Chemische Schдdlingsbekдmpfung
Der Einsatz von chemischen Pflanzenschutz- und Schдdlingsbekдmpfungsmitteln ist von besonderer Bedeutung fьr die Sicherung der Ernteertrдge. Rund ein Drittel der Welternteertrдge werden durch Schadorganismen, wie Insekten, Pilze, Bakterien und Viren vernichtet. Dieser Betrag wдre doppelt so hoch, wenn man auf den chemischen Pflanzenschutz verzichten wьrde. Die chemischen Schдdlingsbekдmpfungsmittel umfassen drei Hauptklassen: die Insektizide, die Herbizide und die Fungizide.
Ein 'Allheilmittel' gegen alle tierischen und pflanzlichen Feinde gibt es nicht, obgleich man sich bemьht, durch Mischung verschiedener Stoffe eine mцglichst vielseitige Wirkung zu erzielen.
1. Insektizide:
Insektizide ist die Bezeichnung fьr Pflanzenschutz‑ und Schдdlingsbekдmpfungsmittel, die besonders gegen Insekten und ihre Entwicklungsformen wirken. Weltweit existieren ca. 1 Mio. Insektenarten, von denen etwa 10000 Schдdlinge sind. Zu den Schдdlingsbekдmpfungsmittel gehцren Mittel gegen Hygieneschдdlinge wie Fliegen, Bremsen, Mьcken, Wanzen oder Flцhe, die Krankheiten auf Menschen und Tiere ьbertragen kцnnen, Pflanzenschдdlinge, Vorratsschдdlinge, wie Mдuse, Ratten, Kдfer oder Motten und Forstschдdlinge.
Die Anforderungen an ein Insektizid sind nicht gering. Es soll schдdliche Insekten tцten, nьtzliche Insekten schonen, fьr die entsprechenden Nutzpflanzen vertrдglich und ungiftig fьr den Menschen sein.
1.1. Einteilung:
Die Insektizide lassen sich in verschiedene Gruppen aufteilen, wobei jedoch ein‑ und derselbe Wirkstoff durchaus mehreren Gruppen angehцren kann. Die Aufnahme der Wirkstoffe kann ьber die Atemwege (Atemgifte), ьber den Magen‑Darm‑Trakt (FraЯgifte) oder durch Berьhrung (Kontaktgifte) erfolgen.
Die FraЯgifte wirken ausschlieЯlich gegen Schдdlinge mit beiЯenden Mundwerkzeugen, die also die mit Gift bespritzten Pflanzenteile essen. Die Insektizide gelangen mit der Nahrung in den Darm und in die Blutbahn, wo sie tцdlich wirken (Rotenoide).
Die Kontaktgifte zerstцren die Haut und dringen von dort ins Innere des Insekts vor. Sie wirken sowohl bei Schдdlingen mit beiЯenden als auch mit stechenden-saugenden Mundwerkzeugen (z.B.: Pyrethrum, E605).
Die Atemgifte gelangen als Gas in die Luftwege. Dies sind bei Insekten die Tracheen (z.B.: Blausдure).
Insektizide kцnnen aber auch auf die Eier und die Larven ausgerichtet sein. Man nennt sie dann Ovizide bzw. Larvizide.
Man unterscheidet bezьglich der Verteilung des Wirkstoffs in der Pflanze zwischen systemischen und nicht‑systemischen Verbindungen. Systemische Gifte sind solche, die von den Planzen durch die Blдtter und Wurzeln aufgenommen und in den Leitungsbahnen transportiert werden. Sie bleiben in den Pflanzen ca. 3-4 Wochen, ohne diesen zu schaden. Fressende und saugende Insekten, die sich auf diesen Pflanzen aufhalten, werden durch das Gift getцtet, wдhrend bei Menschen bisher kein Krankheitsfall bekannt ist.
Die Anwendung kann gasfцrmig (als Rдuchermittel, in Form von Sprays), flьssig (in der Regel als verdьnnte wдssrige Lцsung) oder pulverfцrmig erfolgen.
In der Chemie unterscheidet man zunдchst zwischen natьrlichen und synthetischen Insektizide.
1.2. Natьrliche Insektizide:
Zu den natьrlichen Insektiziden gehцren die Rotenoide und Alkaloide und das Pyrethrum:
1.2.1. Rotenoide
Dies sind Verbindungen, die in Wurzeln und Samen von Derrisarten vorkommen. Diese Pflanzen werden in tropischen Lдndern bereits seit Jahrhunderten zur Ungezieferbekдmpfung verwendet. Die Stoffe sind im allgemeinen farblos und nur in organischen Lцsungsmitteln lцslich, nicht aber in Wasser. Sie sind FraЯgifte und ihre Wirkung beruht auf einer Stцrung des Elektronentransports in den Mitochondrien.
1.2.2. Alkaloide
Dies sind Naturstoffe, die vorwiegend in Pflanzen auftreten und eine basisch, stickstoffhaltige funktionelle Gruppe besitzen. Es kцnnen auch ein oder mehrere N-Atome in Heterocyclen eingebaut sein, d.h., daЯ Stickstoff‑Atome als Ringglieder enthalten sind. Diese gelten auch als funktionelle Gruppen.
AuЯer dem natьrlichen Vorkommen aller Alkaloide, lassen sich keine gemeinsamen Eigenschaften finden. Es ist somit unmцglich, diese Stoffklasse eindeutig von chemisch дhnlichen stickstoffhaltigen Substanzen (z.B.: Aminosдuren) abzugrenzen. Man findet somit Einteilungen aufgrund der Herkunft und aufgrund ihrer chemikalischen Struktur (welche funktionelle Gruppen sind enthalten).
In den Alkaloiden liegen fast alle bekannten Stickstoff‑Heterocyclen vor. Es gibt jedoch auch einige mit nichtheterocyclischem Stickstoffatom. Sie leiten ihre Namen von der Pflanze ab, in der die Alkaloide vorkommen oder von ihren physiologischen Eigenschaften, wie z.B. Morphin (griech.: Morpheus = Gott des Schlafes).
Die meisten Alkaloide sind farblos und in Wasser und Alkohol gut lцslich. In Wasser bilden sie oft leicht lцsliche Salze. Diese werden wegen ihrer Lцslichkeit in der Medizin angewendet (z.B.: Morphium).
Da die meisten Alkaloide Nervengifte sind, kommen sie im Tierreich nicht in grцЯeren Mengen vor. Nur wenige stammen aus dem Tierreich (z.B.: Krцtengifte). Die meisten gehцren dem Pflanzenreich an, wo sie in Blдttern, Wurzeln und Rinden (selten im Holz) abgelagert werden. Besonders Alkaloid‑reich sind einige hцhere Pflanzenfamilien wie z.B. die HahnenfuЯgewдchse, Mohngewдchse und Nachtschattengewдchse. Dagegen sind niedere Pflanzen (Nadelhцlzer, Farne, Moose, Algen) meist Alkaloid‑frei. Ьblicherweise enthдlt eine Pflanzengattung nicht nur ein einziges Alkaloid, sondern eine ganze Gruppe verwandter Stoffe. So sind z.B. im Opium auЯer Morphin mehr als 25 Neben‑Alkaloide enthalten.
Wegen ihrer Wirkung auf das Nervensystem werden viele Alkaloide in der Pharmazie (=Wissenschaft von Arzneimittel) verwendet, z.B. Morphin (als Schmerz‑ u. Betдubungsmittel). Es befinden sich in dieser Gruppe aber auch die stдrksten Suchtmittel und Gifte, z.B.: Heroin, Cocain bzw. Strychnin, . Natьrlich gehцren auch die GenuЯmittel wie Coffein und Nicotin hierher.
1.2.3. Pyrethrum
Die Blьten verschiedener Chrysanthemum‑Arten enthalten ca. 1% Pyrethrine. Das sind komplizierte organische Verbindungen, die fьr die Insekten auЯerordentlich giftig sind, fьr Menschen, Vцgel und Sдugetiere aber relativ harmlos. Jedoch sind synthetische Pyrethrine sehr toxische gegenьber Fische.
Charakteristisch fьr Pyrethrine ist u.a.:
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* ein 5-er Ring:
* ein 3-er Ring (Cyclopropanring):
Die jeweiligen Ringe sind ьber die Estergruppe: verbunden.
Jene Pflanzen wachsen vorwiegend in Kenia und Japan. In Asien wird Pyrethrum seit langer Zeit als natьrliches Insektenvernichtungsmittel verwendet und auch heute noch ist es in vielen Mitteln besonders gegen Hygiene‑ und Vorratsschдdlinge enthalten. Wegen der geringen Stabilitдt des Pyrethrum (bei Licht, Luft und Nдsse verliert es schnell seine Wirkung) und den hohen Herstellungskosten kann es in der Landwirtschaft nur sehr sparsam oder gar nicht angewendet werden.
Es ist ein Kontaktgift, das rasch in das Nervensystem gelangt und bei dem Insekt starke Erregung, Koordinationsstцrungen, Lдhmung und schlieЯlich den Tod hervorruft. Die Anfangswirkung setzt dabei sehr schnell ein, d.h. das Insekt ist innerhalb weniger Minuten bewegungsunfдhig. Da die Wirkstoffe des Pyrethrum im Insekt schnell entgiftet werden, ist die Wirkung meist nicht tцdlich, so daЯ sich einige Tiere wieder erholen.
1.3. Synthetische Insektiziden:
Zu den synthetischen Insektiziden gehцren folgende Verbindungsklassen:
1.3.1. Chlorkohlenwasserstoffe
Schдdlingbekдmpfungsmittel dieser Gruppe wurden weltweit fьr Jahrzehnte mit groЯem Erfolg verwendet. In tropischen Lдndern sind sie fьr die Malariabekдmpfung auch heute kaum zu entbehren. Chlorierte Kohlenwasserstoffe ist ein Sammelbegriff fьr Verbindungen, die auЯer Kohlenstoff und Wasserstoff auch Chlor enthalten. Sie werden nicht nur im Agrarbereich, sondern auch in Haushalt, Industrie und Medizin verwendet. Alle Chlorkohlenwasserstoffe sind wenig wasserlцslich, aber gut fettlцslich. Dies bewirkt, daЯ diese Stoffe im Fettgewebe von Organen gespeichert werden und viele Lebewesen dadurch gefдhrdet werden. Somit ist ihre Anwendung in vielen Lдnder verboten worden.
Zu dieser Gruppe gehцren Aldrin, Endosulfan,Lindan und auch das DDT.
Lindan: C6H6Cl6
DDT (Dichlor-Diphenyl-Trichlorethan):
Dieses Kontaktinsektizid fand sehr schnell weltweite Anwendung, da es gegen Insekten aller Art in der Landwirtschaft eingesetzt werden konnte. Aber man hat das Gift auch dort verwendet, wo es harmlosere Ausweichmцglichkeiten gegeben hдtte. So kam es mit der Zeit, daЯ man ьberall auf der Welt, sogar in der Antarktis, Spuren von DDT feststellen konnte. Untersuchungen haben ebenfalls ergeben, daЯ das DDT auch im Kцrperfett von Tieren und Menschen gespeichert wurde. Ein weiterer Grund fьr diese weite Verbreitung ist die hohe Stabilitдt des DDT gegenьber дuЯeren Einwirkungen wie z.B.: Witterung. Es wird zu langsam zu ungiftigen Verbindungen abgebaut und kann deswegen ьber die Nahrung zu den Tieren oder zum Menschen kommen. Somit wurde das DDT in vielen Lдndern verboten bzw. dessen Anwendung wurde stark eingeschrдnkt.
1.3.2. Phosphororganische Verbindungen
Es handelt sich hierbei vor allem um Ester der Phosphorsдure. Ester entstehen, wenn sich Alkohole mit organischen Sдuren unter Wasseraustritt verbinden. Phosphororganische Verbindungen wirken als Kontakt-, FraЯ- und Atemgifte.
Bekanntester Vertreter ist Parathion (E_605®), welches heute eines der wichtigsten Schдdlingsbekдmpfungsmittel ist. E605® ist um ein Vielfaches wirksamer als DDT, umfaЯt einen grцЯeren Schдdlingskreis und ist im Boden und in den Pflanzen schnell abbaubar. Nachteilig ist jedoch die hohe Giftigkeit und der extreme Geruch nach Knoblauch. Fьr die Pflanzen selbst ist E605® unschдdlich.
Parathion ist ein
Ester der Thiophosphorsдure:
Thiophosphorsдure: Alkohole: 2 x C2H5OH
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Der Chemiker Schrader entwickelte 1936 die ersten wirksamen Verbindungen der insektiziden Phosphorsдureester. Dadurch kam es aber auch zu synthetischen Phosphorverbindungen, wie z.B.: Tabun und Sarin, die vor und wдhrend des zweiten Weltkrieges in Deutschland fьr eine chemische Kriegsfьhrung entwickelt wurden. Die Gefдhrlichkeit dieser chemischen Kampfstoffe liegt darin, daЯ sie reizlos auf dem Wege der Atmung aufgenommen werden und schon eine sehr geringe Menge (ca 1 mg) tцdlich ist. Die Wehrmacht verfьgte am Ende des Zweiten Weltkrieges ьber etliche hundert Tonnen Sarin.
1.3.3. Carbamate
Dies sind Ester und Salze der Carbaminsдure:
Sie gewannen als Ersatz fьr die Chlorkohlenwasserstoffe immer mehr an Bedeutung und besitzen den gleichen Wirkungsmechanismus wie die Phosphorsдureester: beide blockieren lebenswichtige Enzyme. Viele Carbamate wirken systemisch, d.h. sie werden in der Pflanze zum Wirkungsort transportiert. Somit kцnnen auch Schдdlinge, die sich schwer erreichbar am SproЯ oder an den Wurzeln befinden, bekдmpft werden. Carbamate sind ebenfalls gut abbaubar.
1.4. Wirkung:
Die Wirkungsweise der Insektizide ist uneinheitlich. Phosphorsдureester und Carbamate blockieren die Cholinesterase, ein Enzym, das nach der Ьbertragung eines Nervenimpulses den Ьbertrдgerstoff abbaut. Die Blockierung fьhrt zu einer Dauererregung und schlieЯlich zum Tod. Fьr beide Substanzklassen stehen Gegenmittel zur Verfьgung (z.B.: Atropin).
Pyrethroide wirken ebenfalls als Nervengifte. Es hemmt die Erzeugung von Chitin, das zum Aufbau des Schutzpanzers bei Insektenlarven benцtigt wird. Diese sind dadurch nach der Hдutung nicht mehr ьberlebensfдhig.
Die Wirkung der Insektizide kann im Laufe der Zeit eingeschrдnkt werden. Dies passiert, wenn Insekten einen Entgiftungsmechanismus (Resistenz) entwickeln und somit unempfindlich (immun) gegen Pflanzenschutzmittel sind. Hier kann der Zusatz von Synergisten hilfreich sein. Dies sind Substanzen, welche die Wirkung von Insektiziden um ein Vielfaches steigern kцnnen, ohne selbst gegen Insekten zu wirken. Sie werden vor allem zusammen mit Pyrethrum eingesetzt. Seine Wirkung beruht darauf, daЯ es die Oxidation des Wirkstoffs verhindert und so dessen Wirkungsdauer verlдngert.
In der Pflanzenschutzmittel‑Industrie versucht man auch, sogenannte Antiresistants (Resistenz‑Brecher) zu entwickeln, welche die Resistenz der Organismen ьberwinden kцnnen.
1.5. Gefahren:
Mit der Verwendung der meisten insektentцtenden Chemikalien ist leider auch eine Gefдhrdung der Bienen verbunden. Somit muЯ man bei der Anwendung jedes Insektizides darauf achten, ob und welche VorsichtsmaЯnahmen notwendig sind. Zu den gefдhrlichen Produkten zдhlen die Phosphorsдureestermittel, z.B.: Dichlorvos (DDVP).
1.6. Holzschutzmittel:
Bauholz wird zum Schutz gegen Insekten hдufig mit Holzschutzmitteln bestrichen. Solche sind z.B.: Carbolineum, Fluorverbindungen und Chromsalze. Durch die Anwendung von Holzschutzmittel kann die Lebensdauer von Holz um ein Mehrfaches erhцht werden. Dies ist bei dem weltweiten Holzmangel von besonderer Bedeutung.
1.7. Fliegenbekдmpfung:
Unter den Fliegen gibt es eine Reihe von Pflanzenschдdlingen. Prдparate gegen Fliegen enthalten z.B.: Pyrethrum, Dichlorvos oder Lindan. DDVP (Dichlorvos) wirkt automatisch und geruchlos. Diese Produkte werden oft als Sprьh- und Verneblungsmittel oder als Wirkstoffblдttchen, die mit Hilfe eines Elektrogerдtes ihre Wirkstoffe freisetzen, verkauft.
1.8. Bekдmpfung von Wollschдdlingen:
Wollschдdlinge sind Insekten, deren Larven in der Lage sind, die Doppelschwefelbrьcken der Proteinmolekьle des Keratins zu spalten. Sie besitzen somit die Fдhigkeit, Wolle, Federn und Haare zu verdauen. Hierzu gehцren einige Vertreter der Motten (z.B.: Kleidermotten, Pelzmotten) und der Speckkдfer (z.B.: Teppich- und Pelzkдfer).
Am bekanntesten ist die Kleidermotte, deren Larven etwa 1 cm lange, weiЯe Raupen sind. Diese zerfressen Wolle, Pelze, Federn, Seide (selten jedoch Baumwolle, Kunstseide und Nylon) und bauen aus den abgenagten Stoffteilchen kleine, sackartige Gehдuse, in denen sie sich verpuppen und zu Schmetterlingen entwickeln. Nur diese Raupen sind direkt schдdlich, wдhrend die Schmetterlinge durch Fehlen der entsprechenden Mundwerkzeuge keine Schдden mehr verursachen kцnnen. Aber natьrlich pflanzen sie sich weiterhin fort. In den USA schдtzt man die jдhrlichen wirtschaftlichen Verluste durch Kleidermotten und Teppichkдfer auf mehrere 100_Mio_$, weshalb sie intensiv bekдmpft werden.
Im Haushalt werden Atemgiftstoffe ('Mottenpulver, Mottenkugeln') verwendet, z.B.: Hexachlorethan: C2Cl6
Diese wirken eher als Insektenabwehrmittel, d.h. mehr temporдr vertreibend als tцtend. Wirksame Kontaktgifte haben fьr den Haushaltsgebrauch oft eine zu hohe Toxizitдt (Giftigkeit) und kцnnen deshalb nic ht angewandt werden.
In der Textilerzeugung werden oft FraЯschutzmittel verwendet. Dabei handelt es sich um Textilschutzmittel, welche direkt auf die Faser oder nachtrдglich als wдssrige Lцsungen aufgetragen werden. Sie wirken auf der Basis von Fluoriden, Ammonium-Verbindungen oder Harnstoffderivaten.
Harnstoff:
Bekannter Vertreter dieser Gruppe ist z.B. Eulan. Das Mittel basiert auf Sulfonamide und schьtzt gegen FraЯschдden durch Larven von Motten, Teppich‑ und Pelzkдfern. Es gibt auch den Begriff des Eulanisieren, welcher Mottenfestausrьstung bei Teppichen, Kleider-, Mantel- und Anzugstoffen bedeutet.
Zu den Motten zдhlen aber auch die schlimmsten Vorratsschдdlinge wie z.B. die Mehl‑ und Kornmotte und verschiedene Fruchtmotten.
2. Fungizide:
(von lat.: fungus = Pilz); Auch einige Kleinpilze kцnnen den Pflanzen schaden. Diese Pilze durchsetzen die Pflanzen mit einem feinen Fadengeflecht und saugen diese damit aus. ДuЯerlich sieht man an den pilzkranken Pflanzen Blattflecke, Fдulniserscheinungen und Schimmel.
Fungizide ist die Bezeichnung fьr solche Prдperate, die Pilze und deren Sporen abtцten oder ihr Wachstum hemmen. Einige pilzbildeten Krankheiten sind zum Beispiel: der falsche und der echte Mehltau, die Krautfдule bei Erdдpfeln, der Kakaokrebs, der Schorf des Obstes, die Moniliakrankheit und der Reisbrand.
SCHORF MEHLTAU MONILIA
Fungizide sind auch Chemikalien, die das Wachstum von Schadpilzen auf Lebensmitteln, Textilien, Wдnden, Papier, Holz, Leim, Farben, Schmiermitteln und Treibstoffen verhindern sollen. Insbesondere Schimmelpilze, die durch Mykotoxine entstehen, kцnnen ein ernsthaftes Problem werden: Mykotoxine sind vorwiegend von Pilzen ausgeschiedene Stoffwechselprodukte, die fьr Menschen, Tiere und Pflanzen toxisch, d.h. giftig sind. Da sie vorwiegend auf Nahrungs‑ und Futtermitteln gebildet werden, sind sie hдufig die Ursache von Lebensmittelvergiftungen. Zu den am stдrksten befallenen Lebensmitteln gehцren verschiedene Getreidesorten, Backwaren, Nьsse, Kдse, Reis und Fruchsдfte.
AuЯer Brot und anderen Lebensmitteln kцnnen auch viele technische Produkte, wie z.B.: Textilwaren, Holz, Seile, Farben, Leim und Papier, von Schimmelpilzen befallen werden und dadurch Schaden erleiden.
Zur Bekдmpfung des Schimmelpilzes im Hygiene‑ und Lebensmittelbereich dienen Desinfektions‑ und Konservierungsmittel, im technischen Bereich die Fungizide.
2.1. Einteilung:
Bei den als Pflanzenschutzmittel eingesetzten Fungiziden unterscheidet man je nach Anwendungsort zwischen Blatt‑Fungiziden, Boden‑Fungiziden und Beizmitteln (=Saatgutbehandlungsmitteln), wobei jedoch ein Wirkstoff zu mehreren Gruppen gehцren kann.
* Die Blatt‑Fungizide werden als Spritzmittel auf der Pflanze verteilt.
* Die Boden‑Fungizide werden flьssig oder als Pulver in den Boden eingebracht.
* Beizmittel haben die Aufgabe, die auf den Samen, Knollen oder Zwiebeln lebenden Erreger abzutцten und vor allem junge Pflanzen vor Krankheiten zu schьtzen.
Die Wirkung von Fungiziden kann systemischen oder nicht‑systemischen sein.
Fungizide fьhren auch nach dem Sichtbarwerden von Symptomen noch zu einem Heilungserfolg.
Ebenfalls lassen sich die Wirkstoffe in anorganische, metallorganische und organische Verbindungen unterteilen:
2.2. Anorganische Fungizide:
Zu den anorganischen Fungiziden gehцren einige Verbindungen aus Schwefel, die Kupferkalkbrьhe und die Kupfersodabrьhe.
2.2.1. Schwefel:
Der Schwefel ist ein gutes Vorbeugungs- und Bekдmpfungsmittel fьr den Mehltau der Reben, der Rosen und der Дpfel.
Zur Verbesserung der Wirkung verwendet man heute дuЯerst feinen Schwefel in Verbindung mit Haftmitteln.
2.2.2. Kupferkalkbrьhe, Kupfersodabrьhe:
Auf den Blдttern der Weinrebe sehen wir hдufig blaugrьne Flecke, welche durch die Kupferkalkbrьhe, auch Bordeauxbrьhe genannt, entstehen. Dies ist eine Mischung aus gebranntem Kalk, Kupfersulfat und Wasser. Der Kalkzusatz ist notwendig, weil sonst das Kupfersulfat die Blдtter angreifen wьrde. Auch kцnnte es infolge seiner guten Wasserlцslichkeit vom Regen weggespьlt werden.
Wird an Stelle des Kalkes Soda verwendet, entsteht die sogenannte Kupfersodabrьhe. Hier wird das Kupfersulfat mit Hilfe von Soda neutralisiert und in unlцsliches Carbonat verwandelt:
CuS04 + Na2CO3 ---> CuCO3 + NaSO4
Um die mьhsame Herstellung der Kupferkalkbrьhe zu vermeiden, versuchen viele Pflanzenschutzfirmen, gebrauchsfertige kupferhaltige Prдparate auf den Markt zu bringen, die man bei Bedarf einfach mit der vorgeschriebenen Wassermenge auflцst und verspritzt.
2.3. Metallorganische Fungizide:
Zu den metallorganischen Fungiziden gehцren Verbindungen aus Kupfer und Zinn.
Mit Kupferverbindungen bekдmpft man den Falschen Mehltau, Krautfдule der Erdдpfel sowie den Schrot der Дpfel, Birnen und des Steinobstes.
2.4. Organische Fungizide:
Die meisten Fungizide sind jedoch organisch und kommen aus verschiedenen Substanzklassen mit sehr unterschiedlicher Wirkung.
In den letzten Jahren wurden auch eine Reihe von synthetischen Fungiziden hergestellt, von denen viele bienenunschдdlich sind. Oft werden diese synthetischen Mittel auch mit Schwefel- bzw. Kupferprдparaten oder auch mit Insektiziden kombiniert.
3. Herbizide:
( lat.: herba = Kraut, Gras)
Herbizide sind Mittel, die zur Vernichtung von Unkraut verwendet werden. Unter Unkrдutern versteht man im allgemeinen alle Wildpflanzen, die an ihrem jeweiligen Standort unerwьnscht sind. Diese Schadpflanzen nehmen den Kulturpflanzen Wasser, Licht und Nдhrstoffe weg, verringern deren Lebensraum und reduzieren somit die Ernteertrдge. Herbizide sind deshalb in der Landwirtschaft nicht mehr wegzudenken. Die Verwendung kann flьssig (in der Regel als verdьnnte wдssrige Lцsung), oder pulverfцrmig erfolgen.
3.1. Einteilung:
Die Herbizide lassen sich bezьglich des Zeitpunktes der Anwendung, der Aufnahmeart und der Wirkungsweise jeweils in verschiedene Gruppen einteilen, wobei jedoch ein‑ und derselbe Wirkstoff durchaus mehreren Gruppen angehцren kann.
Bezьglich des Zeitpunktes unterscheidet man zwischen der Vorsaat, dem Voraustrieb (d.h. bevor die ersten Blдtter an die Oberflдche gelangen) und dem Nachaustrieb der Kulturpflanzen.
Wirkstoffe, die ьber die Wurzeln von den Schadpflanzen aufgenommen werden, bezeichnet man als Boden‑Herbizide. Erfolgt die Aufnahme ьber die oberirdischen grьnen Teile der Pflanze, spricht man von Blatt‑Herbiziden. Entfalten diese ihre Wirkung direkt am Benetzungsort, werden sie zur Gruppe der Kontakt‑Herbizide gezдhlt. Bezьglich der Verteilung innerhalb der Pflanze unterscheidet man zwischen systemischen und nicht‑systemischen Wirkstoffen.
Ein weiteres Kriterium ist die Selektivitдt. Bei Anwendung totaler Herbizide vernichten diese die gesamte Vegetation, also auch die Nutzpflanzen. Sie werden insbesondere auf Industriegelдnden, Gleisanlagen, Wegen und Plдtzen angewendet. Bei der selektiven Unkrautbekдmpfung wendet man Chemikalien an, die nur gegen die Unkrдuter wirken, fьr Kulturpflanzen aber gut vertrдglich sind. Diese Herbizide werden vorwiegend im Obst‑ und Weinbau, in der Forstwirschaft und in den Parkanlagen angewendet.
Die Substanzen greifen auf verschiedenste Weise in den Stoffwechsel der Pflanzen ein:
* Photosynthese‑Hemmer stцren die Umwandlung der von der Sonne aufgenommenen Lichtenergie in chem. Energie.
* Atmungshemmer blockieren die Umwandlung von Proteinen, Kohlehydraten und Fetten in eine biochemisch nutzbare Form.
* Wuchsstoff‑Herbizide fьhren dazu, daЯ sich Schadpflanzen bei entsprechender Dosierung 'zu Tode wachsen'.
* Keimhemmer verhindern die Zellteilung.
* Andere Wirkstoffe greifen in die Stoffwechselvorgдnge ein.
Bei vielen Herbiziden, vor allem den anorganischen Vetretern, ist der Wirkungsmechanismus noch weitgehend unbekannt.
Die Herbizide lassen sich anorganische und organische Verbindungen unterteilen:
3.2. Anorganische Verbindungen:
Dies sind zum Beispiel Eisen‑ und Kupfersulfate, Schwefelsдure und Natriumchlorate. Sie wurden in der zweiten Hдlfte des vorigen Jahrhunderts verwendet, werden aber heutzutage nur noch in Spezialfдllen und als Totalherbizide verwendet.
3.3. Organische Verbindungen:
3.3.1. Phenolverbindungen:
Phenolderivate gehцren zu den дltesten Herbiziden ьberhaupt. Sie wirken als Zellgifte gegen alle Pflanzen, weswegen sie nur in der Winterzeit angewendet werden kцnnen. Ein weiteres Problem ist, daЯ ihre Abbauzeit in der Erde bis zu 5 Jahre dauern kann.
Schon im vorigen Jahrhundert wurde das erste Prдparat dieser Wirkstoffgruppe hergestellt.
3.3.2. Penoxycarbonsдuren:
Dies sind die bekanntesten und am hдufigsten verwendeten Unkrautvernichtungsmittel. Diese Wuchsstoffherbizide werden ьberall dort angewendet, wo 'kein Gras mehr wachsen soll': fьr Park- und Gleisanlagen, fьr Wege und StraЯen. Sie werden aber auch in der Landwirtschaft angewendet. Im Getreidebau hat z.B. das Prдparat 2,4-D eine groЯe Bedeutung erlangt. 2,4-D ist die Abkьrzung fьr 2,4-Dichlorphenoxyessigsдure.
C6H3Cl2-O-CH2-COOH
Dieses selektive Wachstumsherbizid ist ein weiЯgraues Pulver. Sie verursacht eine Stцrung des Hormonhaushalts der Unkдuter und stцrt das Gleichgewicht zwischen Nдhrstoffversorgung und Nдhrstoffverbrauch. Somit wachsen sich die Pflanzen zu Tode.
Die Getreidearten widerstehen dieser Verbindung, jedoch darf man 2,4-D nicht fьr Kartoffeln, Rьben, Reben und Obst und dergleichen verwenden. 2,4 D wird in den USA schon seit vielen Jahren in groЯem Umfang verwendet, was zu einer enormen Steigerung der amerikanischen Ernteertrдge gefьhrt hat.
In den Sechziger Jahren erreichte die Produktion von Herbiziden in den USA sehr hohe Werte. Der Grund dafьr ist, daЯ im Vietnamkrieg solche Verbindungen in groЯen Mengen als chemisches Entlaubungsmittel eingesetzt wurden, um die Wдlder von Vietnam zu verwьsten. Beispielsweise wurde bei dieser цkologischen Kriegsfьhrung vielfach eine Mischung der 2,4-Dichlorphenoxyessigsдure und der 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsдure, das sogenannte 'Agent Orange' verwendet.
C6H3Cl3-O-CH2-COOH
3.3.3. Harnstoffverbindungen:
Die pflanzenschдdigende Wirkung dieser Stoffe beruht auf ihre Fдhigkeit, die Photosynthese zu hemmen. Die meisten Harnstoffderivate sind Bodenherbizide. Sie werden in die Erde ausgebracht, von den Wurzeln des Unkrauts aufgenommen und weitergeleitet, bis zum Absterben der Pflanze. Ihre Verweildauer im Boden kann bei einmaligen Spritzungen ьber ein Jahr dauern. Bei wiederholter und regelmдЯiger Anwendung besteht die hohe Wahrscheinlichkeit, daЯ sich bleibende Rьckstдnde im Boden bilden.
3.3.4. Heterocyclische Verbindungen:
Die Triazine sind von ihrer Einsatzmenge her wohl die bedeutendste Gruppe der Heterocyclischen Verbindungen. Triazine sind Heteroaromaten mit 3 N-Atomen im Ring:
1,2,3-Triazin 1,2,4-Triazin 1,3,5-Triazin
Die verschiedenen Triazine unterscheiden sich durch die "Anhдngsel" an den "freien" Positionen.
Der massive Einsatz dieser Wirkstoffgruppe fьhrte zu einer erheblichen Umweltbelastung - einzelne Substanzen benцtigen eine Abbauzeit ьber mehrere Jahre. Auch fьr den Menschen stellen diese Verbindungen ein Problem dar, da die meisten die Fдhigkeit besitzen, sich im Fett anzureichern.
Da nicht alle Wirkstoffe alle Unkrдuter gleich gut bekдmpfen, werden in der Praxis oft Kombinationen eingesetzt.
Generell ist der Einsatz von chemischen Schдdlingsbekдmpfungsmittel wegen der steigenden Bevцlkerungszahl und der schlechten Ernдhrungslage unbedingt notwendig. Es ist heutzutage unmцglich, zufriedenstellende Ernteertrдge ohne chemische Planzenschutzmittel zu erreichen. Selbstverstдndlich mьssen diese Mittel richtig verwendet werden, um die Umweltbelastung durch giftige Chemikalien so gering wie mцglich zu halten. Dies kann zum Beispiel durch die Entwicklung von umweltfreundlichen, chemischen Pflanzenschutzmittel erreicht werden. Wichtig ist ebenfalls das Mittel in der richtigen Dosis anzuwenden und die stдndige Kontrolle, ob sich schдdliche Rьckstдnde in der Umwelt anreichern. In einem gewissen Umfang kцnnen die chemischen Schдdlingsbekдmpfungsmittel auch durch biologische Alternativen ersetzt werden, zum Beispiel durch den Einsatz von Nutzinsekten zur Bekдmpfung der Schadinsekten.
Quellennachweis:
* Velvart, Josef, Toxilogie der Haushaltsprodukte, Aus der Kasuistik des Schweizerischen Toxikologischen Informationszentrum, 2. Auflage,
Verlag: Hans Huber, Bern, 1989;
* Rцmpp / Raaf, Chemie des Alltags, Von Alkohol bis Zьndholz,
26. Auflage, Franckh'sche Verlagshandlung, W.Keller & Co., Stuttgart, 1985;
* Neubauer, Alfred, Chemie? Chemie!, Aulis Verlag, Kцln, 1981;
* Ernst, Andrea, Langbein, Kurt, Weiss, Hans, Gift-Grьn,
Chemie in der Landwirtschaft und die Folgen,
Verlag Kiepenheuer & Witsch, Kцln, 1986;
* Falbe, Jьrgen, Prof. Dr., Regitz, Manfred, Prof. Dr.,
CD Rцmpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart,1995
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