Projekt 08176/01

Förderschwerpunkt Holz: Insektenhormon-Analoga als nicht-neurotoxische Insektizide für den Einsatz in Holzschutzmitteln

Projektdurchführung

Remmers Bauchemie GmbH
Postfach 12 55
49624 Löningen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die im Holzschutz bislang eingesetzten Insektizide sind durchweg Neurotoxine mit einem entsprechend breiten Spektrum an potenziellen Nebenwirkungen. Um diese toxikologischen und ökotoxikologischen Nachteile der in Holzschutzmitteln eingesetzten Insektizide zu vermeiden, bietet sich nur der Schritt hin zu wirklich selektiven Wirkstoffen, die möglichst keinen Angriffspunkt in Nicht-Zielorganismen haben. Derart hochselektive Wirkstoffe finden sich in der Insektizidgruppe der Insektenhormon-Analoga, mit denen nicht mehr direkt in irgendwelche Stoffwechselprozesse eingegriffen wird - wie mit den Neurotoxinen und Häutungshemmern -, sondern die hormonelle Regelkreise fehlsteuern, die nur bei Insekten vorkommen. Damit müsste der höchste Sicherheitsabstand zwischen Ziel- und Nicht-Zielorganismen bei in-sektizidhaltigen Produkten erreichbar sein, der derzeit möglich ist.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der ersten Projektphase erfolgt ein Wirkstoffscreening gemäß der EMPA-SOP1228 und der REM-MERS Sandwich-Methode; in dieser Phase erfolgt weiterhin eine Validierung der eingesetzten Prüfmethoden, eine Methodenentwicklung zum Aktivitätsmonitoring von Termiten und der Aufbau analytischer Nachweismethoden für die Insektenhormone. Die zweite Projektphase befasst sich mit der Überarbeitung und Anpassung der Prüfmethoden an die wirkstofftypischen Wirkmechanismen, der Entwicklung geeigneter Holzschutzmittelformulierungen zur Einarbeitung der Insektenhormone, dem Aufbau analytischer Nachweismethoden für die Insektenhormone in Holzschutzmittelformulierungen und ersten Versuchen zum Aktivitätsmonitoring von Termiten. Im dritten Arbeitsschritt soll das Leistungsspektrum der In-sektenhormone in Standardformulierungen unter Verwendung praxisnaher, Wirkstofftyp-angepasster Prüfmethoden aufgezeigt, erste Ergebnisse zu den Repellent-Eigenschaften dieser Wirkstoffgruppe bei der Verwendung als Termiten-Ködergifte erarbeitet und die Analysenmethoden zum Nachweis dieser Insektizide im Holz aufgebaut werden.


Ergebnisse und Diskussion

Die Ecdyson- und Juvenilhormon-Analoga zeigen einen deutlichen Unterschied in der Wirkung gegenüber dem Hausbock Hylotrupes bajulus. Die Ecdyson-Analoga haben in den geprüften Dosierungen eine geringe ovizide Wirkung, jedoch eine deutliche Wirkung gegen die Altlarven. Bei einer Dosis von 1250 mg/m2 erreicht Halofenozid nach 27 Wochen bzw. Tebufenozid nach 40 Wochen eine 100 %ige Mortalität. Anders verhalten sich die beiden Juvenilhormon-Analoga Fenoxycarb und Pyriproxyfen. Sie zeigen ohne Alterung der behandelten Holzoberfläche eine klar erkennbare bis hohe ovizide Wirkung, jedoch kaum einen ausreichenden bekämpfenden Effekt. Beim Fenoxycarb konnte bei einer Dosis von 1250 mg/m2 erst nach 94 Wochen eine Mortalität von 100 % erreicht werden. Pyriproxyfen hat nach 124 Wochen bei einer Dosis von 1250 mg/m2 inzwischen eine Mortalität von 96 % bewirkt.
In den Alterungsversuchen erweisen sich Fenoxycarb und Pyriproxyfen als wenig witterungsbeständig. Dies bedingt, dass behandeltes Holz in der Gefährdungsklasse 3 stets mit einem Deckanstrich gegen Witterungseinflüsse geschützt werden muss. Denn eine 2-monatige Freiland- oder eine adäquate künstliche Bewitterung hat zur Folge, dass ohne Deckanstrich die Wirkstoffkonzentration um mindestens zwei Zehnerpotenzen erhöht werden müsste, damit die nach EN 599.1 geforderte biologische Wirkung gegen Eier und Eilarven erreicht wird. Juvenilhormon-Analoga in der Grundimprägnierung können trotz eines Deckanstrichs ihre Wirkung entfalten. Ohne Bewitterung bleibt die Wirkung der Juvenilhormone erhalten. Dies bedeutet, dass die Aktivsubstanzen durch die Lösemittel des Deckanstrichs angelöst und verteilt werden oder, dass sie durch die geprüften Topcoats diffundieren können. Durch die Bewitterung der Proben mit Anstrichsystem wurde die Wirkung von Fenoxycarb reduziert. Mit Ausnahme der braunen Lasur (FK 46 %) schützten die geprüften Deckanstrichmittel Pyriproxyfen zu 100 % gegen Auslaugung und photochemischen Abbau.
Im Gegensatz zum Hausbock reagiert Lyctus brunneus um einiges empfindlicher gegenüber der Ecdyson-Analoga. Eine Dosis von 1250 mg/m2 Halofenozid bewirkt schon nach 12 Wochen (Hausbock nach 27 Wochen) eine Mortalität von 100 %. Nach 24 Wochen Tebufenozid-Kontakt waren 81 % der Lyctiden tot (Hausbock 100 % Tote nach 40 Wochen). Auffallend ist auch die gute, bekämpfende Wirkung von Fenoxycarb gegenüber Lyctus brunneus. Nach 12 Wochen waren schon alle Larven abgestorben, während beim Hausbock in derselben Dosierung die 100 %ige Mortalität erst nach ca. 80 Wochen Versuchsdauer erreicht wird. Beim Nagekäfer Anobium punctatum ist die fehlende Wirkung von Tebufeno-zid augenfällig. Nach 80 Wochen sind bei der höchsten Dosierung erst 8 % der Larven abgestorben. Auch bei Halofenozid ist die Wirkung verglichen mit Lyctus und Hylotrupes um einiges schlechter. 100 % Mortalität wird erst nach einem Jahr erreicht; bei Lyctus nach 12 Wochen und beim Hausbock nach 27 Wochen.
In den Belastungsversuchen mit Wirkstoffen und Formulierungen zeigte sich besonders das Fenoxycarb als ausgesprochen wenig witterungsbeständig; diese Problematik konnte aber durch eine filmbildende Deckbeschichtung deutlich reduziert werden. Der unter Freilandbedingungen auftretende Wirksamkeitsverlust führt zu praxisrelevanten Anwendungskonzentrationen, die in der Größenordnung von etwa 2 Zehnerpotenzen über den Grenzwerten liegen, die gemäß Norm nach künstlicher Alterung (EN 84 und EN 73) im Labor ermittelt wurden.
Ein Vergleich der bekämpfenden und der schlupfverhindernden Wirkung gegen Hausbock und Anobium haben gezeigt, dass die Hormon-Analoga bei den gewählten Versuchsmethoden eine bessere bekämpfende als schlupfverhindernde Wirkung aufweisen.
Zur Quantifizierung des Verhaltens von Termitenkolonien wurde eine neue Prüfmethode entwickelt und weitgehend optimiert. Mit dieser Methode wird die Laufaktivität von kleinen Laborkolonien zwischen ihren Futterplätzen von einem Mikrocomputersystem erfasst und gespeichert. Auf diese Art wurden in intakten Laborkolonien von Reticulitermes santonensis mit 500 Individuen im Mittel ca. 350 bis 400 Orts-veränderungen pro Stunde gezählt. Interessanterweise zeigen Termiten - ebenso wie andere Holzzerstörer - keine circadiane Aktivitätsrhythmik und zählen damit zu den K-Strategen, die ihre Konkurrenzüberlegenheit nicht durch zeitliche Einnischung, sondern durch Maximierung der Fraßleistung sichern.
Gegenüber Reticulitermes santonensis wurden für Fenoxycarb, Halofenocid und Flufenoxuron Repellent-Eigenschaften bei Anwendungskonzentrationen von £ 0,05 % ermittelt; bei Pyriproxyfen und Tebu-fenocid konnten bis zu Anwendungskonzentrationen von 0,05% keine repellenten Eigenschaften nach-gewiesen werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Darstellung des Vorhabens auf der DGfH-Tagung 1998 in Rosenheim.
Veröffentlichung der Termiten-Ergebnisse im Rahmen der IRG 2001 in Nara
Veröffentlichung der IGR-Eigenschaften im Rahmen der IRG 2002 in Cardiff


Fazit

Die gestellten Projektziele wurden erreicht.