Die ZEIT-Redaktion war vorgewarnt: Am 23. Mai veröffentlichte die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina eine Studie zum umweltverträglichen Pflanzenschutz – mit harscher Kritik an bestehenden Zulassungsverfahren.

Unsere Autoren nahmen das zum Anlass, ein Szenario zu schreiben: Wie könnte der – möglichst chemiefreie – Ackerbau der Zukunft aussehen? Dazu griffen Christiane Grefe und Andreas Sentker auf Besuche von Landwirtschaftsmessen und Fachkongressen zurück, auf Gespräche mit Agrartechnikern, Forscherinnen und Landwirten. Alle im Text erwähnten Produkte und Strategien gibt es bereits heute, nichts ist erfunden. Ob das beschriebene Szenario Realität wird, ist also keine technische, sondern eine politische Frage.

Ein Dorf in der Nähe von München. Es ist der 24. Mai 2030. Gleich nach Sonnenaufgang hat Bauer Wachtveitl seinen Roboterschwarm losgeschickt. Die drei einkaufswagengroßen Maschinen staksen nun zwischen seinen Gemüsepflanzen umher. Mit einem Stempel drücken sie das Unkraut in den Boden. Seit vor 15 Jahren die ersten Roboter auf dem Feld erprobt wurden, ist die Technik viel zuverlässiger geworden. Chemie aufs Gemüsefeld? Das kommt für Wachtveitl nicht mehr infrage.

Dass einst Landwirte großzügig Pestizide auf dem Acker verteilten, das liegt für Wachtveitl in weiter Vergangenheit. Aber er erinnert sich noch gut an das Jahr 2018, als die große Pestiziddämmerung einsetzte: Damals war die Kritik an dem breitflächigen, oft vorbeugenden Einsatz von Ackergiften nicht mehr zu ignorieren gewesen. Vor allem das Verschwinden der wichtigen Bestäuber, Schmetterlinge, Vögel und Wildpflanzen hatte viele aufgeschreckt. Der Streit um das Unkrautvernichtungsmittel Glyphosat wurde zum Fanal, Ackergifte galten plötzlich als Politikum.

Die Industrie hatte bereits begonnen, sich gegen die wachsende Kritik zu wappnen. Der Chemieriese BASF erprobte auf Modellhöfen Maßnahmen für mehr Artenvielfalt. BASF-Konkurrent Bayer hatte 2017 ein digitales Tochterunternehmen gegründet, dessen zentrale Aufgabe es war, auch mit dem Verkauf von weniger Pflanzenschutzchemie Geld zu verdienen. Der Einsatz etwa von Fungiziden sollte fortan nur noch empfohlen werden, wenn Datenanalysen das Auftreten eines schädlichen Pilzes in der jeweiligen Region tatsächlich vorhergesagt hatten. Für die Landwirte hieß das: Sie zahlten für eine ungefährdete Ernte und nicht mehr für die Menge der eingesetzten Chemikalien.

Die Kritik ist deutlich: Wurden Risiken des Pflanzenschutzes systematisch unterschätzt?

Zugleich kämpften die Konzerne mit Verweis auf Erntesicherheit und Verbraucherpreise politisch für die Existenzberechtigung ihrer alten Geschäftsmodelle. Denn darum wurde heftig gestritten in jenem Jahr 2018: Wie groß war die Verantwortung der Agrarchemikalien für die Belastung von Artenvielfalt, Böden und Gewässern tatsächlich? Auf der einen Seite wollten Biolandwirte und Umweltschützer so viele Gifte wie möglich verbieten. Auf der anderen Seite forderte der Bauernverband neue Wirkstoffe – und die Hersteller betonten, wie sicher die vorhandenen Produkte seien.

Für die chemischen Substanzen wurde es jedoch immer enger. Es begann im April mit strengen Auflagen für das Unkrautvernichtungsmittel Glyphosat. Die damalige Landwirtschaftsministerin Julia Klöckner kündigte an, das Totalherbizid in der Landwirtschaft nur noch ausnahmsweise zuzulassen – und für private Gärten gar nicht mehr. Vielen ging auch das zu langsam, sie wollten ein Sofortverbot. Doch immerhin empfahl der Koalitionsvertrag der damaligen Regierung, die Anwendung "grundsätzlich" und "so schnell wie möglich" zu beenden.

Mitte Mai 2018 kam der nächste Schlag: Die Firmen Bayer und Syngenta verloren einen Rechtsstreit mit der EU-Kommission um die sogenannten Neonicotinoide, kurz "Neonics". Diese Nervengifte wurden damals oft vorbeugend eingesetzt: Saatgut wurde damit gebeizt, also mit einer chemischen Schicht umgeben, deren Inhaltsstoffe die heranwachsende Pflanze vor Schadinsekten wie Blattläusen schützen sollte. Im Februar hatte die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit die Neonics als schädlich für Wild- und Honigbienen eingestuft. Daraufhin untersagten Europas Regierungen den Einsatz von drei Wirkstoffen.

Die neue Gentechnik

Mitten in diese Debatte platzte am 23. Mai 2018 ein brisantes Diskussionspapier aus der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina "zur Notwendigkeit eines umweltverträglichen Pflanzenschutzes". Hauptkritik des Papiers: Die Risiken der Pflanzenschutzmittel seien bis dahin systematisch unterschätzt worden.

Die elf Autoren – allesamt Biologen, Chemiker oder Gewässerforscher aus renommierten Forschungsinstituten – waren immer wieder über Widersprüche gestolpert: "Was Industrie und Behörden versicherten, passte nicht zur Wirklichkeit im Freiland", erklärte der Koordinator der Arbeitsgruppe, der Chemiker Andreas Schäffer von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen. Ob in Böden, Ackerrandstreifen oder Bächen – oft seien die Pestizidrückstände in höheren Konzentrationen zu finden als vorhergesagt.

Beispielhaft hatten die Fachleute bei Glyphosat und den Neonics genauer hingeschaut – und eine Menge Hinweise auf mögliche Ursachen für die Widersprüche gefunden. So prüften die Zulassungsverfahren in der Regel nur Einzelstoffe, in der Praxis aber landete immer eine Vielzahl von Wirkstoffen gleichzeitig auf dem Acker. In einem Jahr wurden in Deutschland damals 32.000 Tonnen Pestizide verkauft, häufig wurden mehrere Präparate miteinander kombiniert. Dadurch aber konnten sich Wirkung und Verweildauer jedes einzelnen Wirkstoffs verändern. Doch solche Kombinationseffekte wurden laut dem Leopoldina-Papier kaum untersucht.

Die vielen Lücken bei der Zulassung und Regulierung, welche die Studie aufdeckte, alarmierten Politik und Öffentlichkeit wie auch viele Landwirte. Nach dem Verbot der Neonicotinoide hatten viele von ihnen zu anderen hochgiftigen Präparaten gegriffen. Das erhöhte den Anreiz für Politik und Forschung, nach Alternativen für den Chemieeinsatz auf den Feldern zu suchen.

Einerseits erlebte die Agrartechnik in den Folgejahren einen regelrechten Boom; zum anderen wurden alte Anbaumethoden wiederentdeckt und fortentwickelt – sodass Bauer Wachtveitl und seine Nachbarn heute, zwölf Jahre später, ganz anders auf die Bedrohung ihrer Ernten reagieren können.

Landmaschinenhersteller hatten zum Beispiel schon früh Alternativen zum Beizen entwickelt. Statt das Saatkorn wie früher einzuhüllen, injizieren sie heute den chemischen Pflanzenschutz mit der Aussaat direkt in den Boden. Dieses Verfahren schont die Wildbienen und andere nützliche Insekten, da sich die Giftstoffe nicht mehr in Form von Stäuben ausbreiten können.

In den Boden gelangt das Gift jedoch noch immer. Andere Bauern greifen deshalb zu Pflanzen, die Gene in sich tragen, welche sie gegen Insekten oder Pilze resistent machen. Seit 2024 haben große Saatgutunternehmen die Zulassung der neuen Züchtungsmethoden auch in Europa durchgesetzt. Solche Landwirte riskieren allerdings Konflikte mit ihren Nachbarn, die den Zulassungsverfahren misstrauen und nicht wollen, dass sich genetisch veränderte Pflanzen verbreiten. Insofern ist die neue Gentechnik ähnlich umstritten wie die alte. Darum setzen viele Kollegen lieber auf Samenhüllen mit biologischen Schutzsubstanzen, oder sie bringen im Gewächshaus Marienkäfer gegen lästige Läuse in Stellung.

Gleichzeitig haben sich Technologien durchgesetzt, um Pestizide rigoros einzusparen. Auch die gab es schon 2018, heute werden sie von einer Vielzahl von Unternehmen angeboten. So erkennen Pflanzenschutzspritzen bereits vor der Aussaat, wo auf dem künftigen Weizenfeld Unkraut wächst – und nur dort verteilen sie dann das Gift. In bestimmten Regionen lassen sich durch so einen punktuellen Einsatz 60 bis 80 Prozent der Spritzmittel einsparen. Auch die uralte mechanische Hacktechnik zur Unkrautbekämpfung erlebte nach 2018 eine Renaissance und lässt sich heute digitalisiert und kameragesteuert zwischen den Reihen der Kulturpflanzen einsetzen.

Die Digitalisierung auf dem Acker

Früher haben Landmaschinen die notwendigen Informationen über den jeweiligen Acker per Sensor erfasst; mittlerweile liefern Satelliten mit hochauflösenden Kameras die Daten. Sie erleichtern es den Bauern, Schädlinge noch genauer zu bekämpfen, Quadratmeter für Quadratmeter. Eines der Pionierunternehmen, Bosch, hatte schon früh eine Technik entwickelt, die Unkräuter voneinander unterscheiden konnte. Damit wurde es möglich, unerwünschte Wildpflanzen gezielt zu bekämpfen, statt Chemikalienmischungen großflächig aufs Feld zu sprühen.

Bestimmte Kulturen wachsen heute, im Jahr 2030, gar nicht mehr auf dem Feld, sondern in geschlossenen Räumen. Unter Schlagworten wie "Urban Farming" oder "Vertical Farming" sind in vielen Städten Farmhochhäuser entstanden, in München gleich in Sichtweite des BMW-Vierzylinder-Hochhauses. Da in die riesigen Gewächshäuser keine Schädlinge eindringen können, benötigen die Stadtfarmen keine Chemie mehr. Die Wege zum Verbraucher sind kurz, geerntet wird on demand.

Treiber der vielen Innovationen war nicht nur die öffentliche Kritik an dem Chemieeinsatz in der Landwirtschaft. Auch die Zulassungsverfahren für neue chemische Wirkstoffe wurden deutlich strenger – nicht zuletzt infolge der Leopoldina-Studie 2018. Schon in ihrem Titel Der stumme Frühling hatten die Wissenschaftler auf das legendäre Buch der amerikanischen Biologin Rachel Carson aus den sechziger Jahren angespielt. Diese hatte die Wechselwirkungen zwischen Gift und Natur beschrieben und mit ihrem Bestseller ein Verbot des hochgiftigen Insektizids DDT befördert. Eine ähnliche Wirkung erzielte das Leopoldina-Papier.

Dabei waren einzelne Befunde der Experten gar nicht neu. Neu war aber ihre Zusammenschau. Vieles erschien nun so offensichtlich, dass sich selbst der ungeschulte Verbraucher fragte: Wie konnten Zulassungsbehörden, Regulierer und Unternehmen bis dahin so blind gewesen sein?

So kritisierte die Leopoldina-Studie die unzulänglichen Laborstandards: Damals testete man die Auswirkungen der Pestizide an sogenannten Stellvertreterorganismen, an Mäusen, Flöhen oder Würmern. Der Kompostwurm Eisenia foetida war ausgewählt worden, weil er sich gut massenhaft züchten und unter Laborbedingungen halten ließ. Doch genau diese Robustheit des Modelltiers nährte den Verdacht, toxikologische Aussagen über Regenwürmer im Allgemeinen zu verfälschen. "Allein in Deutschland gibt es 46 Arten von Regenwürmern", sagte damals der Biochemiker Werner Kratz von der FU Berlin, "und einige reagieren deutlich empfindlicher."

Überdies prangerte die Studie blinde Flecken in der ökosystemaren Betrachtung an. Ganze Gruppen von Lebewesen, etwa Amphibien, würden bei der Gefährdungsanalyse kaum berücksichtigt, bemängelten die Autoren. Datensammler in Industrie und Behörden schauten sich damals meist nur einzelne Populationen an, viel zu selten aber ganze Artengemeinschaften. Aus methodischen Gründen war das verständlich: Experimente mussten möglichst einfach, eindeutig und gerichtsfest sein. "Aber in der Natur wirken eben unendlich viele Faktoren zusammen", sagte Mitautor Andreas Schäffer.

Das Papier beließ es aber nicht bei Kritik, sondern enthielt eine lange Liste von Empfehlungen. Diese reichten von der Forderung nach anderen Messmethoden und Monitoringsystemen über eine bessere Beratung der Landwirte bis zu politischen Anreizen, die Anwendung von Pestiziden weiter einzuschränken.

All das kam im Mai 2018 zu einem günstigen Zeitpunkt, weil die damalige Bundesregierung neue Strategien sowohl für den Ackerbau als auch für den Insektenschutz plante. Schnell wurde deutlich: Es reichte nicht, nur weitere technische Innovationen zu fördern wie Digitalisierung auf dem Acker und die Nutzung von Big Data. Was den Wandel ebenso entscheidend vorantrieb, war das, was manche die Ökologisierung der konventionellen Landwirtschaft nannten.

Kulturpflanzen schützen sich gegenseitig.

2018 förderte die EU zum Beispiel mit einem Forschungsprojekt den Anbau von Mischsaaten, den der Ökolandbau schon lange kannte. Gerstensorten mit hohem Ertrag, die aber für Pilze extrem anfällig sind, werden heute gemeinsam mit pilzresistenten, aber ertragsärmeren Sorten angebaut. Die Erntemengen sind zwar etwas geringer, dafür aber breiten sich die Pilze seltener aus.

Als Pionier von Saatgutmischungen für Weizen ging übrigens Frankreich voran. Doch auch Bauern von Schleswig-Holstein bis Bayern entdeckten das Prinzip. Heute mischen sie neben unterschiedlichen Sorten auch Arten wie Linsen und Gerste oder Leindotter und Erbsen, weil diese sich gegenseitig stärken. Nach dem Wendejahr 2018 gaben das Forschungs- und das Landwirtschaftsministerium endlich mehr Geld für die Erkundung einer solchen Vielfalt auch auf konventionell bestellten Äckern aus.

Allem voran aber wird heute die Ausbreitung von Krankheiten und Schädlingen dadurch eingedämmt, dass die Bauern wieder längere und klügere Fruchtfolgen praktizieren, statt immer dieselben gewinnversprechenden Feldfrüchte anzubauen. Der stete Wechsel verhindert, dass die verbliebenen Pflanzenschutzmittel Resistenzen fördern. Sogar der Gesetzgeber griff ein: Wenn Bauern ihre Anbauplanung nicht ändern wollten, wurde es ihnen schlicht verboten, nur Raps und Weizen im Wechsel anzubauen.

So sind Bauer Wachtveitls Roboter heute eher eine wichtige, aber seltene Ausnahme. Die elektronischen Helfer auf dem Feld können nicht nur Unkraut bekämpfen, sondern auch dort ernten, wo sich zwei Kulturpflanzen in enger Nachbarschaft gegenseitig vor Schädlingen schützen. Dass Möhren und Zwiebeln einander guttun, wusste schon Wachtveitls Urgroßmutter. Nun erlaubt ihm die moderne Technik den Reihenanbau im großen Stil.

Seit dem Jahr 2018 hat sich also die Agrarlandschaft grundlegend verändert, ist vielfältiger und pestizidfreier geworden. Und Landwirte wie Wachtveitl genießen in der Bevölkerung einen besseren Ruf als früher, als er und seine Kollegen oft als "Giftspritzer" beschimpft wurden.

Neue technische Entwicklungen, politischer Druck und die Veränderungsbereitschaft der Bauernverbände hatten die Pestizidwende möglich gemacht. Auch in der EU-Agrarpolitik hatte schließlich ein Umdenken eingesetzt, mit der Folge, dass Brüssel Agrarsubventionen nur noch unter strengen Umweltauflagen gewährte – etwa für die Anlage von Blühstreifen, Feldlerchenfenstern oder Teichen und die Verminderung von Pflanzenschutzmitteln.

Seither hat die Zahl der Insekten und Feldhasen, der Amphibien wie der Vögel ebenso zugenommen wie ihr Artenreichtum. Im Mai 2030 sieht Bauer Wachtveitl von seinen Feldern wieder öfter die Rebhühner auffliegen. Endlich. Vor zehn Jahren war es doch schon arg still gewesen.