In der Landwirtschaft sind Fungizide unverzichtbare Hilfsmittel, die dazu dienen, Pflanzen vor schädlichen Pilzen und deren Sporen zu schützen. Diese chemischen Mittel sind entscheidend für die Bekämpfung von Pilzkrankheiten, die den Ertrag von Feldern erheblich beeinträchtigen können. Allerdings bringt der übermäßige Einsatz von Fungiziden auch erhebliche Herausforderungen mit sich: Die wiederholte Anwendung kann zur Entwicklung resistenter Krankheitserreger führen, die nicht nur die behandelten Pflanzen, sondern auch benachbarte Felder befallen und somit die gesamte Landwirtschaft gefährden.
Ein internationales Forschungsteam, an dem auch Chaitanya Gokhale, Professor für Theoretische Evolutionsbiologie an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, beteiligt war, hat ein mathematisches Modell entwickelt, um die wirtschaftlichen Auswirkungen der Fungizid-Resistenz zu analysieren. Die Ergebnisse dieser Studie wurden in der Fachzeitschrift PLOS Sustainability and Transformation veröffentlicht.
Das neu entwickelte Modell ermöglicht es, die Ausbreitung von Pilzkrankheiten über mehrere Felder hinweg zu simulieren und kombiniert diese Erkenntnisse mit ökonomischen Analysemethoden. Laut Gokhale zeigen die Resultate, dass die Kosten, die durch die Entwicklung von Resistenz entstehen, komplex und kontextabhängig sind. Je nach Situation können die Erträge der betroffenen Felder sowohl steigen als auch sinken. Besonders hohe Kosten entstehen durch Erreger, die eine mittlere Invasivität aufweisen, also in der Lage sind, sich in neuen Gebieten zu verbreiten.
Die Studie verdeutlicht, dass die wirtschaftlichen Gesamtkosten in der Regel zunehmen, je mehr Resistenz in einer Population auftritt und je höher der Ertragsverlust ist. Interessanterweise zeigen die Ergebnisse auch, dass bei Verwendung teurerer Fungizide die Gesamtkosten tatsächlich sinken können. Dies könnte darauf hinweisen, dass eine strategische Auswahl von Fungiziden, auch wenn sie zunächst kostspieliger ist, langfristig wirtschaftliche Vorteile bringen kann.
Zusätzlich identifizierten die Forschenden mehrere biologische Faktoren, die die Kosten beeinflussen. Dazu gehört der Grad der Resistenz innerhalb einer Erregerpopulation sowie die grundsätzliche Reproduktionsrate der Krankheitserreger. Auch der potenzielle Ertragsverlust aufgrund einer Pilzinfektion spielt eine entscheidende Rolle. Gokhale hebt hervor, dass das Modell eine wertvolle Grundlage für politische Entscheidungsträger und Akteure in der Landwirtschaft bietet, um effektive Strategien für den nachhaltigen Einsatz von Fungiziden zu entwickeln. Solche Ansätze könnten dazu beitragen, sowohl die Erträge der Nutzpflanzen zu sichern als auch den unnötigen Einsatz chemischer Mittel zu minimieren, was wiederum wichtig für die langfristige Nahrungsmittelsicherheit ist.
Da das Modell theoretischer Natur ist, wird betont, dass zukünftige empirische Studien notwendig sind, um die gewonnenen Erkenntnisse in der Praxis zu überprüfen. Gokhale und sein Team fordern dazu auf, mehr Daten zu erheben, um die Auswirkungen von Fungizid-Resistenz besser zu verstehen und gezielte Maßnahmen zu entwickeln.
Die Studie ist das Ergebnis einer internationalen Zusammenarbeit, in der neben Gokhale auch Dr. Alexey Mikaberidze von der Universität Reading, Dr. Maria Bargués-Ribera von der Universität Cambridge und Dr. Prateek Verma von der Universität Berkeley mitwirken. Gemeinsam haben sie eine umfassende Analyse der ökonomischen und biologischen Dimensionen der Fungizid-Resistenz betrieben, die wichtige Impulse für die zukünftige Forschung und die Praxis in der Landwirtschaft liefern könnte.
Insgesamt zeigt die Untersuchung, dass die Thematik der Fungizid-Resistenz nicht nur eine Frage des Pflanzenschutzes ist, sondern auch tiefgreifende wirtschaftliche Implikationen für die Landwirtschaft hat. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, die Herausforderungen der modernen Landwirtschaft effektiver zu bewältigen und die Nahrungsmittelproduktion nachhaltig zu sichern.
