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Die Erfindung betrifft Fungizide, die besonders wirkungsvoll
gegen benomylresistente Pilze sind.
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Benomyl ist ein breit eingesetztes Fungizid, das sich in der
ganzen Welt gegen viele Krankheiten wirtschaftlich wichtiger
Nutzpflanzen als wirkungsvoll erwiesen hat. Jedoch hat der
wiederholte Benomyleinsatz zur Auslese benomylresistenter
Pilzunterarten geführt, gegenüber denen Benomyl eine deutlich
verringerte Aktivität aufweist, was die Anwendung anderer und
oftmals weniger wirkungsvoller Fungizide notwendig macht.
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Deshalb wird verstärkt auf dem Gebiet der Fungizide geforscht,
um ein Fungizid zu finden, das nicht nur gegen die
benomylresistenten Pilzunterarten, sondern auch gegen
benomylempfindliche Pilze wirkungsvoll ist. In der Patentschrift
US-A-4 576 950 wird die Pilzresistenz durch die Kombination
von Benomyl oder seinen Abkömmlingen mit einem
N-Alkylpiridiniumsalz überwunden. Wie von G. P. Clemons und
H. G. Sisler in "Pesticide Biochemistry and Physiology",
1 (1970) S. 32-43 berichtet, wurde angenommen, daß sich
Benomyl zu Methyl-2-benzimidazolcarbamat abbaut, das als der
Wirkstoff des Fungizids betrachtet wurde. Als Folge davon sind
die meisten Forschungsaktivitäten auf die Suche nach anderen
Fungizidtypen gerichtet worden, die benomylresistente
Pilzunterarten bekämpfen könnten. Bisher haben diese
Forschungen jedoch noch zu keinem bedeutsamen Fungizid
geführt, das auf diesem Gebiet von Nutzen ist.
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Wie in der kanadischen Patentschrift 820 317 offenbart, hat
Benomyl die chemische Formel Methyl-1-(butylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat. Die darin beschriebenen fungiziden
Eigenschaften von Benomyl und anderen Methyl-2-
benzimidazolcarbamaten machen sie als Fungizide nützlich. Da
jedoch allgemein angenommen wurde, daß sich Benomyl schnell zu
Methyl-2-benzimidazolcarbamat (MBC) abbaut, gab es bisher
jedoch noch keine Forschungen, um zu festzustellen, ob eine
der anderen in dieser Patentbeschreibung offenbarten
Verbindungen eine Wirkung auf benomylresistente Pilzunterarten
haben könnte. Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal wird ein
Verfahren zur Anwendung eines Fungizids bereitgestellt, das
aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Verbindungen der Formel
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besteht, in der R CnH2n+1 , wobei n 1, 2, 3 oder 6 ist, oder
den Phenylrest bedeutet. Das Verfahren umfaßt die Anwendung
einer wirksamen Menge eines oder mehrerer der Fungizide,
das/die aus dieser Gruppe ausgewählt ist/sind, auf Pilze, die
gegenüber Benomyl mit der obigen Formel (I), in der R C&sub4;H&sub9;
ist, resistent sind, in einem geeigneten Träger ohne den
Einsatz eines N-Alkylpyridiniumsalzes.
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Nach einem anderen erfindungsgemäßen Merkmal wird ein
ausgewähltes Fungizid der obigen Formel auf Nutzpflanzen mit
benomylresistenten Pilzen angewendet.
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Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist/sind das/die
ausgewählte/n Fungizid/e besonders wirkungsvoll gegen
benomylresistente Unterarten von Botrytis cinerea.
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Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen sind in den
Figuren gezeigt, wobei die Figuren 1, 2, 3 und 4
Massenspektren verschiedener fungizider Benzimidazolcarbamate
wiedergeben.
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Äpfel, Weintrauben und viele andere Nutzpflanzen werden von
verschiedenen Pilzarten befallen, wobei für die ersten beiden
Botrytis cinerea eine besonders schädliche Pilzart darstellt.
So verwenden die Pflanzenzüchter schon seit vielen Jahren
Benomyl Methyl-1-(butylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat zur
Pilzbekämpfung während der Wachstumsphase der Nutzpflanzen.
Doch haben Anwender von Benomyl schon schlechte Erfahrungen
machen müssen, da viele Pilze, einschließlich Unterarten von
Botrytis cinerea, nach einigen Jahren ständiger Anwendung und
mitunter schon nach mehreren Anwendungen innerhalb eines
Jahres eine Benomylresistenz entwickelten. Daher mußten die
Bauern andere Fungizide mit geringerer Wirkung (beispielsweise
Captan und Iprodione) mit dem Risiko einsetzen, eine andere
Resistenz (beispielsweise gegenüber Iprodione) hervorzurufen.
Ein zusätzliches Problem des Benomyleinsatzes ist, daß viele
gegenüber diesem Fungizid resistente Pilze auch gegenüber
anderen Benzimidazol-verbindungen resistent sind - eine als
Querresistenz bekannte Erscheinung.
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Es sind Fungizide entwickelt worden, die gegen
benomylresistente Pilze wirken, jedoch haben sie sich gegenüber
benomylempfindlichen Pilzen als weniger wirksam erwiesen. Wenn wegen
der Fungizidresistenz der gegenwärtige Anteil an
Fungizidverlusten weiter anhält, wird ein spürbarer Mangel an
den wirksamen Fungiziden eintreten, die gegenwärtig auf dem
Markt sind. Das hat zu einem spürbaren Druck auf die Forschung
geführt, neue wirksame Fungizide zu entwickeln. Wie bereits
erwähnt, sind die meisten Forschungen auf die Entwicklung von
Fungiziden gerichtet worden, die nicht mit den Benzimidazolen
verwandt sind, da angenommen wurde, daß sich Benomyl und
andere Benzimidazole zu MBC (Methyl-2-benzimidazolcarbamat),
das der Hauptverursacher der Benomylresistenz ist, abbauen.
Sogar jedes verwandte Benzimidazolcarbamat würde wenig oder
keine Wirkung auf benomylresistente Pilzstämme haben. Im
Gegensatz zu dieser weitverbreiteten Theorie ist überraschend
festgestellt wurden, daß eng mit dem Benomyl verwandte
Fungizide gegen benomylresistente Pilzstämme wirksam sind.
Dementsprechend stellt diese Erfindung ein Verfahren zur
Anwendung von Fungiziden bereit, die aus der Gruppe ausgewählt
sind, die aus Verbindungen der folgenden Formel besteht, in
der R CnH2n+1, wobei n 1, 2, 3 oder 6 sein kann, oder
wahlweise Phenyl bedeutet.
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Insbesondere sind diese Verbindungen wie folgt benannt:
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Methyl-1-(methylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat
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Methyl-1-(ethylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat
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Methyl-1-(propylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat
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Methyl-1-(hexylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat
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Methyl-1-(phenylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat
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Benomyl Methyl-1-(butylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat ist
ein Homolog obiger Verbindungen dieser Formel, wobei R C&sub4;H&sub9;
(Butyl) ist. Die erfindungsgemäß verwendeten Fungizide können
durch Umsetzung von Methyl-2-benzimidazolcarbamat mit Methyl-,
Ethyl-, Propyl-, Hexyl- oder Phenylisocyanat zur gewünschten
Verbindung hergestellt werden. Diese Umsetzung ist in der
kanadischen Patentschrift 820 317 wie folgt beschrieben, wobei
R wie zuvor definiert ist.
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Die Figuren 1 bis 4 zeigen die Messungen der
Massenspektroskopie, die nachweisen sollten, daß sich die
bekannten Verbindungen Benomyl und Methyl-2-
benzimidazolcarbamat wirklich von den zwei erfindungsgemäßen
eingesetzten Fungiziden Methyl-1-(methylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat und Methyl-1-(ethylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat unterscheiden.
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Es ist überraschend festgestellt worden, daß die Anwendung der
Benomylhomologen sowohl auf benomylresistente Pilzunterarten
verschiedener Pilze als auch gegen benomylempfindliche Pilze
sehr wirkungsvoll war. So wurde beispielsweise die
benomylresistente Unterart von Botrytis cinerea von diesen
Benomylhomologen bei bedeutend niedrigeren Konzentrationen als
mit Benomyl vernichtet. Diese Pilzunterart ist auf
Weintrauben, Äpfeln, Erdbeeren, Gemüse und Zierpflanzen
weitverbreitet, so daß die Entwicklung eines besonders
wirksamen Fungizids wesentlichen Einfluß auf die
wirtschaftliche Verwertbarkeit dieser Nutzpflanzen hat. Es ist
wichtig festzustellen, daß bei ihrer erfindungsgemäßen
Verwendung die Fungizide, um ihre Applikation auf Nutzpflanzen
zu erleichtern, mit geeigneten Zusätzen wie in dem Gemisch
vermischt werden können, das bei dem Verfahren der
Benomylanwendung
für verschiedene Nutzpflanzen eingesetzt wird. Die
wirksame Konzentration eines Wirkstoffs in einem Träger
beträgt normalerweise 250 bis 2000 ppm. Dieser Träger kann ein
Mittel wie Wasser sein, in dem das Fungizid suspendiert ist.
Beim Versprühen solcher Suspensionen auf Nutzpflanzen sollte
normalerweise die Konzentration des Wirkstoffs 0,5 bis 4 kg
des wirksamen Fungizids auf einen Hektar der Nutzpflanze
betragen, wobei sich die Konzentration des eingesetzten
Fungizids in Abhängigkeit von den Nutzpflanzen, die
beispielweise Äpfel, Weintrauben, Erdbeeren, Gemüse und
Zierpflanzen sein können, ändert.
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Ebenfalls ist festzustellen, daß, obwohl die einzelnen
Benomylhomologen gegenüber benomylempfindlichen Pilzen genauso
wirkungsvoll sind, es Fälle geben kann, in denen es erwünscht
ist, Nutzpflanzen mit einer Kombination aus Benomyl und einem
oder mehreren Benomylhomologen zu behandeln. Solch ein Gemisch
in Form einer Kombination dieser Bestandteile könnte
Nutzpflanzen appliziert werden, um sowohl die benomylresistenten
als auch die benomylempfindlichen Pilze in synergistischer
Weise zu bekämpfen. Diese Kombination besteht aus einem
Gemisch, das an die Behandlung von Nutzpflanzen angepaßt ist,
die sowohl von benomylresistenten als auch
benomylempfindlichen Pilzen befallen sind. Das Gemisch umfaßt ein oder
mehrere Fungizide der Formel
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und Benomyl obiger Formel I, in der R C&sub4;H&sub9; bedeutet. Eine
wirksame Menge dieses Gemischs wird in einem geeigneten Träger
den jeweiligen Nutzpflanzen appliziert. Das Gemisch kann
verschiedene Verhältnisse von Homologen und Benomyl umfassen, so
kann beispielsweise eine geeignete Mischung 50 Gew.% Benomyl
und als Rest ein oder mehrere Homologe der Formel I enthalten.
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Die folgenden Beispiele verdeutlichen verschiedene
erfindungsgemäße Merkmale.
Beispiel 1 - Herstellungsverfahren
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Zu einem Gramm MBC (Methyl-2-benzimidazolcarbamat) wurden
20 ml CHCl&sub3; und nach genügendem Durchmischen 10 ml
Methylisocyanat gegeben. Das Gemisch wurde bis zur vollständigen
Auflösung des MBC gerührt. Nach weiteren 10 Minuten Rühren
wurden 150 ml Hexan zugesetzt. Der gebildete Methyl-1-
(methylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat-Niederschlag wurde
durch ein Sinterglasfilter gefiltert, der Rückstand mit
isocyanathaltigem Hexan gewaschen und bei 20 ºC
vakuumgetrocknet. Die Ausbeute betrug 76 bis 87 %.
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Durch dieses Verfahren kann auch das Ethyl-, Propyl-, Hexyl-
und Phenyl-Carbamoylderivat hergestellt werden. Bei der
Herstellung des Hexylcarbamoylderivats ist ein Eindicken der
CHCl&sub3;-Lösung vor der Hexanzugabe vorteilhaft.
Beispiel 2 - Toxizität der Benzimidazolverbindungen gegen
Botrytis cinerea
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1984 wurden aus Weintrauben zwei monokonidische Unterarten von
Botrytis cinerea, eine gegenüber Benomyl empfindlich (s) und
die andere resistent (r), isoliert und auf
Kartoffeldextroseagar (KDA) gehalten, der für die Unterarten (s) bzw. (r) mit
Benomyl (1 ug/ml, 3,4 um) versetzt bzw. nicht versetzt war.
Auf dem KDA wurden frische Kulturen im Dunklen drei Tage und
anschließend 7 bis 10 Tage lang mit einer 16stündigen
täglichen Bestrahlungsperiode unter fluoreszierendem Licht
(30 pW/m²) zur Sporenbildung gezüchtet. Die Sporensuspension
wurde durch Schütteln einer Kultur in sterilem destillierten
Wasser mit anschließender Filtration und Einstellung der
Sporensuspension mit destilliertem Wasser auf die
erforderliche Konzentration hergestellt.
Prüfung der Toxizität gegen Pilze
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Der Sporensuspension wurden Salze und Dextrose zur Anregung
der Sporenkeimung, Tween 20 und Fungizid zugesetzt, was die
folgenden Endkonzentrationen ergab:
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Sporen 30 000 Konidien/ml
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Dextrose 10 g/l (1%)
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K-Citrat, Na-Citrat 0,01 g/l, 0,01 g/l
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Tween 20 0,05 g/l
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Fungizid 0,032 bis 564 um (19 Konz.), Prüf.
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Es wurden die folgenden Fungizide verwendet:
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MBC Methyl-2-benzimidazolcarbamat
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MBC-MIC Methyl-1-(methylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat
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MBC-EIC Methyl-1-(ethylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat
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MBC-PIC Methyl-1-(propylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat
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MBC-BIC (Benomyl) Methyl-1-(butylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat
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MBC-HIC Methyl-1-(hexylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat
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Die aus der Impfkultur, dem Fungizid und den Stimulantien
bestehende Suspension wurde in in vier gleichen 30 ul-Tropfen
auf die innere Deckelfläche einer umgedrehten
Polystyrolpetrischale mit 100 mm Durchmesser gegeben. Der
andere Teil der Schale bedeckte die Tropfen, um sie vor dem
Verdampfen zu schützen. Die Keimprüfung wurde bei 21 ºC
durchgeführt und nach 20 Stunden durch die Zugabe eines 30 ul-
Tropfens Natriumazid (2g/l) in 10%iger wäßriger Glyzerinlösung
beendet. Von jedem der gleichen Tropfen wurden 50 Konidien
untersucht und mit "gekeimt" bewertet, wenn die Länge des
Keimschlauchs die Sporenlänge überschritt. Danach wurde die
Länge des Keimschlauchs von 10 gekeimten Sporen gemessen. Der
Versuch wurde mit jeder der sechs Fungizidzusammensetzungen
wiederholt, wobei die acht reproduzierten Messungen gemittelt,
die prozentualen Hemmwerte berechnet und auf fünfzyklisches
logarithmisches Konzentrationswahrscheinlichkeitspapier
aufgetragen wurden. Die Werte zeigten eine lineare Verteilung
nahe der 50%-Hemmung (EC&sub5;&sub0;). Sie wurden unter Verwendung eines
Probit-log concentration program ermittelt, das den EC&sub5;&sub0;-Wert
und den Anstieg der Reaktionskurve innerhalb ihrer 95%-
Vertrauensintervalle bestimmte. Die Ergebnisse sind in den
Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Schutz beschädigter Äpfel
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Kühl gelagerte McIntosh-Äpfel wurden mit 1,5%igem
handelsüblichen Chlorwasser oberflächensterilisiert, gespült und
getrocknet, danach wurden 18 davon auf Schalen in eine eine
Behandlungseinheit bildende, mit Papier ausgekleidete Holzkiste mit
30 x 24 cm innerem Durchmesser angeordnet. Jeder Apfel wurde
einmal mit einem 4 mm dicken, mit Ethanol sterilisierten Nagel
4 mm tief verletzt und zu jeder frischen Wunde ein 30 ul-
Tropfen einer frisch hergestellten Sporensuspension mit
10&sup5; Konidien/ml gegeben. Zwei Stunden nach der Beimpfung,
nachdem der Impftropfen absorbiert oder verdunstet war, wurde
ein 30 ul-Tropfen einer wie in der Untersuchung zur
Sporenkeimung verwendeten Fungizidsuspension mit Tween 20 und
Keimungsstimulantien zwecks einzelner Behandlungen zugegeben,
die in der Tabelle 3 gezeigt sind. Nach 7 Tagen Inkubation bei
21 ºC und 95%iger relativer Luftfeuchte wurde der prozentuale
Anteil befallener Früchte bestimmt.
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Die prozentuale Infektionshemmung bezüglich ausgewählter
Konzentrationen MBC, MBC-EIC und MBC-BIC wurde sowohl für die s-
als auch für die r-Unterart mittels des Probit-log
concentration program ermittelt, das die EC&sub5;&sub0;- und die EC&sub9;&sub5;-Werte
und deren 95%-Vertrauensintervalle berechnete.
Tabelle 1
Konzentrationen von Benzimidazolverbindungen mit 50%iger
Hemmung (EC&sub5;&sub0;) der Keimschlauchlänge von Botrytis cinerea-Sporen,
die gegenüber Benomyl empfindlich (s) und resistent (r) sind,
und relativer Toxizitäts- oder Resistenzfaktor (Rf)
EC&sub5;&sub0; (uM), Keimschlauchlänge
Verbindung
1. Rf, relativer Toxizitäts- oder Resistenzfaktor =
EC&sub5;&sub0;r/EC&sub5;&sub0;s
2. Von verschiedenen Buchstaben gefolgte Werte differieren
signifikant (P=0,05)
Tabelle 2
Konzentrationen von Benzimidazolverbindungen mit 50%iger
Hemmung (EC&sub5;&sub0;) der Keimung von Botrytis cinerea-Sporen, die
gegenüber Benomyl empfindlich (s) und resistent (r) sind, und
relativer Toxizitäts- oder Resistenzfaktor (Rf)
EC&sub5;&sub0; (uM), Keimung
Verbindung
1. Rf, relativer Toxizitäts- oder Resistenzfaktor =
EC&sub5;&sub0;r/EC&sub5;&sub0;s
2. Von verschiedenen Buchstaben gefolgte Werte differieren
signifikant (P=0,05)
Tabelle 3
Hemmung mittels MBC, MBC-EIC und MBC-BIC (Benomyl) von
Apfelinfektionen, die durch benomylempfindliche (s) und -resistente
(r) Botrytis cinerea nach Verletzungen hervorgerufen wurden
Homologenkonzentration(uM)
(Nullprobe)
1. nicht geprüft
2. 100%ige Infektion
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Wird die Hemmung der Keimschlauchlänge als Maß der relativen
Fungizidtoxizität verwendet, waren MBC-MIC, MBC-EIC und MBC-
PIC gegen benomylempfindliche (s) Botrytis cinerea genauso
wirksam wie MBC-BIC (Benomyl). Gegen benomylresistente (r)
Botrytis cinerea waren diese drei Verbindungen jedoch viel
wirkungsvoller als MBC-BIC und MBC.
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Benzimidazolverbindungen zeigen im allgemeinen gegenüber der
Sporenkeimung eine geringere Wirkung als auf das folgende
Wachstum des Keimschlauchs, was durch die hohen EC&sub5;&sub0;-Werte
bestätigt wurde. In der Untersuchung zur Sporenkeimung wirkte
MBC-MIC deutlich hemmender als MBC-BIC und wies sowohl
gegenüber der s- als auch der r-Unterart eine ähnliche
Wirksamkeit auf. Im Gegensatz dazu zeigte sich eine negative
Querresistenz bei MBC-EIC und MBC-PIC, wobei die r-
empfindlicher als die s-Unterart war. Jedoch ergab sich in der Studie
zur Keimschlauchhemmung mit den niedrigen Rf-Werten von 3 bzw.
12 keine negative Querresistenz.
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In der Untersuchung über die beschädigten Äpfel bot MBC-EIC
bei 317 uM Schutz gegen die s-Unterart, vergleichbar mit dem
von MBC-BIC und MBC bei 100 uM. Gegen die r-Unterart gab MBC-
EIC bei 1000 uM einen vollständigen Schutz, im Gegensatz zur
vollständigen Wirkungslosigkeit von MBC-BIC und MBC mit
3170 uM.
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Mittels einer Sporenkeimungsprüfung im Labor wurden vier
Alkylisocyanathomologe des Benomyls hinsichtlich ihrer
Toxizität gegen benomylempfindliche (s) und -resistente (r)
Unterarten von Botrytis cinerea verglichen. Unter Verwendung
von 50%iger Hemmung (EC&sub5;&sub0;) der Keimung und der
Keimschlauchlänge als Kriterien erwiesen sich das Methyl- und das
Ethylhomolog (MBC-MIC bzw. MBC-EIC) gegen die s-Unterart als
genauso wirksam und gegen die r-Unterart wirksamer als Benomyl
(MBC-BIC). Als Schutz beschädigter Äpfel war MBC-EIC viel
wirkungsvoller gegen die r-, während es gegen die s-Unterart
kaum weniger wirksam als Benomyl war.
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Auf Grund der Wirksamkeit von Methyl-1-(hexylcarbamoyl)-2-
benzimidazolcarbamat läßt sich auch vorhersagen, daß das
Methyl-1-(phenylcarbamoyl)-2-benzimidazolcarbamat als Fungizid
gegen benomylempfindliche und -resistente Botrytis cinerea
ebenso wirkungsvoll ist. Nach den vorherigen Er-gebnissen sind
MBC-EIC und MBC-MIC die wirksamsten Fungizide für die
Anwendung gegen benomylresistente Pilzunterarten.
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Es sind erfindungsgemäße bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben worden, die vom Fachmann abgewandelt werden
können.