Wissenschaftliche Informationen über Paraquat

Wirkungsweise

Paraquat wirkt in Gegenwart von Licht und trocknet die grünen Pflanzenteile aller Pflanzen aus, mit denen es in Berührung kommt. Nach der Anwendung dringt es beinahe sofort durch das Blatt in die Pflanze ein. Die Aufnahme wird durch hohe Lichtintensität und Feuchtigkeit sowie durch ein nichtionisches Hilfsmittels in der Formulierung erhöht, das für eine starke Retention der Spritzbrühe und eine gute Benetzung der Zielblätter sorgt.

Wirkort von Paraquat ist der Chloroplast. Chloroplasten enthalten die Fotosynthesesysteme grüner Pflanzen, die Lichtenergie absorbieren, die zur Zuckersynthese verwendet wird. Paraquat wirkt am fotosynthetischen Membransystem, dem so genannten Fotosystem I, das freie Elektronen zum Antrieb der Fotosynthese produziert.
Die freien Elektronen von Fotosystem I reagieren mit dem Paraquat-Ion und bilden ein freies Radikal. Es wird durch Sauerstoff schnell wieder rückgewandelt, und dabei entstehen Superoxide. Die chemisch hochreaktiven Superoxide greifen ungesättigte Membranfettsäuren an; dadurch werden Zellmenbranen und –gewebe schnell aufgebrochen und abgebaut. Der Prozess Paraquat-Ion/freies Radikal beginnt von neuem und liefert weitere Mengen an Superoxid, bis keine freien Elektronen mehr vorhanden sind.

Ein sichtbares Welken der behandelten Pflanzen ist unter warmen, hellen Bedingungen innerhalb von Stunden zu beobachten, kann aber unter dunklen, kalten Bedingungen einige Tage dauern. Darauf erscheinen bald braune, ausgetrocknete oder chlorotische Gewebe. Licht, Sauerstoff und Chlorophyll zusammen sind also für die schnelle, charakteristische herbizide Wirkung von Paraquat erforderlich.

Durch die aufgebrochenen Zellmembranen kann Wasser aus der Pflanze austreten. Dies führt zum schnellen Austrocknen der Blätter. Die Zellzerstörung erfolgt in der Regel so schnell, dass sich das Produkt auf dem behandelten Blatt nicht messbar ausbreitet. Daher ist für die Bekämpfung einjähriger Unkräuter eine komplette Bedeckung der Blätter und Wachstumspunkte erforderlich. Mehrjährige Unkräuter können nachwachsen und müssen gegebenenfalls weiter behandelt werden. 

Chemie

Paraquat ist ein nichtselektives Breitspektrumherbizid (Totalherbizid) der Bipyridyliumgruppe. Reine Paraquat-Salze sind weiß und die technischen Produkte gelb. Es sind kristalline, geruchlose, hygroskopische Pulver. Paraquat ist in Alkohol schwach löslich und praktisch unlöslich in organischen Lösungsmitteln. In wässrigen Formulierungen ist Paraquat nicht explosiv und nicht entzündlich. Es korrodiert Metalle und ist nicht mit dem Netzmittel Alkylarylsulfonat kompatibel. Es ist in Säure und neutralen Lösungen stabil, wird aber von Basen schnell hydrolysiert.

Molekülstruktur