Kupfer im Weinbau – wirksames Fungizid oder problematischer Schadstoff?
Im Weinbau wird Kupfer seit 150 Jahren als Fungizid eingesetzt. Zugleich ist Kupfersulfat eines der wenigen Pestizide, die in der biodynamischen und biologischen Landwirtschaft zugelassen sind. Eine hohe Kupferanreicherung im Boden kann jedoch die Bodenorganismen und somit die Bodenqualität beeinflussen. Für die vorliegende Studie hat ein Forschungsteam um Battle Karimi aus 300 Publikationen die relevantesten Studien in Bezug auf Kupfer und die biologische Bodenqualität ausgewählt und analysiert. Ziel dieser Metaanalyse ist es, die Ökotoxizität von Kupfer im Weinbau abzuschätzen – sowohl in Bezug auf die jährlich ausgebrachte Dosis als auch auf die Akkumulation im Boden. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die derzeit jährlich zugelassene Menge an Kupfer der biologischen Qualität des Bodens nicht schadet. Allerdings gibt es diesbezüglich ein paar Vorbehalte.
In der biologischen und biodynamischen Landwirtschaft und insbesondere im Weinbau gilt Kupfer als ein natürliches Fungizid gegen falschen Mehltau. Ausgebrachtes Kupfer wird jedoch bei Niederschlag in den Boden ausgewaschen, wo es kaum mobil ist und sich im Laufe der Jahre akkumuliert.
Aktuell dürfen durchschnittlich 4 kg Kupfer pro Hektar und Jahr ausgebracht werden. Obwohl die zulässige Dosis in den vergangenen Jahrzehnten mehrfach reduziert wurde, ist es dennoch wichtig, die ökotoxikologischen Eigenschaften von Kupfer auf das Bodenleben und die Bodenqualität zu untersuchen. Dies gilt vor allem, weil es in der biologischen und biodynamischen Landwirtschaft derzeit keine natürliche Alternative zu Kupfer als Fungizid gibt.
Abbildung 1: Übersicht der Kupferdosen, die in 15 untersuchten Studien zum Einfluss der Kupferdosis auf die Bodenqualität verwendet wurden; Angaben in Kilogramm Kupfer pro Hektar und Jahr.
Die Metaanalyse kommt zu dem Schluss, dass in Bezug auf den Effekt der ausgebrachten Dosis Kupferwerte ab 200 kg pro Hektar und Jahr problematisch für die Bodengesundheit und die untersuchten Bodenorganismen sind. Das entspricht dem 50-fachen der gegenwärtig von der Europäischen Kommission genehmigten Dosis. Gemäss den Studienautor:innen bleiben die Bodenfunktionen und -leistungen bei einem Einsatz von 4 kg Kupfer pro Hektar und Jahr erhalten. Auch eine ergänzende Studie der Kupfer-Taskforce der Europäischen Union konnte bei einer ausgebrachten Menge von 4 kg Kupfer pro Hektar und Jahr keine negativen Effekte auf die Bodenqualität und die Bodenorganismen feststellen.
Hinsichtlich des Akkumulationseffekts im Boden wurden ab 200 kg Kupfer pro Hektar schädliche Effekte auf die Bodenorganismen festgestellt.
Die Forschenden weisen auf mehrere Datenlücken in Bezug auf die untersuchten Studien hin. Beispielsweise liegen zum Einfluss von Kupfer auf Makroarthropoden wie Insekten, Spinnen und Tausendfüsser keine Daten vor. Zudem bilden die Studien in der Regel keine Realbedingungen ab. Während im Weinbau meist mehrere Dosen Kupfer pro Jahr ausgebracht werden (chronische Kontamination), wurden in den Studien meist sehr hohe Dosen über kürzere Zeiträume untersucht (akute Kontamination).
Die Studienautor:innen plädieren dafür, weitere Forschung zum Thema zu betreiben, um bestehende Wissenslücken zu schliessen. Insbesondere soll anstelle einer akuten Kontamination mit hohen Kupferdosen eine chronische Kontamination mit niedrigeren Kupferdosen untersucht werden. Zusätzlich sollen zukünftige Untersuchungen möglichst viele Bodentypen umfassen, einschliesslich Böden mit historischer Kupferkontamination, um mögliche Schlussfolgerungen besser verallgemeinern zu können.
Abbildung 2: Übersicht des Effekts der Kupferdosis (oben) und Kupferakkumulation (unten) auf unterschiedliche Bodenorganismen; horizontale Linien spiegeln die getesteten Kupferdosen wider. Rote Punkte bezeichnen die Schwellenwerte, ab denen schädliche Auswirkungen auf die jeweiligen Bodenorganismen festgestellt wurden. Die pinke Linie steht für die derzeit durch die Europäische Kommission zugelassene Kupferdosis von 4 kg pro Hektar und Jahr.
Fazit
Laut den Studienautor:innen zeigen sich erst ab dem 50-Fachen der derzeit zugelassenen jährlichen Kupferdosis Beeinträchtigungen der Bodengesundheit. In vielen Weinbaugebieten reichert sich jedoch seit Jahrzehnten Kupfer im Boden an. Zudem war vor 50 Jahren die zulässige Kupferdosis um ein Vielfaches höher als heute. Daher ist anzunehmen, dass gegenwärtig viele Weinbaugebiete einen Kupferanteil im Boden von 200 kg pro Hektar überschreiten, mit Folgen für Bodenorganismen und Bodenqualität.
Noch sind viele Fragen offen, zum Beispiel zur Verweildauer von Kupfer im Boden oder zu einer möglichen Schadwirkung auf Insekten und Spinnen. Nicht zuletzt gilt es auch, Landwirt:innen für das Thema Kupfer zu sensibilisieren.
Die biodynamische Landwirtschaft fördert die Bodengesundheit, was wiederum weniger Krankheitsdruck für die Weinreben bedeutet. Somit kann in vielen Fällen die Menge der eingesetzten Mittel reduziert und die Bodenqualität langfristig erhalten werden.
Angaben zur Originalstudie
- Autor:innen: Karimi, B., Masson, V., Guilland, C., Leroy, E., Pellegrini, S., Giboulot, E., Maron, P-A., Ranjard, L.
- Titel: Ecotoxicity of copper input and accumulation for soil biodiversity in vineyards
- Journal: Environmental Chemistry Letters 19, 2013-2030 (2021)
- Link: https://doi.org/10.1007/s10311-020-01155-x
Weiterführende Informationen
- Studienzusammenfassungen zu Bodenqualität und Stressresistenz im biodynamischen Weinbau
- Risikobewertung zu kupferbasierten Pestiziden der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA)