DE10257433A1

DE10257433A1 - Neuartig wirkender Inula-Pflanzenextrakt zur Bekämpfung von Schadinsekten, dessen Herstellung und Verwendungen

Info

Publication number: DE10257433A1
Application number: DE2002157433
Authority: DE
Inventors: August Prof. Dr. Dorn; Maja Dr. Alexenizer
Original assignee: Johannes Gutenberg Universitaet Mainz
Current assignee: Johannes Gutenberg Universitaet Mainz
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Pflanzenextrakts aus einer Inula Spezies, insbesondere aus Wurzeln; Extrakte aus Blättern, Blüten und Samen sind weniger wirksam. Als Inula Spezies werden dabei insbesondere Alant (Inula helenium), Wiesen-Alant (Inula britannica), Dürrwurz (Inula conyzae) und/oder Weiden-Alant (Inula salicina) verwendet. Die Erfindung betrifft weiterhin die Anwendung des erfindungsgemäßen Extrakts zur Bekämpfung und/oder Verhinderung des Schadinsekten-Befalls einer Pflanze, wobei als Schadinsekten insbesondere Insekten aus den Ordnungen Heteroptera, Lepidoptera und/oder Coleoptera bekämpft werden können.

Description

Die Bekämpfung von Insektenschädlingen in der Land- und Forstwirtschaft, dem Gartenbau, der Vorratshaltung, der Textilbranche, der Nutz- und Haustierhaltung sowie auf dem Hygienesektor steht vor einer Reihe von Problemen, die dringend einer Lösung bedürfen. Die klassischen chemischen Insektizide – Chlorkohlenwasserstoffe, Phosphorsäureester, Carbamate und synthetische Pyrethroide – stellen alle Neurotoxine dar, die grundlegende Prozesse der Erregungsleitung und/oder Signalübertragung von Nervenzellen stören (Wegler, 1970). Sie wirken deshalb prinzipiell auf alle Tiere, die Nervenzellen besitzen – und natürlich auch auf den Menschen (Schmidt, 1986).

Viele Präparate aus den oben genannten Stoffklassen mußten daher inzwischen wegen (meist zu spät) erkannten negativen Nebeneffekten auf Nützlinge (Nontargets), Faunen ganzer Biotope und den Menschen vom Markt genommen werden. Spektakuläre hierfür Beispiele sind hinreichend bekannt (Carson, 1962).

Aber auch klassische Pflanzenschutzmittel, die eine genügend hohe Selektivität für Schädlinge aufweisen und als relativ unbedenklich für die Umwelt eingestuft werden können, verlieren regelmäßig ihre Einsatzfähigkeit durch Resistenzerscheinungen bei den zu bekämpfenden Zielinsekten (Georghiou and Saito, 1983; Denholm et al., 1999). Durch Kreuzresistenzen werden oft ganze Stoffklassen auf einen Schlag unwirksam (Ishaaya, 2001). Somit wird die Suche nach alternativen Strategien der Schädlingsbekämpfung immer notwendiger.

Eine biologische Bekämpfung (mittels spezifischer Krankheitserreger, Parasiten oder Räuber) sowie der Einsatz biotechnologischer Methoden (Ausbringen von Pheromonen, die die Reproduktion verhindern oder die Schädlinge in Fallen locken) sind bevorzugte Strategien, bei denen die Umwelt kaum belastet wird (Krieg und Franz, 1989); jedoch ist ihr Einsatz bis jetzt nur begrenzt möglich, und teilweise auch nicht risikofrei. So wird die Wirtsspezifität mancher Insektenpathogene überschätzt. Der gegen Heuschrecken großflächig eingesetzte Pilz Metarrhizium anisopliae ist mehrmals als Krankheitserreger beim Menschen aufgetreten, bei einem Patienten mit Todesfolge (Burgner et al., 1998; Revankar et al., 1999).

Insektenwachstumsregulatoren (IGRs), als Vertreter der "sanften Chemie", haben in den letzten Jahren stärker Fuß gefaßt. Darunter stehen die Chitinsynthesehemmer an erster Stelle. Sie sind bei Organismen wirksam, für die die Chitinproduktion lebenswichtig ist; dies sind vor allem die Arthropoden aber auch die Pilze. Zwar ist die Warmblütertoxizität der Substanzen gering, dafür sind aber die Arthropoden-Nützlinge als Nontargets gefährdet, und ihre Bedrohung für die Mykorrhiza, der Symbiose zwischen Pilzen und Wurzeln höherer Pflanzen, die für manche Baumarten obligatorisch ist, wenig erforscht (Schmidt, 1986; Cohen, 1987; Ishaaya and Degheele, 1998; Stracke et al., 2002). Außerdem besteht auch hier die Gefahr der Resistenzbildung und damit des Verlustes der Wirksamkeit. Eine weitere Gruppe von IGRs, die Juvenoide (bei uns vor allem durch den Wirkstoff Fenoxycarb vertreten), sind zwar noch selektiver als Chitinsynthesehemmer bei kaum nachweisbarer Warmblütertoxizität, wirken jedoch in der Regel nicht auf subadulte Stadien. Das heißt, sind es die Larven, die den Schaden anrichten (wie dies bei vielen Raupen, Engerlingen, Maden, etc. der Fall ist), ist eine sofortige Schadenseindämmung nicht möglich. Häufig verlängern Juvenoide noch die Larvenstadien und erhöhen die Schäden. Ihre Einsatzmöglichkeiten sind also prinzipiell begrenzt (Staal, 1975; Dorn et al., 1997).

Pflanzenschutz durch genetische Veränderungen von Kulturpflanzen ist derzeit nur beschränkt machbar (Schulte und Käppeli, 1996), die Auswirkungen sind noch nicht überschaubar und wird von der Gesellschaft weitgehend abgelehnt (Schulte und Käppeli, 1997). Um die milliardenschweren Schäden, die von destruktiven Insekten Jahr für Jahr verursacht werden zu minimieren, besteht ein enormer Druck zur Erkundung von Stoffen mit neuartigen Wirk mechanismen, die die bestehenden Resistenzen umgehen und möglichst umweltfreundlicher reagieren als die gegenwärtig zugelassenen Präparate. Während der letzten zehn bis zwanzig Jahren haben "Botanicals" – Wirkstoffe, häufiger Wirkstoffgemische, die aus Pflanzen extrahiert werden – Aufsehen erregt Bei diesem Vorgehen will man sich die mannigfachen und zum Teil raffinierten Abwehrstrategien von Pflanzen gegen ihre Fraßfeinde zu Nutze machen. Erfahrungsgemäß sind Naturstoffe in der Umwelt viel leichter und schneller abbaubar als synthetische Mittel, was Nebenwirkungen auf Nontargets drastisch herabsetzt und die Gefahr der Gewässerverseuchung durch Auswaschen und Versickerung verringert. Ein Wirkstoffgemisch erschwert außerdem die Resistenzbildung um ein Vielfaches (Völlinger, 1987). Der Niem-Baum ist durch seine Fülle an Wirkstoffen die sich nicht nur gegen Insekten richten, berühmt geworden (Kraus, 1995a, b) Extrakte von Niem-Samen sind in unterschiedlichen Formulierungen zugelassen (Ermel und Kleeberg, 1995). Es sind Bestrebungen im Gange, die Zulassung von Extrakten in der Landwirtschaft und auf anderen Sektoren der Schädlingsbekämpfung zu erleichtern. (Prüfungen zur Toxizität, zum Beispiel, dürfen mit dem Gesamtextrakt durchgeführt werden und brauchen nicht mit jedem einzelnen Inhaltsstoff separat durchgeführt zu werden.).

Die DE 198 14 404 beschreibt die Verwendung einer Kombination von Giersch mit Alant (Inula helenium L.) und/oder Cystus zur Behandlung und/oder Prophylaxe von bösartigen Tumoren. Dabei werden Extrakte der Pflanzen zur Verfügung gestellt, die mit DMSO oder PBS-Puffer extrahiert werden. Eine Wirkung von Alant auf Schadinsekten wird nicht beschrieben.

WO 99/37316 beschreibt alkalische wäßrige Inula-Extrakte als fungizide Suspensionen zur Kontrolle von Pilzerkrankungen bei Pflanzen. Eine Wirkung auf Schadinsekten wird nicht beschrieben.

DE 43 27 792 beschreibt u.a. Insektizide Pflanzeninhaltsstoffe der Pflanzen Rosa centifolia, Allium cepa, Brassica oleracea, Mahonia aquifolia, Sambucus nigra, Pelargonium odoratissimum, Rhus typhina, Hypericum perforatum und weiteren Arten derselben Gattungen. Extrakte aus der Wurzel von Alant (Inula helenium) werden nicht erwähnt.

DE 199 62 387 beschreibt ein Mittel zur Bekämpfung von insbesondere Pilzen auf Basis von wäßrigen Extrakten von Pflanzen der Gattung Isatis.

US 2001/51592 beschreibt alkalische wäßrige Inula-Extrakte als fungizide Suspensionen zur Kontrolle von Pilzerkrankungen bei Pflanzen sowie deren Herstellung und Verwendung.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wirksames "Botanicals"-basiertes Pflanzenschutzmittel zur wirksamen, billigen und risikofreien Bekämpfung von Schadinsekten zur Verfügung zu stellen.

Weitere Aufgaben und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch das zur Verfügung stellen eines "Botanicals"-basierten Pflanzenextrakts aus einer Spezies der Gattung Inula (aus der Familie der Compositae) gelöst. Erfindungsgemäß wird dabei zunächst ein Verfahren zur Herstellung eines Extrakts einer Inula Spezies zur Verfügung gestellt. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte von: a) Trocknen und anschließendem Pulverisieren von Pflanzenteilen der jeweiligen Inula Spezies, b) Versetzen der pulverisierten Pflanzenteile mit einem oder mehreren Alkohol-, Aldehyd- und/oder Keton-Lösungsmittel, c) Inkubieren über 1 bis 10 Tage unter gelegentlichem Schütteln, und d) Filtrieren des Extrakts.

Der von den Erfindern entwickelte Extrakt aus Inula, insbesondere aus der Wurzel von Alant (Inula helenium), wurde an drei Insektenarten aus drei unterschiedlichen Familien getestet: der Milchkrautwanze Oncopeltus fasciatus (Heteroptera), dem Schwammspinner Lymantria dispar (Lepidoptera) und dem Kartoffelkäfer Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera), und bietet mehrere entscheidende Vorzüge gegenüber Niem-Extrakten.

1. Alant-Extrakt wirkt sowohl bei topikaler Applikation als auch bei oraler Verabreichung. Die Effekte wurden als etwas unterschiedlich bei den beiden Applikationsformen gefunden. Weiterhin ist auch eine systemische Anwendung des Extrakts möglich.
2. Der Alant-Extrakt bewirkt mehrere Effekte, die für die Bekämpfung von Schädlingen bedeutsam sind (siehe unten). Diese Effekte unterscheiden sich von denen, die Niem-Extrakte auslösen. Es kann aus den Ergebnissen der Versuche geschlossen werden, daß Alant minde stens drei unterschiedliche Wirksubstanzen behaltet, die sich von denen des Niem-Baumes unterscheiden.
3. Alant ist eine einheimische Pflanze. Dies ist ein entscheidender Vorteil bei der Kommerzialisierung und Patentierung und umgeht bei einer Akzeptanz und Vermarktung unter Umständen problematische politische Schwierigkeiten, wie sie beim Niem-Baum der in Indien heimisch ist, aufgetreten sind (Dickson and Jayaraman, 1995).

Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung können als Pflanzenteile zur Gewinnung des Inula-Extrakts bevorzugterweise Wurzeln verwendet werden. Blätter zeigen eine weniger starke Wirksamkeit, können aber alternativ verwendet werden, wenn keine Wurzeln zur Verfügung stehen.

Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei als Lösungsmittel Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Formaldehyd und/oder Aceton verwendet wird. Als besonders geeignet hat sich die Extraktion mit einem Gemisch von Aceton und Methanol in einem Verhältnis von 2 : 1 erwiesen. Weiter bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem zwischen 5 bis 7 Tagen inkubiert wird. Nach sieben Tagen scheint der Auslösungsprozess zufriedenstellend zu sein, diese Zeitspanne kann jedoch in einem gewissen Rahmen je nach Bedarf variiert werden. Für eine Beschleunigung des Verfahrens kann der Prozeß auch bei leicht erhöhten Temperaturen bis ca. 40°C durchgeführt werden. Je nach Bedarf kann der so gewonnene Extrakt anschließend noch weiter durch herkömmliche Verfahren konzentriert werden.

Im Rahmen der Versuche, die für die vorliegende Erfindung durchgeführt wurden, hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bestimmte Extrakte von Pflanzenspezies aus der Gattung Inula und dabei insbesondere von Alant (Inula helenium), Wiesen-Alant (Inula britannica), Dürrwurz (Inula conyzae) und/oder Weiden-Alant (Inula salicina) als Insektizide gegen Schadinsektenbefall eignen. Ein solche Wirkung war von Inula-Extrakten bisher unbekannt. Die Extrakte können auch aus einem Gemisch verschiedener Inula-Spezies gewonnen werden.

Alant-Extrakt kann leicht in größeren Mengen hergestellt werden, da die Ausgangspflanze, z.B. Inula helenium, großflächig angebaut werden kann und die Ausbeute an Wirkstoffen relativ hoch ist. Wurzelextrakte, die zu verschiedenen Jahreszeiten hergestellt wurden, zeigten nur geringfügige Schwankungen in ihrer Wirksamkeit, so daß sie nicht auf Vorrat produziert werden müssen. Jedoch wäre auch dies möglich; Extrakte, in dunklen Flaschen und bei Zimmertemperatur aufbewahrt, behalten ihre Wirksamkeit über mindestens sechs Monate. (Ältere Extrakte wurden bisher nicht getestet). Alant-Extrakt ist stark lipophil und kann nicht mit Wasser verdünnt werden. Soll der Extrakt in wäßriger Suspension ausgebracht werden, ist eine spezielle Formulierung erforderlich. Solche Formulierungen existieren bereits für lipophile IGRs, wie zum Beispiel für das Fenoxycarb. Problemlos ist eine Applikation mittels der ULV-Methode. eine in den Tropen bevorzugte Technik (Dorn et al., 1997) Hierbei wird der Extrakt mit Dieselöl verdünnt und mit einem ULV-Sprühgerät ausgebracht. Die pro Hektar versprühte Menge beträgt nur ca. 3 Liter, was hinsichtlich des Dieselöls als unbedenklich gilt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Inula-Spezies-Extrakt zur Verfügung gestellt, der mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird. Bevorzugterweise wird der Extrakt aus 100 g pulverisierter Inula-Wurzel mit 150 ml Lösungsmittel extrahiert. Der Extrakt kann jedoch auch weiter konzentriert oder verdünnt vorliegen, was sich nach der jeweiligen Anwendung richtet.

Der Alant-Extrakt der vorliegenden Erfindung wurde Mutagenitätstests nach Ames unterworfen die weitestgehend negativ verliefen, das heißt, mutagene Wirkungen beim Menschen sind nicht zu erwarten. Wie oben bereits erwähnt, zählt Alant zu den Heilpflanzen; aus Wurzeln wird z.B. Tee zur Behandlung von Erkrankungen der Atemwege hergestellt (Dachler und Pelzmann, 1999). Nach intraperitonealer Injektion von Alant-Extrakt bei Mäusen waren toxische Reaktionen kaum feststellbar. Die entsprechenden Mutagenitäts- und Toxizitätstests wurden am Institut für Toxikologie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz durchgeführt.

Zur Zeit werden die Trennung und Identifizierung der im Extrakt vorhandenen Wirkstoffe angegangen. Der vorhandene Extrakt ist einsatzfähig, jedoch kann seine Wirkung durch die Kenntnis der aktiven Substanzen wahrscheinlich optimiert und die Qualitätskontrolle standardisiert werden. Außerdem beinhaltet der Extrakt offensichtlich Stoffe mit bisher unbekannten Wirkmechanismen (siehe unten).

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bekämpfung und/oder Verhinderung des Schadinsekten-Befalls einer Pflanze zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfaßt die Schritte von: a) zur Verfügung stellen eines Inula-Spezies-Extrakts gemäß der vorliegenden Erfindung, und b) in Kontakt bringen der Schadinsekten mit einer insektiziden Menge des Inula-Spezies-Extrakts. Der Alant-Extrakt wirkt sowohl bei topikaler Applikation als auch bei oraler Verabreichung, also bei direktem oder indirektem Kontakt (dazu siehe unten). Das direkte in Kontakt bringen der Schadinsekten mit dem Extrakt kann z.B. eine topische Applikation, das indirekte in Kontakt bringen der Schadinsekten mit dem Extrakt eine Behandlung der Futterpflanzen, insbesondere mittels Aufbringen eines Formulierung oder der ULV-Methode, umfassen. Auch eine systemische Wirkung und Verabreichung nach einer Bodenbehandlung und anschließendem Transport innerhalb der Pflanze zu den Grünteilen, ist denkbar, erfordert aber spezifische Formulierungen aufgrund der hydrophoben und lipophilen Eigenschaften der Wirkstoffe.

Bevorzugt ist ein Verfahren zur Bekämpfung und/oder Verhinderung des Schadinsekten-Befalls einer Pflanze, bei dem Alant (Inula helenium)-Extrakt, Wiesen-Alant (Inula britannica), Dürrwurz (Inula conyzae) und/oder Weiden-Alant (Inula salicina) verwendet wird.

Der von den Erfindern entwickelte Extrakt aus Inula, insbesondere aus der Wurzel von Alant (Inula helenium), wurde an drei Insektenarten aus drei unterschiedlichen Familien getestet: der Milchkrautwanze Oncopeltus fasciatus (Heteroptera), dem Schwammspinner Lymantria dispar (Lepidoptera) und dem Kartoffelkäfer Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera). Dabei erfolgte die Bekämpfung der Eier, der juvenilen Stadien, gegebenenfalls der Puppen und/oder der adulten Stadien der Schadinsekten, die somit auch bei Einsatz auf dem Feld erfolgreich sein dürfte.

Die erfindungsgemäßen Verfahren und Extrakte lassen sich zur Bekämpfung und/oder Verhinderung des Schadinsekten-Befalls einer Pflanze, verwenden, wobei ein Wurzelextrakt von Alant (Inula helenium), Wiesen-Alant (Inula britannica), Dürrwurz (Inula conyzae) und/oder Weiden-Alant (Inula salicina) bevorzugt ist.

Die Erfindung soll nun im folgenden anhand der Beispiele weiter verdeutlicht werden, ohne jedoch auf diese Beispiele beschränkt zu werden.

Beispiele

Beispiel 1: Herstellung des Inula (Alant)-Extraktes und Untersuchungen zu seiner Wirksamkeit

Getrocknete Wurzeln von Alant (Inula helenium) wurden pulverisiert und mit Lösungsmittel – Aceton und Methanol im Verhältnis 2 : 1- versetzt. 100 g pulverisierte Wurzel wurde mit 150 ml Lösungsmittel in einer braunen Glasflasche über 7 Tage bei Zimmertemperatur unter gelegentlichem Schütteln inkubiert und anschließend filtriert. Das Filtrat wurde als Extrakt (Standard-Konzentration) eingesetzt. Eine stärkere Konzentrierung ist zwar möglich, jedoch wird bereits mit der Standard-Konzentration eine optimale Wirkung erreicht.

Der Extrakt wurde an drei Spezies getestet:

1. Oncopeltus fasciatus (Milchkrautwanze) aus der Ordnung Heteroptera;
2. Lymantria dispar (Schwammspinner) aus der Ordnung Lepidoptera;
3. Leptinotarsa decemlineata (Kartoffelkäfer) aus der Ordnung Coleoptera.

Die in Nordamerika heimische Milchkrautwanze ist kein eigentlicher Schädling, wird aber ihrer leichten Züchtung wegen häufig als Modell-Insekt mit-stechend-saugenden Mundwerkzeugen in Laboratorien für Angewandte Entomologie gehalten. Zudem reagiert sie außerordentlich empfindlich auf IGRs, so daß deren Vorkommen in Extrakten leicht erkannt wird (Nishida et al 1983). Der Schwammspinner tritt periodisch in großen Massen auf und frißt größere Waldflächen kahl. Besonders Eichenbestände werden durch ihn gefährdet (Block et al., 1995). Er steht bei unseren Tests stellvertretend für die zahlreichen weiteren Schädlinge innerhalb der Ordnung der Lepidopteren (Schmetterlinge). Der Kartoffelkäfer vertritt die vielen Schädlinge, die in der Ordnung der Coleopteren (Käfer) anzutreffen sind.

Der Extrakt wurde auf zweierlei Art ausgebracht: 1. mittels topikaler Applikation der Testinsekten (Kontaktbehandlung) und 2. durch Behandlung der Futterpflanzen (orale Darreichung). Bei der topikalen Applikation wurden 60 μl Extrakt der Standard-Konzentration pro 1 g Lebendgewicht der Test-Insekten in der dorsalen Brustregion mittels einer Mikropipette aufgetragen. Eier wurden beträufelt. Lipophile Substanzen, wie sie durch die verwendeten Lösungsmittel extrahiert werden, können die Cutikula bzw. die Eischale rasch durchdringen und im Organismus die Wirkung entfalten. Bei der Darreichung zum Fraß wurden die Blätter der Futterpflanzen (Eichen beim Schwammspinner und Kartoffeln beim Kartoffelkäfer) beidseitig mit dem Standard-Extrakt bestrichen (detaillierte Angaben unten bei der Versuchsbeschreibung). Im Falle der Milchkrautwanze, die die Samen ihrer Futterpflanze (hier geschälte Sonnenblumenkerne) aussaugt, wurden die Kerne vor der Verfütterung mindestens sieben Tage lang mit Extrakt getränkt. Es kann davon ausgegangen werden, daß sich die lipophilen Inhaltsstoffe des Extrakts in den Ölen der Kerne lösen und so von den Wanzen beim Saugakt aufgenommen werden.

Im Folgenden sollen alle Effekte, die nach topikaler und oraler Verabreichung des Extrakts zu beobachten sind, kurz beschrieben werden. Manche Effekte, insbesondere die morphologischen Störungen, treten nicht bei allen Spezies auf; bei anderen Störungen variiert deren Häufigkeit oder Intensität von Art zu Art. Diese Unterschiede, hier nur kurz angedeutet, werden aus der detaillierten Beschreibung der Versuchsergebnisse (siehe unten) ersichtlich.

Zusammenfassung der Ergebnisse

Toxizität/Mortalität. Hohe akute Toxizität tritt nach Kontaktbehandlung beim Schwammspinner auf; bei der Milchkrautwanze und Kartoffelkäfer ist die akute Toxizität geringer; die erhöhte Mortalität erstreckt sich über einen längeren Zeitraum.

Häutunsstörungen. Bei allen drei Insektenspezies treten Häutungsstörungen mit Todesfolgen auf. Diese dürften zum Teil auf einer Störung des neuroendokrinen Systems beruhen, das die Häutung steuert.

Fekunditätsstörungen. Bei allen Versuchstieren ist die Fekundität stark herabgesetzt. Dies gilt sowohl für die Überlebenden nach einer Behandlung auf dem Larvalstadium als auch auf dem Adultstadium.

Ovicide Wirkung. Sie kann nach der Kontaktbehandlung von Eiern festgestellt werden. Solche Versuche wurden lediglich mit der Milchkrautwanze durchgeführt.

Repellent-/Antifeedant-Wirkung. Eine repellente Wirkung kann nur bei den Versuchen konstatiert werden, in denen das dargereichte Futter mit dem Extrakt behandelt wird. Tatsächlich flüchten bei diesem Versuchsansatz alle drei Insektenarten vor dem behandelten Futter, ohne dies vorher zu berühren, was als repellente Wirkung des Extraktes zu deuten ist. Bei einem Test-Insekt, dem Schwammspinner Lymantria dispar, ist die repellente Wirkung so stark, daß die Raupen eher verhungern, als mit Extrakt behandelte Eichenblätter zu fressen. Eine Antifeedant-Wirkung kann auch durch die topikale Applikation der Testtiere nachgewiesen wer den, wobei die Futterquelle nicht behandelt wird. Bei diesen Versuchen zeigen ebenfalls alle drei Spezies eine Fraßhemmung, jedoch in unterschiedlichem Maße. Der Extrakt hat also sowohl eine Repellent- als auch eine Antifeedant-Wirkung. Beide Wirkungen könnten von ein und derselben Substanz oder von unterschiedlichen Substanzen ausgeübt werden.

Juvenoide Wirkung. Sowohl nach Kontaktbehandlung als auch nach Behandlung der Futterpflanzen treten bei der Milchkrautwanze überzählige Superlarven auf, ein Indiz für eine juvenoide Aktivität. Beim Schwammspinner und dem Kartoffelkäfer ist die juvenoide Wirkung schwächer, aber auch hier werden vereinzelt larval-puppale Intermediärtiere beobachtet.

Morphologische Störungen. Bei der Milchkrautwanze treten auffällige morphologische Störungen auf. Diese sind nicht auf eine Mutagenität des Extraktes zurückzuführen (siehe oben). Nach der Häutung sind Antennen und Rüssel sehr stark, Flügel weniger stark, verkürzt; Antennen und Rüssel können sogar gänzlich fehlen. Diese Tiere sind nicht imstande sich zu ernähren und sterben, ohne sich fortzupflanzen. Die Defekte sind nicht das Resultat von Häutungsstörungen, die, unabhängig hiervon, ebenfalls auftreten.

Ergebnisse der Versuche im Detail (für die Standard-Konzentration)
Milchkrautwanze (Oncopeltus fasciatus): Hemimetabola, Hemiptera
Kontaktbehandlung
Larvenbehandlung (Instar V Tag 0)

Mortalität: Im Larvalstadium (vom V. Instar bis zum Adultstadium) 15–43% [Kontrolle 10–13%]. Teilweise hohe Mortalität (bis zu 23%) wegen Häutungsstörungen (Häutung zu Superlarven). Niedrige Lebenserwartung im Adultstadium (wegen der Rüsselunterentwicklung): Weibchen 10–21 Tage [52–54], Männchen 6–29 Tage [77–90] (gilt für 80% der Tiere).
Fekundität: Beginn der Eiablage: Tag 12–22 [5–7]. Weibchen ohne Eiablage 33–80% [0–11%]. Keine Eier in den ersten 10 Tagen [150–210], 9–10 Eier in den ersten 15 Tagen [305–390]. Gesamte Fekundität 9–12 Eier [1000–1233].
Antifeedante Wirkung: Starke Fraßhemmung bei Larven als Behandlungsfolge und bei adulten Tieren wegen Rüsselunterentwicklung.
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des V. Instars 12–13 Tage [7]. Dauerlarven 10–15%. Alle adulten Versuchstiere kleiner als Kontrolltiere. Adulte Zwergtiere 17–20%. Juvenoide Wirkung: Superlarven und Intermediärtiere mindestens 5%.
Morphologische Defekte: Alle adulten Tiere mit unterentwickelten Rüsseln und Fühlern, 27% auch mit unterentwickelten Flügeln.

Larvenbehandlung (Instar IV Tag 3 oder 4)

Fekundität: 202 Eier m den ersten 15 Tagen [301]
Antifeedante Wirkung: Starke Fraßhemmung im V. (letzten) Instar.
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des V. Instars 8 Tage [7]. Dauerlarven 67%. Adulte Zwergtiere 13%.
Morphologische Defekte: 11% von Larven des V. Instars mit verkürzten Rüsseln, 11% mit verkürzten Fühlern, 22% mit verkürzten Rüsseln und Fühlern.

Adultbehandlung (Tag 0)

Mortalität: Niedrige Lebenserwartung im Adultstadium: Weibchen 8–11 Tage [42–52], Männchen 5–17 Tage [84–93] (gilt für 80% der Tiere).
Fekundität: Anfang der Eiablage: Tag 6–9 [5–8]. Weibchen ohne Eiablage 60–80% [0]. Fekundität in den ersten 10 Tagen: 35–66 Eier [160–167]. Gesamte Fekundität 61–76 Eier [713–1040].
Antifeedante Wirkung: Starke Fraßhemmung während des ganzen Adultstadiums.
Morphologische Defekte: Ungewöhnliche Flügelposition, schnelle Alterung (trockene und harte Tiere).

Eibehandlung (ein- bis fünfmalig; Tage 0–4)

Ovicide Wirkung: Schlupfrate von 53–81% [76–94%] bei einmaliger Eibehandlung, bis 0 [48%] bei fünfmaliger Eibehandlung.
Mortalität: Sogar bei einmaliger Eibehandlung 81–98% [1–9%] im I. Instar, 93–100% [8–23%] im gesamten Larvalstadium.
Fekundität (bei den wenigen überlebenden Weibchen): in den ersten 10 Tagen 14–174 Eier [158–208].
Antifeedante Wirkung: Starke Fraßhemmung im I. Instar, auch bei Tieren mit ganz normal entwickelten Rüsseln.
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des Larvalstadiums 20–34 Tage [19–21].
Morphologische Defekte: Frisch geschlüpfte Larven des I. Instars teilweise mit verkürzten Rüsseln und Fühlern.

Milchkrautwanze (Oncopeltus fasciatus): Hemimetabola, Hemiptera
Futterbehandlung
Larvalstadium – ab Instar I Tag 0

Mortalität im Larvalstadium 94–100% [7%].
Fekundität: m den ersten 20 Tagen 68 Eier [490]; keine Eiablage nach 20 Tagen.
Repellent/Antifeedant-Wirkung: Sehr starke repellente und antifeedante Wirkung.
Entwicklungsstörungen: Dauer des Larvalstadiums 23 Tage [20]. Die wenigen überlebenden adulten Versuchstiere kleiner als Kontrolltiere.

Larvalstadium – ab Instar V Tag 0

Mortalität im Larvalstadium (vom V. Instar bis zum Adultstadium) 20–96% [16–25%].
Fekundität: in den ersten 20 Tagen 15 Eier [490]; fast keine Eiablage nach 20 Tagen.
Repellent/Antifeedant-Wirkung: Starke repellente und mittelstarke antifeedante Wirkung.
Entwicklungsstörungen: Dauer des V. Instars 12 Tage [10]. Dauerlarven 10%. Alle adulten Versuchstiere kleiner als Kontrolltiere. Adulte Zwergtiere 6%
Morphologische Defekte: 25% von adulten Tieren mit unterentwickelten Fühlern, 13% auch mit unterentwickelten Rüsseln.

Adultstadium – ab Tag 0

Mortalität: Niedrige Lebenserwartung im Adultstadium: Weibchen 22 Tage [38], Männchen 16 Tage [37] (gilt für 80% der Tiere).
Fekundität: in den ersten 20 Tagen 100 Eier [681]; keine Eiablage nach 20 Tagen.
Repellent/Antifeedant-Wirkung: Starke repellente und mittelstarke antifeedante Wirkung.

Schwammspinner (Lymantria dispar): Holometabola, Lepidoptera
Kontaktbehandlung
Raupenbehandlung (Instar V Tag 0, Weibchen und Männchen)

Mortalität im Larvalstadium (vom V. Instar bis zum Puppenstadium) 21% [Kontrolle 3%]; im Puppenstadium 27% [14%];
Fekundität: 513 Eier [520]; Puppengewicht Weibchen 1,42 g [1,75] Männchen 0,60 [0,62],
Entwicklungsstörungen: Durschnittsdauer des Larvalstadiums; Weibchen 43 Tage [43], Männchen 38 Tage [33].
Antifeedante Wirkung: Starke Fraßhemmung in den ersten 2–3 Tagen nach der Behandlung und schwächere bis zum Ende des Larvalstadiums.

Raupenbehandlung (Instar VI Tag 0, nur Weibchen)

Mortalität im Larvalstadium (vom VI. Instar bis zum Puppenstadium) 56% [2%], im Puppenstadium 11% [2%].
Fekundität: 310 Eier [514]; Puppengewicht 1,07g [1,49].
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des Larvalstadiums 41 Tage [40]. Adulte Zwergweibchen 3%.

Puppenbehandlung (Tage 0/2)

Mortalität im Puppenstadium Weibchen 15% [8%], Männchen 38% [13%].

Schwammspinner (Lymantria dispar): Holometabola, Lepidoptera
Futterbehandlung im Raupenstadium
Instar V (Weibchen und Männchen)
Tage 0 bis 4

Mortalität im Larvalstadium (vom V. Instar bis zum Puppenstadium) 11% [0]; im Puppenstadium 38% [9%].
Fekundität: 425 Eier [565]; Puppengewicht Weibchen 1,34g [1,74], Männchen 0,54g [0,56].
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des Larvalstadiums Weibchen 45 Tage [43], Männchen 39 Tage [35].

Tage 0 bis 7

Mortalität im Larvalstadium (vom V. Instar bis zum Puppenstadium) 86% [5%]; im Puppenstadium 21% [4%].
Fekundität: 129 Eier [444]; Puppengewicht Weibchen 0,64g [1,29], Männchen 0,34g [0,49].
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des Larvalstadiums Weibchen 41 Tage [35], Männchen 38 Tage [30]. Adulte Zwergmännchen 11%.
Repellent/Antifeedant-Wirkung: Sehr starke repellente und antifeedante Wirkung auf den behandelten Blättern, schwächere bis zum Ende des Raupenstadiums auf den unbehandelten Blättern. Auf den behandelten Blättern verendeten 50% Tiere in 9 Tagen, 100% Tiere in 12 Tagen.
Juvenoide Wirkung: Juvenoide Puppen 43%.

Instar VI (nur Weibchen)
Tage 0 bis 4

Mortalität im Larvalstadium (vom VI. Instar bis zum Puppenstadium) 27% [5%], im Puppenstadium 18% [0].
Fekundität: 332 Eier [522]; Puppengewicht 0,94g [1,51].
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des Larvalstadiums 47 Tage [42]. Adulte Zwergweibchen 7%.
Juvenoide Wirkung: Juvenoide Puppen 4%.

Tage 0 bis 7

Mortalität im Larvalstadium (vom VI. Instar bis zum Puppenstadium) 97% [5%], im Puppenstadium 100% [9%].
Fekundität: Puppengewicht 0,66g [1,00].
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des Larvalstadiums 40 Tage [33].
Repellent/Antifeedant-Wirkung: Sehr starke repellente und antifeedante Wirkung auf den behandelten Blättern, schwächere bis zum Ende des Raupenstadiums auf den unbehandelten Blättern. Auf den behandelten Blättern verendeten 50% der Tiere in 6 Tagen, 100% der Tiere in 7–8 Tagen.
Juvenoide Wirkung: Juvenoide Puppen 33%.

Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decemlineata): Holometabola, Coleoptera
Kontaktbehandlung
Larvenbehandlung (Instar IV Tag 1)

Mortalität im Larvalstadium. (vom N. Instar bis zum Puppenstadium) 93–99% [76–83%].
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des IV. Instars 18 Tage [10–13]. Dauerlarven 14–18% [2–4%]. Adulte Zwergtiere 20–100%.
Antifeedante Wirkung: Starke Fraßhemmung in den ersten 2–3 Tagen, schwächere bis zum Ende des Larvalstadiums.
Juvenoide Wirkung: Juvenoide Puppen bis zu 50%.

Puppenbehandlung (Tage 1/4)

Mortalität im Puppenstadium bis zu 90% [0].
Entwicklungsstörungen: Durchschnittliche Dauer des Puppenstadiums 9 Tage [5].
Juvenoide Wirkung: Lebensunfähige juvenoide adulte Tiere bis zu 50%.

Adultbehandlung (Tag 0)

Mortalität – bei frisch geschlüpften Tieren – in den ersten 48 Stunden 100% [0].
Mortalität – bei älteren Teiren – in den ersten 48 Stunden 36% [8], nach 7 Tagen 64% [29].

Futterbehandlung
Larvalstadium (Instar IV Tage 1 bis 2/1 bis 4)

Mortalität im Larvalstadium (vom IV. Instar bis zum Puppenstadium) 100% [75–84%]. Auf den behandelten Blättern verendeten 50% der Tiere in 4 Tagen, 100% Tiere in 8 Tagen.
Entwicklungsstörungen: Starke Entwicklungshemmung. Dauerlarven bis zu 17% [5–6%].
Repellent/Antifeedante Wirkung: Sehr starke repellente und antifeedante Wirkung, die auch auf dem unbehandelten Futter weiter nachgewiesen ist.

Adultstadium (15 Tage)

Fekundität: Keine Eier in den ersten zwei Wochen [48].
Repellent/Antifeedant-Wirkung: Mittelstarke auf den behandelten Blättern.

Literatur

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Wegler, R. (Ed.) Chemie der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel, Band 1 und Band 2. Springer-Verlag, Berlin.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Extrakts einer Inula Spezies, umfassend a) Trocknen und anschließendes Pulverisieren von Pflanzenteilen der Inula Spezies, b) Versetzen der pulverisierten Pflanzenteile mit einem oder mehreren Alkohol-, Aldehyd- und/oder Keton-Lösungsmittel, c) Inkubieren über 1 bis 10 Tage unter gelegentlichem Schütteln, und d) Filtrieren des Extrakts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Pflanzenteile Wurzeln, Blätter, Blüten und/oder Samen verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als Lösungsmittel Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Formaldehyd und/oder Aceton verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Lösungsmittel ein Gemisch von Aceton und Methanol in einem Verhältnis 2:1 eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als Inula Spezies Alant (Inula helenium), Wiesen-Alant (Inula britannica), Dürrwurz (Inula conyzae) und/oder Weiden-Alant (Inula salicina) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Wurzeln von Alant (Inula helenium) verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zwischen 5 bis 7 Tagen inkubiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Extrakt anschließend weiter konzentriert wird.
Inula-Spezies-Extrakt, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Extrakt nach Anspruch 9, der aus 100 g pulverisierter Inula-Wurzel mit 150 ml Lösungsmittel extrahiert wurde.
Verfahren zur Bekämpfung und/oder Verhinderung des Schadinsekten-Befalls einer Pflanze, umfassend a) zur Verfügung stellen eines Inula-Spezies-Extrakts nach Anspruch 9 oder 10, und b) in Kontakt bringen der Schadinsekten mit einer insektiziden Menge des Inula-Spezies-Extrakts.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei Alant (Inula helenium)-, Wiesen-Alant-(Inula britannica), Dürrwurz (Inula conyzae)- und/oder Weiden-Alant (Inula salicina)-Extrakt verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Schadinsekten direkt oder indirekt mit dem Extrakt in Kontakt gebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das direkte in Kontakt bringen der Schadinsekten mit dem Extrakt eine topische Applikation umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das indirekte in Kontakt bringen der Schadinsekten mit dem Extrakt eine Behandlung der Futterpflanzen, insbesondere mittels Aufbringen einer Formulierung oder der ULV-Methode, umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei als Schadinsekten Insekten aus der Ordnung Heteroptera, insbesondere Oncopeltus fasciatus (Milchkrautwanze), aus der Ordnung Lepidoptera, insbesondere Lymantria dispar (Schwammspinner) und/oder aus der Ordnung Coleoptera, insbesondere Leptinotarsa decemlineata (Kartoffelkäfer) bekämpft werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei eine Bekämpfung der Eier, der juvenilen Stadien, gegebenenfalls der Puppen, und/oder der adulten Stadien der Schadinsekten erfolgt.
Verwendung eines Inula-Spezies-Extrakts nach Anspruch 9 oder 10 zur Bekämpfung und/oder Verhinderung des Schadinsekten-Befalls einer Pflanze.
Verwendung nach Anspruch 17, wobei ein Wurzelextrakt von Alant (Inula helenium), Wiesen-Alant (Inula britannica), Dürrwurz (Inula conyzae) und/oder Weiden-Alant (Inula salicina) verwendet wird.