Schutz der Umwelt durch die Entwicklung, Produktion und Verbreitung biologischer Pflanzenschutzmittel
Unternehmens-Portrait der Prophyta GmbH (Firmendarstellung)
Die Prophyta GmbH hat zur Zeit 17 Mitarbeiter. Die Firma wurde am 10.6.1992 von Dr. Peter Lüth gemeinsam mit zwei weiteren Mitarbeitern des ehemaligen Institutes für Öl- und Futterpflanzenzüchtung in Malchow auf der Insel Poel (Mecklenburg-Vorpommern) gegründet.
Besonders bedeutende Firmendaten
1993: Start eines Entwicklungsprojektes zur Entwicklung biologischer Pflanzenschutzmittel im Rahmen des TOU-Programmes der Bundesregierung
1993 - 1997: Entwicklung eines Produktionsverfahrens zur Herstellung biologischer Pflanzenschutzmittel auf Basis von pilzlichen Mikroorganismen
1994: Start eines FuE-Projektes zur Entwicklung des bakteriellen Pflanzenstärkungsmittels Phytovit WG im Rahmen des Programmes Biotechnologie 2000 der Bundesregierung
1995: Anmeldung des biologischen Fungizides Contans WG zur Zulassung in Deutschland
1996: Start des EU-Forschungsprojektes "Green Chemicals"
1996: Erster Preis im Wettbewerb "Integrierter Pflanzenschutz" des Bundeslandwirtschaftsministeriums
1997: Erste Zulassung von Contans WG in Deutschland (zur Anwendung bei Salat im Gewächshaus)
1997: Antrag auf Aufnahme des Wirkstoffes Coniothyrium minitans in die EU-Wirkstoffliste für Pflanzenschutzmittel (Voraussetzung für Zulassung in den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union)
1998: Start des EU-Forschungsprojektes "BIPESCO" zur Entwicklung eines biologischen Insektizides
1998: Innovationspreis Mecklenburg-Vorpommern für die Entwicklung eines biologischen Fungizides
1999: Zulassung von Contans WG in Deutschland für die Anwendung im Raps
1999: Bau einer Produktionsanlage zur Massenproduktion von Contans WG
2000: Zulassung von Contans WG in der Schweiz
2000: Beginn der industriellen Produktion von Contans WG
2001: Zulassung von Contans WG in Österreich und in den USA sowie Polen; provisorische Zulassungen in Luxemburg und Frankreich
2001: Innovationspreis Mecklenburg-Vorpommern für die Entwicklung eines Verfahrens zur Solid-State Fermentation filamentöser Pilze
2002: provisorische Zulassung von Contans WG in Italien, Zulassung des biologischen Nematizides BIOACT WG in den Philippinen
März 2002: Antrag auf Aufnahme des Wirkstoffes Paecilomyces lilacinus in die EU-Wirkstoffliste für Pflanzenschutzmittel, erste Gespräche bei der US Environmental Protection Agency zur Zulassung von BIOACT WG in den USA
Die Geschäftsidee
Die Prophyta GmbH wurde am 10.06.1992 in Malchow auf der Insel Poel (Mecklenburg-Vorpommern) gegründet. Voraussetzung für die Gründung waren eine, wie sich später herausstellte, gute Geschäftsidee, das TOU-Programm (Technologieorientierte Unternehmensgründung) der Bundesregierung sowie die Hinterlassenschaft eines ehemaligen DDR-Institutes. Die Laborausstattung des Institutes für Öl- und Futterpflanzenzüchtung konnte preiswert von der Treuhandanstalt erworben werden. Einige der gut ausgebildeten Mitarbeiter des ehemaligen Institutes nahmen die Herausforderung an und begannen unter Leitung von Dr. Peter Lüth mit der Entwicklung des ersten biologischen Fungizides in Deutschland.
Wirkliche Umweltentlastung angestrebt
Im Ausland, insbesondere in den USA, gab es zu diesem Zeitpunkt bereits einige Produkte auf Basis von Mikroorganismen. Diese Produkte waren jedoch für "Nischenmärkte” bestimmt. Sie waren viel zu teuer und zu schwierig anzuwenden, um auch auf den großen landwirtschaftlichen und gärtnerischen Märkten Fuß fassen zu können. Die Idee von Dr. Lüth war es nun, ein Produkt zu entwickeln, das auch auf diesen Märkten eine Chance haben würde und damit wirklich zur Entlastung der Umwelt beitragen könnte.
Krankheitserreger stoppte Wachstum
Dazu sollte ein Pilz genutzt werden, der bereits 1988 bei Arbeiten in der Abteilung Resistenzprüfung des ehemaligen Institutes gefunden worden war.
Die Mitarbeiter der Abteilung hatten damals die Aufgabe, die Sporen eines pilzlichen Pflanzenkrankheitserregers zu produzieren, um damit eine künstliche Infektion am Rotklee zu erzeugen. Es sollten Rotkleezuchtstämme selektiert werden, die gegen diesen Krankheitserreger resistent sind. Die angewandte Methode funktionierte sehr gut bis plötzlich der Krankheitserreger kein Wachstum mehr zeigte. Eine genauere Untersuchung dieses Umstandes zeigte dann, dass der Krankheitserreger selbst von einem Mikroorganismus, nämlich dem Pilz Coniothyrium minitans, befallen war.
Potenzial für ein natürliches Pflanzenschutzverfahren
Schon damals erkannte Dr. Lüth, dass dieser Pilz das Potenzial für ein natürliches Pflanzenschutzverfahren besitzt. Nur konnte zum damaligen Zeitpunkt aufgrund der politischen Verhältnisse nicht daran gedacht werden, dieses Potenzial zu nutzen.
Geschäftsidee erwies sich als tragfähig
Erst nach der politischen Wende und der Wiedervereinigung war es möglich, das Unternehmen zu gründen, welches die Entwicklung eines biologischen Fungizides mit Nachdruck vorantreiben konnte. Es mussten jedoch große Schwierigkeiten überwunden werden, bevor das Produkt Contans WG in den Markt eingeführt werden konnte. Glücklicherweise erwies sich die Geschäftsidee in allen Belangen, ob bei der Beschaffung des notwendigen Startkapitals, bei der Entwicklung der Produktionstechnologie, bei der Zulassung des fertig entwickelten Produktes als Pflanzenschutzmittel oder beim Aufbau eines internationalen Vertriebssystems als tragfähig. Die wichtigste Bewährungsprobe bestand in der Durchführung der amtlichen Wirkungsprüfung. Doch auch hier erfüllte das Produkt die Erwartungen seiner Entwickler.
Sclerotinia-Fäule wirkungsvoll eingeschränkt
Durch den Einsatz von Contans WG kann die Sclerotinia-Fäule, die an sehr vielen Kulturpflanzen zu hohen Ertrags- und Qualitätsverlusten führt und bislang nur durch den Einsatz chemisch-synthetischer Präparate bekämpft werden konnte, wirkungsvoll eingeschränkt werden. In vielen Fällen ist die Wirkung sogar besser als die der chemisch-synthetischen Konkurrenzprodukte.
Die Entwicklung des Produktionsverfahrens
Voraussetzung für die Entwicklung des Produktionsverfahrens war die Bestimmung der Zieleigenschaften des Produktes. Dies war weitgehend vom angestrebten Markt sowie vom Zweck des Produkteinsatzes abhängig. Es sollte eine völlig neue Kategorie von Fungiziden entwickelt werden, die folgende Eigenschaften besitzen:
- umweltschonend
- anwenderfreundlich
- preiswert
Dazu musste das Produkt aus einem Mikroorganismus bestehen, der weder irgendwelche umweltgefährdenden, noch toxischen oder pathogenen Eigenschaften aufweist. Der Pilz Coniothyrium minitans wurde daher in umfangreichen Untersuchungen durch GLP-zertifizierte Laboratorien hinsichtlich der genannten Eigenschaften untersucht.
Alle "Sicherheitstests" bestanden
Es stellte sich heraus, dass er alle Forderungen erfüllt. So weist Coniothyrium minitans zum Beispiel bei Temperaturen von über 30 Grad Celsius kein Wachstum mehr auf, womit ausgeschlossen ist, dass der Pilz ein Pathogen für Warmblüter sein kann. In anderen Tests wurde nachgewiesen, dass er keine schädlichen Einflüsse auf Fische und Wasserflöhe hat. Es wurden alle Tests zur Bestimmung möglicher toxischer oder ökotoxischer Eigenschaften durchgeführt, wie sie auch für chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel vorgeschrieben sind. Nicht in einem einzigen Test konnte auch nur das geringste Zeichen für eine auf die Umwelt negative Wirkung gefunden werden.
Geringer Preis als Voraussetzung
Voraussetzung für die Realisierung eines geringen Preises war die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem die Sporen des Pilzes in großer Anzahl produziert werden können. Dieses Problem löste die Prophyta GmbH mit der Entwicklung eines völlig neuartigen Verfahrens zur Feststoffkultur (Solid-State Fermentation) filamentöser (myzelbildender) Pilze. Mit diesem Verfahren ist es möglich, in großen Fermentern bis zu 5 x 1014 Sporen von
C. minitans zu produzieren. Das Verfahren wurde international zum Patent angemeldet, wobei das europäische Patent bereits erteilt ist. Es wird zur Zeit in den Mitgliedsstaaten des europäischen Patentabkommens validisiert.
Mikrosiebverfahren entwickelt
Nun galt es, die Sporen von dem Gesamtprodukt zu trennen. Nur ein Wirkstoff, der aus den reinen Sporen besteht, garantiert eine hohe Qualität des Produktes, da nur so die Anzahl der Sporen im Produkt genau bestimmt und die Abwesenheit von schädlichen Beiprodukten, welche die Anwenderfreundlichkeit beeinträchtigen oder die Wirkung herabsetzen könnten, verhindert werden kann. Für die Gewinnung der reinen Sporen wurde ein Mikrosiebverfahren entwickelt und als Gebrauchsmuster angemeldet. Mit diesem Verfahren können kleine Partikel, nämlich die Sporen, welche einen Durchmesser von nur 5 Mikrometer aufweisen, von größeren Partikeln, nämlich den Resten des Pilz-Kultursubstrates, dem Pilzmyzel und den Resten der Pilz-Fruchtkörper, die mehr als 20 Mikrometer groß sind, abgetrennt werden. Resultat der Mikrosiebung ist eine reine Sporensuspension, die etwa eine Konzentration von 3 x 109 Sporen pro Milliliter aufweist. Pro Fermenter können ca. 150 Liter dieser Suspension erzeugt werden.
Wasserlösliches Granulat
Eine weitere wichtige Herausforderung bestand darin, aus dieser Suspension ein anwenderfreundliches Endprodukt herzustellen, das bereits bei einer Anwendung in geringen Mengen mit herkömmlicher Technik eine gute krankheitsbekämpfende Wirkung aufweist. Die Mitarbeiter der Prophyta GmbH entschieden sich für die Entwicklung eines wasserlöslichen Granulates. Ein wasserlösliches Granulat staubt nicht und kann mit einer in allen Betrieben vorhandenen Pflanzenschutzspritze ausgebracht werden.
Wirbelschichttrocknung
Die ausgewählte Methode zur Herstellung des Granulates war die sogenannte Wirbelschichttrocknung. Dabei wird ein Stoff (in diesem Fall der Wirkstoff eines Pflanzenschutzmittels) auf ein granulöses Trägermaterial aufgesprüht.
Es wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem die Wirbelschichttrocknung für die Herstellung des Produktes genutzt werden konnte. Als Trägermaterial wurde Traubenzucker verwendet. Die Wahl fiel auf diesen Träger, weil er absolut unbedenklich für die Umwelt ist. Das wichtigste Problem bei der Entwicklung der Formulierungsmethode bestand darin, die Pilzsporen vital zu erhalten. Dieses wurde durch die Erarbeitung eines bestimmten Temperaturregimes während der Trocknung gelöst. Das fertige Produkt besteht somit ausschließlich aus den Sporen des nützlichen Pilzes und Traubenzucker, es ist gut in Wasser löslich, staubt nicht und wirkt bereits bei geringen Aufwandsmengen ab 2 kg pro Hektar.
Nutzung des Pilzes Coniothyrium minitans
Mit der Nutzung des Pilzes Coniothyrium minitans sowie der Entwicklung des Produktionsverfahrens, das die Herstellung eines wasserlöslichen Granulates (WG) mit den beschriebenen Eigenschaften möglich macht, wurden alle Voraussetzungen für eine erfolgreiche Markteinführung erfüllt.
Weitere Produkte
Die Entwicklung des Produktionsverfahrens für ein biologisches Fungizid eröffnete die Möglichkeit, weitere Produkte mit der gleichen Methode zu produzieren. So gibt es zum Beispiel auch Pilze, die Insekten ganz spezifisch abtöten (biologische Insektizide) oder Pilze, die bestimmte Unkräuter befallen, jedoch keine anderen Pflanzen (biologische Unkrautvertilgungsmittel) oder Pilze, die Nematoden befallen (biologische Nematizide). Nematoden sind kleine Würmer, die an den Pflanzenwurzeln im Boden parasitieren. Nematizide sind die gefährlichsten Pestizide überhaupt. Sie sind außerordentlich toxisch und gefährden die Umwelt. Dieses ist auch der Grund dafür, dass chemisch-synthetische Nematizide in Deutschland nicht zugelassen sind. In vielen anderen Ländern (insbesondere in den Entwicklungsländern) werden sie jedoch noch angewandt.
Entwicklung eines biologischen Nematizids
Das zweite Produkt der Prophyta GmbH ist ein biologisches Nematizid. Das Produkt wurde am 14.03.2002 in Brüssel zur Zulassung angemeldet. Es basiert auf der Pilzart Paecilomyces lilacinus. Für einen besonders wirksamen Stamm hat das Unternehmen eine Produktions- und Vertriebslizenz erworben. Das Produkt ist mit den gleichen guten Eigenschaften ausgestattet wie das erste. Es ist unter dem Namen BIOACT WG im Januar vom australischen Lizenzgeber in den Philippinen in den Markt eingeführt worden und wird dort zur Bekämpfung des Bananennematoden, Radophulus similis, eingesetzt. Aufgrund der guten Wirkung des Präparates ist zu erwarten, dass hier bald die toxischen Präparate vom Markt verdrängt sein werden. Dieser Markt ist zwar nur ca. 20.000 ha groß, dennoch werden hier zur Zeit jährlich etwa 200 t chemische Nematizide eingesetzt.
Von dem biologischen Nematizid müssen hingegen höchstens 80 t eingesetzt werden um den gesamten Markt zu befriedigen. Insgesamt beläuft sich der weltweite Nematizidmarkt auf ca. 950 Mio. Euro.
Biologische Pflanzenstärkungsmittel
Ein drittes Produkt ist das registrierte biologische Pflanzenstärkungsmittel Phytovit WG. Dieses Präparat auf Basis des nützlichen Bakteriums Bacillus subtilis induziert Resistenz gegen eine Krankheitsinfektion bei vielen Kulturpflanzen. Das Produkt wird insbesondere im Gemüsebau gegen sogenannte bodenbürtige Krankheitserregern eingesetzt. Die Bakterien werden von einem Unternehmen produziert, mit dem das Unternehmen kooperiert, die Formulierung des Produktes wird von der Prophyta GmbH unter Nutzung ihrer bewährten Technologie selbst durchgeführt.
Gemüsepflanzen wirkungsvoll gegen Mehltaupilze geschützt
Ein viertes Produkt ist ebenfalls ein biologisches Pflanzenstärkungsmittel. Dieses Produkt wurde mit Unterstützung der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft entwickelt. Die Prophyta GmbH hat lediglich die Vertriebslizenz für das Präparat erworben. Es handelt sich dabei um einen Pflanzenextrakt, der insbesondere Gemüsepflanzen wirkungsvoll gegen den Echten Mehltau und verschiedene Falsche Mehltaupilze schützt. Damit kann dem Ökologischen Gartenbau ein wirkungsvolles Verfahren zur Kontrolle dieser Krankheiten angeboten werden, was der Verbreitung der ökologischen Wirtschaftsweise mit Sicherheit förderlich ist.
Aufbau des Vertriebssystems
Voraussetzung für den Vertrieb des Produktes ist die Zulassung als Pflanzenschutzmittel, die mit sehr hohen Kosten und fast unüberbrückbaren bürokratischen Hürden verbunden ist. Um so höher ist es anzurechnen, dass Prophyta die Zulassung als selbständiges Unternehmen schon bis zu einem beachtlichen Status vorangetrieben hat. Das Produkt Contans WG ist inzwischen in 8 Staaten, darunter neben Deutschland in den USA, Frankreich und Italien zugelassen. In 7 weiteren Ländern läuft das Zulassungsverfahren und in weiteren 6 wird die Zulassung in absehbarer Zeit beantragt.
Vertriebspartner in über 40 Staaten
Nachdem die Zulassung des Produktes Contans WG in Deutschland erteilt worden war, wurde begonnen, ein nationales und internationales Vertriebssystem aufzubauen. Dazu wurde 1998 ein neuer Mitarbeiter eingestellt, der inzwischen auch Gesellschafter des Unternehmens ist. Der gebildete Bereich "Marketing und Technical Support” hat heute 3 Mitarbeiter und Kontakte zu Vertriebspartnern und potentiellen Vertriebspartnern in über 40 Staaten. Mit Partnern in 11 Ländern sind Vertriebsverträge abgeschlossen.
Markteinführung international
In Deutschland wurde Kontakt zum genossenschaftlich organisierten und privaten Landhandel aufgenommen. Mit Hilfe dieser Vertriebspartner sowie der Nutzung eines temporären Außendienstes ist es im ersten Jahr der Markteinführung gelungen, ca. 20.000 kg und im zweiten Jahr bereits 30.000 kg in Deutschland zu verkaufen. Es wurden auch bereits 20.000 kg in die USA geliefert, wo die PROPHYTA GmbH einen Vertriebspartner gefunden hat, der bereits ein biologisches Unkrautvertilgungsmittel vertreibt. Mit der Aufnahme von Contans WG in sein Produktportfolio konnte dieser Partner sein biologisches Profil stärken. Der Vertriebspartner in den USA wurde vertraglich gebunden, im Jahr 2002 insgesamt 50,000 kg abzunehmen.
Frankreich größter Partner in Europa
Der größte europäische Markt ist der französische. Zur Bearbeitung dieses Marktes konnte Prophyta einen Vertriebspartner binden, der auch in Belgien für das Unternehmen aktiv sein wird. Die garantierte Absatzmenge für das Jahr 2002 beläuft sich in Frankreich auf 40.000 kg. Es kann daher damit gerechnet werden, dass im Jahr 2002 im Unterschied zum Jahr 2001, wo ca. 20.000 kg chemisch-synthetischer Fungizide substituiert wurden, mindestens 60.000 kg chemisch-synthetische Fungizide aufgrund der Anwendung von Contans WG nicht mehr zum Einsatz kommen.
Aufbau einer Produktionsanlage
Nachdem klar war, daß die Zulassung für das Produkt Contans WG erteilt wird, musste Prophyta den Bau einer Produktionsanlage planen. Die Produktion im Keller des Laborgebäudes war zwar für die Mengen ausreichend, welche für die Zulassungsversuche erforderlich waren, sie reichte jedoch keinesfalls für die Produktion im Tonnenmaßstab. Um eine große Produktionsanlage mit einer jährlichen Kapazität von ca. 200.000 kg zu errichten, musste zunächst die Finanzierung geklärt werden. Prophyta gelang es in diesem Zusammenhang, zwei Beteiligungsunternehmen zu überzeugen, in das Unternehmen zu investieren. Mit einem weiteren Darlehen sowie der Unterstützung aus dem GA-Programm der EU war es möglich, eine Investition von insgesamt 3 Mio. DM zu realisieren. Die Beteiligungsunternehmen übernahmen einen Anteil von 35 % am Unternehmen. Die verbleibenden Geschäftsanteile befinden sich nach wie vor im Eigentum der Mitarbeiter des Unternehmens.
Produktionsanlage 2000 in Betrieb
Die Produktionsanlage wurde im Jahr 1999 errichtet und ging im Jahr 2000 in Betrieb. Sie beinhaltet 35 Fermenter zur Kultur des Pilzes C. minitans mit jeweils einem Volumen von 1.000 Litern, eine Aufbereitungsanlage, eine Wirbelschichttrocknungsanlage mit einer Kapazität zur Herstellung von 1.200 kg des Endproduktes in 8 Stunden sowie ein Kühllager, ausreichend für die Lagerung von 30 Tonnen. Dazu kommt eine Verpackungseinrichtung und ein Technikum für die Entwicklung weiterer Produkte.
Der Effekt auf die Umwelt
Der unmittelbare Effekt auf die Umwelt wird erreicht, indem chemisch-synthetische Fungizide und Nematizide durch biologische, für die Umwelt unschädliche Pflanzenschutzmittel ersetzt werden.
Zum einen werden zur Herstellung der biologischen Präparate umweltfreundliche Grundstoffe und Verfahren verwendet, zum anderen wird durch die Verwendung dieser Präparate das Bodenökosystem erhalten, die Gefahr für die Gewässer verringert und die Gesundheit der Flora und Fauna im Habitat sowie der Anwender geschont.
Durchbruch im Denken der Anwender und Hersteller von Pflanzenschutzmitteln?
Bedeutend größer ist jedoch der mittelbare Effekt:
Dadurch, dass Prophyta den Beweis dafür antreten konnte, dass es möglich ist, Pflanzenschutzmittel auf Basis pilzlicher Mikroorganismen herzustellen, welche genauso wirkungsvoll und preiswert sind wie chemisch-synthetische Präparate, wird es auch möglich sein, einen Durchbruch im Denken der Anwender und Hersteller von Pflanzenschutzmitteln zu erzielen. Es sind zahlreiche Pilzarten bekannt, die als wirksame Agenzien in Pflanzenschutzmitteln in Frage kommen. Bisher war es nur leider nicht möglich, daraus die entsprechenden Präparate herzustellen. Dieses hat sich mit der Verfügbarkeit der entwickelten Technologie schlagartig geändert. Trotz der Neuheit des Verfahrens haben bereits mehrere Unternehmen Kontakt aufgenommen und lassen zur Zeit ihre Pilzarten dahingehend testen, ob diese mit dem Verfahren produziert werden können. Zur Zeit sieht es so aus, als ob weitere drei Präparate dieser Unternehmen mit der Prophyta-Technologie hergestellt werden können. Insgesamt sind jedoch bereits Gespräche mit 6 Unternehmen aufgenommen worden, die sich für die Technologie interessieren.
