Ein Fungizid ( ‚Pilze‘, lat. ‚töten‘) ist ein chemischer oder biologischer Wirkstoff, der Pilze oder ihre Sporen abtötet oder ihr Wachstum für die Zeit seiner Wirksamkeit verhindert.
Die Eigenschaft nennt man fungizid („pilzabtötend“), den Vorgang Fungizidie.
Mittel, die das Wachstum von Pilzen hemmen, diese aber nicht töten, heißen Fungistatika. Wirkstoffe, die medizinisch oder veterinärmedizinisch gegen pilzliche Krankheitserreger zum Einsatz kommen, heißen Antimykotika.
Anwendungsbereiche mini|Salami mit Schadschimmel mini|Brot mit Schadschimmel Fungizide werden vor allem in der Landwirtschaft als Pflanzenschutzmittel angewendet. Daneben dienen sie auch zur Bekämpfung von Schadpilzen (z. B. Schimmelpilzen) auf Holz, Farbe, Textilien, an Wänden (Hausschwamm) und bei Lebensmitteln. Für Fungizide, die in der Medizin (z. B. gegen Hautpilze) eingesetzt werden, ist der Begriff Antimykotika gebräuchlicher. Im Gegensatz zur Landwirtschaft werden auch fungizid wirkende Biozide als Desinfektionsmittel eingesetzt. In diesem Bereich wird zwischen fungizider und sporizider Wirkung deutlich unterschieden, da das unschädlich Machen von (Schimmelpilz-)Sporen wesentlich aggressivere Chemikalien und höhere Einwirkzeiten erfordert als das Abtöten der biologisch aktiven Myzelzellen und Sporen bildenden Zellen.
Geschichte In früherer Zeit waren Ernteausfälle durch Pilzbewuchs keine Seltenheit.
In den Jahren 1845/46 kam es in Irland zum Totalausfall der Kartoffelernte durch Pilzbefall. Etwa eine Million Iren starben in der Hungersnot, zwei Millionen Iren wanderten in die USA aus.
Der gleiche Pilz führte in den Jahren 1916/1917 zu schweren Ernteausfällen bei der Kartoffelernte in Deutschland („Steckrübenwinter“).
Auch im Weinbau kam es zu großen Plagen durch Pilzbefall. Im Jahr 1848 wurden in Frankreich 80 % der Ernte vernichtet.
In der Frühzeit nutzte man Schwefel, Asche, Kalk oder Urin, um die Pflanzen vor Befall zu schützen. 1635 wurde Glaubersalz, 1740 arsenhaltiges Kupfersulfat eingesetzt (1786 wegen Vergiftungsgefahr verboten).Ullmann’s Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 18, Stichwort: Pflanzenschutzmittel, Toxikologie, S. 4 ff.
Im 19. Jahrhundert schützte man Pflanzen mit Metallsalzen wie der Bordeauxbrühe aus Kupfersulfat und Calciumoxid sowie der Schwefelkalkbrühe gegen Mehltau. Zwischen 1897 und 1930 wurden auch Quecksilber und organische Quecksilberverbindungen genutzt.
Seit 1930 wurden in den USA Dithiocarbamate, ab 1946 Dinocarb (erstes Fungizid mit selektiver Wirkung gegen Pilzbewuchs) gegen Schimmelpilze angewendet.
Zwischen 1960 und 1980 folgten viele neue Verbindungsklassen für Fungizide wie Carboxanilide (z. B. Flutolanil), Piperazine (Triforin), Phthalimide (Captan, Captafol), Morpholine (Tridemorph), Imidazole (Prochloraz), Benzimidazole (Carbendazim, Benomyl) und Triazole (Propiconazol). Seit 1990 kamen die Azole (Bitertanol, Hexaconazol) und später die Strobilurine (Azoxystrobin) auf den Markt.Roland Dittmeyer, Wilhelm Keim, Gerhard Kreysa, Karl Winnacker, Leopold Küchler: Chemische Technik. Band 8, Ernährung, Gesundheit, Konsumgüter. 5. Auflage. Wiley-VCH, 2004, ISBN 3-527-30773-7, S. 218–223. Diese letzteren Gruppen eroberten sehr schnell den Fungizidmarkt.
Wirkungsweise Pilze besitzen kein Chlorophyll und können daher nicht aus Kohlendioxid und Wasser Kohlenhydrate synthetisieren. Sie leben auf dem Gewebe anderer Organismen und beziehen ihre Nahrung aus dem Körper des Wirtes. Pilzenzyme bilden Pilzfäden, die die Zellwände des Wirtes auflösen können. Pilzsporen sind in der Luft und im Boden verstreut. Wenn sie auf eine günstige Umgebung treffen, wachsen schnell neue Pilzfäden heran.
Fungizide können protektiv, kurativ oder eradikativ wirken. Protektive Fungizide verhindern eine Sporenkeimung oder das Eindringen des Pilzes in das Pflanzengewebe. Das kann durch direkte Einwirkung auf die Spore (sporozide Wirkung) oder durch Änderung der physiologischen Bedingungen auf dem Blatt geschehen. Bei Anwendung protektiver Fungizide sind oft mehrere Spritzungen nötig, um während des Gefährdungszeitraums eine Infektion zu verhindern. Dies führt zu insgesamt hohen Aufwandmengen und hohen Arbeitskosten.
Seit Mitte der 1980er Jahre sind auch kurative und eradikative Fungizide erhältlich. Kurative Fungizide können eine Infektion im Anfangsstadium stoppen. Eradikative Fungizide können Pilzbefall sogar dann noch erfolgreich bekämpfen, wenn bereits Befallssymptome sichtbar sind. Bisher gibt es eradikative Wirkstoffe nur für die Bekämpfung von ektoparasitischen Pilzen wie z. B. dem Mehltau.
Anwendungsort Nach dem Anwendungsort bzw. der Anwendungsweise unterscheidet man Blatt-Fungizide, Boden-Fungizide und Beizmittel.Günter_Vollmer und Manfred Franz: Chemische Produkte im Alltag, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1985, S. 415–416, ISBN 3-13-670201-8.
Blatt-Fungizide werden auf die oberirdischen Pflanzenteile gespritzt oder gestäubt, Boden-Fungizide werden in den Boden eingebracht.
Das Beizen als Saatgutbehandlung soll Pilzsporen auf dem Samen abtöten und damit eine Infektion des Keimlings verhindern. Dabei kann das Saatgut in Fungizidlösung getaucht bzw. damit besprüht werden (Nassbeize) oder in Kontakt mit Fungizidpulver gebracht werden (Trockenbeize). Heute wird praktisch das gesamte Getreidesaatgut vor der Aussaat gebeizt. Bis 1982 waren in Deutschland quecksilberhaltige Beizmittel zugelassen.
Aufnahme und Transport Systemische Xylem-Verteilung in der Pflanze Fungizide, die über das Blatt oder die Wurzeln aufgenommen und vom Transportsystem der Pflanze verlagert werden, werden als systemische Fungizide bezeichnet. Vor allem junge Triebe werden durch systemische Fungizide gut geschützt.
Wirkstoffgruppen wie Triazole, Benzimidazole und Morpholine (z. B. Corbel oder Tridemorph) sind voll wasserlöslich und legen kein Depot an. Sie werden mit dem Wasserstrom im Xylem „nach oben“ (= akropetal) systemisch verteilt.
Ein bereits vorhandener stärkerer Krankheitsbefall hemmt die Verteilung in der Pflanze. Durch die Aufwärtsbewegung der Wirkstoffe entsteht ein Verdünnungseffekt in den älteren Pflanzenteilen. Die allgemeine Aussage, systemische Wirkstoffe würden „überall in der Pflanze“ verteilt, ist speziell im Getreide falsch. Aufgrund der Wuchsform der einkeimblättrigen Pflanzen erfolgt eine Verteilung nur von unten nach oben. Daraus folgt für den praktischen Einsatz, dass die Pflanze insbesondere im unteren Bereich gut mit Fungizid benetzt werden muss. Dazu werden spezielle Düsen verwendet.
Teilsystemische Verteilung Lokal-systemische Wirkstoffe werden in die Pflanze aufgenommen, verteilen sich dort aber nur in geringem Maße. Speziell die Wirkstoffgruppe der Imidazole (z. B. Prochloraz) dringt in das Gewebe ein, bleibt dort liegen und wird nicht im Wasserstrom transportiert. Es erfolgt also keine Verdünnung.
Depotwirkung und translaminare Durchfeuchtung Verschiedene Wirkstoffgruppen, insbesondere die Strobilurine, aber auch die Anilino-Pyrimidine, Chinoline und Oxazolidin-dione legen in der Wachsschicht ein Depot an, aus dem heraus die Wirkstoffe langsam und kontinuierlich das Blattgewebe translaminar „durchfeuchten“, was eine lange Dauerwirkung mit sich bringt.
Kontaktwirkung Die nicht-systemischen Fungizide oder Kontaktfungizide dringen nicht in die Pflanze ein, sondern verbleiben an ihrer Oberfläche. Bildet die Pflanze neue Blätter oder wurde das Fungizid durch Regen abgewaschen, muss erneut gespritzt werden.
Fungizidresistenz
Kontaktfungizide haben im Rahmen der Resistenzproblematik von Fungiziden im Getreidebau eine zunehmende Bedeutung, auch im Kartoffelanbau spielen sie eine sehr große Rolle.
Wirkstoffe Bei Fungiziden kann es sich um anorganische, metallorganische oder organische Chemikalien oder um Organismen handeln.
Anorganische Fungizide sind zum Beispiel die Bordeauxbrühe [CuSO4 · Ca(OH)2] oder Kupferoxychlorid (basisches Kupferchlorid) [3 Cu(OH)2) · CuCl2 · n H2O]. Von diesen Fungiziden werden Kupfer(II)-Ionen freigesetzt, die in den Pilzsporen als Enzymgifte wirken und damit eine Keimung verhindern können. Kolloidaler, reiner Schwefel (Netzschwefel) ist ebenfalls ein anorganisches Fungizid. Er oxidiert auf der Pflanzenoberfläche zu Schwefeldioxid, das die Sporenkeimung hemmt. Anorganische Fungizide machen immer noch etwa die Hälfte der verkauften Fungizide aus. Sie dürfen auch im Rahmen der Ökologischen Landwirtschaft, selbst in der biologisch-dynamischen Landwirtschaft (Demeter) verwendet werden.
Metallorganische Fungizidwirkstoffe wie die sehr giftigen und umweltschädlichen Quecksilber- und Zinnorganika sind heute verboten.
Die Gruppe der organischen Fungizidwirkstoffe ist sehr heterogen zusammengesetzt und schwer überschaubar. Bei den mengenmäßig wichtigen Getreide-Fungiziden werden heute vor allem Wirkstoffe aus den Klassen der Azole, Morpholine und Strobilurine eingesetzt.
Derzeit ist in Deutschland ein biologischer Wirkstoff, der Sporen des parasitischen Pilzes Coniothyrium minitans enthält, zur Bekämpfung von Sclerotinia-Pilzen (z. B. Weißstängeligkeit beim Raps) zugelassen.
Wirkstoffgruppen (Übersicht)
Die Tabelle ist nach den Anteilen am weltweiten Umsatz geordnet (siehe rechte Spalte).
{| class="wikitable" style="text-align:center; font-size:90%;" |- | class="hintergrundfarbe6" colspan="4" | Gruppe |- class="hintergrundfarbe5" | Fungizidgruppe || Enthält || Beispielverbindung || % am Weltumsatz(S.-Gruppe, 2004) |- | DMI-Fungizide || Triazole || 200pxEpoxiconazol || 27,7 |- | QoI-Fungizide || Strobilurine || 200pxTrifloxystrobin || 19,1 |- | Dithiocarbamate || Dithiocarbamate || 200pxManeb || 7,2 |- | Kupfer & Schwefel || Netzschwefel || 200px || 4,8 |- | MBC-Fungizide || Benzimidazole und Thiophanate || 120pxFuberidazol || 3,6 |- | Chlornitrile || Chlorthalonil || 160pxChlorthalonil || 3,3 |- | Dicarboximide || Dicarboximide || 200pxChlozolinat || 2,9 |- | Phenylamide || Acetylalanine || 200pxBenalaxyl || 2,8 |- | Amine || Morpholine, Piperidine || 240pxFenpropimorph || 2,7 |- | AP-Fungizide || Anilinopyrimidine || 200pxCyprodinil || 2,6 |- | MBI-Fungizide || || 120pxTricyclazol || 2,6 |- | SDHI || Carbonsäureamide || 200pxBixafen || 1,8 |- | Entkoppler || || 120pxFluazinam || 1,8
Wirkstoffgruppen im Getreidebau Kontaktwirkstoffe Zu dieser Gruppe gehören Netzschwefel: Elementarer Schwefel gegen verschiedene Mehltauarten (Getreide, Gemüse, Wein, Obst). Dringt in die Pilzzellen ein und stört die Atmungskette in den Mitochondrien. Guazatin: In Beizmitteln gegen Septoria nodorum und Schneeschimmel Chlorthalonil: gegen Septoria, Helminthosporium-Blattdürre (HTR), Ramularia. Zunehmende Bedeutung gegen resistente Septoria-Stämme. Iprodion: gegen Septoria und HTR, auch gegen Rapskrebs in Raps Anilazin: gegen Septoria und HTR, derzeit nicht zugelassen, früher in Dyrene flüssig.
Azole Die größte und (neben Strobilurinen) die bedeutendste Fungizidgruppe. Sie unterteilt sich in Abhängigkeit von den Wirkungseigenschaften in die Untergruppen der Benzimidazole, Triazole und Imidazole.
Benzimidazole („MBC“) Wirkungsweise im Pilzstoffwechsel: Hemmung der Zellteilung (Mitose) durch Zerstörung der Bausteine des Spindelapparates. Nur ein Angriffspunkt im Stoffwechsel des Pilzes, deshalb hohe Resistenzgefahr. Zu dieser Gruppe gehören u. a. Wirkstoffe mit insbesondere Wirkung gegen Halmbruch und Schneeschimmel. Sie besitzen eine heilende (kurative) aber keine vorbeugende (protektive) Wirkung. Wirkstoffe sind u. a.
Carbendazim (z. B. Fungizid Harvesan und Beizmitteln) Thiophanatmethyl (z. B. Cercobin) Fuberidazol (z. B. in Beizmitteln) Benomyl (nicht mehr zugelassen)
Carbendazim ist der eigentliche Wirkstoff. Thiophanatmethyl und Benomyl werden in der Pflanze zu Carbendazim umgebaut.
Triazole Alle Triazole werden systemisch in der Pflanze verteilt und haben eine unterschiedlich starke vorbeugende (= protektive), heilende (= kurative) und stoppende (= eradikative) Wirkung.