The neem tree (Azadirachta indica A. Juss.) contains a various number of biologically active ingredients. In plant protection mostly the insecticidal activity of neem products is important. Among these insecticidal active ingredients azadirachtin is the most important in biological pest management. Neem derivates influence insects in various ways. First they have an repellent effect, the insects avoid plants after neem application. Females of some lepidopterous insects also seem to avoid these plants and will not lay there eggs under them. Also there are antifeedant effects of neem, so that insects will not feed from neem-treatened plants or, when they feed, the food intake is significantly reduced.
Neem ingredients also have an effekt on the methamorphosis of insects. So treatment with azadirachtin delayed moulting of Periplaneta americana for several days. Moulting, if it occurred was incomplete an resulted in the death of the insects subjected to the test. Some insect species will not moult into the imagine after neem treatment.
Neem-Inhaltsstoffe im organischen Landbau
MP 22 „Produktionsverfahren im organischen Landbau“ Gießen, SS 2010
Katrin Haupka
Abstract
The neem tree (Azadirachta indica A. Juss. ) contains a considerable number of biologically active ingredients. In plant protection mostly the insecticidal activity of neem products is important, although nematicidal and bactericidal effects are known. Among these insecticidy active ingredients azadirachtin is the most important in biological pest management. Neem derivatives influence insects in various ways. First they have an repellent effect, the insects avoid plants after neem application. Females of some lepidopterous insects also seem to avoid these plants and will not lay their eggs under them. Also there are antifeedant effects of neem, so that insects will not feed from neem- treated plants or, when they feed, the food intake is significantly reduced.
Neem ingredients also have an effect on the metamorphosis of insects. So treatment with azadirachtin delayed moulting of Periplaneta americana for several days. Moulting, if it occurred was incomplete an resulted in the death of the insects subjected to the test. Some insect species will not moult into the imagine stage after neem treatment.
Der Neembaum (Azadirachta indica A. Juss.)
Azadirachta indica A. Juss. ist ein schnell wachsender Baum, der Höhen von 15–20 m, unter guten Bedingungen sogar 35-40 m, erreicht. Er ist ein immergrüner Baum, mit eschenähnlichen Fiederblättern, welcher nur unter Extrembedingungen, wie etwa lang anhaltender Trockenheit seine Blätter abwirft (Schmutterer, 1990, Benge, 1988). Als ursprüngliche Heimat wird Myanmar (Burma) vermutet (Benge 1988). Der Neembaum ist heute weltweit in tropischen und subtropischen Klimaten beheimatet. Er bevorzugt heiße, aride Klimabedingungen mit Durchschnittstemperaturen von 31-32°C, kann aber auch durchaus bei Temperaturen um 50°C überleben (Schmutterer, 1990).
Azadirachta indica ist anspruchslos, was den Boden betrifft, sehr widerstandsfähig gegenüber Trockenheit und begrenzt auch gegen Bodenversalzung; Staunässe und Frost verträgt er allerdings nicht (Benge, 1988; Schmutterer, 1990). Die Wurzeln können dabei doppelt so tief ins Erdreich eindringen als der Baum hoch ist (Schmutterer, 1990).
Der Neembaum trägt 1-2 Monate im Jahr (i.d.R. Mai/Juni) olivenähnliche, gelbe, ovale Früchte, deren Fruchtfleisch essbar ist und zahlreiche Vögel anzieht, welche seine Samen verbreiten. Die Frucht enthält den Samenkern, welcher neben den Blättern und der Rinde die biologisch aktiven Inhaltsstoffe enthält. Unter guten Bedingungen sind mehrere Ernten im Jahr möglich, mit einem Ertrag von 15-30 kg (Schmutterer, 1990). In guten Jahren sollen sogar Ernten mit 50 kg/Baum möglich sein (Benge, 1988, Schmutterer, 1990). Aufgrund seiner medizinischen und insektiziden Eigenschaften findet der Neembaum in der traditionellen Medizin und Landwirtschaft Indiens bis heute Verwendung (Ketkar und Ketkar, 1995). Neben Azadirachta indica existieren noch zwei andere Neembaumarten: Azadirachta siamensis und Azadirachta excelsa (Hein, 1995; Schmutterer et al. 1995; Sombatsiri et al. 1995).
Inhaltsstoffe
Die überwiegende Zahl biologisch aktiven Substanzen im Neembaum gehören zu der Klasse der Triterpenoide. Zu den wichtigsten gehören hier die Azadirachtine, von denen mehrere Unterordnungen Azadirachtin A-N bekannt sind (Veitch et al. 2007). Diese unterscheiden sich hauptsächlich durch die verschiedenen Substituenten an den C- Atomen (Kraus, 1995, Ley et al. 1993, Jones et al. 1988, Veitch et al. 2007).
Azadirachtin A ist die wichtigste insektenabschreckende (repellierende) oder fraßmindernde (antifeedant) Substanz des Neembaumes. Weiterhin wirkt Azadirachtin A häutungsvermindernd und sterilisierend (Larew, 1988, Schmutterer et al. 1995). Es ist in den Samenkernen quantitativ am stärksten vertreten. Je nach Herkunft und Vorbehandlung sind in 1 kg Samenmaterial 2-11 g Azadirachtin nachweisbar (Ermel, 1995).
3- Tigloylazadirachtol (= Azadirachtin B) ist zweitwichtigste Substanz, die Menge beträgt etwa ein Drittel des Azadirachtins A (Kraus 1995, Jones et al. 1988). Die Azadirachtine werden für bis zu 90% der Gesamtwirkung der Neemsamenkerninhaltsstoffe auf Insekten verantwortlich gemacht. Die Menge an Azadirachtin ist umso größer, je unwirtlicher der Standort des Baumes ist (Schmutterer, 1995). Es sind außerdem eine ganze Reihe weiterer biologisch wirksamer Substanzen aus dem Neembaum beschrieben (Kraus, 1995). Zu den bedeutenden Inhaltsstoffen zählen Salannin und Meliantrol, sie haben eine repellente bzw. fraßmindernde Wirkung auf Insekten. Nimbin, Nimbidin und Nimbidol wirken antiviral, antibakteriell, antifungal, protozoenschädigend und antipyretisch. Gedunin zeigt eine Wirkung gegen den Malariaerreger Plasmodium und (Natrium)nimbinat hat eine spermizide Wirkung (Kraus, 1995).
Neem-Produkte
Es sind eine Vielzahl von Neem-Produkten auf dem europäischen Markt, die von Neem- Pulvern bis zu Neem-Kuchen (Neem-Cake) reichen. Als eine einfache Methode Neem- Insektizide herzustellen wird das Vermahlen von Neem-Samen beschrieben. Dieses Pulver kann verwendet werden um z.B. den Maiszünsler zu bekämpfen (Hellpap & Dreyer, 1995). In den Boden eingearbeiteter Neem-Kuchen oder Neem-Pellets reduzieren die von Nematoden verursachten Schäden an den Wurzeln und unterdrücken verschiedene in der Rhizosphäre vorkommende Pilze (Hellpap & Dreyer 1995).
Ein wesentliches Problem bei der Herstellung von Neem-Produkten zur Schädlingsbekämpfung sind die verschiedenen Inhaltsstoffe, welche je nach Herkunft des Pflanzenmaterials und des verwendeten Pflanzenteils unterschiedlich sind (Kleeberg, 2001). Um aber eine Zulassung als Pflanzenschutzmittel zu bekommen, muss gewährleistet sein, dass diese eine gleichbleibende Zusammensetzung enthalten, um die Qualität zu sichern. Aufgrund dessen werden die oben genannten Produkte in Europa weitgehend nur von Hobbygärtnern angewandt. In den USA werden vor allem Neem- Cakes auch großflächig auf landwirtschaftlich genutzten Flächen ausgebracht. Weiterhin finden Neem-Inhaltsstoffe sowohl in der Human- als auch in der Tiermedizin Verwendung. Es gibt zahlreiche Neem-Präparate zur Schädlingsbekämpfung bei Heim- und Nutztieren, z.B. NeemproPet und NeemproSheep der Firma Trifolio-M. Ebenfalls sind zahlreiche Neem-Shampoos z.B. zur Behandlung von Kopfläusen auf dem Markt.
Aufgrund der Schwankungen der Inhaltsstoffe in natürlichen Neem-Produkten sind in Deutschland, auch für den Organischen Landbau, als Insektizide nur Formulierungen mit 1% Azadirachtin A (10 g/l) entsprechend maximal 4% natürlichem Neem-Kern-Extrakt zugelassen.
Veitch et al. haben 2007 das Verfahren zur Synthese von Azadirachtin vorgestellt, allerdings wird sich dieses aufgrund der recht billigen Möglichkeit der Extraktion aus dem Pflanzenmaterial wohl nicht durchsetzen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung l: Schematische Darstellung von NeemAzal aus Neem-Früchten (Kleeberg, 200l)
Die Produktion von Produkten mit 1% Azadirachtin erfolgt standardisiert nach einem dreistufigen Verfahren zur Extraktion von Azadirachtin A (Abb. 1). In Deutschland sind derzeit 3 Produkte mit dieser Wirkstoffzusammensetzung auf dem Markt: NeemAzal T/S der Firma Trifolio-M, welches für den ökologischen Landbau gedacht ist, sowie 2 Produkte für den Kleingartenbereich.
Wirkungsweise
Die Neem-Inhaltsstoffe werden durch die Wurzeln der behandelten Pflanzen und oberirdische Pflanzenteile systemisch in die Pflanze aufgenommen. Dort können sie über Xylem und Phloem verlagert werden. Da es sich auch um ein Fraßgift handelt müssen die Inhaltsstoffe in den Insektendarm gelangen um dort ihre Wirksamkeit zu entfalten. Neem, vor allem Azadirachtin, wirkt dabei hauptsächlich auf die Larven, die Eier und die Imagines werden weniger geschädigt. Das beschriebene Wirkungsspektrum umfasst etwa 400 Arten (Schmutterer, 1988 & 1990).
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