Unkräuter können den Ernteertrag verringern, indem sie mit Kulturpflanzen um Ressourcen konkurrieren. Eine großflächige Unkrautbekämpfung gelingt am besten durch den Einsatz von Herbiziden. Herbizide sind eine Gruppe von Pestiziden, die das Wachstum von Unkraut bekämpfen oder beseitigen. Herbizide haben viele verschiedene Wirkungsweisen, von denen eine die Photosynthese hemmt – ein Prozess, der für das Überleben der Pflanzen von entscheidender Bedeutung ist.
Arten von Herbiziden
Herbizide wirken durch viele Mechanismen, um Unkrautschädlinge zu reduzieren, aber alle dienen dazu, das Unkrautwachstum zu stören. Wachstumsregulatoren vermindern die Zellteilung und -vergrößerung und werden hauptsächlich zum Abtöten von breitblättrigen Unkräutern (d. h. hauptsächlich zum Schutz von Graspflanzen wie Mais) verwendet, normalerweise durch den Einsatz von Hormonen. Pigmenthemmer spalten Chlorophyll (das Pigment, das Pflanzen ihre grüne Farbe verleiht), das für die Photosynthese notwendig ist. Keimlingswachstumshemmer wirken, indem sie das Pflanzenwachstum unmittelbar nach der Keimung hemmen und das Wachstum von Wurzeln oder Trieben (d. h. Blättern) beeinträchtigen. Andere Herbizide wirken, indem sie die Produktion von Materialien hemmen, die für das Pflanzenwachstum notwendig sind (z. B. Aminosäuren oder Lipide).
Was ist Photosynthese?
Photosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser verwenden, um Zucker (für Enzyme und Wachstum) und Sauerstoff herzustellen. Der Photosyntheseprozess ist lebenswichtig für das Leben auf der Erde, denn er erzeugt den Sauerstoff, den Tiere, einschließlich des Menschen, zur Atmung benötigen. Biochemisch gesehen ist die Photosynthese ein ziemlich komplizierter Prozess, der in Pflanzenzellen abläuft und viele Enzyme und die Übertragung von Elektronen erfordert. Wenn eines dieser Photosynthesesysteme aus irgendeinem Grund gestört wird, wird der Prozess heruntergefahren und die Pflanze stirbt. Die Photosynthese ist daher das Ziel einer Gruppe von Herbiziden, die als Photosynthesehemmer bekannt sind.
Wie Photosynthese-Inhibitoren funktionieren
Die Photosynthese wird hauptsächlich durch die Übertragung von Elektronen von Chlorophyllmolekülen in die umgebenden Cytochrome angetrieben. Diese Elektronen werden entlang einer Reihe von Cytochromen in einem sogenannten Elektronentransportsystem weitergegeben. Sonnenlicht aktiviert diese Elektronen, wo sie entlang einer anderen Elektronentransportkette geleitet werden und schließlich in einer Kohlenstofffixierungsreaktion verwendet werden. Photosynthesehemmende Herbizide wirken, indem sie den Elektronentransfer blockieren. Ohne Elektronentransfer kann die Sonnenenergie nicht in Energie umgewandelt werden, die von Pflanzen genutzt werden kann, um neues Gewebe zu erzeugen und Leben zu erhalten.
Verwendung von photosynthetischen Inhibitoren
Photosynthesehemmer werden hauptsächlich zur Bekämpfung von breitblättrigen Unkrautschädlingen eingesetzt. Das heißt, Graspflanzen wie Mais profitieren am meisten von Photosynthesehemmern.
Symptome von Photosynthese-Inhibitoren
Pflanzen, die Photosynthese-hemmenden Herbiziden ausgesetzt waren, beginnen, auf der Seite gelb zu erscheinen Adern und an den Rändern der ältesten Blätter, denen ähnliche Schäden wie bei jüngeren folgen werden Blätter. Auf befallenen Blättern können auch gelbe Flecken auftreten.