Die Grenzen synthetischer Herbizide
Seit dem 20. Jahrhundert sind synthetische Herbizide zu zentralen Werkzeugen im im Rahmen von Unkrautbekämpfungsstrategien geworden und bieten wesentliche wirtschaftliche sowie operative Vorteile. Gemeinsam mit anderen landwirtschaftlichen Betriebsmitteln haben Herbizide in den vergangenen Jahrzehnten zur Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität beigetragen.
Der intensive Einsatz von Herbiziden hat jedoch mehrere unerwünschte Auswirkungen verursacht. Die übermäßige und wiederholte Anwendung von Wirkstoffen mit demselben Wirkungsmechanismus führt insbesondere bei Strategien mit einseitigenUnkrautbekämpfungsstrategien zur Entwicklung resistenter Unkräuter. Herbizide beeinträchtigen zudem sowohl direkt als auch indirekt die Biodiversität, indem sie die Vielfalt der Lebensräume für Wildtiere – einschließlich natürlicher Feinde von Schädlingen – reduzieren und durch umweltbedingte Belastungen Nichtzielorganismen schädigen. Darüber hinaus können Agrochemikalien über verschiedene Kontaktwege gesundheitsschädlich für Menschen sein, was das Bewusstsein bei Verbrauchern steigert.
Aus diesen Gründen wird der Einsatz synthetischer Herbizide in einigen Ländern zunehmend reguliert, während integrierte Strategien im Unkrautmanagement gefördert werden. Infolgedessen gewinnt das Interesse der Industrie an nachhaltigeren Alternativen zu synthetischen Herbiziden zunehmend an Bedeutung. Moleküle natürlichen Ursprungs entwickeln sich als wirkungsvolle Alternative und bieten vielversprechende agronomische Vorteile bei verringerter Gesundheits- und Umweltbelastung.
Bioherbizide: Herausforderungen und Chancen
Bioherbizide stellen eine Untergruppe der Biopestizide dar, die üblicherweise aus natürlich vorkommenden biologischen Quellen wie Mikroorganismen und Pflanzenextrakten oder aus mineralischen Quellen gewonnen werden (Cordeau et al. 2016). Im Gegensatz zu Pestiziden auf Basis synthetischer Moleküle müssen Biopestizide nicht künstlich synthetisiert werden, da sie Wirkstoffe verwenden, die bereits in der Natur vorkommen. Der natürliche Ursprung einiger Moleküle schließt Umwelt- und toxikologische Risiken nicht aus – dies wird durch arsenhaltige Herbizide exemplarisch gezeigt – und verdeutlicht die weiterhin notwendige umfassende Risikobewertung. Bioherbizide sind im Bereich der Biopestizide bisher wenig vertreten, mit nur wenigen kommerziell verfügbaren Produkten. Die breite Anwendung von Bioherbiziden ist aufgrund kurzer Haltbarkeit, instabiler Formulierungen, spezifischer Wirkungsweisen, unregelmäßiger Feldwirksamkeit und hoher Kosten bislang eingeschränkt.
Wir präsentieren hier ein Beispiel für Bioherbizide, die weiterhin wenig genutzt werden und deren Einführung durch die UHP-Technologie von Ecorobotix gefördert werden könnte.
Fettsäuren
Herbizide Fettsäuren, die natürlich aus Pflanzenölen gewonnen werden, sind nicht-selektive Herbizide, die nach dem Austrieb der Unkräuter auf deren Blätter appliziert werden. Sie entfalten ihre Wirkung durch Austrocknung der Pflanzen und führen zu einem schnellen „Burn-down“-Effekt (Abbrennen). Verschiedene Substanzen – Pelargon-, Caprin- und Caprylsäure – sind in mehreren Ländern sowie in der Europäischen Union zugelassen. Diese biobasierten Herbizide finden zunehmenden Einsatz zur Bekämpfung von Unkräutern in Gärten, Rasenflächen, Golfplätzen, Parks, auf Gehwegen, Straßen und Industrieflächen. Ihr Einsatz in der Landwirtschaft ist jedoch noch begrenzt, vor allem aufgrund der hohen Kosten pro Mengeneinheit in Verbindung mit den höheren empfohlenen Applikationsmengen (Ciriminna et al. 2019; Loddo et al. 2023). Fettsäuren sind für ihre geringe Umwelttoxizität bekannt, auch unter Feldbedingungen (European Food Safety Authority (EFSA) et al. 2021).
Die unkrautvernichtende Wirkung von Fettsäuren ist am wirkungsvollsten gegen breitblättrige Unkräuter in ihren frühen Entwicklungsstadien (Pannacci et al. 2022). Studien zeigen, dass die Unkrautbekämpfung durch verschiedene Strategien verbessert werden kann, etwa durch mehrfache Anwendungen in kurzen Abständen während der Vegetationsperiode oder durch das Mischen des Produkts mit einem Adjuvans oder einem weiteren Herbizid. (z. B. einem ätherischen Öl).
Ein weiterer Schritt mit Ecorobotix’ UHP
Das Ultra-Hochpräzisionsspritzen (UHP) von Ecorobotix ermöglicht einen entscheidenden Fortschritt bei der Nutzung von Bioherbiziden. Durch die gezielte Bekämpfung einzelner Unkräuter ermöglicht UHP die Anwendung nichtselektiver Wirkstoffe – wie Fettsäuren – im Nachauflauf bei gleichzeitig drastischer Reduktion des Spritzvolumens und der damit verbundenen Kosten. Da ihre Wirkmechanismen von denen synthetischer Herbizide abweichen, eröffnen diese Lösungen konventionellen Erzeugern neue Möglichkeiten zur Bekämpfung von herbizidresistenten Unkräutern. UHP eröffnet zudem Potenziale für Synergieeffekte mit der mechanischen Unkrautbekämpfung: Bioherbizide können eine frühe Unkrautregulierung unterstützen, wenn mechanische Maßnahmen im Bestand zu risikoreich sind, während anschließende Anwendungen ach einer Rollhacke oder einem Striegel die Unterdrückung später auflaufender Unkrautwellen ermöglichen (Cordeau et al. 2016). In einigen Ländern sind Bioherbizide für den ökologischen Landbau zugelassen, wodurch neue Strategien zur Reduktion des Unkrautdrucks, zur Begrenzung der Bodenbearbeitung und zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit landwirtschaftlicher Betriebe ermöglicht werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kombination von Bioherbiziden mit dem UHP-Spritzverfahren einen vielversprechenden Ansatz im Rahmen des integrierten Unkrautmanagements darstellt, der Nachhaltigkeit, Sicherheit und agronomische Leistung auf effektive Weise miteinander verbindet.
Literaturverzeichnis
Ciriminna R, Fidalgo A, Ilharco LM, Pagliaro M (2019) Herbicides based on pelargonic acid: Herbicides of the bioeconomy. Biofuels Bioprod Biorefining 13:1476–1482. https://doi.org/10.1002/bbb.2046
Cordeau S, Triolet M, Wayman S, et al (2016) Bioherbicides: Dead in the water? A review of the existing products for integrated weed management. Crop Prot 87:44–49. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2016.04.016
European Food Safety Authority (EFSA), Alvarez F, Arena M, et al (2021) Peer review of the pesticide risk assessment of the active substance pelargonic acid (nonanoic acid). EFSA J 19:. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2021.6813
Loddo D, Jagarapu KK, Strati E, et al (2023) Assessing Herbicide Efficacy of Pelargonic Acid on Several Weed Species. Agronomy 13:. https://doi.org/10.3390/agronomy13061511
Neal JC (2024) Biological Control of Weeds in turfgrass: opportunities and misconceptions. Pest Manag Sci 80:40–48. https://doi.org/10.1002/ps.7436
Pannacci E, Ottavini D, Onofri A, Tei F (2022) Dose–response curves of pelargonic acid against summer and winter weeds in Central Italy. Agronomy 12:3229
