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FiBL-Stellungnahme vom 27.07.2007, revidierte Fassung August 2007
Elektronenbehandlung von Saatgut im Schweizer Biolandbau
Beschreibung des Verfahrens
Unter «Elektronenbehandlung» oder «Elektronenbeize» versteht man ein physikalisches Verfahren zur Desinfektion von Saatgut.
Die Desinfektion mittels hochenergetischer Elektronen wurde 1947 entwickelt und wird heute in erster Linie in der Medizinaltechnik eingesetzt, wo sie als sicherste und effizienteste Methode gilt. Die Anwendung niederenergetischer Elektronen zur Saatgutbeizung (Handelsmarke e-ventus®) wurde Anfang der 1980er Jahre in Deutschland entwickelt und wird heute bei etwa 3 – 5000 Tonnen Getreide pro Jahr angewendet. Es gibt stationäre Apparaturen und mobile, welche in Sattelaufliegern oder Containern untergebracht sind. Die Elektronen werden in einer Kathodenstrahlröhre beschleunigt und treffen danach auf das Saatgut. Die Energie der Elektronen wird so dosiert, dass sie nur geringfügig in das Saatgut eindringen können. Die genaue Eindringtiefe hängt von der sogenannten Elektronenenergie ab und kann am Gerät reguliert werden (Vorversuche mit Keimtest). Somit werden die auf der Oberfläche und in der Samenschale haften¬den Erreger von saatgutbürtigen Krankheiten abgetötet, während der weiter innen liegende Embryo nicht geschädigt wird. Die Elektronenbehandlung als physikalisches Verfahren unterliegt keiner Zulassungspflicht; sie muss jedoch deklariert werden.
Unten ist das Spektrum elektromagnetischer Wellen dargestellt (nach1, angepasst). Bei den beschleunigten Elektronen handelt es sich um elektromagnetische Strahlung (bzw. Wellen), welche bezüglich Frequenz, bzw. Energiegehalt zwischen der UV-Strahlung und der Röntgenstrahlung liegt und ionisierend wirkt. UV-Strahlung wirkt rein oberflächlich, während beschleunigte Elektronen in eine geringe Tiefe eindringen. Gamma- und Röntgenstrahlung kann Gewebe vollständig durchdringen. Gamma-bestrahlte Lebensmittel sind tot, ohne dass man es ihnen von aussen ansieht. Mikrowellen sind wesentlich energieärmer; ihre Wirkung beruht auf der Erwärmung von Wassermolekülen durch Resonanz.
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Beurteilung des Verfahrens aus dem Blickwinkel des Biolandbaus
- Anwendung und Wirkungsbereich: Das Verfahren wird heute hauptsächlich bei Getreide angewendet, wo es gegen verschiedene, saatgutbürtige Krankheiten wirkt . Es wurden folgende Wirkungs¬grade ermittelt: Stinkbrand (Tilletia caries): bis 100 %; Septoria nodorum: >70 % und erhöhter Feldaufgang; Fusarium spp. und Schneeschimmel (Microdochium nivale): erhöhter Feldaufgang; Netzflecken (Drechslera graminea): bis 60 %. Die Elektronenbehandlung kann auch bei anderen Kulturen wie z.B. Gemüse eingesetzt werden. Im EU-Projekt STOVE wurden gute Wirkungsgrade bei der Bekämpfung von Phoma auf Feldsalat, Alternaria auf Karotten und Kohlgewächsen und anderen Krankheiten ermittelt. Nebenwirkungen: Der Feldaufgang von Getreide wird durch die Elektronenbehandlung nicht beeinflusst. Im Keimtest wurden jedoch vermehrt Wachstumsstörungen beobachtet (schräg wachsende Keimlinge etc.). Auf Grund des Wirkungsmechanismus nehmen wir an, dass mutagene Schädigungen des Saatguts und der Pathogene grundsätzlich möglich sind, aber durch eine korrekte Dosierung weitgehend vermieden werden. Genauere Angaben dazu sind uns nicht bekannt.
- Notwendigkeit: Die Bekämpfung saatgutbürtiger Krankheiten ist wichtig. Allerdings existieren in vielen Fällen Alternativen, wie z.B. Warmwasserbeizung, belüfteter Dampf, Senfmehl oder bürsten. Auch diese Verfahren haben ihre spezifischen Nachteile (z.B. Rücktrocknung) oder sind nur beschränkt wirksam. Bei manchen Gemüsearten ist eine Wasserbeizung nicht möglich, da sie bei der Quellung Schleim bilden. Auch bei diesen Verfahren wird häufig eine leichte Beeinträchtigung der Keimung beobachtet. Fazit: in vielen Fällen bestehen Alternativen zur Elektronenbehandlung, in anderen nicht.
- Umwelt: Da die Elektronenbehandlung in einer geschlossenen Anlage erfolgt, sind keine Auswirkungen auf die Umwelt zu erwarten. Die Erzeugung und Einwirkung der Elektronen verursacht keine Radioaktivität. Die Geräte sind nicht radioaktiv und es entstehen keine radioaktiven Abfälle. Der Energiebedarf ist wesentlich geringer als bei der Warmwasserbehandlung und liegt bei rund 0,5 kWh pro 100 kg.
- Menschliche Gesundheit: Beschleunigte Elektronen sind nicht harmlos. Da die Elektronenbehandlung jedoch in einer geschlossenen Anlage erfolgt, sind bei fachgerechter Anwendung keine Auswirkungen auf die Gesundheit der Anwender zu erwarten. Es entstehen keine Rückstände auf den behandelten Produkten.
- Traditionen und öffentliche Wahrnehmung: Im Alltag sind wir umgeben von verschiedensten elektromagnetischen Wellen. Dies erzeugt ein Unbehagen und es wird immer wieder die Frage gestellt, ob solche Strahlung harmlos ist oder nicht (z.B. Mikrowellen, Handystrahlung, Elektrosmog, Bildschirm). Bei Personen, welche kritisch gegenüber elektromagnetischen Strahlen eingestellt sind stösst vermutlich auch die Elektronenbehandlung auf Ablehnung.
- Präzedenzfälle: In der Schweiz ist die Bestrahlung von biologischen Lebensmitteln mit ionisierenden Strahlen
verboten und es dürfen keine bestrahlten Produkte verwendet werden (BioVo, Art. 3, Abschnitt d). In der
EU ist die Bestrahlung gemäss der heutigen Bio-Verordnung in der Lebensmittelverarbeitung verboten
[2092/91/EEC, Art. 5, Abschnitt (3)(e) & (5a)(f)]. Gemäss der neuen, ab 2009 gültigen EU-Bioverordnung ist
die Bestrahlung der Ausgangsstoffe für biologische Lebens- und Futtermittel verboten (834/2007, Art. 10),
wobei der Begriff «Ausgangsstoffe» auch Saatgut einschliessen könnte. Gemäss den Richtlinien von Bio
Suisse sind ionisierende Strahlen in der Lebensmittelverarbeitung nicht zugelassen. Vertreter von Bio Suisse
haben sich jedoch dahingehend geäussert, dass dieses Verbot grundsätzlichen Charakter hat und auch für
die landwirtschaftliche Produktion gelten müsste. Gäa (Deutschland) lässt die Elektronenbehandlung zu5,
während Demeter Deutschland sie nicht zulässt6. Von den übrigen Verbänden liegt uns keine definitive
Stellungnahme vor.
Schlussfolgerungen
Die Elektronenbehandlung kann saatgutbürtige Krankheiten auf umweltfreundliche Art bekämpfen; es existieren
jedoch auch andere Verfahren. Ihr grösster Nachteil ist die negative Wahrnehmung vermeintlicher und effektiver
Nebenwirkungen verschiedener elektromagnetischer Strahlung, und die Abgrenzung gegenüber der unerwünschten
Gamma- und Röntgenstrahlung. In der Schweiz ist das Verfahren von der Bioverordnung nicht zugelassen.
Die rechtliche Situation unter der neuen EU-Bioverordnung 834/2007 bleibt abzuklären.
Hans-Jakob Schärer, Lucius Tamm und Bernhard Speiser
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