Manche der früher verwendeten Pflanzenschutzmittel, so stellte sich nach mehrjährigem Einsatz heraus, blieben zu lange in der Umwelt erhalten. Im Idealfall sollen Herbizide nur kurz wirken und dabei möglichst wenig ökotoxisch sein. Man begann deshalb auch nach wirksamen Naturstoffen zu suchen, weil in der Regel die von Organismen synthetisierten chemischen Verbindungen auch gut abgebaut werden. Fündig wurden Wissenschaftler der Hoechst AG beispielsweise bei dem Mikroorganismus Streptomyces viridochromogenes. Eine Arbeitsgruppe an der Universität Tübingen hatte aus diesem Strahlenpilz auf der Suche nach neuen Anti-biotika den Stoff Phosphinotrizin isoliert und wegen ungenügender Wirkung wieder verworfen. Streptomyceten – eine Familie der Strahlenpilze – produzieren mehr als 60 Prozent der in der Medizin verwendeten Antibiotika (unter anderem Streptomycin, Tetracycline, Chloramphenicol und Erythromycin). Erst die Forscher von Hoechst entdeckten seine hohe Wirksamkeit als Herbizid. Das gefundene Molekül konnte chemisch-synthetisch hergestellt werden. Es ähnelt in seinem Aufbau einer Aminosäure und hat den wissenschaftlichen Namen Glufosinat-ammonium. Aufgrund dieser Ähnlichkeit hemmt es ein Schlüsselenzym der Stickstoffverwertung in der Pflanzenzelle, die Glutamin-Synthetase (Bilder 1 und 2).

Die Pflanzen nehmen Glufosinat-ammonium (Handelsname „Basta“) nicht über die Wurzeln auf, sondern durch die oberirdischen grünen Teile. Es entfaltet seine Wirkung direkt am Benetzungsort, ist also ein Kontaktherbizid. Je nach Höhe und Besatzdichte der Unkräuter werden 0,5 bis maximal 1,5 Kilogramm des Wirkstoffes pro Hektar gebraucht. Ausführliche Tests zeigten, daß es schnell durch Mikroorganismen in Boden und Wasser abgebaut wird. Trotz der guten Wasserlöslichkeit wird Glufosinat-ammonium nicht in tiefere Bodenschichten eingewaschen, da es rascher abgebaut wird, als es versickert.

Die Abbauprodukte, die Metabolite, haben keine herbizide Wirkung. Mikroorganismen nutzen sie wiederum als Stoffwechselbausteine zum Aufbau von Zellsubstanzen.

Mit Hilfe des radioaktiven Kohlenstoffisotops (C-14-Methode) konnte der gesamte Abbau der Substanz bis hin zu Kohlendioxid und Wasser aufgeklärt werden. Die Halbwertszeit für den Bodenabbau im Freiland schwankt je nach Bodeneigenschaften und anderen Bedingungen wie Feuchte und Temperatur zwischen 7 und 20 Tagen. Der Einfluß des reinen Wirkstoffs und auch des anwendungsfertigen Präparats auf Algen, Wasserflöhe (Fischnährtiere) und Fische (Forelle und Sonnenbarsch) wurde untersucht. Glufosinat-ammonium beeinträchtigte die geprüften Organismen nicht, weder Bodenmikroorganismen (gemessen an Bodenatmung und Stickstoffumsatz) noch Regenwürmer, Bienen oder Vögel (Wachteln und Enten); andere Nützlinge wurden der Substanz im Labor, Zelt und Freiland ausgesetzt, wobei Effekte nur bei Spinnen festzustellen waren. Bei Säugetieren ergaben sich weder akut-toxische Gefährdungen noch ein Einfluß auf die Reproduktion. In allen geprüften Umweltbereichen konnte eine Anreicherung von Glufosinat-ammonium oder seinen vorübergehend auftretenden Metaboliten nicht nachgewiesen werden.

„Basta“ wendet man gegen zweikeimblättrige Unkräuter und Gräser an. Die Biologische Bundesanstalt hat es 1984 zur Bewuchskontrolle in Rebanlagen zugelassen; es folgten die Genehmigungen für die Unkrautbekämpfung im Obstbau, bei Beerenobst und in Baumschulen. Das Präparat kann nun auch in Kulturen von Kartoffeln, Raps, Bohnen, Erbsen und Sonnenblumen zur Abreifebeschleunigung und Ernteerleichterung eingesetzt werden. Des weiteren wurde die Zulassung auf die Unkrautbekämpfung in Zuckerrüben- und Maisfeldern, Gemüsesaaten und Kartoffelfeldern kurz vor dem Durchstoßen der Triebe erweitert sowie für Unterblattspritzverfahren in Mais- und Buschbohnenkulturen (dabei wird die Nutzpflanze durch Spritzschirme geschützt).

Die abgestorbenen Pflanzen bilden einen Mulchteppich. Dadurch wird das in den Pflanzen gebundene Nitrat vor Einwaschung in den Boden bewahrt; und vor allem in Hanglagen trägt dieses organische Material zum Erosionsschutz und zur Humuserhaltung bei.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 7 / 1993, Seite 100
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH