Bt-Toxin in Böden

"Eine Anreicherung konnten wir niemals nachweisen."

In welchem Umfang wird das in Bt-Mais-Pflanzen gebildete Bt-Toxin in den Boden abgegeben und wie verhält es sich dort? Mit diesen Fragen haben sich Wissenschaftler über mehrere Jahre im Rahmen der Sicherheitsforschung beschäftigt. BioSicherheit sprach mit Christoph Tebbe vom Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI).

bioSicherheit: Wie kann Bt-Toxin aus gentechnisch verändertem Bt-Mais in den Boden gelangen?

Christoph Tebbe: Nach der Keimung der Maispflanzen auf dem Feld beginnen die Pflanzenzellen damit das Bt-Toxin herzustellen. Im Boden befindet es sich also vor allem in den Wurzeln. Von dort wird ein geringer Anteil durch sich zersetzende Wurzelzellen in den Bodenraum, in die so genannte Rhizosphäre, abgegeben. Die Konzentration dort entspricht etwa einem Tausendstel der Menge, die in den Wurzeln selbst ist. Darüber hinaus kann Bt-Toxin durch Pollen oder abgerissene Blätter auf die Bodenoberfläche gelangen. Die größte Freisetzung von Bt-Toxinen in Böden erfolgt aber nach der Ernte, wenn die Maisstoppeln auf dem Feld verbleiben. Die Wurzelreste zersetzen sich durch die natürliche Aktivität von Bodentieren und Mikroorganismen und das Bt-Toxin aus den Pflanzenzellen kommt in den Boden.

bioSicherheit: Was geschieht dann nach der Ernte mit dem Bt-Toxin in den Böden?

Christoph Tebbe: Das haben wir detailliert am Beispiel der Maissorte MON810 untersucht. Diese Sorte wird bereits weltweit, auch in europäischen Ländern, landwirtschaftlich angebaut. In der ersten Phase nach der Ernte erfolgt in den Blatt- und Wurzelresten bereits ein Abbau der Bt-Toxine, wahrscheinlich auch durch pflanzliche Restaktivität. Innerhalb von vier bis sechs Wochen finden sich von ursprünglich zehn bis zwanzig Mikrogramm Bt-Toxin pro Gramm Pflanze weniger als fünfzig Prozent wieder. In der Winterperiode ist der Abbau gering, aber mit dem Ansteigen der Temperaturen und der weiteren Zersetzung der Pflanzenreste wird das Bt-Toxin weiter abgebaut. Ein geringer Bruchteil des ursprünglichen Bt-Toxins, in unseren Untersuchungen z.B. ein Nanogramm pro Gramm, bindet jedoch an Bodenbestandteile, vor allem an die Tonpartikel. Dieser Anteil wird nur langsam weiter abgebaut.

bioSicherheit: Kann es zu einer Anreicherung des Bt-Toxins im Boden kommen, wenn über längere Zeiträume Mais auf Mais angebaut wird?

Christoph Tebbe: Wir haben hierzu ein eigenes Forschungsprojekt durchgeführt, das kurz vor dem Abschluss steht. Selbst auf Feldern, auf denen drei Jahre hintereinander MON810 Bt-Mais angebaut wurde, konnten wir vor Beginn der nächsten Wachstumsperiode, also etwa ein halbes Jahr nach der Ernte, kein Bt-Toxin nachweisen. Wir haben Felder mit unterschiedlichen Bodeneigenschaften untersucht, doch eine Anreicherung konnten wir niemals nachweisen. Wir vermuten, dass das von den Bodenbestandteilen gebundene Bt-Toxin kontinuierlich gegen andere natürliche Verbindungen (Proteine aus Pflanzenresten) ausgetauscht wird und so verschwindet. Die theoretische Möglichkeit einer Anreicherung lässt sich aber schon dadurch vermeiden, dass man keine mehrjährig kontinuierliche Kultivierung von Mais auf demselben Feld durchführt. Fruchtwechsel vermeiden die Auszehrung unserer Böden und das Auftreten von Bodenmikroorganismen, die unsere Kulturpflanzen schädigen.

bioSicherheit: Können die Mengen an Bt-Toxin, die Sie gefunden haben, einen schädlichen Einfluss auf im Boden lebende Tiere haben?

Christoph Tebbe: Im Gegensatz zu vielen chemischen Insektiziden haben Bt-Toxine eine erstaunliche Spezifität für ihre Zielorganismen, also die Schädlinge. Das ist eine auch im Ökolandbau realisierte attraktive Seite dieser Wirkstoffe. Die empfindlichsten Organismen für Bt-Toxine aus MON810 sind beispielsweise die Maiszünsler-Larven mit einem LD50 Wert von ca. zwei Mikrogramm pro Gramm Pflanzenmaterial. Im Boden finden wir aber maximal zwei Nanogramm pro Gramm, also tausendmal weniger. Direkte toxische Wirkungen auf Nicht-Zielorganismen sind daher aufgrund des natürlichen Abbaus nicht zu erwarten und eine Reihe von Untersuchungen bestätigen dies. Selbst Regenwürmer, die kontinuierlich mit Blattresten von MON810 gefüttert wurden, zeigten keine Reaktion.

bioSicherheit: Heißt das, dass aus Ihrer Sicht Bt-Mais für Böden kein ökologisches Problem darstellt?

Christoph Tebbe: Im Vergleich zu herkömmlichen chemischen Insektiziden im Maisanbau kann man tatsächlich aufgrund der sehr guten Datenlage aus den vielen Sicherheitsforschungsprojekten die Frage für MON810 mit "ja" beantworten. MON810 erscheint ökologisch sicherer als herkömmlicher Anbau mit chemischen Pestiziden. Allerdings sind die Ergebnisse kein Freibrief für die Unbedenklichkeit neuer Bt-Maissorten, denn es gibt nicht eine Sorte Bt-Toxine, sondern viele, jeweils mit anderen Wirkungsspektren und Umweltpersistenz. Für ein anderes Bt-Toxin mit dem Namen Cry3Bb1 fanden wir viel höhere Abbauraten im Boden eines Maisfelds als mit MON810 (Cry1Ab). Fall für Fall sollten die Wechselwirkungen zwischen neuen Bt-Sorten und dem Ökosystem Boden beurteilt werden. Der Versuchsanbau und die ökologische Begleitforschung können für die Sicherheitsbewertung dabei wertvolle Dienste leisten.

bioSicherheit: Vielen Dank für das Gespräch

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