosen-Arten). Als Ursache für diese verminderte Empfindlichkeit sind Mechanismen wie reduzierte Aufnahme und Verlagerung, Einlagerung des Wirkstoffs in Vacuolen oder eine Überexpremierung des Zielenzyms verantwortlich. Mehr
Verlagerung in Gewässer
Glyphosat und der Metabolit AMPA zeichnen sich durch eine hohe Wasserlöslichkeit aus. Unter ungünstigen Bedingungen kann es daher zu Austrägen von Behandlungsflächen durch Abschwemmung und Drainageablauf in Oberflächengewässer und zur Versickerung in Grundwasser kommen. Aufgrund des hohen Bodenbindungspotenzials beider Stoffe ist das Versickerungsrisiko jedoch relativ gering. In einem umfangreichen, europaweiten Monitoring wurde der Grenzwert von 0,1 µg/l für Glyphosat in weniger als 1 % der Messungen überschritten. Für Deutschland liegt die Rate der Grenzwertüberschreitungen bei < 0,5 %. In Bayern konnte im Grundwassermonitoring bisher kein Hinweis auf eine Belastung von Glyphosat festgestellt werden. Nur in sehr wenigen Einzelfällen wurden Befunde unterhalb des Trinkwassergrenzwertes festgestellt.
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Am häufigsten nachgewiesenen Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe und Metabolite, Foto: LfU, 2018
Abschwemmung in angrenzende Oberflächengewässer kann nicht nur durch in der Wasserphase gelöste Wirkstoffe, sondern auch partikelgebunden erfolgen. Befunde von Glyphosat und AMPA treten daher in Oberflächengewässern relativ häufiger auf. In einem europäischen Fließgewässermonitoring wurden in Schweden Spitzenwerte von 370 µg/l Glyphosat gemessen. Im Vergleich lag der Spitzenwert in Deutschland mit 4,7 µg/l Glyphosat deutlich unter der regulatorisch akzeptablen Konzentration von 100 µg/l. In Bayern liegt die Befundrate für Glyphosat in Fließgewässern bei 40 bis ≥ 60 % je nach Charakteristik bzw. dem land-wirtschaftlichen Einfluss des Fließgewässers. Mit einem bisherigen Spitzenwert von 3,8 µg/l Glyphosat wird der Basiswert für die Ableitung einer Umweltqualitätsnorm von 28 µg/l deutlich unterschritten. In allen bisher in Bayern untersuchten Seen lagen die Messwerte von Glyphosat unter der Bestimmungsgrenze. Die Befunde für AMPA in Fließgewässern liegen auf dem Niveau von Glyphosat. Da AMPA auch beim Abbau von z.B. Wasch- und Reini-gungsmitteln anfällt, kann die Belastung nicht generell auf den Einsatz von Glyphosat in der Landwirtschaft zurückgeführt werden.
Glyphosat und AMPA sind in Bayern keine relevante Kontaminanten für Grund- und Oberflächengewässer. Eine Überwachung ist aufgrund des relativ hohen Einsatzumfangs dennoch geboten.
Austrag über die Luft
Glyphosat zeichnet sich durch einen sehr niedrigen Dampfdruck (0,013 mPa; 25 °C) aus und neigt daher nicht zur Verflüchtigung von behandelter Pflanzen- oder Bodenoberfläche. Bei der Applikation kann es allerdings zu Abdrift über Spritztropfen und Aerosolen in angrenzende Flächen kommen. Um Belastungen auf Nicht-Zielflächen, von Kulturen oder einen Eintrag in Oberflächengewässer zu vermeiden, können Sicherheitsmaßnahmen in Form von Spritzabständen oder der Einsatz von abdriftreduzierenden Düsen vorgenommen werden.
Indirekte Ökosystemwirkung
Neben den gezielten Einsätzen zur Bekämpfung von Problemunkräutern ist Glyphosat vor allem ein systemrelevantes Herbizid für die Produktionsverfahren Mulch- und Direktsaat. Neben arbeitswirtschaftlichen und ökonomischen Aspekten ist das Hauptziel dieser Produktionstechnik die Vermeidung bzw. Reduzierung von Bodenerosion und Abschwemmung von Nährstoffen und PSM-Wirkstoffen. In Bezug auf die Erosionsvermeidung liegt das mittlere Erosionspotenzial auf Ackerflächen in Bayern bei etwa 3,9 t/ha im Jahr (berechnet mit der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung ohne Berücksichtigung von Mulch- oder Direktsaatverfahren). Mehr
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