Grün, gesund und ertragreich:
F 500 – Pflanzengesundheit durch Chemie nach dem Vorbild der Natur
Die Nominierung für den Deutschen Zukunftspreis – Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation – ist eine öffentliche Anerkennung und große Auszeichnung für die Entwicklung des Pflanzenschutzwirkstoffs F 500® der BASF Aktiengesellschaft. Landwirte in aller Welt setzen Produkte auf Basis dieses Fungizids ein, um ihre Kulturen vor Pilzbefall zu schützen. Erfolgreich bekämpfen sie damit Pflanzenkrankheiten wie zum Beispiel Rost in Sojabohnen, Spelzenbräune im Getreide oder Mehltau in Reben. Die Besonderheit von F 500: Der Wirkstoff stärkt auch die Vitalität und Gesundheit von Kulturpflanzen, indem er ihren Stoffwechsel positiv beeinflusst. Damit werden Qualität und Ertrag der Ernte verbessert. Diese Innovation eröffnet ein Feld voller Chancen. Wenn es gelingt, Pflanzen gesünder und widerstandsfähiger gegen Pathogene zu machen, ist das ein großer Schritt für die gesamte Landwirtschaft.
Nach der erfolgreichen Markteinführung des ersten Strobilurins im Jahr 1996 hat die BASF mit F 500 im Jahr 2002 einen neuen Standard gesetzt. Jüngster Erfolg ist der Einsatz von Produkten mit F 500 im Sojaanbau in Brasilien und in den USA gegen den „Asiatischen Sojarost“. Für das Jahr 2005 erwartet BASF einen Umsatz mit Produkten, in denen F 500 als Mischungspartner vorkommt, von über 400 Millionen Euro. Die weiter steigende Nachfrage beweist eindrucksvoll, dass die Kunden in der Landwirtschaft auf innovative Problemlösungen angewiesen sind und wie sehr sie Lösungen, mit denen sie ihren Ertrag verbessern können, zu schätzen wissen.
Der weltweite Erfolg hat unmittelbare Auswirkungen für den Standort Deutschland. Eine Syntheseanlage, die die BASF an ihrem Standort Schwarzheide in Brandenburg für mehr als 100 Millionen Euro neu gebaut hat, sichert dort rund 200 Arbeitsplätze. Darüber hinaus ist der Erfolg von F 500 eine Bestätigung der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an den BASF-Standorten Ludwigshafen und Limburgerhof, traditionell die Keimzellen der BASF-Pflanzenschutz-Forschung und -Entwicklung. Die zunehmende Bedeutung des Wirkstoffes F 500 für die Pflanzengesundheit ist auch für die Zukunft eine Ermutigung für weitere Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet.
Vom Naturstoff zum Pflanzenschutzmittel
F 500 ist das Ergebnis einer systematischen Forschungs- und Entwicklungsarbeit bei der BASF, dem führenden Chemieunternehmen der Welt. Ausgangspunkt dieser Arbeiten, die Mitte der 80er Jahre begannen, war eine Substanz, mit der sich der Kiefernzapfenrübling, ein kleiner Waldpilz, seine Nahrungskonkurrenten, also andere Pilze, vom Leib hält. Dieser pilztötende Naturstoff, das Strobilurin A, war Ende der 70er Jahre an deutschen Universitäten entdeckt, hinsichtlich seiner fungiziden Wirkung untersucht und in seiner chemischen Struktur aufgeklärt worden. Ein natürlicher Pilzinhaltsstoff als chemisches Vorbild für ein Fungizid – das war eine bahnbrechende Neuheit.
Die Chemiker konnten die Struktur von Strobilurin A, das für den Einsatz in der Landwirtschaft zu empfindlich gegenüber Licht und Sauerstoff ist, ohne Verlust der biologischen Wirkung in vielfältiger Weise verändern. Auf diese Weise entstand die neue Stoffklasse der Strobilurine mit einem neuartigen Wirkmechanismus. Strobilurine richten sich sehr gezielt gegen die pilzliche Sporenkeimung und hemmen eine bestimmte Stufe der Zellatmung. Damit zeigten sie eine bis dato ungekannt große Wirkungsbreite gegen Schadpilze bei gleichzeitiger hoher Umweltverträglichkeit. In einem internationalen Forschungs- und Patentierungswettlauf fast aller forschenden Pflanzenschutzunternehmen wurden im Laufe der Jahre zahllose Varianten des Moleküls synthetisiert und getestet – allein bei BASF über 18.000 neue Substanzen. Inzwischen gibt es auf dem Gebiet über 500 internationale Patentanmeldungen, davon über 200 von der BASF.
Forschungsziele waren zuvorderst eine höhere Wirksamkeit und breitere Einsatzmöglichkeiten. Wie stets im Pflanzenschutz standen weiter Themen wie Umweltverträglichkeit, Wirtschaftlichkeit, Marktpotenzial und Patentschutz im Pflichtenheft der Forscher und Entwickler. In der BASF hatten sich die Forscher die Patentrechte für eine spezielle Untergruppe der Strobilurine gesichert, die Methoxycarbamate. Bei ihnen wird ein Kohlenstoffatom im Zentrum des Moleküls durch ein Stickstoffatom ersetzt – ein innovativer Ansatz mit deutlichen Verbesserungen der physikalischen und biologischen Eigenschaften. Diese Eigenschaften nahmen die Forscher in ihr Visier: Sie wollten die bereits in der Stoffklasse ansatzweise erkennbaren Beiträge zur Vitalität der Pflanze weiter erforschen und optimieren.
Pflanzeneigene Abwehrmechanismen gestärkt
Bereits in Gewächshausstudien waren Verbindungen aufgefallen, die neben guter Wirkung gegen Pflanzenkrankheiten zusätzlich eine intensiv grüne Färbung der behandelten Pflanzen bewirkten: sattgrüne Blätter als Zeichen erhöhter Vitalität. Umfangreiche Freilandversuche in vielen Kulturen rund um den Globus bestätigten diese Beobachtung. Im Jahr 2002 brachte die BASF mit F 500 eine Verbindung auf den Markt, die im Hinblick auf das angestrebte Forschungsziel neue Normen setzte. In den wesentlichen landwirtschaftlichen Kulturen bekämpfte sie alle relevanten Pilzkrankheiten. Was ebenso wichtig war: F 500 stärkte die pflanzeneigenen Abwehrkräfte gegen unterschiedlichste Einflüsse und erhöhte somit deutlich die Leistungsfähigkeit der Pflanze. Das war ein neuer und bis dato nicht verfügbarer, innovativer Beitrag zum Thema Pflanzengesundheit.
Diese physiologische Optimierung bewirkt F 500 über drei verschiedene Mechanismen. Einmal ermöglicht die Reduzierung der reaktiven Sauerstoffradikale der Pflanze, sich besser an die verschiedenen Stressfaktoren anzupassen. Eine weitere Rolle in der Stressbekämpfung spielt die Hemmung der Ethylenproduktion. Sie verlängert das Leben der Pflanze und damit die Zeit, die für die Assimilation der Ertragskomponenten zur Verfügung steht. Drittens fördert F 500 die Nitratreduktase. Damit wird die Stickstoffassimilation der Pflanze gesteigert und zusätzlich die Anfälligkeit für Bakterien- und Virenbefall reduziert.
Bewährungsprobe im Sojaanbau
Am Beispiel des Asiatischen Sojabohnenrostes, einer neuartigen und sehr ge-fürchteten Pilzerkrankung, die zum Totalverlust der Ernte führen kann, lässt sich die Bedeutung der verbesserten Pflanzengesundheit für den Landwirt in eindrucksvoller Weise aufzeigen:
Ursprünglich wurde F 500 zur Kontrolle eines anderen Krankheitskomplexes in Sojabohnen entwickelt. Als um das Jahr 2002 der Sojabohnenrost in Lateinamerika, insbesondere Brasilien, ausbrach, gewann F 500 schlagartig eine neue, weit umfassendere Bedeutung. Wenn die Sojapflanze von dem Schadpilz befallen wird, reagiert sie, indem sie als Folge einer erhöhten Ethylenproduktion ihre Blätter abwirft. Weil der Einsatz von F 500 die Ethylenproduktion in der Pflanze reduziert, behält die Pflanze ihre Blätter. Damit kontrollieren Produkte auf Basis von F 500 nicht nur den eigentlichen Schadpilz, sondern halten die Pflanze weiter vital.
Innerhalb kürzester Zeit wurde der Einsatz von F 500 in Kombination mit anderen Wirkstoffen zu einem wesentlichen Bestandteil der Sojaproduktion in Lateinamerika. Wegen der Ausbreitung der Krankheit nach Norden wird F 500 seit kurzem auch in den USA gegen den Sojarost eingesetzt. Der Wirkstoff trägt somit auf dem amerikanischen Kontinent dazu bei, die Ernte zu sichern und den Ertrag zu steigern.
Innovativer Beitrag zur Welternährung
Um die künftige Weltbevölkerung ernähren zu können, müssen bei gleichbleibender landwirtschaftlicher Nutzfläche die durchschnittlichen Hektarerträge weltweit mehr als verdoppelt werden. Ertrag und Qualität unserer pflanzlichen Nahrungsmittel unterliegen aber vielfältigen Gefahren: Wuchernde Unkräuter und Gräser nehmen Kulturpflanzen Licht, Wasser und Nährstoffe weg, hungrige Insekten fressen ganze Landstriche kahl, und Schadpilze schwächen das Wachstum bis hin zum Pflanzensterben. Hier liegen die klassischen Aufgabenstellungen des chemischen Pflanzenschutzes. Ausgehend von 100 Prozent theoretisch erzielbarer Ernteerträge, sichern Pflanzenschutzmittel heute fast 30 Prozent der Ernten.
Hinzu kommen andere Bedrohungen: Pflanzenkrankheiten durch Bakterien und Viren sowie Umwelteinflüsse, zum Beispiel Trockenheit, Ozon oder übermäßige UV-Strahlung. Hierfür hatten weder Pflanzenzüchtung noch chemischer oder biologischer Pflanzenschutz bislang eine zufriedenstellende Lösung. Für Forscher, Entwickler und Praktiker ist dies Grund, Anreiz und Verpflichtung gleichermaßen, über innovative Ansätze nachzudenken. Die Erhöhung der Vitalität von Pflanzen, wie sie mit F 500 erreicht wird, ist ein solcher neuer Ansatz.
Informationen und Kontakt zum Deutschen Zukunftspreis unter:
E-Mail: info@deutscher-zukunftspreis.de
Internet: www.deutscher-zukunftspreis.de
Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden
deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.
Das Projekt „Grün, gesund und ertragreich. F 500 – Pflanzengesundheit durch
Chemie nach dem Vorbild der Natur“ wurde vom Bundesverband der
Deutschen Industrie vorgeschlagen.