Table Of ContentChemie der Pflanzen schutz- und Schadlingsbekampfungsmittel
Herausgegeben von R. Wegler . Band 1
Chemie der Pflanzenschutz
oDd Schadlings
bekampfungsmittel
Band 1
Einfiihrung . Insektizide . Chemosterilantien . Repellents
Lockstoffe . Akarizide . Nematizide· Vogel- bzw. Saugetier
abschreckmittel . Rodentizide
Herausgegeben von R. Wegler
Mit 23 Abbildungen
Springer-Verlag Berlin· Heidelberg. New York 1970
Professor Dr. Richard Wegler
Farbenfabriken Bayer AG
ISBN-l3: 978-3-642-46212-2 e-ISBN-13: 978-3-642-462lO-8
DOl: lO.l0071 978-3-642-462lO-8
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Hohe mit dem Verlag zu vereinbaren ist. © by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1970. Library
of Congress Catalog Card Number 75-78286. Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1970
Vorwort
Die chemische Schadlingsbekampfung ist eine verhiiltnismaBig junge Wissenschaft.
Sie hat sich rasch entwickelt, und ihre Bedeutung wachst noch immer. Zunachst
war ihr Ziel allein die Bekampfung von Schadinsekten im Pflanzenbau. Heute
gehoren die Niederhaltung oder die Verhtitung von durch Pilze verursachten
Pflanzenkrankheiten eben so zum chemischen Pflanzenschutz wie die Vernichtung
unerwtinschter Pflanzen. Insektizide, speziell Akarizide, finden zunehmend Anwen
dung in der Hygiene, im Vorratsschutz und in der Veterinarmedizin, hier z. B.
zur Bekampfung von Zecken. Es sei an die Anwendung von DDT zur Bekampfung
von Malaria-Stechmticken erinnert, wofiir der Nobelpreis verliehen wurde.
Nach vielen Seiten weitet sich der Pflanzen schutz aus. Einige neuere Anwendun
gen chemischer Verbindungen fallen nicht mehr unter die ursprtingliche Defini
tion des Begriffes "Pflanzenschutz". Genannt seien etwa die pjlanzlichen Wuchs
hemmstoffe, oft den Herbiziden nahe verwandt; hier verschiebt sich die Grenze
zu den Hormonen des Pflanzenwuchses. Einige natiirlich vorkommende Wuchs
stoffe werden in diesem Werk eingehender behandelt. 1m Brennpunkt der neueren
Entwicklung stehen Stoffe, weIche das Bliihen beeinflussen, den Fruchtabfall ver
hindern, die Frostresistenz erhohen oder auf andere Weise zum Nutzen von Kul
turpflanzen verwendet werden sollen. Auf dem Gebiet der Insektizide ist die Si
tuation ahnlich. Hier kamen zu den klassischen Insektiziden die Lockstoffe, die
Juvenil-Hormone und andere Substanzen, die allerdings bis heute kaum prak
tische Verwendung gefunden haben. Nur die in ihrer chemischen Konstitutions
aufklarung am weitesten fortgeschrittenen Sexual-Lockstoffe der Insekten werden
im vorliegendem Buch behandelt.
Die enormen Erfolge, die der chemische Pflanzenschutz erringen konnte, sind aus
der modernen Land- und Vo lkswirtschaft nicht mehr wegzudenken. Die Diskus
sionen tiber etwaige schiidliche Nebenwirkungen auf Pflanzen und Umwelt haben
zu lebhaften, oft leidenschaftlichen Stellungnahmen gefiihrt, ohne daB indessen
soIche Aussprachen immer mit der notigen Sachkenntnis stattgefunden haben.
Heute liegen genaue Anweisungen tiber die Anwendung von Pflanzenschutz
mitteln vor, und das "Rtickstandsproblem" (diese unprazise Bezeichnung hat
sich bedauerlicherweise eingebtirgert) darf als weitgehend geklart angesehen
werden.
Die Forschung auf dem Gebiet des chemischen Pflanzenschutzes liegt in Deutsch
land fast ausschlieBlich in den Handen der chemischen GroBindustrie. Dement
sprechend gibt es fast keine Lehrbticher oder zusammenfassende Darstellungen.
Wir haben versucht, diese Lticke zu schlieBen. Dem Studenten wie dem jungen
Chemiker in der Industrie solI diese Ubersicht die Einarbeitung erleichtern, dem
Spezialisten Rat und Hilfe bieten.
v
Vorwort
Trotz umfassender Untersuchungen wissen wir bis heute wenig tiber die bio
chemische Wirkung von Insektiziden und Fungiziden. Auf dem Teilgebiet der
Herbizide kennt man in einigen Hillen Wirkungsmechanismen, ohne indessen die
grundlegende Frage der Selektivitiit gelOst zu haben. Die Suche nach neuen Mit
teln ist daher noch immer weitgehend eine Frage der Empirie. Der Grundlagen
forschung bietet sich somit ein weites Feld. Ihre Ergebnisse mogen zu neuen
Arbeitshypothesen fiihren, zu neuen Wirkstoffen und neuen Anwendungsge
bieten.
Wir haben versucht, aus der Ftille des Tatsachenmaterials heraus groBere Zusam
menhiinge zu sehen. Wie iiberall in der Industrieforschung sind nicht alle For
schungsergebnisse veroffentlicht worden. Unsere Zusammenstellung muBte sich
daher vorwiegend an die in den Handel gekommenen Produkte halten. Zur Ab
rundung haben wir aber eine Hille von Patenten beriicksichtigt, auch wenn diese
nicht zu Handelsprodukten fiihrten, denn die in ihnen niedergelegten Erfahrungen
tiber Wirkungen und Nebenwirkungen dlirften moglicherweise mehr biochemische
und physiologisch-chemische Riickschltisse gestatten als eine Aufziihlung nur
jener Priiparate, die nicht nur wirksam, sondern auch preisgtinstig sind.
Chemiker und Biologen haben sich hier als Autoren zusammengefunden. Sie
haben sich bemtiht, das Material vergleichsweise einheitlich darzubieten, doch
jeweils stets in solcher Form, wie es den besonderen Notwendigkeiten ihrer spe
ziellen Fachrichtungen entspricht. So schien es beispielsweise wiinschenswert, dem
Gebiet der phosphororganischen Insektizide eine kurze, chemische Einleitung
vorauszuschicken, denn nur diese ermoglicht es, das besondere Verhalten der ent
sprechenden Priiparate zu verstehen und zu begrtinden. Auch an anderer Stelle
wurden, wenn die Erfordernisse vorlagen, spezielle wissenschaftliche Grundlagen
eingeschoben. So entstanden Abschnitte, die nicht nur aktuelle Fragen behandeln,
sondern auch den ktinftigen Entwicklungen dienlich sein werden. Erwiihnt seien
etwa die Themen Rtickstandsbestimmung, Umwandlung der Produkte in Pflanzen
und im Boden und iihnliche. Die Biologie wurde tiberall berticksichtigt, wo es
zum Verstiindnis unerliiBlich schien.
Vielfach sind, beispielsweise bei den Herbiziden und Fungiziden, Versuchsprodukte
beriicksichtigt worden. Dies geschah, urn eventuelle, spiitere Handelsprodukte
frtihzeitig zu erfassen und richtungsweisende Tendenzen der Forschung aufzu
zeigen. Bei den phosphororganischen Insektiziden dagegen haben wir auf die
Berticksichtigung von Versuchsprodukten verzichtet, denn es gibt bereits viele
vorziiglich wirksame Verbindungen; neue Produkte scheinen lediglich dann aus
sichtsreich, wenn sie nicht nur entscheidend besser sind, sondern auch neue Anwen
dungsbereiche erschlieBen.
Die in der wissenschaftlichen Literatur oft gebriiuchliche Anfiihrung von Patenten
ohne Angabe der Erfinder erschien uns, verglichen mit der Zitierung von Publi
kationen und ihren Autoren, ungerecht. Deshalb wurden soweit wie moglich bei
den Patenten die Firma und die Erfinder angegeben. Da die Patente in den einzel
nen Liindern nach verschiedenen Methoden registriert werden und Giiltigkeit
aufweisen, wurde bewuBt stets das Einreichungsdatum als das in den meisten
Liindern eigentliche Prioritiits-und das Veroffentlichungsdatum angegeben. Da es
nicht moglich ist, fiir die einzelnen Verbindungen die Patente aus allen Liindern
anzufiihren, obwohl sie sich z. T. in Inhalt und Umfang etwas unterscheiden,
VI
Vorwort
wurde Patenten in deutscher und englischer Sprache der Vorzug gegeben. Mit
unter lagen entsprechende Patente noch nicht vor, und es muBte auf Anmeldungen
in anderen Uindern mit rascheren Veroffentlichungen zurlickgegriffen werden.
Wenn moglich, wurden stets die Grundpatente aus dem Land der anmeldenden
Firma benannt. Deutsche Auslegeschriften wurden ohne Rlicksicht auf spater
tatsachlich erfolgte oder noch nicht zum Patent flihrende Erteilung herangezogen,
denn letzten Endes stellen sie wichtige Veroffentlichungen dar.
Den Autoren dieses Buches mochte ich meinen herzlichen Dank flir gute Zusam
menarbeit und fristgemaBe Ablieferung ihrer Manuskripte aussprechen. GroBer
Dank geblihrt Frau Dr. Middendorf flir kritische Durchsicht der biologischen
Angaben des gesamten Buches. Speziellen Dank schulde ich meiner Chefsekretarin,
Frau Hentsch-Pardey, flir unermlidliche Mitarbeit bei der Literatur-Uberprli
fung und Organisation des Buches. Dem Springer-Verlag schulden wir Dank
flir das Verstandnis unserer Wlinsche.
Mein Dank gilt nicht zuletzt den Farbenfabriken Bayer flir die vie1fache Unter
stUtzung bei der Abfassung dieses Buches. Ohne die jahrzehntelange Erfahrung
und Dokumentation auf dem Gebiet des Pflanzenschutzes ware eine Bewaltigung
des lawinenartig anschwellenden Stoffes nicht moglich gewesen.
Firmen, die mich durch Zusendung von Literatur unterstlitzt haben, danke
ich herzlich und mochte zu gleicher Zeit die Bitte an aIle richten, mir weiterhin
Prospektmaterial und wissenschaftliche Veroffentlichungen zukommen zu lassen,
damit sie evtl. spater berlicksichtigt werden konnen.
Der Herausgeber
VII
InbaIt Band 1
Einfiihrung
Zur wirtscbaftlichen Bedeutung des Pflanzenschutzes
H.H. Cramer
1. Problemstellung 3
2. Der ernahrungswirtschaftliche Aspekt . 4
a) Historischer Uberblick . . . 4
b) Gegenwiirtige Situation. . . 7
3. Der agrarwirtschaftliche Aapekt 12
4. Der industrielle Antell 14
5. Literatur . . . . . . . . . . 15
Entwicklung neuer Pflanzenschutzmittel
W. Bartels
1. Wirtschaftliche Faktoren, welche die Pflanzenschutzmittelforschung beeinflussen 17
a) Die Marktsituation . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
b) Die Markttendenzen . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2. Die biologischen Aspekte der Pflanzenschutzmittelforschung 23
a) Neue Schiidlinge, Krankheiten und Unkriiuter . 24
b) Auftreten von Mittelresistenz . . . . 25
c) Die Verschiebung der Artendominanz 28
d) Spezifisch wirkende Mittel 29
e) Die Toxikologie . . . . . . . . . . 29
f) Die Riickstandsfrage . . . . . . . . 30
g) Zur biologischen Schiidlingsbekiimpfung 31
3. Yom neuen Wirkstoff zum Praparat. Die Stationen der Pfianzenschutzmittelpriifung 32
4. Die Kosten der Pflanzenschutzmittelforschung 36
5. Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 38
Handelsformen von Pflanzenschutz-und Schiidlingsbekiimpfungsmitteln
O. Telle
1. Handelsiibliche Priiparatetypen 42
a) Stiiubemittel . . . . . . . 42
b) Streumittel und Granulate 42
c) Praparate mit Wasser als Verdiinnungsmittel 42
d) Priiparate in organischen Verdiinnungsmitteln 42
e) Unverdiinnte fiiissige Zubereitungen 43
f) Saatgutbehandlungsmittel. . . . . . . . . 43
IX
Inhalt Band 1
2. Spezielle Zubereitungen 43
3. Entwicklungsgang eines Pflanzenschutzmittels . . . . . . . . . 44
4. Randbedingungen bei der Aufbereitung von Pflanzenschutzmitteln 44
a) Chemische Indifferenz . . 45
b) Biologische Wirksamkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 46
c) Technische Anwendbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . 48
d) Handels- und Transportvorschriften (Sicherheitsvorschriften) 51
5. Aufbau einer Formulierung und Technologic 51
Insektizide
Allgemeines tiber Biologie und Priifung der Insektizide und Akarizide
G. UnterstenhoJer
I. Einleitung: Insekten und Milben und ihre Bekiimpfung 57
2. Der gegenwartige Stand auf dem Gebiet der Insektizide und Akarizide . . 59
3. Entwicklung, Erforschung und Bewertung von Insektiziden und Akariziden 61
a) Grundlagen der Entwicklung von Insektiziden und Akariziden. . . . 61
b) Die physiologische Wertbestimmung von Insektiziden und Akariziden 66
c) Die Eigenschaftsanaiyse von Insektiziden und Akariziden 70
4. Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Zur Beeinftussung der Resistenzentwicklung
G. UnterstenhoJer
I. Einleitung. . . 77
2. Allgemeine Ausfiihrungen zum Resistenzgeschehen . 78
a) Begriffsbestimmung und Bedeutung der Resistenz 78
b) Wie entsteht Resistenz? ..... 79
c) Cross-Resistenz und Multiresistenz . 79
d) Genetik und Stabilitat der Resistenz 80
e) Mechanismus der Resistenz . . . . 80
3. Kann Resistenzentwicklung verhindert werden? 81
4. Kann Resistenzentwickiung verzogert werden? 82
5. Kann Resistenz "gebrochen" werden? 84
6. Zusammenfassung 85
7. Literatur . . . . . . . . . . . . . 85
Natiirlich vorkommende Insektizide
U. Claussen
I. Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . 87
2. Pyrethrine. . . . . . . . . . . . . . . 88
a) Geschichtc, Vorkommen und Gewinnung 88
b) Die natiirlich vorkommenden Pyrethrine 88
2.1. Pyrethroide . . . . . . . . . . . . . . 92
a) Synthesen der Chrysanthemumsaure . . 93
b) Synthesen der Chrysanthemum-dicarbonsaurc 97
x
Inhalt Band 1
2.2. Synergisten 98
3. Rotenoide. 103
4. Alkaloide . 105
5. N-Isobutylamide ungesattigter Fettsauren 109
6. Insektizide Proteine. . . . . . . . . . 109
7. Stickstofffreie insektizide Naturstoffe aus Pflanzen; Insektizide aus Tieren 110
8. Literatur III
ChIorkohlenwasserstofIe
H. Roehling, K. H. Buehel, R. A. E. Galley, W. Klein und F. Korte
1. DDT und verwandte Stoffe (H. Roehling) 121
a) DDT ........ . 121
b) DDT-ahnliche Wirkstoffe 125
c) Methoxychlor 125
d) DFDT . 126
e) TDE .. 126
f) Perthane 127
g) Dilan .. 127
h) DDT-verwandte Stoffe 128
2. HexachlorcycJohexan und verwandte Stoffe (H. Roehling) 129
3. Toxaphen (H. Roehling) . . . . . . . . . . . . . . . 133
Literatur zu Abschnitt 1 - 3 . . . . . . . . . . . . . 134
4. Cyclodien-Insektizide (K. H. Buehel und R. A. E. Galley) 138
4.1. Addukte mit monocyclischen und acycJischen Dienophilen (K. H. Buehel) 138
a) Chlordan . . . . . 138
b) Heptachlor . . . 145
c) Dihydroheptachlor 148
d) Telodrin 150
e) Thiodan 154
f) Alodan . 156
g) Bromodan 158
Literatur zu Abschnitt 4.1 159
4.2. Adducts with Polycyclic Dienophiles (R. A. E. Galley) . 163
4.2.1. Introduction . . . . . 163
4.2.2. Individual Compounds . . . 164
The Intermediates . . . . . 164
a) Hexachlorocyclopentadiene 164
b) Sym.-bicycJoheptadiene . . 165
c) HexachlorobicycJoheptadiene 166
The Active Compounds 167
a) Aldrin . 167
b) Dieldrin .... . 168
c) Endrin ..... . 168
4.2.3. Chemical and Physical Properties . 169
4.2.4. Photochemical Derivatives of Aldrin, Dieldrin, Endrin, and Isodrin 173
4.2.5. Stereochemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
4.2.6. Mode of Action and Chemical-Biological Relationships 176
4.2.7. General .. 178
4.2.8. Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
XI
Inhalt Band 1
a) Aldrin, with Special Reference to Field Strength Dusts. . . . . . . . . .. 180
b) Dieldrin, with Special Reference to Water-Dispersible Powders (Wettable Pow-
ders), Emulsifiable Oils and Seed Dressings 181
c) Endrin ................. 182
4.2.9. Analysis of Aldrin, Dieldrin, Endrin, and Isodrin 182
4.2.10. Biological Activity and Use Pattern 184
a) Aldrin. 184
b) Dieldrin 185
c) Isodrin 186
d) Endrin 187
4.2.11. Toxicology 187
References to Section 4.2 190
5. Verschiedene Chlorkohlenwasserstoffe (K. H. Buche/) 194
a) Kepone 194
b) Mirex ...... . 196
c) Pentac ...... . 197
Literatur zu Abschnitt 5 198
6. Metabolismus von Chlorkohlenwasserstoffen (W. Klein und F. Korte) 199
a) p,p'- DDT (1,1,1-Trichlor-2,2-bis(p-chlorphenyl)iithan) 200
b) y-Hexachlorcyc1ohexan (Lindan, Gammexan) . 205
c) Aldrin-Dieldrin 207
d) Isodrin-Endrin 211
e) ex-Chlordan 212
f) Chlorden 213
g) Telodrin . . 213
h) Heptachlor . 214
i) (3-Dihydroheptachlor (DHHC). 215
Literatur zu Abschnitt 6 . . . . 215
Carbamate
E. Boeker unter Mitarbeit von W. Draber
1. Geschichtliche Entwicklung 220
2. Wirtschaftliche Bedeutung . 221
3. Carbamat-Synthesen. . . . 221
4. Allgemeine Eigenschaften der Carbamate. 222
5. Wirkungsweise . . . . . . . . . . . 222
6. Konstitution und Wirkung . . . . . . 223
7. Abbau und Entgiftung (Metabolismus) . 225
8. Synergisten. . . . . 225
9. Resistenz ..... 225
10. Warmbliiter-Toxizitiit 225
11. Anwendung 226
12. Dimethylcarbamate . 226
13. Methylcarbamate von Phenolen . 228
a) Monophenol-Derivate. . . . 228
b) Carbamate von Aminophenolen 231
c) Carbamate von Dioxyphenylen und entsprechenden Mercapto-Verbindungen . 235
d) Carbamate von Mehrring-Phenolen und heterocyclischen Phenolen 236
e) N-Acyl-N-methylcarbamate 237
14. Methylcarbamate von Oximen 238
15. Literatur . 240
XII
