Unsere Experten: Manja Landschreiber, Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein, Merle Wichmann und Alice Pohl, Plantan GmbH sowie Dr. Ralf Nauen, Bayer CropScience

Worauf achten Sie, wenn Sie sich für ein Pflanzenschutzmittel entscheiden? Generell können Sie natürlich zwischen den Wirkstoffen wählen. Haben Sie aber mehrere Mittel zur Auswahl, die den gleichen Wirkmechanismus aufweisen – oder gar mehrere Produkte mit demselben Wirkstoff – dann ist die Entscheidung nicht leicht.

Viele insektizide Wirkstoffe, noch mehr Formulierungen

Vor allem im Raps tragen innerhalb der Insektizide die Pyrethroide die Hauptlast der Bekämpfung. Es gibt z. B. die Wirkstoffe lambda-Cyhalothrin, beta-Cyfluthrin, Cypermethrin, Delta-methrin, gamma-Cyhalothrin, Esfenvalerate, Etofenprox und tau-Fluvinat. Sie alle fungieren als Kontakt- und Fraßgift und greifen am gleichen Wirkort an. Die Anzahl der Wirkstoffe fängt allerdings noch nicht die Vielzahl der Produkte auf. Das heißt, es muss weitere Unterschiede geben – z. B. die Formulierung.

Im Jahr 2020 tauchte in diesem Zusammenhang v. a. bei der Einschätzung der Pyrethroide vermehrt der Begriff „intrinsische Wirkung“ auf. So hieß es z. B. in einem Warndiensthinweis der Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein: „In vielen Bereichen ist der Pflanzenschutz mittlerweile an seine Grenzen gestoßen. Die Rapserdfloh-Bekämpfung gehört zweifelsohne dazu.

Wirkungsstarkes Karate Zeon

Ziel muss es sein, mit den vorhandenen Mitteln den größtmöglichen Nutzen zu erzielen. Das gilt für den Spritzzeitpunkt genauso gut, wie für die Wahl des Mittels. Karate Zeon ist das Pyrethroid mit der höchsten intrinsischen Wirkung. Das heißt, dass Karate Zeon am wirkungsstärksten ist. Das sollte bei der Bekämpfung des Rapserdflohs, wo man sich schon mit dem Rücken zur Wand befindet, im Vordergrund stehen und nicht der Preisunterschied zu anderen Pyrethroiden.

Doch die Verwendung des Begriffs „intrinsische Wirkung“ ist in diesem Zusammenhang nicht hundertprozentig korrekt. Denn das genannte Produkt weist nicht alleinig die höchste intrinsische Wirkung auf. Vielmehr ist es so, dass sich Produkte des gleichen Wirkstoffes in der intrinsischen Wirkung nicht unterscheiden können – so die Definition aus der Pharmazie.

Zur intrinsischen Wirkung im Zusammenhang mit der Pflanzenschutzbranche findet man allerdings nur wenige Informationen. Daher erklärt dieser Beitrag nachfolgend den Begriff, zeigt auf, wie er bei der Bewertung von Pflanzenschutzmitteln zu verwenden ist und welche Rolle der Wirkstoff sowie die Formulierung für Ihre Pflanzenschutzmittelwahl spielen.

Was ist die intrinsische Wirkung von Pflanzenschutzmitteln?

Die Wirkung beschreibt, wie stark der Effekt ist, der durch den Wirkstoff am Wirkort hervorgerufen wird. Die insektizide Gruppe der Pyrethroide z. B. wirkt, indem die Wirkstoffe in den Insekten an die Natrium-Kanäle der Nervenzellen binden (Wirkort). Diese Na⁺-Kanäle blockieren und sind nicht mehr in der Lage sich zu schließen (Wirkweise): Dann kommt es zu einem unkontrollierten Einstrom von Na⁺-Ionen.

Die Folge ist eine Überreizung der Nerven, die zum Tod führt. Die Wirkung tritt bereits nach sehr kurzer Zeit ein und bedarf lediglich einer geringen Wirkstoffdosis (knock-down-Effekt).

Die Stärke der Wirkung hängt von der Konzentration ab. Kann eine gesteigerte Konzentration die Wirkung nicht weiter erhöhen, hat man die maximale Wirksamkeit (Efficacy) erreicht. Die Efficacy kann man als Maßstab für die Bewertung von Wirkstoffen heranziehen. Beschreibt man die maximale Wirkung verschiedener Wirkstoffe, die an demselben Ort wirken, dann spricht man von der intrinsischen Wirkung statt von Efficacy.

Fazit: Vergleicht man die maximale Wirkung von Pyrethroiden mit gleicher Wirkweise und gleichem Wirkort, wie z. B. lambda-Cyhalothrin, Cypermethrin und Deltamethrin, so vergleicht man die intrinsische Wirkung. Somit ist der Begriff immer an den Wirkstoff und nicht an das fertig formulierte Produkt gekoppelt.

Gleiche intrinsische Wirkung, aber unterschiedliche Potenz

Um verschiedene Wirkstoffe zu bewerten, kann neben der maximalen Wirkung auch die Potenz des Wirkstoffs ein wichtiger Parameter sein. Haben zwei Wirkstoffe die gleiche intrinsische Wirkung, aber erreicht der eine diese bereits mit einer niedrigeren Konzentration, ist er der potentere Wirkstoff. Die Potenz eines Wirkstoffes wird häufig durch den EC₅₀-Wert beschrieben.

Der EC₅₀-Wert ist die Konzentration, die benötigt wird, um die halbmaximale Wirkung zu erzielen. Diese entspricht den Wendepunkten der in Übersicht 1 gezeigten Kurven. Abgebildet sind die Konzentrations-Wirkungs-Beziehungen von vier unterschiedlichen Wirkstoffen, die aber alle am selben Ort wirken.

• Wirkstoff 1 ist der potenteste. Schon eine geringe Konzentration reicht aus, um den EC50-Wert zu erreichen. Allerdings weist dieser Wirkstoff auch die niedrigste intrinsische Wirkung auf: Unabhängig davon, wie hoch man die Konzentration steigert, wird die maximale Wirkung immer geringer sein als die von den Wirkstoffen 2, 3 und 4.
• Die Wirkstoffe 2 und 3 haben die gleiche intrinsische Wirkung, aber Wirkstoff 2 ist der potentere. Wirkstoff 3 kann zwar die gleiche Wirkung erzielen, braucht dafür jedoch eine höhere Konzentration. Damit ist in der Regel eine höhere Aufwandmenge verbunden.
• Wirkstoff 4 hat eine niedrige Potenz und eine niedrigere intrinsische Wirkung.

Fazit: Bewertet man die Wirksamkeit der verschiedenen Wirkstoffe, können Missverständnisse auftreten. Insbesondere wenn unklar ist, ob man mit der Wirksamkeit die intrinsische Aktivität oder die Potenz meint.

Wie wirkt die Formulierung?

Die gezeigten Zusammenhänge machen deutlich, dass sich die intrinsische Wirkung zweier Pflanzenschutzmittel mit demselben Wirkstoff nicht unterscheiden lässt. Der Begriff bezieht sich auf den Wirkstoff und seine Wirkung am Wirkort. Ist der Wirkstoff dort angelangt, handelt es sich um eine reine Molekül-zu-Molekül-Beziehung. Die Formulierung hat auf diese Beziehung keinen Einfluss.

Doch bei Pflanzenschutzmitteln mit demselben Wirkstoff macht sie den Unterschied. Denn für die Anwender von Pflanzenschutzmitteln ist es wichtig, wie das Produkt in seiner Gesamtheit wirkt. In die Bewertung fließt jetzt nicht mehr nur der Wirkstoff ein, sondern auch die Kombination mit den Formulierungshilfsstoffen. Die Wirkstoffe alleine – ohne die Formulierung – sind meist ungeeignet für die Anwendung.

Sie lassen sich nicht mit Wasser mischen, sind instabil oder ungeeignet für den Transport. Die Formulierung „verpackt“ den Wirkstoff so, dass er für den praktischen Einsatz genutzt werden kann. Zudem erhöht die Formulierung die Effektivität des Wirkstoffs.

Beispiel: Vorstellen kann man sich dieses Prinzip ähnlich wie in der Fernsehwerbung für Schmerztabletten. Dort ist der Wirkstoff Ibuprofen als dreieckiger Klotz dargestellt, der eine Rampe langsam herunterpoltert. Dann kommt Lysin, eine Aminosäure, hinzu und umschließt den Wirkstoff zu einer Kugel, die anschließend die Rampe nur so herunterrast. Durch die Formulierung desselben Wirkstoffs mit Lysin tritt die Wirkung schneller ein.

Im Falle der Pflanzenschutzmittel sind die gängigsten Hilfsstoffe einer Formulierung:

• Transportverbindungen, wie z.B. organische Verbindungen, die die Aufnahme des Wirkstoffs durch Pflanze oder Schadorganismus beschleunigen,
• Additive, wie Benetzer oder Spreader, die die Verteilung, die Haftung oder Aufnahme verbessern,
• Polymere (Kapseln), die die Transportfähigkeit verbessern und den Anwenderschutz erhöhen, oder die Wirkstofffreigabe verzögern und zu einer erhöhten Dauerwirkung führen sowie
• weitere Inhaltstoffe, wie Stabilisatoren, Safener oder Verbindungen, die die Effektivität des Wirkstoffs erhöhen.

Das Wirkstoffdilemma: Fehlende Wechsel

Viele der noch zugelassenen Insektizide gehören zur Wirkstoffklasse der Pyrethroide. Da sie alle am gleichen Ort wirken und auf demselben Mechanismus basieren, ist der Selektionsdruck sehr hoch. Die Maßnahmen überleben Insekten, die eine Veränderung am Natriumkanal aufweisen, wodurch die Pyrethroide nicht mehr voll wirken können, oder jene, die die Pyrethroide schnell verstoffwechseln. Alle anderen werden mit jeder Behandlung weiter aussortiert.

Übrig bleiben letztlich überwiegend resistente Insekten, die sich stark vermehren. Ein Wirkstoffwechsel, der diese Abwärtsspirale unterbricht, ist bei einigen Schadinsekten nicht mehr möglich.

So wählen Sie Wirkstoffe

Haben Sie sich für einen Wirkstoff entschieden, stellt sich als nächstes die Frage, welche die beste Formulierung für Ihre Maßnahme ist und worauf Sie persönlich Wert legen. Ist die zum Mittel passende Geräteausstattung vorhanden? Ist das Mittel mischbar mit den Produkten, die Sie gleichzeitig ausbringen wollen? Kann das Mittel mit dieser Formulierung das Ziel (Pflanze, Schadorganismus) erreichen, oder benötigen Sie einen Dauereffekt, falls der Anwendungszeitpunkt nicht ganz klar ist? Legen Sie mehr Wert auf einen niedrigen Preis, oder ist Ihnen der Anwenderschutz besonders wichtig?

In Übersicht 2 sind beispielhaft Produkte mit gleichem Wirkstoff (lambda-Cyhalothrin), also der gleichen intrinsischen Wirkung, aber unterschiedlichen Formulierungen gegenübergestellt. Generell ist die intrinsische Wirkung kein klassischer Begriff im Zusammenhang mit Pflanzenschutzmitteln. Sollte man ihn dennoch in der Branche verwenden, ist es wichtig zu verstehen, dass sich Produkte des gleichen Wirkstoffs nicht in der intrinsischen Wirkung unterscheiden können. Dann ist die Formulierung der Produkte das Zünglein an der Waage.