Schäden durch unerwünschte Insekten an Kulturpflanzen werden vor allem mit Pestizide vermieden. Sie schaffen zwar Abhilfe, belasten aber die Umwelt und töten auch nützliche Insekten. Pheromone bieten eine nachhaltige, jedoch teure Alternative. Ein neues Herstellungsverfahren soll die Kosten deutlich senken.

Insektizide dezimieren nicht nur Schädlinge wie den Maiszünsler oder den Herbstheerwurm, sondern reduzieren auch die Anzahl nützlicher Insekten wie Bienen, Hummeln und Co. Pestizide sorgen für eine geringere Biodiversität, eine verminderte Bestäubungsleistung und Reste verbleiben auf den Nahrungsmitteln.

Eine nachhaltige Lösung bieten Pheromone. Statt Insekten reichlich planlos zu töten, sorgen sie dafür, dass gezielt männlichen Schädlinge ihre weiblichen Partner nicht mehr finden und die Vermehrung verhindert wird. Die wirklichen Schädlinge – also die Larven, die die Pflanzen kahl fressen – gibt es somit kaum. Pheromone bieten zahlreiche Vorteile gegenüber Pestiziden: Sie schaden weder dem Landwirt noch den bestäubenden Insekten, auch bleiben keine Rückstände auf den Pflanzen zurück. Allerdings ist die chemische Synthese, über die die Pheromone bislang hergestellt werden, sehr kostenintensiv und oftmals umweltschädlich.

Pheromone kostengünstiger produzieren

Eine neue Herstellungstechnik soll dies künftig ändern und die Kosten für die Pheromone langfristig deutlich senken. Wissenschaftler entwickeln dazu derzeit ein Verfahren im EU-Projekt OLEFINE, an dem auch das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP beteiligt ist. „Statt die Pheromone chemisch zu synthetisieren, setzt das Team auf eine biotechnologische Herstellung“, erläutert Eva Knüpffer, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer IBP. Das Prinzip ist unter anderem von der Insulinherstellung bekannt. Die Basis bilden Hefe-Zellen, die unter bestimmten Bedingungen über ihren Stoffwechsel die Pheromone produzieren. Der Herstellungsprozess selbst wird federführend von der Firma Biophero in Dänemark entwickelt. Beim Fraunhofer IBP widmet man sich der Nachhaltigkeit und der Ökobilanzierung – sowohl der Herstellungsmethode als auch der späteren Verwendung der Pheromone. „Wir untersuchen über Modelle beispielsweise, wie viel Materialien und Energie bei der Herstellung nötig sind und wie sich dies auf die Umwelt auswirkt. Dabei schauen wir uns die einzelnen Schritte sehr detailliert an und zeigen auf, bei welchen Einzelschritten sich Veränderungen stark auswirken würden. Diese Informationen spielen wir an die dänischen Partner zurück, die sie dann entsprechend umsetzen“, so Eva Knüpffer.

Auswirkungen auf die Umwelt

Künftig wollen die Forscher auch die Wirkung der Pheromone auf die Umwelt näher untersuchen: Für 2020 sind Feldversuche mit den biotechnologisch hergestellten Pheromonen geplant. Mit den dort erhobenen Daten werden sie weitere Berechnungen und Untersuchungen basierend auf Ökobilanzmodellen durchführen. Eine der Fragestellungen: Wie wirken sich die Pheromone auf die Biodiversität aus? Wie ist ihre Wirkung auf die Schädlinge? Verglichen wird jeweils mit den herkömmlichen Insektiziden. Auf diese Weise können die Forschenden abschätzen, in welchem Ausmaß die Pheromone die Umweltbelastungen durch Pestizide reduzieren können.

Auch eine Kostenanalyse führt das Forscherteam am Fraunhofer IBP durch. Zwar sind konkrete Aussagen derzeit noch nicht möglich, dennoch ist Eva Knüpffer zuversichtlich: „Die biotechnologische Herstellung der Pheromone ist deutlich kostengünstiger als die chemische. Dazu kommt: Die Pheromone müssen nur einmal jährlich während der Flugphase der Falter ausgebracht werden, während Insektizide in der Regel mehrmals pro Jahr versprüht werden. Daher ist es durchaus denkbar, langfristig in einen ähnlichen Preisrahmen zu kommen wie bei den Pestiziden.“

Ein weiterer Vorteil für die Landwirte: Sie müssen nicht mit dem schweren Traktor über das Feld fahren, um das Pflanzenschutzmittel auszubringen. Denn die Pheromone werden in bioabbaubaren Dispensern in regelmäßigen Abständen auf dem Feld verteilt. Hierbei ergibt sich auch eine Reduzierung des Dieselverbrauchs und der Bodenverdichtung und somit der Umweltbelastung insgesamt.