Erhebungen zur Anwendung von Pflanzenschutzmitteln in der Praxis im Jahr 2011

Survey on application of chemical pesticides in Germany

Methodik

Tab. 1 zeigt die Verteilung der landwirtschaftlich genutzten Fläche auf die verschiedenen Kulturgruppen. Wiesen und Weiden sind trotz eines Anteils von ca. 25% an der landwirtschaftlich genutzten Fläche aus Pflanzenschutzsicht nicht relevant, da in dieser Kulturgruppe nur in Einzelfällen chemische Pflanzenschutzmittel angewandt werden. Die Kulturgruppen Gemüse, Wein, Obst und Hopfen haben dagegen nur einen kleinen Anteil an der landwirtschaftlich genutzten Gesamtfläche. In diesen Kulturen erfolgt allerdings die Anwendung chemischer Pflanzenschutzmittel deutlich intensiver als in der Mehrzahl aller Ackerbaukulturen, und sie sind in der Regel auf spezifische Regionen konzentriert. Sie sind deshalb trotz des geringen flächenmäßigen Anbauumfangs aus Pflanzenschutzsicht auch im Rahmen des NAP gemäß Artikel 4 der Richtlinie 2009/128/EG relevant und müssen in die Erhebungen einbezogen werden (Abschnitt 1, Anhang II der Statistikverordnung 1185/2009).

Tab. 2 zeigt die bzgl. ihrer Anbaufläche bedeutsamsten Ackerbaukulturen. Sie umfassen zusammen 87% der Gesamtfläche, die ackerbaulich genutzt wird. Der Pflanzenschutzeinsatz in Winterroggen, Triticale und Sommergerste unterscheidet sich kaum von dem in Wintergerste und wird durch sie ausreichend repräsentiert. Diese drei Kulturen wurden deshalb nicht in die PAPA-Erhebungen einbezogen.

Tab. 3 zeigt die bzgl. ihrer Anbaufläche wichtigsten Gemüsekulturen. Sie umfassen zusammen 60% der Gesamtanbaufläche für Gemüse. Die restliche Fläche teilen sich eine hohe Vielzahl kleinere (bzgl. Anbauflächen) Gemüsekulturen. Die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln in Gemüsekulturen steht weniger aus Sicht des Risikos für die Umwelt als vielmehr über die Pflanzenschutzmittelrückstände im Fokus. Deshalb ist hier ein repräsentatives Rückstandsmonitoring von primärem Interesse und nicht eine Anwendungserhebung.

Aufgrund dieser Tatsache und den Besonderheiten des Gemüseanbaus (starke Spezialisierung, teilweise Konzentration der Anbaufläche auf wenige Betriebe usw.), die den Aufbau eines Betriebspanels sehr erschweren, wurde entschieden, die Gemüsekulturen bei den PAPA-Erhebungen nicht zu berücksichtigen und nur gesonderte Erhebungen in ausgewählten Gemüsekulturen im 5-Jahres-Rhythmus nach der bewährten NEPTUN-Methodik durchzuführen.

Tab. 4 zeigt im oberen Teil die bzgl. ihrer Anbaufläche wichtigsten Baumobstkulturen. Der Apfel umfasst davon knapp 50% und stellt zusätzlich die pflanzenschutzintensivste Kultur dar. Er wurde deshalb als dominierender Vertreter des Baumobstes für die PAPA-Erhebungen ausgewählt.

Aus den obigen Überlegungen ergibt sich, dass die PAPA-Erhebungen zur Anwendung chemischer Pflanzenschutzmittel in den folgenden neun landwirtschaftlichen Kulturen erfolgen: Winterweizen, Wintergerste, Winterraps, Zuckerrüben, Kartoffeln, Mais, Äpfel, Hopfen und Wein.

Abb. 1. PAPA 2011: Verteilung Erhebungsbetriebe Kar­toffeln.

Insgesamt wurde pro Kultur ein Mindeststichprobenumfang von 100 Erhebungsbetrieben festgelegt, der auf Auswertungen zur Güte der in den NEPTUN-Erhebungen berechneten Kennziffer „Behandlungsindex“ basiert.

Folgende Angaben werden zu jeder einzelnen Maßnahme gefordert:

Bei Tankmischungen sind die obigen Angaben für jeden einzelnen Tankmischungspartner erforderlich. Zusätzlich werden analoge Angaben zur Saatgutbehandlung abgefragt.

Für die Datenerfassung werden derzeit alle Formen für die Dokumentation der durchgeführten Pflanzenschutzmaßnahmen akzeptiert, wenn sie alle gewünschten Angaben enthalten.

„Auf Papier“, als PDF-Datei oder als WORD-Datei übermittelte Erhebungsdaten werden elektronisch erfasst und anschließend in eine ACCESS-Datenbank übertragen. Als EXCEL-Datei bereitgestellte Daten können in der Regel direkt in die ACCESS-Datenbank übernommen werden.

Anschließend werden verschiedene Plausibilitätstests zur Verifizierung der erfassten Daten durchgeführt, um eventuelle Widersprüche, Fehler oder Mängel in den Daten zu erkennen. Die entsprechenden Entscheidungen bzgl. der Korrektur solcher „Auffälligkeiten“ werden ausschließlich per Einzelfallprüfung getroffen. Der zeitliche Aufwand für die Erfassung der Daten und die Plausibilitätsprüfung ist erheblich.

Behandlungshäufigkeit (BH). Als Behandlungshäufigkeit wird die Anzahl der durchgeführten PSM-Anwendungen bezogen auf die jeweilige Anbaufläche bezeichnet. Eine Behandlung erhält den Flächenkoeffizient „1“, wenn sie die gesamte Fläche des jeweiligen Schlages bzw. der jeweiligen Bewirtschaftungseinheit umfasst; auch dann, wenn mit dieser Maßnahme mehrere Pflanzenschutz­mittel als Tankmischung ausgebracht werden. Sollte eine Maßnahme nur als Teilflächenbehandlung erfolgt sein, so ergibt sich der Flächenkoeffizient als Quotient von behandelter Fläche und Gesamtfläche der BWE. Die Summe aller diesbezüglichen Koeffizienten ergibt die Kennziffer „Behandlungshäufigkeit“ für den Schlag bzw. die BWE. Die Kennziffer „Behandlungshäufigkeit“ für den Betrieb bzw. für Deutschland ergibt sich aus dem einfachen arithmetischen Mittel der berechneten Behandlungshäufigkeiten der jeweiligen „Untereinheiten“.

Behandlungsindex (BI). Als Behandlungsindex wird die Anzahl der angewandten Pflanzenschutzmittel bezogen auf die zugelassene Aufwandmenge und die Anbaufläche bezeichnet. Für die Berechnung des Behandlungsindex wird jede Anwendung eines Pflanzenschutzmittels gesondert betrachtet; egal ob es als einzelne Applikation oder innerhalb einer Tankmischung ausgebracht wird. Zunächst wird für jede Anwendung eines Pflanzenschutzmittels erneut der Flächenkoeffizient ermittelt (siehe Behandlungshäufigkeit). Zusätzlich wird der dazugehörige Aufwandmengenkoeffizient als Quotient aus tatsächlicher Aufwandmenge und der im Pflanzenschutzmittelverzeichnis angegebenen maximalen indikationsbezogenen Aufwandmenge (im Weiteren als zugelassene Aufwandmenge bezeichnet) berechnet. Das Produkt der beiden Koeffizienten bezeichnen wir als Teilindex bezogen auf die gerade betrachtete Einzelanwendung. Die Summe dieser Teilindizes über alle durchgeführten Einzelanwendungen auf dem Schlag oder der Bewirtschaftungs­einheit ergibt dann den jeweiligen Behandlungsindex für diese Fläche. Die Aggregation dieser Indizes zu Kenn­ziffern für den Betrieb bzw. für Deutschland erfolgt analog zu dem oben unter der Überschrift „Behandlungshäufigkeit“ beschriebenen Vorgehen.

Die Kennziffer „Behandlungsindex“ wird zusätzlich auch Wirkstoffbereich-bezogen berechnet. Der Behandlungsindex dient als quantitatives Maß zur Beschreibung der Intensität des chemischen Pflanzenschutzes und ist ein wichtiger Baustein des NAP.

Bei der Berechnung der Kennziffern „Behandlungshäufigkeit“ und „Behandlungsindex“ wird davon ausgegangen, dass erfahrungsgemäß das praktische Handeln des Betriebsleiters bzgl. der Durchführung von Pflanzenschutzmaßnahmen vorwiegend vom Produktionsverfahren, vom Zeitpunkt und Höhe des Schaderregerauf­tretens und von seiner Risikobereitschaft, ein gewisses Schaderregerauftreten zu tolerieren, beeinflusst wird und dass die Größe der jeweiligen Anbaufläche nur eine untergeordnete Rolle spielt. Deshalb wurde auch die Methode „ungewichtetes arithmetisches Mittel“ für die „Zusammenfassung“ der berechneten Kennziffern gewählt.

Wirkstoff-Ranking. Dieses Ranking liefert in erster Linie Erkenntnisse zur Bedeutung der einzelnen Wirkstoffe. Aus dem Ranking lassen sich keine Aussagen zum Risikopotential für den Naturhaushalt ableiten.

Bei der Berechnung der Wirkstoff-Rangfolgen wird zunächst für jeden Wirkstoffbereich (Fungizide, Insektizide/Akarizide, Herbizide) die Anzahl aller dokumentierten PSM-Anwendungen ermittelt. Anschließend erfolgt das für jeden einzelnen Wirkstoff. Aus diesen Werten lässt sich der prozentuale Anteil des Wirkstoffs an allen Applikationen bzgl. des zugehörigen Wirkstoff­bereiches berechnen und eine entsprechende Rangfolge ableiten.

Um die Bedeutung der angegebenen Wirkstoffe in ihrer absoluten Verwendung in den verschiedenen Kulturen darzustellen, wird zusätzlich die Kenngröße „Anwendung in % aller Erhebungsbetriebe“ ermittelt.

Kennziffern für EUROSTAT. In den Abschnitten 2 und 3 des Anhanges 2 der Pflanzenschutzmittel-Statistikverordnung wird festgelegt: Für jede ausgewählte Kulturpflanze werden die Menge jedes Wirkstoffes, der in den angewandten Pflanzenschutzmitteln enthalten ist, und die damit behandelte Fläche erfasst. Die Wirkstoffmengen werden in Kilogramm angegeben; die behandelten Flächen in Hektar.

„Behandlungsfläche“ ist dabei definiert als die Anbau­fläche, auf der wenigstens einmal ein Pflanzenschutzmittel mit dem entsprechenden Wirkstoff angewandt wurde. Mehrfache Anwendungen eines Wirkstoffes auf ein und derselben Fläche führen damit nicht zu einer Erhöhung des Wertes „Behandlungsfläche“.

Grundlage für die Berechnung der gewünschten Kennziffern für Deutschland (Hochrechnung) bilden die Einzelinformationen für die Schläge/BWE einer Kultur. Eine detaillierte Beschreibung des dafür entwickelten Algorithmus wird Gegenstand einer späteren Veröffentlichung sein.

Ergebnisse

Daten zur Saatgutbehandlung sind in die Werte in Tab. 5 nicht einbezogen.

Tab. 7 gibt einen Überblick über alle für Deutschland berechneten Behandlungsindizes. Ein Vergleich mit den Zahlen aus Tab. 6 zeigt, dass die ermittelten Werte für den Behandlungsindex (insgesamt) in der Regel höher (Ausnahme: Zuckerrüben) sind als die Werte für die Behandlungshäufigkeit (insgesamt). Das ist ein Indiz dafür, dass bei einer PSM-Anwendung oftmals mehrere Mittel gleichzeitig als Tankmischung ausgebracht werden. Bei Zuckerrüben hingegen liegt der Schwerpunkt auf der Unkrautbekämpfung, die nahezu ausschließlich im Splitting-Verfahren erfolgt; d.h. die maximal zugelassene Aufwandmenge für die einzelnen Herbizide wird auf meh­rere Anwendungen verteilt.

Zudem belegen die Zahlen auch die altbekannte Tat­sache, dass in den Sonderkulturen die Pflanzenschutz­intensität wesentlich höher ist als im Ackerbau. Lediglich beim Anbau von Kartoffeln sind hier höhere Kennziffern zu beobachten. Diese sind den zahlreichen PSM-Anwendungen zur Vermeidung des Auftretens der Kraut- und Knollenfäule (Phytophthora infestans) geschuldet.

Demzufolge wurde für das erste Erhebungsjahr noch keine entsprechende Hochrechnung erstellt. Wie das Ergebnis einer solchen Hochrechnung aussehen könnte, zeigt Tab. 9.

Diskussion

Für alle Ackerbaukulturen (außer Zuckerrüben) ist allerdings die Darstellung eines solchen Trends im Moment nicht möglich, da kein ausreichendes Datenmaterial aus der Vergangenheit vorliegt. Es stehen lediglich die im Rahmen der NEPTUN-Erhebungen 1999/2000 erhobenen bzw. berechnenden Werte zur Verfügung. Diese eignen sich als Vergleichswerte nicht bzw. nur bedingt, weil diese Erhebung aus heutiger Sicht als erste Erhebung dieser Art noch mit ein paar methodischen Mängeln durchgeführt wurde, die zu einer leichten tendenziellen Unterschätzung der Pflanzenschutzintensität und somit zu etwas niedrigeren Werten bei den berechneten Kennziffern führten. Fundierte Aussagen zur Trendentwicklung sind hier auf der Basis von PAPA-Daten sicher erst nach der dritten, vierten Erhebung (also 2015) möglich.

Auch die im Rahmen der Arbeiten zum Vergleichs­betriebsnetz (Freier et al., 2012) berechneten Kennziffern eignen sich nur bedingt als Vergleichswerte zu den PAPA-Ergebnissen. Im Jahr 2011 zeigte sich zum Beispiel, dass die dort berechneten Behandlungsindizes für die verschiedenen Ackerbaukulturen alle höher lagen als die im PAPA-Projekt berechneten. Sollte sich dieses Bild in den Folgejahren wiederholen, ist eine wissenschaftliche Untersuchung bezüglich der Ursachen für diese Abweichungen unerlässlich. Im Moment lässt sich lediglich spekulativ vermuten, dass die unterschiedliche Stichprobenauswahl (Wahl der Erhebungsbetriebe) und kleinere, fachlich bedingte Unterschiede bei der Berechnung der Behandlungsindizes zu den verschiedenen Werten führen. Allerdings konnte Freier aufgrund seiner fünfjährigen Datenreihen schon erste Trendaussagen zu PSM-Anwendungen in Winterweizen, Wintergerste und Winterraps formulieren, die voraussichtlich durch die PAPA-Daten in Zukunft bestätigt werden können:

Zu ähnlichen Ergebnissen führt auch der Vergleich der BI-Werte aus den NEPTUN-Erhebungen in Zuckerrüben und in den Sonderkulturen, fortgeschrieben mit den Werten der PAPA-Erhebung 2011 (Tab. 10).

Die etwas höheren Behandlungsindizes im Jahr 2011 bei Tafeläpfeln und Wein sind eindeutig auf das witterungsbedingt verstärkte Auftreten von Pilzkrankheiten und die dadurch bedingte häufigere Anwendung von Fungiziden zurückzuführen.

Wie bereits aus den NEPTUN-Erhebungen und aus den Untersuchungen im Vergleichsbetriebsnetz bekannt, ist auch im ersten Jahr der PAPA-Erhebungen sehr deutlich geworden, dass es nach wie vor erhebliche Streuungen in der Pflanzenschutzintensität zwischen den einzelnen Erhebungsbetrieben gibt. In Abb. 2 wird diese Aussage am Beispiel von Winterraps verdeutlicht.

Abb. 2. Behandlungsindizes-Klassifizierung (Winterraps 2011).

Es ist zu vermuten, dass in einigen der sechs Betriebe mit einem BI > 9 auf die eine oder andere PSM-Anwendung hätte verzichtet werden können. Auf der anderen Seite ist es denkbar, dass in den Betrieben mit einem BI < 3,5 die Pflanzenschutzintensität in Hinsicht auf Effizienz und Ertragssicherung möglicherweise etwas zu niedrig lag. Da aber im PAPA-Projekt keine Daten zur Ertragshöhe und zu Qualitätsparametern des Erntegutes vorliegen, bleiben beide obige Aussagen nur Mutmaßungen und könnten lediglich im Rahmen einer intensiven Pflanzenschutzberatung näher untersucht werden.

In allen Kulturen und in allen Wirkstoffbereichen ergibt sich ein ähnliches Bild: Zwei, drei, manchmal vier Wirkstoffe werden jeweils bevorzugt angewendet. Insgesamt lässt sich aber auch feststellen, dass in den betrachteten Kulturen eine Vielfalt von fungiziden, herbiziden und insektiziden Wirkstoffen zur Verfügung stand und appliziert wurde. Durch diesen praktizierten Wirkstoffwechsel wird sowohl eine Resistenzbildung der Schad­organismen in Bezug auf einzelne Wirkstoffe erschwert als auch eine verstärkte Exposition der Umwelt durch ein und denselben Wirkstoff vermieden.

Obige Aussage zur Verfügbarkeit der Wirkstoffe schließt natürlich nicht aus, dass derzeit für einzelne Anwendungsgebiete kein geeignetes Pflanzenschutzmittel zugelassen ist und damit eine „Bekämpfungslücke“ besteht. Die Identifizierung solcher Lücken ist allerdings auf der Basis der PAPA-Daten nicht möglich.

Und schließlich ist auch den am Projekt beteiligten Landwirten zu danken, die ja auf freiwilliger Basis ihre Daten zu den Pflanzenschutzmittelanwendungen in ihren Betrieben bereitstellen. Nur dank der entgegenkommenden Mitarbeit der angesprochenen Partner konnte die Erhebung zur Anwendung von Pflanzenschutzmitteln im Jahr 2011 erfolgreich durchgeführt werden bzw. können diese Erhebungen auch in den nächsten Jahren erfolgen.

Die dabei gewonnenen Daten und die darauf basierenden Analysen bilden eine wertvolle Grundlage nicht nur für weitere wissenschaftliche Auswertungen sondern vor allem auch für die Politikberatung und die Formulierung gesellschaftlicher Zielstellungen bzgl. eines umweltverträglichen und nachhaltigen Pflanzenschutzes.

Besondere Anerkennung verdient auch das große Engagement meiner Kolleginnen Frau Krammer, Frau Schneider und Frau Funke bei der elektronischen Er­fassung der übermittelten Erhebungsdaten. Dank ihrer guten Fachkenntnisse konnten bereits bei der Eingabe fachliche Probleme bzw. Fehler in den Daten erkannt und behoben werden.