Wie wirken chemische Herbizide auf das Pflanzenwachstum?

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Chemische Herbizide greifen gezielt in die biochemischen Prozesse von Pflanzen ein, um deren Wachstum zu stoppen oder sie abzutöten. Da Pflanzen einen anderen Stoffwechsel haben als Tiere oder Menschen (z. B. Photosynthese), nutzen Herbizide oft spezifische „Angriffspunkte“, die nur in Pflanzen vorkommen.

Hier sind die wichtigsten Wirkungsweisen chemischer Herbizide im Detail:

1. Hemmung der Photosynthese

Dies ist eine der häufigsten Wirkungsweisen.

  • Mechanismus: Das Herbizid blockiert den Elektronentransport in den Chloroplasten (den „Kraftwerken“ der Pflanzenzelle).
  • Folge: Die Pflanze kann keine Lichtenergie mehr in chemische Energie (Zucker) umwandeln. Zudem entstehen oft schädliche Sauerstoffverbindungen (freie Radikale), welche die Zellmembranen zerstören. Die Pflanze „verhungert“ und vertrocknet von innen heraus.
  • Beispiele: Wirkstoffe wie Atrazin oder Bentazon.

2. Störung des Hormonhaushalts (Wuchsstoffherbizide)

Diese Mittel wirken wie eine Überdosis pflanzeneigener Hormone (Auxine).

  • Mechanismus: Sie bringen das Wachstum der Pflanze völlig aus dem Gleichgewicht. Die Pflanze beginnt unkontrolliert und extrem schnell zu wachsen.
  • Folge: Das Gewebe verformt sich, Stängel krümmen sich, Blätter rollen sich ein und die Leitungsbahnen für Wasser und Nährstoffe platzen oder werden zusammengedrückt. Die Pflanze „wächst sich buchstäblich zu Tode“.
  • Beispiele: 2,4-D, Dicamba oder Mecoprop.

3. Hemmung der Aminosäuresynthese

Aminosäuren sind die Bausteine für Proteine und Enzyme. Ohne sie kann keine Zelle überleben.

  • Mechanismus: Das Herbizid blockiert spezifische Enzyme, die für den Aufbau lebenswichtiger Aminosäuren verantwortlich sind (z. B. das EPSPS-Enzym).
  • Folge: Da die Pflanze keine neuen Proteine mehr herstellen kann, stoppt das Wachstum sofort. Die Pflanze stirbt langsam ab, meist beginnend an den jungen Trieben.
  • Bekanntestes Beispiel: Glyphosat (blockiert den Shikimatweg).

4. Hemmung der Zellteilung (Mitosehemmer)

Damit eine Pflanze wachsen kann, müssen sich ihre Zellen teilen.

  • Mechanismus: Diese Herbizide verhindern die Ausbildung der Spindelapparate bei der Zellteilung oder stören die Bildung der Zellwand.
  • Folge: Das Wurzelwachstum oder das Wachstum der Keimlinge wird gestoppt. Solche Herbizide werden oft schon vor oder während der Keimung im Boden angewendet.
  • Beispiele: Pendimethalin oder Metolachlor.

5. Hemmung der Lipidsynthese (Fettsäuresynthese)

Lipide (Fette) sind essenziell für den Aufbau von Zellmembranen.

  • Mechanismus: Das Herbizid blockiert Enzyme (wie die ACCase), die für die Herstellung von Fettsäuren notwendig sind.
  • Folge: Ohne neue Membranen können keine neuen Zellen gebildet werden. Besonders Gräser reagieren empfindlich darauf. Das Herzblatt der Pflanze wird braun und lässt sich leicht herausziehen.
  • Beispiele: „Gräser-Herbizide“ wie Fluazifop.

Einteilung nach der Art der Aufnahme

Neben dem biochemischen Mechanismus unterscheidet man, wie das Herbizid in die Pflanze gelangt:

  1. Kontaktherbizide: Wirken nur an den Stellen, die direkt mit dem Mittel besprüht wurden. Sie zerstören das Gewebe lokal (oft durch Zerstörung der Zellwände). Die Pflanze stirbt nur ab, wenn sie klein genug ist oder die gesamte Blattfläche getroffen wurde.
  2. Systemische Herbizide: Werden von der Pflanze aufgenommen und über die Leitbahnen (Saftstrom) in der gesamten Pflanze verteilt – bis in die Wurzelspitzen. Das ist besonders effektiv bei hartnäckigen Unkräutern mit tiefen Wurzeln.

Selektivität: Warum stirbt der Rasen nicht mit?

  • Selektive Herbizide: Nutzen Unterschiede im Stoffwechsel oder in der Anatomie aus. Ein Breitblatt-Herbizid im Rasen wirkt z. B. nur auf zweikeimblättrige Pflanzen (Löwenzahn, Klee), lässt aber einkeimblättrige Pflanzen (Gräser) unversehrt, weil diese den Wirkstoff schneller abbauen oder anders aufnehmen.
  • Totalherbizide (Nicht-selektiv): Töten jede grüne Pflanze ab, mit der sie in Kontakt kommen (z. B. Glyphosat).

Zusammenfassung

Chemische Herbizide wirken wie "Sand im Getriebe" der pflanzlichen Maschinerie. Sie blockieren entweder die Energiegewinnung (Photosynthese), den Aufbau von Baustoffen (Aminosäuren, Fette) oder manipulieren die Wachstumsbefehle (Hormone), bis die Pflanze kollabiert.