Bioherbizid

Datenblätter - Reduzierung der IFT

Chemisches Unkrautjäten Unkrautbekämpfung

Ein Bioherbizid ist ein Produkt, das aus natürlichen Substanzen besteht und zur Bekämpfung von Unkräutern verwendet wird. Es handelt sich um Produkte der Unkrautbekämpfung, die von lebenden Organismen abgeleitet sind. Das Vorhandensein von Unkräutern führt zu Ertragsminderungen, daher müssen ihre Populationen reduziert werden. Die überwiegend verwendeten Produkte (Glyphosat, 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure usw.) hinterlassen jedoch Rückstände und verschmutzen Böden und Wasser. Bioherbizide sind eine weniger schädliche Alternative für Ökosysteme und könnten auch eine Alternative für Betriebe in der biologischen Landwirtschaft sein, die auf mechanische Unkrautbekämpfung zurückgreifen.

Arten von Bioherbiziden

Bioherbizide können aus verschiedenen natürlichen Substanzen bestehen: Bakterien, Pilze, pflanzliche Substanzen (ätherische Öle) … Es gibt spezifische Bioherbizide für bestimmte Unkräuter, aber auch unspezifische Bioherbizide.

Ätherische Öle

Ätherische Öle sind Gegenstand zahlreicher Forschungen zur Unkrautbekämpfung.

• Beispiele wirksamer Öle: ätherische Öle, die Pelargonsäure enthalten, wie das ätherische Öl von Geranie, oder auch Essig (Essigsäure).
• Wirkungsweise: allelopathische Wirkung, die die Keimung und das Wachstum von Unkräutern hemmt, vergleichbar mit einigen chemischen Herbiziden bei Arten wie dem Acker-Senf (Sinapis arvensis).

Das einzige derzeit in großem Maßstab für Kulturen zugelassene Bioherbizid ist Pelargonsäure (zum Beispiel das Produkt „Beloukha“).

Pelargonsäure ist eine Fettsäure, die beispielsweise in der Geranie vorkommt. Diese Säure trocknet die Pflanze aus und dehydriert sie, indem sie die Epidermis zerstört. Es ist ein unspezifisches Bioherbizid. Es wirkt innerhalb weniger Stunden, jedoch nimmt die Wirksamkeit mit der Zeit ab.

Im Weinbau wird es für das Ausbrechen und die Unkrautbekämpfung unter den Reihen verwendet.

Es ist im biologischen Landbau nicht zugelassen, da es potenziell Auswirkungen auf die Umwelt des Anbaus haben kann.

Projekt APEO

In Belgien entwickelt das Unternehmen APEO (Agronomical Plant Extracts and Essential Oils)  ein Bioherbizid auf Basis ätherischer Öle.

2011 begannen sie, als Antwort auf die Problematik herbizidresistenter Unkräuter und die Risiken durch Pflanzenschutzmittel, sich für ätherische Öle als Bekämpfungsmittel zu interessieren.

Zunächst erfolgte eine Vorauswahl von 91 ätherischen Ölen aus den 3000 existierenden, basierend auf Preis und Verfügbarkeit, um sie als Fungizid und Herbizid zu testen.

Sie wurden zunächst als Fungizide getestet, was zeigte, dass einige toxisch für Pflanzen sind, was die Idee nahelegte, sie als Herbizid zu verwenden.

Drei der getesteten Öle wurden ausgewählt, da sie interessante Eigenschaften gegen Monokotyledonen, Dikotyledonen, Moose und Schachtelhalme zeigten.

Die Formulierung des ätherischen Öls ist wichtig, um die Wirksamkeit des Produkts zu beeinflussen, da sie die Wirkungsweise und Stabilität beeinflusst, und sie kann helfen, das ätherische Öl vor ungünstigen Faktoren zu schützen, die seine Wirkung einschränken würden.

Die Forschungsarbeit zur Produktformulierung wurde zwischen 2015 und 2016 durchgeführt. Die ursprüngliche Formulierung basierte auf chemischen Coformulanten, was dem Ziel widersprach, ein umweltfreundliches Produkt anzubieten, das sich von synthetischen Pflanzenschutzmitteln auf dem Markt unterscheidet. Diese wurden daher durch biologische Coformulanten ersetzt.

Anschließend wurden Gewächshaustests durchgeführt, die zeigten, dass das Produkt mit biologischen Coformulanten sehr wirksam gegen Dikotyledonen und etwas weniger gegen Monokotyledonen ist.

Feldversuche

Die höchste Dosis ist nach einem Monat wirksamer als Pelargonsäure und ebenso wirksam wie Glyphosat.

Das Produkt ist wirksam gegen Dikotyledonen und etwas weniger gegen Monokotyledonen, vor allem in jungen Entwicklungsstadien.

Ergebnisse nach 5 Jahren Versuch

Bei 40 Dikotyledonenarten ist die Wirksamkeit gleich oder sogar besser als beim Produkt auf Pelargonsäurebasis, und in 4 von 7 Fällen gilt dies auch für Monokotyledonen.

Es gibt somit eine gute Wirksamkeit gegen eine große Anzahl von Unkräutern, die auch zwei Monate nach der Behandlung noch anhält.

Wirkungsdauer

Die Wirkungsdauer ist ein wichtiger Parameter für ein Herbizid. Bei Dikotyledonen gibt es nach 100 Tagen noch eine gute Wirkungsdauer, die höher ist als bei Pelargonsäure.

Außerdem scheint dieses Produkt den Samenbestand von Unkräutern von Jahr zu Jahr zu verringern, was bei Pelargonsäure nicht der Fall ist.

Wirkprinzip

Die Wirkung ist multi-site: mehrere Stellen der Zelle werden angegriffen, das Produkt wirkt also über mehrere Wirkmechanismen.

Bei der Behandlung sieht man, dass sich die Organellen in der Zellmitte sammeln und es zu Schädigungen der Zellwände, der Mitochondrien und zu Austrocknungseffekten kommt.

Da das Produkt schnell biologisch abgebaut wird, innerhalb von 48 bis 72 Stunden, gibt es keine Auswirkungen auf die folgende Kultur.

Verschiedene in Entwicklung befindliche Produkte

Ein erstes Produkt ist eine gebrauchsfertige Formulierung, der Zulassungsantrag wurde 2024 eingereicht. Ziel ist es, den Vertrieb 2026 in den USA und 2027 in Europa zu starten.

Ein zweites Produkt ist noch ein Prototyp, die Formulierung ist viel konzentrierter, damit die Ausbringungsmengen pro Hektar vernünftig bleiben (5 bis 10 L).

Es gibt auch ein Entwicklungsprojekt für ein selektives Produkt gegen Dikotyledonen, da die derzeitigen Produkte unspezifisch sind.

Bakterien und Pilze

Forscher arbeiten an der Nutzung von Bakterien und Pilzen zur Bekämpfung von Unkräutern.

Anwendung von Bioherbiziden

Bioherbizide begrenzen die Unkrautpopulationen, indem sie toxische Metabolite produzieren oder die Zellfunktionen der Pflanzenzellen beeinträchtigen, insbesondere durch Membranschädigung, Austrocknung oder Hemmung der Keimung… .

Das Wirkprinzip ähnelt einem Wirt/Pathogen-Mechanismus oder kann auch dem Phänomen der Allelopathie ähneln.

Außerdem müssen für eine wirksame Anwendung des Bioherbizids verschiedene Parameter berücksichtigt werden, wie das phänologische Stadium des Zielunkrauts, Umweltbedingungen oder die aufgetragene Bioherbiziddosis.

Bioherbizide können verwendet werden für:

• Die spezifische Unkrautbekämpfung oder punktuelle Anwendung: Zäune (Tierhaltung), Höfe, Privatgärten
• Die Unkrautmanagement in großflächigen Kulturen vor der Aussaat
• Die Begrenzung der Bodenbedeckung (mit geringerer Dosis)
• Das Abreifen von Kartoffeln: chemisches Abreifen ist die am häufigsten verwendete Methode. Eine Methode, bei der die Kartoffeltriebe zerkleinert und anschließend mit einem Bioherbizid behandelt werden, könnte wirksam sein und die Verwendung chemischer Produkte reduzieren. Für diese Methode kann die Anwendung von Beloukha eine Lösung sein. Allerdings erfordert das Produkt gute Anwendungsbedingungen (Wassermenge, klimatische Bedingungen) für ein gutes Ergebnis.

• Das Ausbrechen von Weinreben und Obstbäumen (Kontrolle der Wasserschosse im Obstbau, Ausbrechen der Weinrebe, Wasserschosse bei Apfel-, Birn- und Kirschbäumen)
• Die Kontrolle der Begrünung der Weinrebe

Anwendungsweise

Damit das Bioherbizid wirksam ist, muss es zum richtigen Zeitpunkt und unter geeigneten Bedingungen angewendet werden:

• Zwischen April und September, nach dem Ende der Samenruhe;

• Eine Temperatur über 15 °C;

• Es wird empfohlen, im 3- bis 4-Blatt-Stadium zu behandeln, ohne das 6-Blatt-Stadium zu überschreiten;

• Regen vermeiden: ein Mindestabstand von 2 Stunden zwischen Anwendung und Regen wird empfohlen, um Abwaschen zu verhindern;

• Es wird empfohlen, bei heller Bewölkung zu behandeln, da dies eine bessere Austrocknung ermöglicht;

• Zwei bis vier Anwendungen pro Jahr sollten gemäß den Zulassungskriterien durchgeführt werden;

• Regelmäßige Behandlung über die Jahre senkt den Samenbestand im Boden;

• Die gesamte Pflanze benetzen bei Anwendung als Herbizid

• Dosierung gemäß Etikett beachten.

Wirksamkeit von Bioherbiziden

• Gute Wirksamkeit gegen Dikotyledonen
• Weniger gute Wirksamkeit gegen Monokotyledonen
• Besonders wirksam in jungen Stadien und während des Pflanzenwachstums

Je nach verwendeten Verbindungen, aufgetragener Dosis und Zielunkraut sind Bioherbizide jedoch nicht immer wirksam und ihre Umweltauswirkungen nicht immer gut bewertet.

Kosten

Bioherbizide sind in der Regel teurer in der Anschaffung als chemische Herbizide, aufgrund der Produktionskosten, der geringen industriellen Skalierung und manchmal einer geringeren Wirksamkeit, die wiederholte Anwendungen oder höhere Dosen erfordert.