Chemie der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel PDF
Preview Chemie der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel
Chemie 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 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften Das Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Dbersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wieder gabe auf photomechanischem oder ahnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungs· anlagen bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Bei Vervielfaltigungen fiir gewerbliche Zwecke ist gemaB § 54 UrhG eine Vergiitung an den Verlag zu zahlen, deren 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
The list of books you might like
