Herbizid - Herbicide

Unkraut mit Herbiziden bekämpft

Herbizide ( US : / ɜːr b ɪ s d z / , UK : / h ɜːr - / ), auch allgemein bekannt als Unkrautvernichtungsmittel sind Substanzen eingesetzt , um unerwünschte zu steuern Pflanzen . Selektive Herbizide bekämpfen bestimmte Unkrautarten, während die gewünschte Kultur relativ unversehrt bleibt , während nicht-selektive Herbizide ( in kommerziellen Produkten manchmal als vollständige Unkrautvernichtungsmittel bezeichnet ) verwendet werden können, um Brachland , Industrie- und Baustellen, Eisenbahnen und Bahndämme zu beseitigen , da sie alle töten Pflanzenmaterial, mit dem sie in Kontakt kommen. Abgesehen von selektiv/nicht selektiv sind weitere wichtige Unterscheidungen die Persistenz (auch bekannt als Residualwirkung : wie lange das Produkt an Ort und Stelle bleibt und aktiv bleibt), Aufnahmemittel (ob es nur von oberirdischem Laub aufgenommen wird , über die Wurzeln , oder auf andere Weise) und Wirkungsmechanismus (wie es funktioniert). In der Vergangenheit wurden Produkte wie Kochsalz und andere Metallsalze als Herbizide verwendet, diese sind jedoch nach und nach in Ungnade gefallen und in einigen Ländern sind einige dieser Produkte aufgrund ihrer Persistenz im Boden, ihrer Toxizität und Bedenken hinsichtlich der Grundwasserkontamination verboten . Herbizide wurden auch in Kriegen und Konflikten eingesetzt .

Moderne Herbizide sind oft synthetische Nachahmer von natürlichen Pflanzenhormonen, die das Wachstum der Zielpflanzen stören. Der Begriff Bio-Herbizid bezeichnet heute Herbizide, die für den ökologischen Landbau bestimmt sind . Einige Pflanzen produzieren auch ihre eigenen natürlichen Herbizide, wie die Gattung Juglans ( Walnüsse ) oder der Baum des Himmels ; eine solche Wirkung natürlicher Herbizide und andere verwandte chemische Wechselwirkungen werden Allelopathie genannt . Aufgrund der Herbizidresistenz – ein großes Problem in der Landwirtschaft – kombinieren viele Produkte Herbizide mit unterschiedlichen Wirkungsweisen. Integrierte Schädlingsbekämpfung kann Herbizide neben anderen Schädlingsbekämpfungsmethoden verwenden.

In den Vereinigten Staaten wurden im Jahr 2012 etwa 91 % des gesamten Herbizideinsatzes, bestimmt nach dem angewendeten Gewicht, in der Landwirtschaft verwendet. Im Jahr 2012 beliefen sich die weltweiten Ausgaben für Pestizide auf fast 24,7 Milliarden US-Dollar; Herbizide machten etwa 44 % dieses Umsatzes aus und machten den größten Anteil aus, gefolgt von Insektiziden , Fungiziden und Begasungsmitteln . Herbizide werden auch in der Forstwirtschaft eingesetzt, wo festgestellt wurde, dass bestimmte Formulierungen Hartholzarten zugunsten von Nadelbäumen nach dem Kahlschlag sowie Weidesysteme und die Bewirtschaftung von Flächen, die als Lebensraum für Wildtiere vorgesehen sind, unterdrücken .

Geschichte

Vor der weit verbreiteten Verwendung von Herbiziden wurden kulturelle Kontrollen , wie die Veränderung des pH-Werts , des Salzgehalts oder der Fruchtbarkeit des Bodens , zur Bekämpfung von Unkräutern verwendet. Mechanische Bekämpfung (einschließlich Bodenbearbeitung ) wurde (und wird) auch verwendet, um Unkräuter zu bekämpfen.

Erste Herbizide

2,4-D , das erste chemische Herbizid, wurde während des Zweiten Weltkriegs entdeckt .

Obwohl die Forschung in Herbizide im frühen 20. Jahrhundert begann, war der erste große Durchbruch ist das Ergebnis der Forschung sowohl im Vereinigten Königreich und in den Vereinigten Staaten während des durchgeführten Zweiten Weltkrieges in die mögliche Verwendung von Herbiziden im Krieg . Das erste moderne Herbizid, 2,4-D , wurde zuerst von WG Templeman bei Imperial Chemical Industries entdeckt und synthetisiert . Im Jahr 1940 zeigte er, dass "eine geeignete Anwendung von Wachstumsmitteln bestimmte breitblättrige Unkräuter im Getreide abtötet, ohne die Kulturpflanzen zu schädigen." 1941 gelang es seinem Team, die Chemikalie zu synthetisieren. Im selben Jahr gelang dies auch R. Pokorny in den USA.

Unabhängig davon machte ein Team unter Juda Hirsch Quastel , das an der Rothamsted Experimental Station arbeitet , die gleiche Entdeckung. Quastel wurde vom Agricultural Research Council (ARC) beauftragt, Methoden zur Verbesserung des Ernteertrags zu entdecken. Durch die Analyse des Bodens als dynamisches System und nicht als inerte Substanz konnte er Techniken wie die Perfusion anwenden . Quastel konnte den Einfluss verschiedener Pflanzenhormone , Hemmstoffe und anderer Chemikalien auf die Aktivität von Mikroorganismen im Boden quantifizieren und deren direkten Einfluss auf das Pflanzenwachstum abschätzen . Während die gesamte Arbeit der Einheit geheim blieb, wurden bestimmte Entdeckungen nach dem Krieg für die kommerzielle Nutzung entwickelt, darunter die 2,4-D-Verbindung.

Als 2,4-D 1946 kommerziell auf den Markt kam, löste es eine weltweite Revolution in der landwirtschaftlichen Produktion aus und wurde das erste erfolgreiche selektive Herbizid. Es ermöglichte eine stark verbesserte Unkrautbekämpfung bei Weizen , Mais (Mais), Reis und ähnlichen Getreidegraskulturen , da es Dikotyledonen ( Breitblattpflanzen ) abtötet , aber nicht die meisten Monokotyledonen (Gräser). Die geringen Kosten von 2,4-D haben dazu geführt, dass es auch heute noch verwendet wird, und es ist nach wie vor eines der am häufigsten verwendeten Herbizide der Welt. Wie andere Säureherbizide verwenden gegenwärtige Formulierungen entweder ein Aminsalz (oft Trimethylamin ) oder einen von vielen Estern der Stammverbindung. Diese sind einfacher zu handhaben als die Säure.

Weitere Entdeckungen

Die Triazin-Familie von Herbiziden, zu der Atrazin gehört , wurde in den 1950er Jahren eingeführt; Sie gelten derzeit als die Herbizidfamilie, die im Hinblick auf die Grundwasserkontamination die größte Sorge bereitet . Atrazin wird nicht leicht (innerhalb weniger Wochen) abgebaut, nachdem es auf Böden mit einem über neutralen pH-Wert aufgetragen wurde . Unter alkalischen Bodenbedingungen kann Atrazin nach Regenfällen, die die oben genannten Belastungen verursachen, durch das Bodenwasser in das Bodenprofil bis zum Grundwasserspiegel eingetragen werden. Atrazin soll daher "Carryover" besitzen, eine allgemein unerwünschte Eigenschaft von Herbiziden.

Glyphosat (Roundup) wurde 1974 zur nichtselektiven Unkrautbekämpfung eingeführt. Nach der Entwicklung von Glyphosat-resistenten Kulturpflanzen wird es heute sehr umfangreich zur selektiven Unkrautbekämpfung in Kulturpflanzen eingesetzt. Die Kombination des Herbizids mit dem resistenten Saatgut trug Ende der 1990er Jahre zur Konsolidierung der Saatgut- und Chemieindustrie bei.

Viele moderne Herbizide, die in der Landwirtschaft und im Gartenbau verwendet werden, sind speziell so formuliert, dass sie sich innerhalb kurzer Zeit nach der Anwendung zersetzen. Dies ist wünschenswert, da so nachträglich Nutzpflanzen und Pflanzen angebaut werden können, die ansonsten durch das Herbizid beeinträchtigt werden könnten. Herbizide mit geringer Restaktivität (dh die sich schnell zersetzen) bieten jedoch oft keine ganzjährige Unkrautbekämpfung und stellen nicht sicher, dass Unkrautwurzeln unter Konstruktionen und Pflastern abgetötet werden (und in den kommenden Jahren nicht destruktiv austreten), daher bleibt eine Rolle für Unkrautvernichtungsmittel mit hoher Persistenz im Boden.

Terminologie

Herbizide werden auf verschiedene Weise klassifiziert/gruppiert; zum Beispiel nach der Aktivität, dem Zeitpunkt der Anwendung, der Art der Anwendung, dem Wirkmechanismus, der chemischen Familie. Dies führt zu einem beträchtlichen Niveau an Terminologie in Bezug auf Herbizide und deren Verwendung.

Beabsichtigtes Ergebnis

  • Bekämpfung ist die Vernichtung unerwünschter Unkräuter oder deren Beschädigung bis zu dem Punkt, an dem sie mit der Kulturpflanze nicht mehr konkurrenzfähig sind.
  • Die Unterdrückung ist eine unvollständige Kontrolle, die immer noch einen gewissen wirtschaftlichen Vorteil bietet, wie beispielsweise eine verringerte Konkurrenz mit der Kulturpflanze.
  • Pflanzensicherheit ist für selektive Herbizide die relative Abwesenheit von Schäden oder Stress für die Pflanzen. Die meisten selektiven Herbizide verursachen bei Nutzpflanzen sichtbaren Stress.
  • Entlaubungsmittel , ähnlich wie Herbizide, aber entwickelt, um Laub (Blätter) zu entfernen, anstatt die Pflanze abzutöten.

Selektivität (alle Pflanzen oder bestimmte Pflanzen)

  • Die Grundlage der Selektivität basiert auf physikalischen oder biologischen Faktoren. Einige biologische Faktoren umfassen Morphologie , Physiologie , Stoffwechsel oder biochemische Faktoren.
  • Es gibt einige klimatische Faktoren, die die Absorption beeinflussen, einschließlich Feuchtigkeit , Licht, Niederschlag und Temperatur. Auf die Blätter aufgebrachte Herbizide dringen bei hoher Luftfeuchtigkeit leichter in das Blatt ein, indem sie die Trocknungszeit des Sprühtropfens verlängern und die Hydratation der Kutikula erhöhen. Licht mit hoher Intensität kann einige Herbizide abbauen und dazu führen, dass sich die Blattkutikula verdickt, was die Absorption verringert. Der Niederschlag kann einige auf die Blätter aufgebrachte Herbizide wegspülen oder entfernen, aber er erhöht die Wurzelaufnahme von im Boden aufgebrachten Herbiziden. Durch Trockenheit gestresste Pflanzen verlagern weniger Herbizide. Mit steigender Temperatur kann die Leistung der Herbizide abnehmen. Absoption und Translokation können bei sehr kaltem Wetter reduziert werden.
  • Selektive Herbizide kontrollieren oder unterdrücken bestimmte Pflanzen, ohne das Wachstum anderer Pflanzenarten zu beeinträchtigen. Die Selektivität kann auf Translokation , unterschiedliche Absorption oder physikalische (morphologische) oder physiologische Unterschiede zwischen Pflanzenarten zurückzuführen sein. Tenside verändern die physikalischen Eigenschaften der Sprühlösung und die Phytotoxizität des Herbizids insgesamt und erhöhen die Translokation. 2,4-D, Mecoprop und Dicamba bekämpfen viele breitblättrige Unkräuter, bleiben aber gegen Rasengräser unwirksam.
  • Nicht-selektive Herbizide wirken nicht spezifisch gegen bestimmte Pflanzenarten und kontrollieren das gesamte Pflanzenmaterial, mit dem sie in Kontakt kommen. Sie werden zur Räumung von Industriegeländen, Brachflächen, Eisenbahnen und Bahndämmen eingesetzt. Paraquat , Glufosinat und Glyphosat sind nicht selektive Herbizide.

Zeitpunkt der Bewerbung

  • Vorpflanzung: Vorpflanzungsherbizide sind nichtselektive Herbizide, die vor dem Pflanzen auf den Boden aufgebracht werden. Einige Herbizide für die Vorpflanzung können mechanisch in den Boden eingearbeitet werden. Das Ziel der Einarbeitung besteht darin, eine Dissipation durch Photozersetzung und/oder Flüchtigkeit zu verhindern . Die Herbizide töten Unkräuter, während sie durch die mit Herbizid behandelte Zone wachsen. Flüchtige Herbizide müssen vor der Bepflanzung der Weide in den Boden eingearbeitet werden. Zu den landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, die in Böden angebaut werden, die mit einem Vorpflanzenherbizid behandelt wurden, gehören Tomaten, Mais, Sojabohnen und Erdbeeren. Bodenbegasungsmittel wie Metam-Natrium und Dazomet werden als Vorpflanzenherbizide verwendet.
  • Vorauflauf: Vorauflauf-Herbizide werden angewendet, bevor die Unkrautsämlinge durch die Bodenoberfläche auftauchen. Herbizide verhindern nicht, dass Unkräuter keimen, aber sie töten Unkräuter, während sie durch die mit Herbizid behandelte Zone wachsen, indem sie die Zellteilung im aufkommenden Sämling beeinflussen. Dithiopyr und Pendimethalin sind Vorauflaufherbizide. Unkräuter, die bereits vor der Anwendung oder Aktivierung aufgelaufen sind, werden von Präherbiziden nicht beeinflusst, da ihr primärer Wachstumspunkt der Behandlung entgeht.
  • Nachauflauf: Diese Herbizide werden ausgebracht, nachdem Unkrautsämlinge durch die Bodenoberfläche aufgetaucht sind. Sie können blatt- oder wurzelresorbiert, selektiv oder nicht selektiv und kontakt- oder systemisch sein. Bei Regen wird auf die Anwendung dieser Herbizide verzichtet, da sie durch das Abwaschen aus dem Boden wirkungslos sind. 2,4-D ist ein selektives, systemisches, blattresorbiertes Nachauflaufherbizid.

Anwendungsmethode

  • Bodenanwendung: Auf den Boden aufgebrachte Herbizide werden in der Regel von der Wurzel oder dem Spross der aufgehenden Sämlinge aufgenommen und als Vorpflanzen- oder Vorauflaufbehandlung verwendet. Mehrere Faktoren beeinflussen die Wirksamkeit von Bodenherbiziden. Unkräuter absorbieren Herbizide sowohl durch passive als auch durch aktive Mechanismen. Die Adsorption von Herbiziden an Bodenkolloide oder organische Stoffe verringert häufig die für die Unkrautaufnahme verfügbare Menge. Die Positionierung des Herbizids in der richtigen Bodenschicht ist sehr wichtig, was mechanisch und durch Regen erreicht werden kann. Herbizide auf der Bodenoberfläche unterliegen mehreren Prozessen, die ihre Verfügbarkeit reduzieren. Flüchtigkeit und Photolyse sind zwei gängige Prozesse, die die Verfügbarkeit von Herbiziden reduzieren. Viele im Boden aufgebrachte Herbizide werden durch Pflanzentriebe absorbiert, während sie sich noch unter der Erde befinden, was zu ihrem Tod oder ihrer Verletzung führt. EPTC und Trifluralin sind Bodenherbizide.
  • Blattapplikation: Diese werden auf einen Teil der Pflanze über dem Boden aufgetragen und von freiliegendem Gewebe absorbiert. Diese sind in der Regel Nachauflaufherbizide und können entweder in der gesamten Pflanze transloziert (systemisch) werden oder an einer bestimmten Stelle verbleiben (Kontakt). Äußere Barrieren von Pflanzen wie Kutikula , Wachse, Zellwände usw. beeinträchtigen die Aufnahme und Wirkung von Herbiziden. Glyphosat, 2,4-D und Dicamba sind Blattherbizide.

Beharrlichkeit

  • Restaktivität: Ein Herbizid wird als eine geringe Restaktivität bezeichnet, wenn es innerhalb kurzer Zeit (innerhalb weniger Wochen oder Monate) neutralisiert wird – typischerweise durch Regen oder durch Reaktionen im Boden. Ein Herbizid, von dem beschrieben wird, dass es eine hohe Restaktivität besitzt, wird im Boden über einen langen Zeitraum wirksam bleiben. Bei einigen Verbindungen kann die Restaktivität den Boden fast dauerhaft unfruchtbar machen.

Wirkmechanismus

Herbizide werden oft nach ihrem Wirkort eingeteilt, da Herbizide innerhalb derselben Wirkungsklasse in der Regel bei anfälligen Pflanzen ähnliche Symptome hervorrufen. Eine Klassifizierung nach dem Wirkort des Herbizids ist vorzuziehen, da das Management der Herbizidresistenz effektiver gehandhabt werden kann. Die Klassifizierung nach Wirkmechanismus (MOA) bezeichnet den ersten Enzym-, Protein- oder biochemischen Schritt, der in der Pflanze nach der Anwendung betroffen ist.

Liste der in modernen Herbiziden gefundenen Mechanismen

Herbizidgruppe (Kennzeichnung)

Eine der wichtigsten Methoden zur Vorbeugung, Verzögerung oder Bewältigung von Resistenzen besteht darin, die Abhängigkeit von einem einzigen Herbizidwirkungsmechanismus zu reduzieren. Dazu müssen Landwirte die Wirkungsweise der Herbizide kennen, die sie einsetzen wollen, aber die relativ komplexe Natur der Pflanzenbiochemie macht dies schwer zu bestimmen. Es wurde versucht, das Verständnis der Wirkungsweise von Herbiziden zu vereinfachen, indem ein Klassifikationssystem entwickelt wurde, das Herbizide nach Wirkungsweise gruppiert. Schließlich entwickelten das Herbicide Resistance Action Committee (HRAC) und die Weed Science Society of America (WSSA) ein Klassifizierungssystem. Die Systeme WSSA und HRAC unterscheiden sich in der Gruppenbezeichnung. Gruppen in den WSSA- und HRAC-Systemen werden durch Zahlen bzw. Buchstaben bezeichnet. Das Ziel der Aufnahme der Einstufung „Gruppe“ und der Wirkungsweise auf das Produktetikett des Herbizids besteht darin, den Benutzern einen einfachen und praktischen Ansatz zur Verfügung zu stellen, um die Informationen bereitzustellen. Diese Informationen erleichtern die Entwicklung von konsistentem und effektivem Bildungsmaterial. Es soll das Bewusstsein der Anwender für die Wirkungsweise von Herbiziden schärfen und genauere Empfehlungen für das Resistenzmanagement geben. Ein weiteres Ziel ist es, den Anwendern die Erfassung zu erleichtern, welche Herbizidwirkungsweisen von Jahr zu Jahr auf einem bestimmten Feld eingesetzt werden.

Chemische Familie

Detaillierte Untersuchungen zur chemischen Struktur der Wirkstoffe der registrierten Herbizide zeigten, dass einige Gruppierungen ( Gruppierung ist ein Teil eines Moleküls, das entweder ganze funktionelle Gruppen oder Teile von funktionellen Gruppen als Unterstrukturen enthalten kann; eine funktionelle Gruppe hat bei jedem Auftreten ähnliche chemische Eigenschaften in verschiedenen Verbindungen) haben die gleichen Wirkmechanismen. Gemäß Forouzesh et al . 2015 wurden diese Einheiten den Namen chemischer Familien zugeordnet und die Wirkstoffe werden dann entsprechend in die chemischen Familien eingeordnet. Das Wissen um die Gruppierung chemischer Herbizide kann als kurzfristige Strategie für den Umgang mit Resistenzen gegen den Wirkort dienen.

Verwendung und Anwendung

Herbizide werden aus den Sprüharmen eines Traktors in North Dakota gesprüht.

Die meisten Herbizide werden als Spritzmittel auf Wasserbasis mit Bodengeräten ausgebracht. Die Bodenausrüstung variiert in der Ausführung, aber große Flächen können mit selbstfahrenden Spritzen mit langen Auslegern von 18 bis 37 m Länge mit Sprühdüsen im Abstand von 510 bis 760 mm (20–30 Zoll) besprüht werden. Geschleppte, handgehaltene und sogar von Pferden gezogene Sprühgeräte werden ebenfalls verwendet. Auf großen Flächen können Herbizide manchmal auch aus der Luft mit Hubschraubern oder Flugzeugen oder durch Bewässerungssysteme (sogenannte Chemigation ) ausgebracht werden .

Ein weiteres Verfahren zur Herbizidanwendung entwickelte um das Jahr 2010 beinhaltet den Boden seiner aktiven Unkraut zu befreien Samenbank , anstatt nur das Unkraut zu töten. Damit können einjährige Pflanzen erfolgreich behandelt werden, aber keine Stauden . Forscher des Agricultural Research Service stellten fest, dass die Ausbringung von Herbiziden auf Felder spät in der Vegetationsperiode der Unkräuter die Saatgutproduktion stark reduziert und daher in der folgenden Saison weniger Unkräuter zurückkehren. Da die meisten Unkräuter einjährig sind, überleben ihre Samen nur ein oder zwei Jahre im Boden, so dass diese Methode solche Unkräuter nach einigen Jahren der Herbizidanwendung zerstören kann.

Unkraut-Wischen kann auch verwendet werden, wobei ein mit Herbizid benetzter Docht an einem Baum aufgehängt und über die Spitzen der höheren Unkrautpflanzen gezogen oder gerollt wird. Dies ermöglicht die Behandlung von größer Wiese Unkraut durch direkten Kontakt ohne Zusammenhang zu beeinflussen , aber wünschenswert kürzere Pflanzen im Grünland unter Sward. Das Verfahren hat den Vorteil, dass Sprühdrift vermieden wird. In Wales wurde 2015 ein Programm mit kostenlosem Verleih von Unkrautwischern ins Leben gerufen, um den MCPA- Gehalt in Wasserläufen zu reduzieren .

Es gibt kaum Unterschiede in der Forstwirtschaft in den frühen Wachstumsstadien, wenn die Höhenähnlichkeiten zwischen wachsenden Bäumen und wachsenden einjährigen Pflanzen ein ähnliches Problem mit der Unkrautkonkurrenz ergeben. Im Gegensatz zu einjährigen Pflanzen ist die Anwendung danach jedoch meist nicht erforderlich und wird daher hauptsächlich verwendet, um die Verzögerung zwischen den produktiven Wirtschaftszyklen von Nutzholzpflanzen zu verringern.

Missbrauch und falsche Anwendung

Die Verflüchtigung von Herbiziden oder Sprühnebel kann dazu führen, dass das Herbizid benachbarte Felder oder Pflanzen angreift, insbesondere bei Wind. Manchmal können aufgrund von Fehlern das falsche Feld oder die falschen Pflanzen besprüht werden.

Einsatz politisch, militärisch und in Konflikten

Behinderte Kinder in Vietnam , die meisten von ihnen Opfer von Agent Orange , 2004

Obwohl bei der herbiziden Kriegsführung chemische Substanzen verwendet werden , besteht ihr Hauptzweck darin, die landwirtschaftliche Nahrungsmittelproduktion zu stören und/oder Pflanzen zu zerstören, die dem Feind Deckung oder Versteck bieten.

Während des malaiischen Notstands war Großbritannien die erste Nation, die Herbizide und Entlaubungsmittel einsetzte , um den kommunistischen Aufständischen die Deckung zu nehmen und Nahrungspflanzen als Teil der Hungerkampagne in den frühen 1950er Jahren anzugreifen. Der Einsatz von Herbiziden als chemische Waffe durch das US-Militär während des Vietnamkriegs hat greifbare und langfristige Auswirkungen auf die in Vietnam lebenden Vietnamesen hinterlassen . Es führte beispielsweise dazu, dass 3 Millionen Vietnamesen gesundheitliche Probleme hatten, eine Million Geburtsfehler direkt durch die Exposition gegenüber Agent Orange verursacht wurden und 24% der Fläche Vietnams entblättert wurden.

Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt

Herbizide haben sehr variable Toxizität neben der akuten Toxizität von der Einnahme einer signifikanten Menge entstehen schnell und chronische Toxizität von Umwelt- und berufsbedingte Exposition über einen längeren Zeitraum entstehen. Ein großer öffentlicher Verdacht auf Herbizide dreht sich um eine Verwechslung zwischen gültigen Aussagen über akute Toxizität im Gegensatz zu ebenso gültigen Aussagen über fehlende chronische Toxizität bei den empfohlenen Anwendungsmengen. Während beispielsweise Glyphosat-Formulierungen mit Talgamin- Adjuvantien akut toxisch sind, wurde in einer massiven Studie des US-Gesundheitsministeriums an 90.000 Mitgliedern von Bauernfamilien über einen Zeitraum von 23 Jahren festgestellt, dass ihre Verwendung nicht mit Gesundheitsproblemen wie Krebs korreliert. Das heißt, die Studie zeigt das Fehlen einer chronischen Toxizität, kann jedoch die akute Toxizität des Herbizids nicht in Frage stellen.

Einige Herbizide verursachen eine Reihe von gesundheitlichen Auswirkungen, die von Hautausschlägen bis hin zum Tod reichen. Der Angriffsweg kann durch absichtlichen oder unabsichtlichen direkten Verzehr, unsachgemäße Anwendung mit direktem Kontakt des Herbizids mit Menschen oder Wildtieren, Inhalation von Luftsprays oder Nahrungsaufnahme vor dem gekennzeichneten Vorernteintervall entstehen. Unter bestimmten Bedingungen können bestimmte Herbizide durch Auswaschung oder Oberflächenabfluss transportiert werden, um das Grundwasser oder entfernte Oberflächenwasserquellen zu kontaminieren. Zu den Bedingungen, die den Transport von Herbiziden begünstigen, gehören im Allgemeinen starke Sturmereignisse (insbesondere kurz nach der Anwendung) und Böden mit begrenzter Kapazität, die Herbizide zu adsorbieren oder zurückzuhalten. Zu den Herbizideigenschaften, die die Transportwahrscheinlichkeit erhöhen, gehören Persistenz (Beständigkeit gegen Abbau) und hohe Wasserlöslichkeit.

Phenoxyherbizide sind oft mit Dioxinen wie TCDD verunreinigt ; Untersuchungen haben ergeben, dass eine solche Kontamination zu einem geringfügigen Anstieg des Krebsrisikos nach beruflicher Exposition gegenüber diesen Herbiziden führt. Eine Triazin- Exposition wurde mit einem wahrscheinlichen Zusammenhang mit einem erhöhten Brustkrebsrisiko in Verbindung gebracht , obwohl ein kausaler Zusammenhang unklar bleibt.

Herbizidhersteller haben manchmal falsche oder irreführende Angaben zur Sicherheit ihrer Produkte gemacht. Der Chemiehersteller Monsanto Company stimmte einer Änderung seiner Werbung auf Druck des New Yorker Generalstaatsanwalts Dennis Vacco zu ; Vacco beschwerte sich über irreführende Behauptungen, dass seine auf Glyphosat basierenden Herbizide, einschließlich Roundup, sicherer als Kochsalz und "praktisch ungiftig" für Säugetiere, Vögel und Fische seien (obwohl ein Beweis dafür, dass dies jemals gesagt wurde, schwer zu finden ist). . Roundup ist giftig und hat nach Einnahme in Mengen von 85 bis 200 ml zum Tod geführt , obwohl es auch in Mengen von bis zu 500 ml mit nur leichten oder mäßigen Symptomen eingenommen wurde. Der Hersteller von Tordon 101 ( Dow AgroSciences , im Besitz der Dow Chemical Company ) hat behauptet, Tordon 101 habe keine Auswirkungen auf Tiere und Insekten, obwohl in Studien an Ratten eine starke krebserzeugende Wirkung des Wirkstoffs Picloram nachgewiesen wurde.

Das Parkinson- Risiko steigt nachweislich mit der beruflichen Exposition gegenüber Herbiziden und Pestiziden . Das Herbizid Paraquat steht im Verdacht, ein solcher Faktor zu sein.

Alle kommerziell verkauften organischen und nicht-organischen Herbizide müssen vor der Verkaufszulassung und Kennzeichnung durch die Environmental Protection Agency ausgiebig getestet werden . Aufgrund der großen Zahl der verwendeten Herbizide sind jedoch erhebliche Bedenken hinsichtlich der gesundheitlichen Auswirkungen vorhanden. Neben den gesundheitlichen Auswirkungen, die durch Herbizide selbst verursacht werden, enthalten kommerzielle Herbizidmischungen oft andere Chemikalien, einschließlich inaktiver Inhaltsstoffe , die sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken .

Ökologische Auswirkungen

Die kommerzielle Verwendung von Herbiziden hat im Allgemeinen negative Auswirkungen auf die Vogelpopulationen, obwohl die Auswirkungen sehr unterschiedlich sind und häufig Feldstudien erfordern , um genaue Vorhersagen zu treffen. Laborstudien haben manchmal die negativen Auswirkungen auf Vögel aufgrund der Toxizität überschätzt und ernsthafte Probleme vorhergesagt, die im Feld nicht beobachtet wurden. Die meisten beobachteten Auswirkungen sind nicht auf Toxizität zurückzuführen, sondern auf Veränderungen des Lebensraums und den Rückgang des Artenreichtums, auf den Vögel als Nahrung oder Unterschlupf angewiesen sind. Der Einsatz von Herbiziden im Waldbau , die zur Begünstigung bestimmter Wachstumsarten nach Kahlschlägen verwendet werden , kann zu einem erheblichen Rückgang der Vogelpopulationen führen. Selbst wenn Herbizide verwendet werden, die eine geringe Toxizität für Vögel haben, verringern sie die Häufigkeit vieler Vegetationsarten, auf die die Vögel angewiesen sind. Der Einsatz von Herbiziden in der Landwirtschaft im Vereinigten Königreich wurde mit einem Rückgang der Samen fressenden Vogelarten in Verbindung gebracht, die auf das durch die Herbizide abgetötete Unkraut angewiesen sind. Der starke Einsatz von Herbiziden in neotropischen landwirtschaftlichen Gebieten war einer von vielen Faktoren, die die Nützlichkeit solcher landwirtschaftlicher Flächen für überwinternde Zugvögel einschränken.

Auch Froschpopulationen können durch den Einsatz von Herbiziden negativ beeinflusst werden. Während einige Studien gezeigt haben, dass Atrazin ein Teratogen sein kann, das bei männlichen Fröschen eine Entmaskulinisierung verursacht, untersuchten die EPA und ihr unabhängiges wissenschaftliches Beratungsgremium (SAP) alle verfügbaren Studien zu diesem Thema und kamen zu dem Schluss, dass „Atrazin die Entwicklung der Amphibien-Gonaden nicht negativ beeinflusst, basierend auf eine Übersicht über Labor- und Feldstudien."

Wissenschaftliche Unsicherheit über das volle Ausmaß der Herbizidwirkungen

Die Auswirkungen vieler Herbizide auf Gesundheit und Umwelt sind unbekannt, und selbst die wissenschaftliche Gemeinschaft ist sich oft nicht einig über das Risiko. Zum Beispiel hatte ein Gremium von 13 Wissenschaftlern aus dem Jahr 1995, das Studien zur Karzinogenität von 2,4-D überprüfte, die Meinungen über die Wahrscheinlichkeit geteilt, dass 2,4-D beim Menschen Krebs verursacht. Ab 1992 gab es zu wenige Studien zu Phenoxyherbiziden , um das Risiko vieler Krebsarten durch diese Herbizide genau zu beurteilen, obwohl die Beweise stärker waren, dass die Exposition gegenüber diesen Herbiziden mit einem erhöhten Risiko für Weichteilsarkome und Non-Hodgkin-Lymphome verbunden ist . Darüber hinaus gibt es einige Hinweise darauf, dass Herbizide wie Atrazin eine Rolle bei der Geschlechtsumkehr bestimmter Organismen spielen können, die einer temperaturabhängigen Geschlechtsbestimmung unterliegen , was theoretisch das Geschlechterverhältnis verändern könnte.

Widerstand

Unkrautresistenz gegen Herbizide ist weltweit zu einem großen Problem im Pflanzenbau geworden. Resistenzen gegenüber Herbiziden werden oft auf fehlende Rotationsprogramme von Herbiziden und auf kontinuierliche Herbizidanwendungen mit gleichen Wirkorten zurückgeführt. Daher ist ein genaues Verständnis der Wirkungsorte von Herbiziden für die strategische Planung einer herbizidbasierten Unkrautbekämpfung unerlässlich.

Pflanzen haben Resistenzen gegen Atrazin und gegen ALS-Hemmer und neuerdings gegen Glyphosat- Herbizide entwickelt. Marestail ist ein Unkraut, das eine Glyphosatresistenz entwickelt hat. Glyphosatresistente Unkräuter sind in einigen US-Bundesstaaten in den allermeisten Soja-, Baumwoll- und Maisfarmen vorhanden. Unkräuter, die mehreren anderen Herbiziden widerstehen können, breiten sich aus. Nur wenige neue Herbizide stehen kurz vor der Kommerzialisierung, und keines mit einem molekularen Wirkmechanismus, gegen den es keine Resistenz gibt. Da die meisten Herbizide nicht alle Unkräuter abtöten konnten, wechseln die Landwirte ihre Feldfrüchte und Herbizide, um die Entwicklung resistenter Unkräuter zu stoppen. In den ersten Jahren war Glyphosat keiner Resistenz ausgesetzt und ermöglichte es den Landwirten, den Einsatz von Fruchtfolgen zu reduzieren.

Eine Familie von Unkräutern, zu der auch Wasserhanf ( Amaranthus rudis ) gehört, ist die größte Sorge. Eine Umfrage von 2008 bis 2009 bei 144 Wasserhanfpopulationen in 41 Missouri-Counties ergab eine Glyphosatresistenz in 69 %. Unkräuter von rund 500 Standorten in ganz Iowa in den Jahren 2011 und 2012 zeigten bei etwa 64 % der Wasserhanfproben eine Glyphosatresistenz. Der Einsatz anderer Killer zur Bekämpfung von „Rest“-Unkräutern ist üblich geworden und könnte ausreichen, um die Ausbreitung von Resistenzen zu stoppen. Von 2005 bis 2010 entdeckten Forscher 13 verschiedene Unkrautarten, die eine Resistenz gegen Glyphosat entwickelt hatten. Aber seitdem wurden nur zwei weitere entdeckt. Gegen mehrere Herbizide resistente Unkräuter mit völlig unterschiedlichen biologischen Wirkungsweisen sind auf dem Vormarsch. In Missouri waren 43% der Proben gegen zwei verschiedene Herbizide resistent; 6% widersetzten sich drei; und 0,5% widersetzten sich vier. In Iowa widerstehen 89 % der Wasserhanfproben zwei oder mehr Herbiziden, 25 % widerstehen drei und 10 % widerstehen fünf.

Für die südliche Baumwolle sind die Herbizidkosten von 50 bis 75 US-Dollar pro Hektar vor einigen Jahren auf etwa 370 US-Dollar pro Hektar im Jahr 2013 gestiegen. Der Widerstand trägt zu einer massiven Abkehr vom Baumwollanbau bei; In den letzten Jahren ist die Baumwollanbaufläche in Arkansas um 70 % und in Tennessee um 60 % zurückgegangen. Für Sojabohnen in Illinois sind die Kosten von etwa 25 USD auf 160 USD pro Hektar gestiegen.

Seit 2013 entwickeln Dow AgroSciences , Bayer CropScience , Syngenta und Monsanto Saatgutsorten, die gegen andere Herbizide als Glyphosat resistent sind, was den Landwirten den Einsatz alternativer Unkrautvernichtungsmittel erleichtern wird. Obwohl Unkräuter bereits eine gewisse Resistenz gegen diese Herbizide entwickelt haben, sollten die neuen Kombinationen aus Saatgut und Herbiziden laut Powles gut funktionieren, wenn sie mit der richtigen Rotation verwendet werden.

Biochemie der Resistenz

Herbizidresistenzen können auf einem der folgenden biochemischen Mechanismen beruhen:

  • Zielstellenresistenz: Dies ist auf eine verringerte (oder sogar verlorene) Fähigkeit des Herbizids zurückzuführen, an sein Zielprotein zu binden. Die Wirkung bezieht sich in der Regel auf ein Enzym mit einer entscheidenden Funktion in einem Stoffwechselweg oder auf eine Komponente eines Elektronentransportsystems . Zielstellenresistenz kann auch durch eine Überexpression des Zielenzyms (über Genamplifikation oder Veränderungen eines Genpromotors ) verursacht werden.
  • Nicht-Target-Site-Resistenz: Diese wird durch Mechanismen verursacht, die die Menge des herbiziden Wirkstoffs reduzieren, die die Target-Site erreicht. Ein wichtiger Mechanismus ist eine verstärkte metabolische Entgiftung des Herbizids im Unkraut, die dazu führt, dass zu wenig Wirkstoff an den Zielort gelangt. Eine reduzierte Aufnahme und Translokation oder Sequestrierung des Herbizids kann auch zu einem unzureichenden Herbizidtransport zum Zielort führen.
  • Kreuzresistenz: In diesem Fall führt ein einziger Resistenzmechanismus zu einer Resistenz gegen mehrere Herbizide. Der Begriff Zielstellen-Kreuzresistenz wird verwendet, wenn die Herbizide an dieselbe Zielstelle binden, während die Nicht-Zielstellen-Kreuzresistenz auf einen einzelnen Nicht-Zielstellen-Mechanismus (z. B. verstärkte metabolische Entgiftung) zurückzuführen ist, der zu Resistenzen führt Herbizide mit unterschiedlichen Wirkorten.
  • Mehrfachresistenz: In dieser Situation sind zwei oder mehr Resistenzmechanismen innerhalb einzelner Pflanzen oder innerhalb einer Pflanzenpopulation vorhanden.

Widerstandsmanagement

Weltweite Erfahrungen haben gezeigt, dass Landwirte dazu neigen, wenig zu tun, um die Entwicklung einer Herbizidresistenz zu verhindern, und nur dann aktiv werden, wenn es ein Problem auf ihrem eigenen Betrieb oder dem Nachbarn gibt. Eine sorgfältige Beobachtung ist wichtig, damit eine Verringerung der Herbizidwirkung festgestellt werden kann. Dies kann auf sich entwickelnden Widerstand hindeuten. Es ist wichtig, dass Resistenzen frühzeitig erkannt werden, da sie zu einem akuten Problem für den gesamten Betrieb werden, die Optionen begrenzter sind und höhere Kosten fast unvermeidlich sind. Tabelle 1 listet Faktoren auf, die eine Einschätzung des Resistenzrisikos ermöglichen. Eine wesentliche Voraussetzung für den Nachweis einer Resistenz ist ein guter diagnostischer Test. Im Idealfall sollte dies schnell, genau, kostengünstig und zugänglich sein. Viele diagnostische Tests wurden entwickelt, einschließlich Glasshouse-Pot-Assays, Petrischalen-Assays und Chlorophyll-Fluoreszenz. Eine Schlüsselkomponente solcher Tests besteht darin, dass die Reaktion der verdächtigen Population auf ein Herbizid unter kontrollierten Bedingungen mit der Reaktion bekannter anfälliger und resistenter Standards verglichen werden kann. Die meisten Fälle von Herbizidresistenz sind eine Folge der wiederholten Verwendung von Herbiziden, oft in Verbindung mit Pflanzen Monokulturen und reduzierten Anbaupraktiken. Es ist daher notwendig, diese Praktiken zu ändern, um das Auftreten von Resistenzen zu verhindern oder zu verzögern oder bestehende resistente Populationen zu kontrollieren. Ein zentrales Ziel sollte die Reduzierung des Selektionsdrucks sein. Gefordert ist ein integriertes Unkrautmanagement (IWM), bei dem möglichst viele Taktiken zur Unkrautbekämpfung eingesetzt werden. Auf diese Weise wird weniger auf Herbizide gesetzt und der Selektionsdruck sollte reduziert werden.

Die Optimierung des Herbizideinsatzes auf den wirtschaftlichen Schwellenwert soll den unnötigen Einsatz von Herbiziden vermeiden und den Selektionsdruck verringern. Herbizide sollten ihr größtes Potenzial entfalten, indem sichergestellt wird, dass Zeitpunkt, Dosierung, Anwendungsmethode, Boden- und Klimabedingungen für eine gute Aktivität optimal sind. In Großbritannien können teilweise resistente Unkräuter wie Alopecurus myosuroides (Schwarzgras) und Avena (Wildhafer) oft ausreichend bekämpft werden, wenn Herbizide im 2-3-Blattstadium ausgebracht werden, während spätere Anwendungen im 2-3-Bestockungsstadium scheitern schlecht. Das Besprühen von Flächen oder das Ausbringen von Herbiziden nur auf die stark befallenen Bereiche von Feldern ist ein weiteres Mittel, um den Gesamtverbrauch von Herbiziden zu reduzieren.

Agronomische Faktoren, die das Risiko einer Herbizidresistenzentwicklung beeinflussen
Faktor Niedriges Risiko Hohes Risiko
Zuschneidesystem Gute Rotation Pflanzenmonokultur
Kultivierungssystem Jährliches Pflügen Kontinuierliche minimale Bodenbearbeitung
Unkrautbekämpfung Nur Kultur Nur Herbizid
Herbizideinsatz Viele Wirkungsweisen Einzelne Wirkungsweisen
Kontrolle in den Vorjahren Exzellent Arm
Unkrautbefall Niedrig Hoch
Widerstand in der Nähe Unbekannt Verbreitet

Ansätze zur Behandlung resistenter Unkräuter

Alternative Herbizide

Wenn eine Resistenz zum ersten Mal vermutet oder bestätigt wird, ist die Wirksamkeit von Alternativen wahrscheinlich die erste Überlegung. Der Einsatz alternativer Herbizide, die bei resistenten Populationen wirksam bleiben, kann zumindest kurzfristig eine erfolgreiche Strategie sein. Die Wirksamkeit alternativer Herbizide hängt stark vom Ausmaß der Kreuzresistenz ab. Bei Resistenzen gegen eine einzelne Gruppe von Herbiziden kann der Einsatz von Herbiziden aus anderen Gruppen zumindest kurzfristig eine einfache und effektive Lösung darstellen. Viele Triazin-resistente Unkräuter wurden beispielsweise durch den Einsatz alternativer Herbizide wie Dicamba oder Glyphosat leicht bekämpft. Wenn sich die Resistenz auf mehr als eine Herbizidgruppe erstreckt, sind die Auswahlmöglichkeiten begrenzter. Es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass sich die Resistenz automatisch auf alle Herbizide mit der gleichen Wirkungsweise erstreckt, obwohl es ratsam ist, dies bis zum Beweis des Gegenteils anzunehmen. Bei vielen Unkräutern variiert der Grad der Kreuzresistenz zwischen den fünf Gruppen von ALS-Hemmern erheblich. Viel wird von den vorhandenen Resistenzmechanismen abhängen, und es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass diese in verschiedenen Populationen derselben Art notwendigerweise gleich sind. Diese Unterschiede sind zumindest teilweise auf die Existenz verschiedener Mutationen zurückzuführen, die eine Resistenz an der Zielstelle verleihen. Folglich kann die Selektion auf unterschiedliche Mutationen zu unterschiedlichen Mustern der Kreuzresistenz führen. Ein erhöhter Stoffwechsel kann sogar eng verwandte Herbizide in unterschiedlichem Maße beeinflussen. Zum Beispiel zeigen Populationen von Alopecurus myosuroides (Schwarzgras) mit einem verbesserten Stoffwechselmechanismus eine Resistenz gegenüber Pendimethalin, jedoch nicht gegenüber Trifluralin, obwohl es sich bei beiden um Dinitroaniline handelt . Dies ist auf die Unterschiede in der Anfälligkeit dieser beiden Herbizide für den oxidativen Stoffwechsel zurückzuführen. Folglich ist Vorsicht geboten, wenn versucht wird, die Wirksamkeit alternativer Herbizide vorherzusagen.

Mischungen und Sequenzen

Der Einsatz von zwei oder mehr Herbiziden mit unterschiedlicher Wirkungsweise kann die Selektion auf resistente Genotypen reduzieren. Idealerweise sollte jede Komponente in einer Mischung:

  • Seien Sie an verschiedenen Zielseiten aktiv
  • Haben eine hohe Wirksamkeit
  • Lassen Sie sich durch verschiedene biochemische Wege entgiften
  • Haben eine ähnliche Persistenz im Boden (wenn es sich um ein Herbizidrückstand handelt)
  • Negativen Kreuzwiderstand ausüben
  • Synergie der Aktivität der anderen Komponente

Keine Mischung hat wahrscheinlich alle diese Attribute, aber die ersten beiden aufgelisteten sind die wichtigsten. Es besteht die Gefahr, dass Gemische längerfristig auf Resistenz gegen beide Komponenten selektioniert werden. Ein praktischer Vorteil von Sequenzen zweier Herbizide gegenüber Mischungen besteht darin, dass eine bessere Beurteilung der Wirksamkeit jeder Herbizidkomponente möglich ist, vorausgesetzt, dass zwischen den einzelnen Applikationen genügend Zeit vergeht. Ein Nachteil bei Sequenzen besteht darin, dass zwei separate Anwendungen durchgeführt werden müssen und es ist möglich, dass die spätere Anwendung bei Unkräutern, die die erste Anwendung überleben, weniger wirksam ist. Wenn diese resistent sind, dann kann das zweite Herbizid in der Sequenz die Selektion für resistente Individuen erhöhen, indem es die anfälligen Pflanzen abtötet, die durch die erste Anwendung geschädigt, aber nicht abgetötet wurden, aber den größeren, weniger betroffenen, resistenten Pflanzen erlaubt zu überleben. Dies wurde als ein Grund dafür angeführt, dass sich in Schottland kürzlich (2000) ALS-resistente Stellaria-Medien entwickelt haben, trotz der regelmäßigen Verwendung einer Sequenz, die Mecoprop enthält, ein Herbizid mit einer anderen Wirkungsweise.

Herbizidrotationen

Die Rotation von Herbiziden verschiedener chemischer Gruppen in aufeinanderfolgenden Jahren sollte die Selektion auf Resistenz reduzieren. Dies ist ein Schlüsselelement in den meisten Resistenzpräventionsprogrammen. Der Wert dieses Ansatzes hängt vom Ausmaß der Kreuzresistenz ab und davon, ob eine Mehrfachresistenz aufgrund des Vorhandenseins mehrerer verschiedener Resistenzmechanismen auftritt. Ein praktisches Problem kann das mangelnde Bewusstsein der Landwirte für die verschiedenen existierenden Herbizidgruppen sein. In Australien wurde ein System eingeführt, bei dem Kennzeichnungsbuchstaben auf dem Produktetikett angebracht werden, um es Landwirten zu ermöglichen, Produkte mit unterschiedlichen Wirkungsweisen zu unterscheiden.

Landwirtschaftliche Praktiken und Resistenzen: eine Fallstudie

Herbizidresistenz wurde zu einem kritischen Problem in der australischen Landwirtschaft, nachdem viele australische Schafzüchter in den 1970er Jahren begannen, ausschließlich Weizen auf ihren Weiden anzubauen. Eingeführte Weidelgrassorten sind zwar gut für die Weidehaltung von Schafen, konkurrieren aber intensiv mit Weizen. Weidelgräser produzieren so viele Samen, dass sie, wenn sie nicht kontrolliert werden, ein Feld vollständig ersticken können. Herbizide boten eine hervorragende Kontrolle und reduzierten gleichzeitig die Bodenzerstörung, da weniger gepflügt werden musste. Innerhalb von etwas mehr als einem Jahrzehnt begannen Weidelgras und andere Unkräuter Resistenzen zu entwickeln. Als Reaktion darauf änderten australische Bauern die Methoden. Bis 1983 waren Weidelgrasflecken immun gegen Hoegrass, eine Familie von Herbiziden, die ein Enzym namens Acetyl-Coenzym-A-Carboxylase hemmen .

Weidelgras-Populationen waren groß und besaßen eine beträchtliche genetische Vielfalt, da die Bauern viele Sorten angebaut hatten. Weidelgras wird vom Wind fremdbestäubt, daher mischen sich die Gene häufig. Um seine Verteilung zu kontrollieren, sprühten die Landwirte billiges Hoegrass, was Selektionsdruck erzeugte . Außerdem verdünnten die Landwirte manchmal das Herbizid, um Geld zu sparen, wodurch einige Pflanzen die Anwendung überlebten. Als Resistenzen auftraten, wandten sich die Landwirte einer Gruppe von Herbiziden zu, die die Acetolactatsynthase blockieren . Wieder einmal entwickelte Weidelgras in Australien eine Art "Kreuzresistenz", die es ihm ermöglichte, eine Vielzahl von Herbiziden schnell abzubauen. Vier Herbizidklassen verlieren innerhalb weniger Jahre ihre Wirkung. Im Jahr 2013 waren nur zwei Herbizidklassen, Photosystem II und langkettige Fettsäureinhibitoren genannt , gegen Weidelgras wirksam.

Liste gängiger Herbizide

Chemische Herbizide

  • 2,4-D (2,4-Dichlorphenoxy Essigsäure ) ein breitblättrigen Herbizid in der Phenoxygruppe in Rasen verwendet und kein pflugFeldPflanzenProduktion. Heute wird es hauptsächlich in Mischung mit anderen Herbiziden verwendet, um niedrigere Herbizidraten zu ermöglichen; es ist das am häufigsten verwendete Herbizid der Welt und das dritthäufigste in den Vereinigten Staaten. Es ist ein Beispiel für synthetisches Auxin (Pflanzenhormon).
  • Aminopyralid ist ein breitblättriges Herbizid aus der Pyridingruppe, das zur Bekämpfung von Unkräutern auf Grünland wie Ampfer, Disteln und Brennnesseln eingesetzt wird. Es ist berüchtigt für seine Fähigkeit, im Kompost zu überdauern.
  • Atrazin , ein Triazin-Herbizid, wird in Mais und Sorghum zur Bekämpfung von breitblättrigen Unkräutern und Gräsern verwendet. Wegen seiner geringen Kosten und wegen seiner guten Wirkung auf ein breites Spektrum von Unkräutern, die im Maisgürtel der USA verbreitet sind, wird Atrazin häufig zusammen mit anderen Herbiziden verwendet, um die Gesamtrate von Atrazin zu reduzieren und das Potenzial für eine Grundwasserkontamination zu verringern. es ist ein Photosystem-II-Inhibitor.
  • Clopyralid ist ein breitblättriges Herbizid aus der Pyridingruppe , das hauptsächlich in Rasen, Weideland und zur Bekämpfung von schädlichen Disteln verwendet wird. Berüchtigt für seine Fähigkeit, im Kompost zu bestehen, ist es ein weiteres Beispiel für synthetisches Auxin.
  • Dicamba , ein Nachauflaufherbizid für breitblättrige Pflanzen mit einer gewissen Bodenaktivität, wird auf Rasen und Feldmais verwendet. Es ist ein weiteres Beispiel für ein synthetisches Auxin.
  • Glufosinat-Ammonium , ein Breitspektrum-Kontaktherbizid, wird zur Bekämpfung von Unkräutern nach dem Auflaufen der Kultur oder zur vollständigen Vegetationskontrolle auf nicht für den Anbau genutzten Flächen verwendet.
  • Fluazifop (Fuselade Forte), ein blattabsorbierendes, grasselektives Herbizid nach dem Auflaufen mit geringer Restwirkung. Es wird bei einer Vielzahl von breitblättrigen Pflanzen zur Bekämpfung von ein- und mehrjährigen Gräsern eingesetzt.
  • Fluroxypyr , ein systemisches, selektives Herbizid, wird zur Bekämpfung von breitblättrigen Unkräutern in kleinkörnigem Getreide, Mais, Weiden, Weideland und Rasen eingesetzt. Es ist ein synthetisches Auxin. Im Getreideanbau ist die wichtigste Bedeutung von Fluroxypyr die Bekämpfung von Hackmessern, Galium aparine . Andere wichtige breitblättrige Unkräuter werden ebenfalls bekämpft.
  • Glyphosat , ein systemisches, nicht selektives Herbizid, wird zum Abbrennen von Direktsaat und zur Unkrautbekämpfung bei gentechnisch veränderten Pflanzen verwendet, um seinen Wirkungen zu widerstehen. Es ist ein Beispiel für einen EPSPs-Inhibitor.
  • Imazapyr, ein nicht selektives Herbizid, wird zur Bekämpfung einer breiten Palette von Unkräutern verwendet, einschließlich einjähriger und mehrjähriger Landgräser und breitblättriger Kräuter, Holzarten sowie Ufer- und aufstrebenden Wasserarten.
  • Imazapic , ein selektives Herbizid zur Bekämpfung von einigen einjährigen und mehrjährigen Gräsern und einigen breitblättrigen Unkräutern vor und nach dem Auflauf, tötet Pflanzen ab, indem es die Produktion von verzweigtkettigen Aminosäuren ( Valin , Leucin und Isoleucin ) hemmt, die für die Proteinsynthese notwendig sind und Zellwachstum.
  • Imazamox , ein Imidazolinon, das von BASF für die Nachauflaufanwendung hergestellt wird und ein Acetolactatsynthase (ALS)-Inhibitor ist. Verkauft unter den Handelsnamen Raptor, Beyond und Clearcast.
  • Linuron ist ein nichtselektives Herbizid zur Bekämpfung von Gräsern und breitblättrigen Unkräutern. Es wirkt, indem es die Photosynthese hemmt.
  • MCPA (2-Methyl-4-chlorphenoxyessigsäure) ist ein Phenoxy-Herbizid, das für breitblättrige Pflanzen selektiv ist und in Getreide und Weide weit verbreitet ist.
  • Metolachlor ist ein Vorauflaufherbizid, das häufig zur Bekämpfung von einjährigen Gräsern in Mais und Sorghum verwendet wird; es hat einen Teil des Atrazins bei diesen Anwendungen verdrängt .
  • Paraquat ist ein nichtselektives Kontaktherbizid, das zum direkten Abbrennen und bei der Luftzerstörung von Marihuana- und Koka-Anpflanzungen verwendet wird. Es ist für Menschen akut toxischer als jedes andere Herbizid, das weit verbreitet kommerziell verwendet wird.
  • Pendimethalin , ein Vorauflaufherbizid, wird häufig zur Bekämpfung von einjährigen Gräsern und einigen breitblättrigen Unkräutern in einer Vielzahl von Kulturpflanzen verwendet, darunter Mais, Sojabohnen, Weizen, Baumwolle, viele Baum- und Weinkulturen und viele Rasengrasarten.
  • Picloram , ein Pyridin-Herbizid, wird hauptsächlich zur Bekämpfung unerwünschter Bäume auf Weiden und Feldrändern verwendet. Es ist ein weiteres synthetisches Auxin.
  • Natriumchlorat (in einigen Ländern nicht mehr verwendet/verboten) , ein nicht selektives Herbizid, gilt als phytotoxisch für alle grünen Pflanzenteile. Es kann auch durch Wurzelaufnahme töten.
  • Triclopyr , ein systemisches Blattherbizid aus der Pyridingruppe, wird zur Bekämpfung von breitblättrigen Unkräutern verwendet, während Gräser und Koniferen unberührt bleiben.
  • Mehrere Sulfonylharnstoffe , darunter Flazasulfuron und Metsulfuron-methyl , die als ALS-Hemmer wirken und teilweise über die Wurzeln aus dem Boden aufgenommen werden.

Organische Herbizide

In letzter Zeit wird der Begriff "Bio" für Produkte verwendet, die im ökologischen Landbau verwendet werden . Nach dieser Definition ist ein Bio-Herbizid ein Herbizid, das in einem als biologisch eingestuften landwirtschaftlichen Betrieb eingesetzt werden kann. Je nach Anwendung können sie weniger wirksam sein als synthetische Herbizide und werden im Allgemeinen zusammen mit kulturellen und mechanischen Unkrautbekämpfungspraktiken verwendet .

Hausgemachte organische Herbizide umfassen:

  • Maisglutenmehl (CGM) ist eine natürliche Vorauflauf-Unkrautbekämpfung in Rasengras, die die Keimung vieler breitblättriger Unkräuter und Unkräuter reduziert.
  • Essig ist für 5–20% Essigsäurelösungen wirksam, wobei höhere Konzentrationen am effektivsten sind, aber er zerstört hauptsächlich das Oberflächenwachstum, so dass ein erneutes Sprühen erforderlich ist, um das Nachwachsen zu behandeln. Resistente Pflanzen erliegen im Allgemeinen, wenn sie durch erneutes Besprühen geschwächt werden.
  • Dampf wurde kommerziell angewendet, wird jedoch heute als unwirtschaftlich und unzureichend angesehen. Es kontrolliert das Oberflächenwachstum, aber nicht das unterirdische Wachstum. Daher ist ein erneutes Besprühen erforderlich, um das Nachwachsen von Stauden zu behandeln.
  • Flamme gilt als wirksamer als Dampf, leidet aber unter den gleichen Schwierigkeiten.
  • D- Limonen ( Zitrusöl ) ist ein natürliches Entfettungsmittel, das die wachsartige Haut oder Nagelhaut von Unkraut befreit, was zu Austrocknung und letztendlich zum Tod führt.
  • Salzwasser oder Salz, das in angemessener Stärke auf die Wurzelzone aufgetragen wird, wird die meisten Pflanzen töten.

Von historischem Interesse und andere

  • 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäure (2,4,5-T) war ein weit verbreitetes Herbizid gegen breitblättrige Pflanzen, bis es Ende der 1970er Jahre aus dem Verkehr gezogen wurde. Während 2,4,5-T selbst nur eine mäßige Toxizität aufweist, kontaminiert der Herstellungsprozess für 2,4,5-T diese Chemikalie mit Spuren von 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD). TCDD ist für den Menschen extrem giftig. Bei richtiger Temperaturkontrolle während der Produktion von 2,4,5-T können die TCDD-Werte auf etwa 0,005 ppm gehalten werden. Bevor das TCDD-Risiko gut verstanden wurde, fehlten den frühen Produktionsstätten geeignete Temperaturkontrollen. Später getestete einzelne Chargen enthielten bis zu 60 ppm TCDD. 2,4,5-T wurde 1983 in den USA aus dem Verkehr gezogen, zu einer Zeit der erhöhten Sensibilität der Öffentlichkeit gegenüber chemischen Gefahren in der Umwelt. Die öffentliche Besorgnis über Dioxine war groß, und die Herstellung und Verwendung anderer (nicht herbizider) Chemikalien, die möglicherweise eine TCDD-Kontamination enthielten, wurden ebenfalls eingestellt. Dazu gehörten Pentachlorphenol (ein Holzschutzmittel) und PCBs (hauptsächlich als Stabilisatoren in Transformatorenöl verwendet). 2,4,5-T wurde inzwischen weitgehend durch Dicamba und Triclopyr ersetzt .
  • Agent Orange war eine Herbizidmischung, die vom britischen Militär während des malaiischen Notfalls und vom US-Militär während des Vietnamkriegs zwischen Januar 1965 und April 1970 als Entlaubungsmittel verwendet wurde. Es war eine 50/50-Mischung der n- Butylester von 2,4,5-T und 2,4-D. Aufgrund der TCDD-Kontamination in der 2,4,5-T-Komponente wurde es bei vielen Menschen, die ihm ausgesetzt waren, für schwere Krankheiten verantwortlich gemacht.
  • Diesel und andere Schwerölderivate werden bekanntermaßen gelegentlich informell verwendet, sind jedoch normalerweise zu diesem Zweck verboten.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

Externe Links

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