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Copyright© Vera Reith, Diplom-Hydrologin, März 2013

Resistenzbildungen und der neue Fungizidwirkstoff Xemium

BASF hat im vergangenen Jahr einige neue Fungizide mit dem Wirkstoff Xemium auf den Markt gebracht. Dazu gehören die Handelsprodukte „Adexar“ und „Imbrex“, die im Getreideanbau z.B. gegen Echter Mehltau, Braunrost, Halmbruchkrankheit und weitere Pilzerkrankungen eingesetzt werden können. Im Folgenden werden im Hinblick auf die Resistenzbildung einige Fakten über den neuen Wirkstoff zusammengestellt.

Chemie und Wirkungsweise

Der Wirkstoff Xemium heißt eigentlich in der Fachsprache Fluxapyroxad und gehört zu der Stoffklasse der Carboxamide (allgemeine Summenformel R-CONH2), die Abkömmlinge des Ammoniaks (NH3) sind. Carboxamide gibt es schon länger im Pflanzenschutz, wichtige Vertreter dieser Stoffklasse sind Bixafen und Boscalid, das schon seit 10 Jahren z.B. im Weinbau eingesetzt wird. Eine erste Generation von Carboxamiden wurde bereits in den 1960er Jahren entwickelt (Carboxin, Oxycarboxin, Benodanil,...). Diese Wirkstoffe waren unspektakulär und von geringerer Bedeutung. Carboxamide werden auch als SDHI-Fungizide bezeichnet nach der Stelle, an der sie die Schadorganismen angreifen. SDHI steht dabei für Succinatdehydrogenase-Inhibitor, das heißt Carboxamide hemmen das Enzym SDH, welches die Mitochondrien in jeder Zelle benötigen, um arbeiten zu können. Mit der Hemmung dieses Enzyms bricht die Zellatmung und Energieversorgung der Zelle zusammen. Für den Pilz bedeutet das, die Spore kann nicht mehr auskeimen, der Pilz nicht mehr wachsen. Dieser Angriffspunkt ist sehr speziell und macht die Carboxamide anfällig für Resistenzen.

Wie kommt es zu Resistenzen?

In jeder Population – sei es von Menschen, Bakterien oder eben Pilzen – gibt es eine gewisse Bandbreite an Mutationen, die nebeneinander existieren und funktionieren. Deshalb ist der eine Mensch anfällig für eine Krankheit, ein anderer mit einer bestimmten Genvariante, einer Mutation des Gens, aber nicht. Er ist aufgrund seiner Mutation immun gegen diese Krankheit. Bei den Pilzen sorgt die Mutationsbandbreite dafür, dass einige wenige Pilze über ein Gen verfügen, welches sie immun gegen ein ausgebrachtes Gift macht. Diese wenigen Pilze überleben und vermehren sich nun rascher als vorher, da sie die freien Plätze ihrer empfindlichen „Kollegen“ übernehmen können. In einer nachfolgenden Population können diese immunen oder resistenten Pilze bereits einen erheblichen Prozentsatz der Population ausmachen. Je öfter man einen Wirkstoff ausbringt, also die empfindlichen Pilze abtöten und damit den resistenten Pilzen Platz schafft, desto mehr verschiebt sich in einer nachfolgenden Population der Anteil hin zu den Resistenten. Wenn ein Wirkstoff einen Wirkmechanismus hat, der an einer einzigen sehr bestimmten Stelle angreift – wie dies bei den Carboxamiden der Fall ist – so benötigt der Schadorganismus nur eine einzige Mutation, um gegen diesen Wirkstoff resistent zu werden. Noch ist gegen die Stoffklasse der Carboxamide keine Mutation bekannt.

Regeln gegen Resistenzen

Damit die Resistenzbildung möglichst lange unterbleibt, gibt es einige mehr oder weniger verbindliche Empfehlungen. Erstens sollten Wirkstoffe wie Xemium nur einmal pro Saison angewendet werden. Zweitens sind in Mitteln wie Adexar zwei Wirkstoffe mit unterschiedlichem Wirkmechanismus kombiniert, wenn der eine Wirkstoff wegen einer Resistenz versagt, macht der andere den Überlebenden den Garaus. Damit man die Wirkungsweise der Fungizide besser unterscheiden kann, wurde außerdem eine Bezeichnung festgelegt, mit der sie gekennzeichnet werden müssen – der sogenannte FRAC-Code. FRAC bedeutet Fungicide Resistance Action Committe und ist der Name einer Vereinigung, die sich um Resistenzbildungen sorgt. Der FRAC-Code für Carboxamide lautet C2. Der zweite Wirkstoff in Adexar ist Epoxiconazol, der zur Stoffklasse der Azole gehört. Azole haben den FRAC-Code G1. Alle Maßnahmen, die eine Resistenzbildung verhindern sollen, fasst man auch unter dem Begriff Resistenz-Management zusammen.

Verhalten von Xemium in der Umwelt

Will man Näheres über den Wirkstoff Xemium erfahren, muss man unter seinem fachlichen Namen Fluxapyroxad suchen. Die Werte, die man unter diesem Namen findet, zeigen, dass Xemium sehr stabil in der Umwelt ist, es findet kein Abbau des Stoffes durch Hydrolyse oder Photolyse statt. Die Halbwertszeit – also die Zeit, in der die Hälfte des Wirkstoffes wieder verschwunden ist – liegt im Boden wie im Wasser teilweise deutlich über einem Jahr. Xemium ist deshalb als persistent eingestuft. Weiter gilt Xemium im Boden als mäßig bis leicht mobil, was ein Auswaschen des Wirkstoffes ins Grundwasser zur Folge haben kann.

Toxizität von Xemium

Xemium ist mäßig giftig für Vögel (LD50 >2000 mg/kg), Fische (LC50 = 0,5 mg/l Regenbogenforelle) und Säugetiere (LD50 >2000 mg/kg Ratte). In der EU ist Xemium mit den Gefahrsätzen R50/53 (sehr giftig für Wasserorganismen, kann im Gewässer längerfristig schädliche Wirkung haben), N für umweltgefährlich, Xn für gesundheitsschädlich und R40 (Verdacht auf krebserzeugende Wirkung) bedacht worden. In den USA ist Xemium allerdings ein „Wahrscheinlich nicht krebserregend“ bescheinigt worden.

Erfolg mit Xemium

Das Xemium enthaltende Handelsprodukt Adexar ist vom Amt für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten in Augsburg 2011 zusammen mit anderen Präparaten getestet worden. Dabei lag „Adexar“ im Mittelfeld der Testergebnisse. Zum Beispiel erbrachte eine Fläche mit Winterweizen mit der besten Präparatsvariante eine Ernte von 120 dt/ha, mit „Adexar“ behandelt 115 dt/ha und mit der schlechtesten getesteten Variante 113 dt/ha.

Fazit

Mit Xemium steht im Kampf gegen Pilzerkrankungen und Resistenzen leider keine Wunderwaffe zur Verfügung. Aber Fungizide sind im Ackerbau unerlässlich. Es gibt auch nur wenige oder keine biologische Wirkstoffe als Alternative. In einigen Fällen kann das Bakterium Pseudomonas chloroaphis insbesondere als Saatgutbehandlungsmittel oder der Bacillus subtilis als Wurzelstärkungsmittel zum Einsatz kommen. Auf die Wunderwaffe müssen wir noch eine Weile warten ...