Landwirtschaft: Satelliten zeigen, dass Plastikfolien auf deutschen Feldern weit verbreitet sind

Auch auf deutschen Feldern hält der Trend zu Plastikkulturen an: Forschende haben auf einer Fläche von 140.000 Hektar Plastikfolien oder -abdeckungen festgestellt. Wie sich die Kunststoffe langfristig auf die Umwelt auswirken, ist noch ungewiss.

Auch in der deutschen Landwirtschaft kommen immer häufiger Plastikabdeckungen zum Einsatz. Bild: Alessandro Fabrizi/Uni Augsburg

Plastikfolien sind aus der modernen Landwirtschaft nicht mehr wegzudenken. Sie steigern Erträge, sparen Wasser und reduzieren den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln. Besonders beim Anbau von Spargel, Erdbeeren und verschiedenem Gemüse werden häufig Plastikkulturen verwendet. Doch wie weit verbreitet ist dieser Trend in Deutschland überhaupt?

„Frühere Schätzungen aus Agrarstatistiken und Erhebungen ergaben bereits, dass 2019 rund 100.000 Hektar mit Plastik bedeckt waren.“

– Alessandro Fabrizi, Universität Augsburg

Alessandro Fabrizi von der Arbeitsgruppe für Wasser- und Bodenressourcenforschung an der Universität Augsburg hat zusammen mit Kollegen verschiedene Satellitenbilder ausgewertet. „Satellitendaten geben uns ein Instrument an die Hand, mit dem wir den Plastikverbrauch auf Feldebene über mehrere Jahre hinweg überwachen können“, erklärt Fabrizi.

Zwei Arten von Plastik

Für ihre Studie, die in Scientific Reports veröffentlicht wurde, kombinierten sie optische Bilder mit Radardaten und setzten maschinelles Lernen ein, um zwei Hauptarten der Plastiknutzung zu unterscheiden: zum einen die Plastikmulchfolien, mit denen der Boden bedeckt wird, zum anderen Abdeckungen über der Vegetation wie Gewächshäuser oder Folientunnel.

Plastikmulchfolien bedecken den Boden direkt, was insgesamt die Bodentemperatur erhöht, Feuchtigkeit speichert und Unkraut unterdrückt. Plastikabdeckungen über den Pflanzen schützen vor Witterungseinflüssen und schaffen bessere Wachstumsbedingungen. Diese Unterscheidung war grundlegend für die Auswertung.

Verschiedene Methoden, wie Kunststoff in der Landwirtschaft genutzt wird: Plastikmulchfolien am Boden (a), Plastikabdeckung als Tunnel (b) oder Plastikmulchfolien in einem Gewächshaus (c). Bild: Alessandro Fabrizi/Uni Augsburg

Die neue Arbeit geht über die reine Kartierung hinaus, da Plastikfolien auch Risiken für die Umwelt bergen. Selbst bei sorgfältigem Umgang können Plastikfragmente in den Boden gelangen. Besonders dünne Mulchfolien werden nach der Ernte oft nicht vollständig entfernt oder recycelt, sodass Mikroplastik in die Böden eingetragen wird.

Wir haben für das Jahr 2020 in Deutschland 140.000 Hektar Plastikmulchfolien und -abdeckungen identifiziert – eine Fläche, die der eineinhalbfachen Größe von Berlin entspricht.

Die Studie zeigt auch, dass durch frei verfügbare Satellitendaten und moderne Analysen erstmals ein flächendeckendes Umweltmonitoring möglich wird. Entscheidungsträger können damit lernen, Plastikkulturen besser zu verstehen, und Landwirten dabei helfen, Plastik nachhaltiger zu verwenden.

Plastik ist wichtig für die Landwirtschaft, weil es leicht, günstig und widerstandsfähig ist. In Europa entfallen rund 80 Prozent des Plastikverbrauchs in der Landwirtschaft auf Folien, die Pflanzen oder Böden schützen.

Die Idee von Schutzabdeckungen für Pflanzen reicht zwar bis in die Zeit des Römischen Reichs zurück, doch die Nutzung von Plastik begann erst in den 1950er Jahren mit der internationalen Verbreitung des Materials.

Weltweit sind heute etwa 27 Millionen Hektar landwirtschaftlicher Fläche mit verschiedenen Arten von Plastikfolien bedeckt, also mehr als die gesamte Fläche des Vereinigten Königreichs.

Vorteile von Plastik

Die Folien werden abhängig von Kulturart und klimatischen Bedingungen gewählt: Mulchfolien bedecken meist den Boden und helfen bei Unkrautbekämpfung, Feuchtigkeitsspeicherung oder Temperaturregelung. Folientunnel und Gewächshäuser schützen die Pflanzen direkt und ermöglichen so den Anbau empfindlicher Kulturen auch außerhalb der Saison.

Zeitreihen für Erdbeerfelder, die über den Parzellen (a–e) abgebildet sind. Die Bilder der Felder sind in Google Earth verfügbar und wurden am 23.03. und 31.07.2020 aufgenommen, dargestellt durch die schwarzen bzw. grauen gestrichelten Linien. Bild: Alessandro Fabrizi/Uni Augsburg

Trotz der Vorteile gibt es große Umweltbedenken. Plastikreste und besonders Mikroplastik können in den Boden gelangen, wo sie Bodenqualität und Pflanzenwachstum beeinträchtigen. Die genaue Wirkung ist noch nicht vollständig erforscht, doch Experten warnen vor einer langfristigen Belastung der Böden.

Entsorgung und Recycling der Plastikfolien sind ebenfalls problematisch, vor allem bei Mulchfolien, die direkt auf dem Boden liegen. Sie lassen sich oft nicht vollständig einsammeln, was die Umweltbelastung erhöht.

Bisher waren die Daten zur Plastiknutzung in der Landwirtschaft meist lückenhaft und beschränkten sich auf Schätzungen oder regionale Erhebungen. Die neue Studie aus Augsburg schafft erstmals eine flächendeckende Übersicht für ganz Deutschland.

Optische Satellitendaten wurden mit Radardaten kombiniert, die selbst durch Wolken hindurch die Erdoberfläche erfassen. Das macht die Methode besonders robust und erlaubt es, die unterschiedlichen Arten von Plastikabdeckungen zu unterscheiden.

Die Forscher nutzten Google Earth und die Satellitendaten von Sentinel-1 und Sentinel-2, die regelmäßig Daten liefern. Die Klassifikation erreichte eine Genauigkeit von über 85 Prozent, was einen sehr guten Wert für Analysen darstellt.

Damit lassen sich künftig aktuelle Plastikflächen sowie Veränderungen im Zeitverlauf erfassen, was völlig neue Möglichkeiten für Umwelt- und Agrarforschung, aber auch für die Politik eröffnet. Zusammen könnten also moderne Technik und Datenanalyse dazu beitragen, ökologische Probleme zu bewältigen und die Landwirtschaft zukunftsfähig zu gestalten.

Quellenhinweis:

Fabrizi, A., Fiener, P., Jagdhuber, T. et al. (2025): Plasticulture detection at the country scale by combining multispectral and SAR satellite data. Scientific Reports, 15, 11339.