Herbizide

Hinweis: Von den vier vorliegenden Aufgaben musst du in der Prüfung drei auswählen und bearbeiten.

Gegen Pflanzen, die in Konkurrenz zu Nutzpflanzen oder Zierpflanzen stehen, werden oft Herbizide eingesetzt. Diese greifen auf verschiedenste Weise in den Stoffwechsel von Pflanzen ein.

1.1

Fertige eine beschriftete Skizze eines Querschnittes eines bifazialen Laubblatts auf lichtmikroskopischer Ebene an.

08 BE

Begründe, welche Blattstruktur aufgrund ihrer Eigenschaft die Aufnahme von wasserlöslichen Blattherbiziden erschweren kann (M 1).

03 BE

1.2

Werte Abb. 1 aus (M 2).

06 BE

Leite die Folgen des Einsatzes von Tembotrion auf das Wachstum von Wildkräutern ab.

03 BE

1.3

Erläutere die Auswirkungen von DCMU auf die Bildung von Glucose in der Fotosynthese (M 3).

06 BE

1.4

Formuliere ein Pro-Argument und ein Kontra-Argument zum Einsatz von Herbiziden in der Landwirtschaft (M 4).

04 BE

M1 Aufnahme von Herbiziden über Pflanzenorgane

Herbizide können grundsätzlich über unterschiedliche Pflanzenorgane aufgenommen werden. Dementsprechend nennt man über die Wurzel aufgenommene Herbizide Wurzelherbizide. Über die Blätter aufgenommene Herbizide nennt man Blattherbizide. Aufgrund der am natürlichen Standort vorherrschenden Umweltbedingungen weisen Pflanzen Angepasstheiten von Pflanzenorganen auf, die die Aufnahme von Herbiziden begünstigen oder erschweren können.

(agrar.bayer.de)

M2 Wirkung von Tembotrion

Viele Landwirte setzen Tembotrion als Herbizid ein. Der Einsatz von Tembotrion wirkt auf Wildkräuter, ohne Kulturpflanzen zu schädigen. In einer Versuchsreihe wurden einige Blätter eines Wildkrauts mit Tembotrion behandelt, andere hingegen nicht (Kontrolle). Dann wurden ihre Blattfarbstoffe extrahiert, getrennt und auf lichtdurchlässige Trägerplatten aufgetragen. Die Auswirkungen der Bestrahlung mit künstlichem Licht (Versuch 1) und mit Sonnenlicht (Versuch 2) wurden untersucht (Abb. 1).

Abb. 1: Pigmentgehalt von Blättern eines Wildkrauts ohne und mit Tembotrionbehandlung und anschließender Belichtung

(Ahrens, 2013)

M3 Wirkung von DCMU

DCMU ist ein Herbizid, das über die Wurzeln der Pflanzen aufgenommen wird und auf die Primärreaktionen der Fotosynthese einwirkt (Abb. 2). DCMU behindert den Elektronentransport in der Elektronentransportkette.

Abb. 2:Schematische Darstellung von Thylakoiden ohne und mit Einwirkung von DCMU

(Böger, 1983; Stingaciu et al., 2019)

M4 Pestizideinsatz in Deutschland

	Konventioneller Anbau	Ökologischer Landbau
Ackerfläche in Deutschland	90 %	10 %
Getreideertrag von 2010-2020	durchschnittlich bei 7 Tonnen pro Hektar	durchschnittlich bei 3,5 Tonnen pro Hektar
Umsatzerlös aus Getreideanbau von 2010-2020	ca. 3450 € pro Hektar	ca. 2060 € pro Hektar
Pestizideinsatz 2019	35 000 Tonnen	Anwendung von Pestiziden auf wenige zugelassene Substanzen mit geringem Gefährdungspotenzial beschränkt
Davon Herbizide	49 %
Zugelassene Pestizidwirkstoffe 2019 in Deutschland, Folgen des Einsatzes	280 Wirkstoffe, Abbau der Stoffe unvollständig → Anreicherung im Trinkwasser → Anreicherung in Nahrungsmitteln
DCMU, selektives, effektives Herbizid im z. B. Getreideanbau, Wein- und Obstbau	stark Gewässer gefährdend, im Verdacht Krebs auszulösen, in Deutschland verboten, in anderen EU-Ländern noch zugelassen

Tab. 2: Konventioneller Landbau versus Ökolandbau

(Zinke, 2019; Heinrich-Böll-Stiftung, 2022)

Argumentieren bei einem Entscheidungskonflikt

Bei einem Entscheidungskonflikt werden Pro- und Kontra-Argumente gesammelt. Jedes einzelne Argument soll dabei drei Teile umfassen: Es enthält eine normative Aussage oder Werteaussage, d. h. eine Aussage, die sich auf einen Wert oder ein Bewertungskriterium bezieht (z. B. „Für die Erhaltung der Gesundheit sollte alles getan werden.“; zugrundeliegender Wert „Gesundheit“). Die Werteaussage wird mit einer deskriptiven Aussage (Sachinformation oder Sachaussage; z. B. „Tägliche Bewegung fördert die Gesundheit.“) verknüpft. Aus dieser Verknüpfung ergibt sich dann eine Schlussfolgerung, d. h. entweder „pro“, weil der Wert erfüllt wird oder „kontra“, weil er verletzt wird.

Folgende Werte und Bewertungskriterien werden beim Argumentieren häufig verwendet:

1.1

Strukturen eines Blattquerschnittes:

Blattstruktur, die aufgrund ihrer Eigenschaft die Aufnahme von wasserlöslichen Blattherbiziden erschweren kann:

• Die Cuticula ist hydrophob und kann damit zum Abweisen wasserlöslicher Herbizide führen

1.2

Auswertung von Abbildung 1:

• Die Verwendung von Tembotrion führt zu einem niedrigeren Carotinoidgehalt.

• Bei künstlichem Licht bleibt unter Einfluss von Tembotrion der Chlorophyllgehalt unverändert, da künstliches Licht keine UV-Strahlung enthält und der niedrige Carotinoidgehalt ohne Wirkung auf den Chlorophyllgehalt bleibt.

• Bei Sonnenlicht kann unter Einfluss von Tembotrion die UV-Strahlung nicht mehr von den Carotinoiden reflektiert werden, sodass diese das Chlorophyll teilweise zerstört und zu einem niedrigeren Chlorophyllgehalt führt.

Folgen des Einsatzes von Tembotrion auf das Wachstum von Wildkräutern:

• Der Abbau von Chlorophyll führt zu einer geringeren Fotosyntheserate → verringerte Bildung von Assimilaten → geringeres Wachstum

1.3

Die Auswirkungen von DCMU auf die Bildung von Glucose:

Blockade des Elektronentransports → Aufbau eines Protonengradienten verhindert → Aufbau von ATP durch die ATP-Synthase nicht möglich → Fehlen von ATP im Calvinzyklus → Aufbau von Glucose nicht möglich

1.4

Deskriptive Argumente (Sachinformation) und normative Argumente (Wertaussage) sowie Schlussfolgerung:

• Pro (deskriptiv): Einsatz von Herbiziden erhöht den landwirtschaftlichen Ertrag, Ertragssicherung ist wichtig für Vermeidung von Hunger

• Pro (normativ): Für die Sicherstellung der Ernährung des Menschen muss alles getan werden

• Pro (Schlussfolgerung): Der Einsatz von Herbiziden ist gerechtfertigt

• Kontra (deskriptiv): Bei Herbizideinsatz kommt es zur Anreicherung gesundheitsgefährdender Stoffe in der Nahrung von Mensch und Tier

• Kontra (normativ): Die Gesundheit des Menschen ist zu schützen

• Kontra (Schlussfolgerung): Herbizideinsätze sollten vermieden werden