Nicht-synthetische, natürlich vorkommende Verbindungen

Einige Inhaltsstoffe natürlichen Ursprungs sind für die Herbizidanwendung zugelassen. Derzeit spielen ökologische Herbizide und Herbizide mit ökologischem Wirkstoff bei der ökologischen Unkrautbekämpfung jedoch eine untergeordnete Rolle. Dazu gehören bestimmte Formulierungen von Essigsäure (konzentrierter Essig), Pelargonsäure, Maisklebermehl und ätherische Öle.

Maisklebermehl wird als Vorauflaufherbizid gegen Fingerhirse (Digitaria sp.) und andere Rasenunkräuter eingesetzt. Es hemmt die Wurzelbildung der Unkräuter. Dabei ist der Zeitpunkt der Anwendung entscheidend, denn wenn das Unkraut bereits gekeimt und Wurzeln geschlagen hat, dient der Maiskleber als Dünger. Er hat auch ernährungsphysiologische Eigenschaften mit 10 Gewichtsprozenten Stickstoff und kann daher als organische Stickstoffquelle dienen. Maiskleber braucht unmittelbar nach der Ausbringung Wasser, aber dann ist eine Trockenperiode erforderlich, um die hemmende Wirkung auf die Wurzelproduktion auszulösen. Bei der ersten Anwendung werden nur etwa 60 % der Unkrautsamen unterdrückt, und eine einzige Anwendung kann 4 bis 6 Wochen lang zur Unterdrückung von Unkraut beitragen. Bei schweren Böden, längerem Regenwetter und Hitzeperioden kann eine monatliche Anwendung oder eine zweite Anwendung im Spätsommer erforderlich sein. Nach mehreren Anwendungen kann der Maiskleber einen Wirkungsgrad von bis zu 80 % erreichen. Die Anwendungsmengen variieren je nach Form: Pulver, pelletiert oder granuliert. Die standardmäßige Ausbringungsmenge beträgt 10 kg Maiskleber pro 100 Quadratmeter Rasenfläche. Diese Menge liefert auch etwa 1 kg Stickstoff pro 10 Quadratmeter. Die Wirkung von Maiskleber ist kumulativ, d. h. die Ergebnisse verbessern sich bei wiederholter Anwendung im Laufe der Zeit. Das bekannteste unkrautvernichtende ätherische Öl ist jenes der Gewürznelke (Syzygium aromaticum). Dieses Öl ist das einzige, das als natürliches Unkrautvernichtungsmittel verwendet werden kann. Wintergrün (Gaultheria fragrantissima), Zimt (Cinnamomum verum) und Sommerbohnenkraut (Satureja hortensis) können die unkrautvernichtende Wirkung von Klee verstärken

Es wurden auch einige selektive Herbizide mit organischen Wirkstoffen auf der Basis von Pilzpathogenen entwickelt, die Phytotoxine, Pathogene und anderen Mikroben beinhalten, die zur biologischen Unkrautbekämpfung eingesetzt werden. Bei Herbiziden mit organischem Wirkstoff kann es sich um Verbindungen und Sekundärmetaboliten handeln, die von Mikroben wie Pilzen, Bakterien oder Protozoen stammen, oder um phytotoxische Pflanzenrückstände, Extrakte oder einzelne Verbindungen, die von anderen Pflanzenarten stammen. Weltweit wurden bisher nur dreizehn Herbizide mit organischen Wirkstoffen entwickelt, die aus Mikroorganismen oder natürlichen Molekülen stammen. Von den dreizehn zugelassenen Herbiziden biologischen Ursprungs basieren neun auf pilzlichen Mikroorganismen, drei auf bakteriellen Mikroorganismen, und eines enthält einen Wirkstoff, der ein natürlicher Pflanzenextrakt ist (Tabelle 5.2).

Tablle 5.2 Herbizide mit ökologischem Wirkstoff, die für die Unkrautbekämpfung im ökologischen Landbau entwickelt wurden

Name des Produkts	Wirkstoff	Unkrautart	Registrierung	Am Markt
De Vine®	Stamm MVW des Oomyceten Phytophthora palmivora	Latex-Wein (Morrenia odorata)	1981, USA	unbekannt
Collego™ (LockDown)	Sporen des Stammes Colletotrichum gloeosporioides 20358	Virginische Seidenpflanze (Aeschynomene virginica)	1982/2006, USA	verfügbar
BioMal®	Colletotrichum gloeosporioides f.sp. malvae	Kleinblütige Malve (Malva pusilla)	1992, Kanada	verfügbar, aber begrenzte Produktion
Camperico®	Xanthomonas campestris Stamm JTP482	Einjähriges Rispengras (Poa annua)	1997, Japan	nicht verfügbar
Woad Warrior	Pilz Puccinia thlaspeos	Färberwaid (Isatis tinctoria)	2002, USA	nicht verfügbar
Chontrol®=Ecoclear®	Chondrostereum purpureum Stamm PFC 2139	Stockausschlag von Stümpfen der Schwarzkirsche (Prunus serotina) und der Kanadische Pappel (Populus euramericana) in sandigen Böden von Nadelwäldern	2004/2007	verfügbar
Mycotech™	Chondrostereum purpureum Stamm HQ1	Stockausschlag von Stümpfen der Schwarzkirsche (Prunus serotina)	2004/2007 Kanada	nicht verfügbar
Smoulder WP, Smoulder G	Alternaria destruens Stamm 059	Teufelszwirn (Cuscuta sp.)	2005, USA	verfügbar
Sarritor	Sclerotinia minor Stamm IMI 344141	zweikeimblättrige Unkräuter in Rasenflächen	2007, Kanada	verfügbar
Organo-Sol® (Kona)	Lactobacillus casei Stamm LPT-111 L. rhamnosus Stamm LPT-21 L. lactis ssp. lactis Stamm LL64/CSL L. lactis ssp. lactis Stamm LL102/CSL L. lactis ssp. cremoris Stamm M11/CSL	Weißklee (Trifolium repens) Rotklee (Trifolium pratense) Hornklee (Lotus corniculatus) Hopfenklee (Medicago lupulina) Waldsauerklee (Oxalis acetosella)	2010, Kanada	verfügbar
Phoma	Phoma macrostoma Stamm 94-44B	zweikeimblättrige Unkräuter	2011, USA and Kanada	verfügbar
Opportune™	Thaxtomin A, eine Verbindung, die durch Fermentation aus dem Streptomyces acidiscabies-Stamm RL-110 hergestellt wird	Löwenzahn (Taraxacum officinale)	2012, USA	verfügbar
Beloukha®*	gewonnen aus Rapsöl durch ein natürliches Extraktionsverfahren (Nonansäure und Pelargonsäure)	bei Weinreben zur Abtötung von Schösslingen und zur Unkrautbekämpfung und bei Kartoffeln zur Abtötung von Stängeln und Blättern.	2015, USA	verfügbar

* In der EU zulässig

Herbizide mit biologischem Wirkstoff könnten dazu beitragen, sowohl die Wirksamkeit einzelner Unkrautbekämpfungsmethoden als auch die Gesamtwirksamkeit der integrierten Unkrautbekämpfungssysteme zu erhöhen.

Pflanzliche Inhaltsstoffe

Es ist bekannt, dass viele biologisch aktive Verbindungen von Sprosspflanzen produziert werden. Diese Verbindungen sind sekundäre Metaboliten. Ihre Biosynthese kann aus dem Stoffwechsel der primären Verbindungen abgeleitet werden, d. h. sie sind nur sekundär in ihrer Biosynthese und nicht in ihrer Bedeutung. Sekundärmetaboliten sind Endprodukte, die aus verschiedenen Materialien in verschiedenen Stoffwechselwegen synthetisiert werden. Obwohl sich unter ihnen auch anziehende und abstoßende Verbindungen befinden, wirkt die Mehrzahl von ihnen auf lebende Organismen hauptsächlich aufgrund ihrer hemmenden (toxischen) Natur. Diese sekundären Verbindungen können biochemisch vielfältig sein.

- Thiophenes. Thiophene sind schwefelhaltige aromatische Verbindungen. Typische Thiophene sind α-Tertienyl und Butenbitienyl. Beide Wirkstoffe finden sich in unserer beliebten Gartenzierpflanze, der Studentenblume (Tagetes spp.). Es ist wahrscheinlich, dass Thiophene als Toxine in den Beziehungen zwischen Pflanze und Tier bzw. Pflanze und Pflanze wirken. Thiophene weisen ein breites Spektrum an biologischer Aktivität auf. Sie wirken in erster Linie als Phototoxine. Darüber hinaus sind ihre fungiziden, herbiziden und nematidziden Wirkungen von Bedeutung.

- Kumarine. Kumarine sind Verbindungen, die aus Zimtsäuren bestehen. Ihre einfachste Struktur ist das Kumarin selbst, aber es sind auch andere Kumarine (Pyrano- und Furanokumarine) bekannt. In Pflanzen kommen Kumarine hauptsächlich als Glykoside in zuckerähnlichen Verbindungen vor. Sie sind physiologisch äußerst wichtige Verbindungen. Einige Kumarine (einschließlich Kumarin selbst) hemmen die Keimung und die Zellstreckung. Hundertmal wirksamere Wachstumshemmer, wie die in der Praxis verwendeten Phenolsäuren.

- Mono- und Sesquiterpene. Monoterpene kommen als Bestandteile ätherischer Öle im Pflanzenreich vor. Am zahlreichsten sind sie in der Familie der Lippenblütler, Zitrusgewächse und Schmetterlingsblütler vertreten. Die Synthese der ätherischen Öle findet häufig in bestimmten Zellen oder Drüsenhaaren statt. Es ist bekannt, dass Drüsenhaare auf der Blattoberfläche ätherische Öle produzieren und absondern können. Die Funktion der ätherischen Öle ist von Fall zu Fall unterschiedlich. Sie haben eine hemmende Wirkung auf die Keimung und das Pflanzenwachstum. Aus diesem Grund sind sie auch wichtig für die Konkurrenz zwischen Pflanzenarten. Dadurch eignen sie sich zur Unkrautbekämpfung. Unter Laborbedingungen wurde die hemmende Wirkung von ätherischen Ölen auf das Wachstum von Bakterien und Pilzen nachgewiesen.

- Triterpene. Glykoside der Triterpene werden als Saponine bezeichnet. Saponine kommen in Pflanzen häufig als Komplexe vor. Luzerne, die als Futterpflanze bekannt ist, enthält zum Beispiel neben der Arzneimittelsäure 11 Saponine. Sie reichern sich hauptsächlich in den Blättern und Früchten der betreffenden Pflanzenart an.

Tablle 5.3 Pflanzenarten und ihre Teile können bei der Unkrautbekämpfung als Extrakt verwendet werden. biologische Wirkung: Herbizid, Insektizid, Fungizid, Bodendesinfektionsmittel

Pflanzenart	typisches Bild der Gattung oder der Art	verwendeter Pflanzenteil	Wirkstoff	Herbizid	Insektizid	Fungizid	Bodendesinfektionsmittel
Studentenblume, Tagetes sp.	Figure 5.2 (E. Takács)	Blühender Spross	α-Tertiaryl, Butene bitienyl	+		+
Hahnenfuß, Ranunculus sp.	Figure 5.3 (M. Ábele)	Blattsprosse	Ranunculin	+			+
Schafgarbe, Achillea sp.	Figure 5.4 (M. Ábele)	Blütenstand, Blatt	Achillin, Anacyclin, Procamazulen	+			+
Rainfarn, Tanacetum vulgare	Figure 5.5 (M. Ábele)	Blühender Spross	Borneol, Cineol, Isothujon	+	+		+
Braunelle, Prunella sp.	Figure 5.6 (M. Ábele)	Blattspross	Ursolsäure	+
Flockenblume, Centaurea sp.	Figure 5.7 (M. Ábele)	Blühender Spross	Centaurepenzin	+
Ringelblume, Calendula officinalis	Figure 5.8 (shutterstock)	Blütenstand	Isorhamnetin	+	+
Osterluzei, Aristolochia sp.	Figure 5.9 (M. Ábele)	Frucht, Wurzelstock	Aristolochiasäuren	+			+
Minze, Mentha sp.	Figure 5.10 (M. Ábele)	Blattspross	Limonen, Menthol, Menton, Menthofuran, Pulegon	+		+	+
Beifuß, Artemisia sp.	Figure 5.11 (shutterstock)	Blattspross	Absinthin, Bisabolen, Artemisinin, Thujon Cineol, Tauremizin	+	+		+
Ziest, Stachys annua	Figure 5.12 (M. Ábele)	Blühender Spross	Stachydrin	+
Salbei, Salvia sp.	Figure 5.13 (M. Ábele)	Blatt	Cineol, Cimol	+	+		+

Aufgrund ihrer kurzen Wirkungsdauer und der relativ großen Menge an Extrakt, die erforderlich ist, um die gewünschte Unkrautbekämpfungswirkung zu erzielen, ist es ratsam, Pflanzenextrakte auf einer kleinen Fläche einzusetzen. Unserer Meinung nach lassen sich Pflanzenextrakte bei entsprechender Sorgfalt gut in die Instrumente des ökologischen Landbaus integrieren.