Jedes Jahr testen die Forschenden bei Syngenta in Stein AG 100 000 bis 120 000 Chemikalien, um einen einzigen neuen Wirkstoff zu finden. Das können Naturstoffe (z. B. aus Pflanzen, Pilzen oder Bakterien) sein, aber auch zugekaufte oder nach einem Computermodell im Labor hergestellte Substanzen.

Den Überblick behalten

Im Lager in Stein sind etwa 60 000 mögliche neue Wirkstoffe, gelöst in kleinen Fläschchen. Sie könnten einmal neue Insektizide oder Fungizide werden (Herbiziden entwickelt Syngenta in Grossbritannien). Per Etikett und Eintrag in die Datenbank kann jede Substanz rückverfolgt werden. Gerade in den nachfolgenden Tests ist das Datenmanagement wichtig. Denn was nützt eine gute Wirkung, wenn man den Stoff nicht mehr finden kann?

Blattkreise statt ganzer Pflanzen

Um herauszufinden, ob ein Kandidat Pflanzen gegen Insekten und/oder Pilze schützen kann, infiziert man kreisrunde Blattstückchen mit etwa 1 cm Durchmesser mit Krankheiten oder setzt Fressfeinde darauf aus. Ein grosser Teil dieser Arbeit ist automatisiert. Eine Maschine stanzt passende Kreise aus Blättern von Nutzpflanzen (auch Gräsern) und gibt Pilzsporen und den möglichen Wirkstoff darauf. Bei Insekten braucht es mehr Handarbeit, da eine Maschine die huschenden Krabbeltiere oder ihre Maden zerquetschen könnte. Ausserdem müssen sie abgezählt werden.

Es braucht den Menschen noch

Auf Platten lässt man Läusen, Rost und Co. eine Weile Zeit, sich unter für sie passenden Bedingungen zu entwickeln. Anschliessend wird die Wirkung der neuen Substanzen analysiert. Auch hier kommt Technik zum Zug, aber wieder kann sie den Menschen nicht ganz ersetzen: Forschende begutachten jede Platte, um Fehler auszuschliessen.

Besprühen in einer Kammer

Hat eine Kandidaten-Substanz auf den Blattkreisen oder einem Nährmaterial (z. B. Kohlsaft) eine gute Wirkung gezeigt, folgt der Test an ganzen Pflanzen. Da zu diesem Zeitpunkt noch nicht klar ist, wie toxisch die untersuchte Substanz ist, besprüht eine Maschine die Topfpflanzen in einer geschlossenen Kammer. Anschliessend fahren die Töpfe durch einen Tunnel, den sie trocken verlassen. Schädlinge (Pilze oder Insekten) setzt man entweder vor oder nach der Behandlung in der Sprühkammer auf ihre Wirtspflanzen.

Das Klima der ganzen Welt

Der Forschungsstandort in Stein ist mit verschiedenen Geräten ausgestattet, um Umwelt-Bedingungen zu simulieren. Die Mitarbeitenden können z. B. das Verhalten der Testsubstanzen auf der Pflanze bei Starkregen oder Wind untersuchen. So werden Daten gesammelt, ob etwa im fertigen Produkt ein Hilfsstoff beigefügt werden muss, um die Haftung zu verbessern.

Zudem simulieren Klimakammern die Bedingungen in anderen Teilen der Welt oder auch unter Klimawandel-Szenarien. Auf diese Weise kann an einem Schweizer Standort für die ganze Welt Forschungs- und Entwicklungsarbeit geleistet werden.

Raus aufs Feld

Mit der Zeit wächst auch der Massstab der Versuche. Nach den Tests an Blattstücken und Topfpflanzen folgt eine Phase mit ersten Versuchen im Feld. Am Anfang stehen dabei kleine Flächen (etwa ein Quadratmeter), auf denen mit speziellen Geräten zur Ausbringung gearbeitet wird. Danach werden ganze Äcker auf verschiedenen Böden behandelt. Man erhebt Daten zur Ökotoxikologie, zur Abbaubarkeit im Boden und ähnliches, die es für die Zulassung braucht.