Benutzer:Gerhart Ryffel/ad Erfahrungen mit transgenem Mais

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Aus dem Anbau von Gv-Mais in Nord- und Südamerika können einige Erfahrungen abgeleitet werden, wobei diese aber lediglich auf herbizid- und insektenresistente Maissorten zutreffen, da die anderen Sorten in zu kleinen Mengen angebaut werden.

Die Umweltbelastung durch Herbizide bei Einsatz von herbizidresistentem Mais ist geringer als bei konventionellem Anbau, der auch mit Herbiziden durchgeführt wird. So lag im Jahr 2014 weltweit der Eintrag von Herbiziden aufs Gewicht bezogen um 6 % tiefer und, da die für herbizidresistenten Maissorten umweltverträglichere Chemikalien eingesetzt werden, wird die reduzierte Belastung der Umwelt, die mit dem Environmental Impact Quotient gemessen wird^[1], mit 12,1 % angegeben. Dieser positive Effekt wurde in allen untersuchten Ländern festgestellt, wobei aber erhebliche Unterschiede bestehen.^[2]

Es ist unklar, ob diese Befunde in Zukunft noch zutreffen, da der großflächige Einsatz von Herbiziden zum Auftreten herbizidresistenter Unkräuter geführt hat, so dass umweltschädlichere Herbizide mit entsprechenden herbizidresistenten Maissorten, wie Optimum™ GAT™ und Enlist™, eingesetzt werden, was nicht nur zu vermehrten Kosten sondern auch zu einer erhöhten Umweltbelastung führen kann.^[3] Es wird auch darauf hingewiesen, dass der einseitige Einsatz von Herbiziden zur Unkrautbekämpfung zu Monokulturen führen und die traditionelle Fruchtfolge vernachlässigt kann, was die Bodenfruchtbarkeit negativ beeinflusst.^[4]

An der University of Illinois at Urbana-Champaign durchgeführte Experimente gaben Hinweise, dass Bt-Mais unter bestimmten Umweltbedingungen eine höhere Stickstoffnutzungseffizienz und eine größere Toleranz gegenüber niedrigen Stickstoffgaben aufweist als Mais ohne Bt-Gene. In den Experimenten benötigte Bt-Mais im Durchschnitt 38 % weniger Stickstoff als konventioneller Mais, um den Ertrag zu maximieren. Dies kann den Einsatz von Stickstoffdünger eindämmen.^[5]

Der Einsatz von insektenresistenten Gv-Maissorten hat zu einer reduzierten Umweltbelastung durch Spritzung von Insektiziden geführt. So hat sich weltweit zwischen 1996 und 2014 beim Anbau von Bt-Mais ein um 52 % erniedrigter Verbrauch an Insektiziden ergeben. Da im Wesentlichen die Art der eingesetzten Insektiziden unverändert ist, entspricht auf Grund des Environmental Impact Quotients^[1] die ausgebrachte Menge auch einer um 56 % erniedrigten Belastung der Umwelt.^[6]

Längerfristige Beobachtungen von Schädlingspopulationen in den USA haben ergeben, dass die Verwendung von Bt-Pflanzen nicht nur zu einem geringeren Schädlingsbefall in den Bt-Feldern, sondern auch zu einem geringeren Schädlingsbefall in konventionellen Feldern geführt hat (Positive Externalität). US-amerikanische Maisbauern, die keinen Bt-Mais anbauten, haben auf diese Weise vom Anbau des Bt-Mais durch andere Bauern profitiert.^[7] Dieser reduzierte Schädlingsbefall betrifft auch andere Kulturen, wie Zuckermais, Paprika und Gartenbohnen, und beeinflusst selbst den biologischen Landbau positiv.^[8]

Eine Metaanalyse mehrerer Freilanduntersuchungen hat gezeigt, dass Bt-Toxine von Gv-Maissorten spezifisch wirken und Nützlinge, wie Blumenwanzen, Röhrenblattläuse, Webspinnen, Laufkäfer und Marienkäfer nicht beeinträchtigen. Eine Ausnahme ist die Brackwespe Macrocentrus cingulum, die den Maiszünsler parasitiert, und somit wohl indirekt betroffen ist, da ihre bevorzugte Nahrung fehlt.^[9]

In Mexico, dem Ursprungsland des Maises, ist der Anbau von Gv-Maissorten verboten, um ein Auskreuzen mit Landrassen des Mais zu vermeiden. Trotz dieses Verbots wurden in verschiedenen Landrassen Bt-Toxin- und Herbizidresistenzgene nachwiesen und man nimmt an, dass dies vorwiegend durch illegal importiertes Saatgut und Futtermais aus den Vereinigten Staaten von Amerika zurückzuführen ist. Es wird befürchtet, dass wertvolle Eigenschaften der Ursprungsrassen unwiederbringlich verlorengehen könnten.^[10]

In den letzten Jahren ist Teosinte, die Ursprungspflanze des Kulturmais, als invasive Art in Spanien aufgetaucht. Es wird nun teilweise befürchtet, dass Transgene aus Gv-Maissorten nicht nur in Kulturmais sondern auch in Teosinte übertragen werden könnten.^[11]

Der Einsatz von insektenresistenten Gv-Maissorten hat zur Resistenzentwicklung geführt, so dass die Wirkung auf verschiedene Schädlingsarten reduziert ist oder sogar weitgehend ausbleibt. Diese Resistenzentwicklung betrifft mehrere unterschiedliche Bt-Toxine und ist im Schnitt innerhalb von fünf Jahren erfolgt. Beim Westlichen Maiswurzelbohrer sind Resistenzen gegen sechs verschiedene Bt-Toxine beobachtet worden.^[12] Das bewusste Anpflanzen von nicht Gv-Maissorten kann die Resistenzentwicklung verlangsamen, wobei aber auch die Anwendung anderer Bekämpfungsmassnahmen, wie Fruchtfolge und gezielte Spritzung von Insektiziden wichtig ist.^[13][14]

Neben dem internen Schutz der Pflanzen vor spezifischen Schädlingen haben Studien in mehreren Ländern ergeben, dass der Bt-Mais weit weniger mit Schimmelpilzen und den zugehörigen, meist krebserregenden Giften der Pilze belastet ist. Dies liegt an der verringerten Fraßschädigung, die zugleich ein Ansammeln von Wasser in den Fraßgängen und damit ein Wachstum der Pilze verhindert. Der erniedrigte Gehalt an Toxinen trifft insbesondere für Fumonisine zu, während der Effekt auf Aflatoxine umstritten ist.^[15]

1. ↑ ^{a b} Cornell, CALS: A Method to Measure the Environmental Impact of Pesticide. Abgerufen am 12. April 2018. 
2. ↑ Brookes, G. and P. Barfoot (2016). "Environmental impacts of genetically modified (GM) crop use 1996-2014: Impacts on pesticide use and carbon emissions." GM Crops Food 7(2): 84-116.doi:10.1080/21645698.2016.1192754
3. ↑ Davis, A. S. and G. B. Frisvold (2017). "Are herbicides a once in a century method of weed control?" Pest Manag Sci 73(11): 2209-2220.doi:10.1002/ps.4643
4. ↑ Schütte, G., et al. (2017). "Herbicide resistance and biodiversity: agronomic and environmental aspects of genetically modified herbicide-resistant plants." Environ Sci Eur 29(1): 5.doi:10.1186/s12302-016-0100-y
5. ↑ Haegele, J. W. and F. E. Below (2013). "Transgenic Corn Rootworm Protection Increases Grain Yield and Nitrogen Use of Maize." Crop Science 53: 585-594.doi:10.2135/cropsci2012.06.0348
6. ↑ Brookes, G. and P. Barfoot (2016). "Environmental impacts of genetically modified (GM) crop use 1996-2014: Impacts on pesticide use and carbon emissions." GM Crops Food 7(2): 84-116.doi:10.1080/21645698.2016.1192754
7. ↑ Hutchison, W. D., et al. (2010). "Areawide suppression of European corn borer with Bt maize reaps savings to non-Bt maize growers." Science 330(6001): 222-225.doi:10.1126/science.1190242
8. ↑ Dively, G. P., et al. (2018). "Regional pest suppression associated with widespread Bt maize adoption benefits vegetable growers." Proc Natl Acad Sci U S A 115(13): 3320-3325.doi:10.1073/pnas.1720692115
9. ↑ Pellegrino, E., et al. (2018). "Impact of genetically engineered maize on agronomic, environmental and toxicological traits: a meta-analysis of 21 years of field data." Sci Rep 8(1): 3113.doi:10.1038/s41598-018-21284-2
10. ↑ Ryffel, G. U. (2014). "Transgene flow: Facts, speculations and possible countermeasures." GM Crops Food 5(4): 249-258.doi:10.4161/21645698.2014.945883
11. ↑ Pascher, K. (2016). "Spread of volunteer and feral maize plants in Central Europe: recent data from Austria." Environmental Sciences Europe 28(1): 30.doi:10.1186/s12302-016-0098-1
12. ↑ Tabashnik, B. E. and Y. Carriere (2017). "Surge in insect resistance to transgenic crops and prospects for sustainability." Nat Biotechnol 35(10): 926-935.doi:10.1038/nbt.3974
13. ↑ Tabashnik, B. E. and F. Gould (2012). "Delaying corn rootworm resistance to Bt corn." J.Econ.Entomol. 105(3): 767-776.doi:10.1603/EC12080
14. ↑ Deitloff, J., et al. (2016). "Effects of refuges on the evolution of resistance to transgenic corn by the western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera LeConte." Pest Manag Sci 72(1): 190-198.doi:10.1002/ps.3988
15. ↑ Abbas, H. K., et al. (2013). "Implications of Bt traits on mycotoxin contamination in maize: Overview and recent experimental results in southern United States." J Agric Food Chem 61(48): 11759-11770.doi:10.1021/jf400754g