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Diatomeenerde - Insektizid aus dem Tertiär



Kieselalgen (Diatomeen) sind ein wichtiger Bestandteil des pflanzlichen Planktons der Meere – dort bilden sie die Grundlage der Nahrungskette – und der Binnengewässer. Sie stellen mehr als ein Fünftel der durch Photosynthese produzierten Biomasse.

Ihre harte, vielfach bizarr gestaltete Zellwand ist zweiteilig, im Prinzip wie eine Schachtel; Boden und Deckel haben artspezifische Formen. Die Wandsubstanz besteht überwiegend aus amorphen, polymerisierten silicatischen Verbindungen (gemeinhin Kieselsäure genannt). Vor allem im Eozän und Miozän, also Abschnitten des Tertiärs vor 55 bis 38 beziehungsweise vor 25 bis 5 Millionen Jahren, traten sie massenhaft auf, vermutlich infolge vulkanischer Aktivität, durch die dann viel gelöstes Siliciumdioxid ins Wasser gelangte. Die abgestorbenen Mikroorganismen bildeten damals bis zu mehrere hundert Meter mächtige Sedimente.

Seit langem werden die Fossilschichten abgebaut. Früher gewann man daraus vor allem Baumaterial und ein Adsorbens für Nitroglycerin (so hatte Alfred Nobel den Sprengstoff als Dynamit sicherer handhabbar gemacht); zudem diente das Material auch zur Hitzedämmung von Tresoren – und überführte so manchen beim Anbohren des Panzerschranks damit bestäubten Dieb. Heute nutzt man die feinen, porösen Hohlkörper unter anderem als Filtermasse etwa in der Zucker-Industrie sowie bei der Bier-, Wein- und Wasserreinigung, aber auch als Poliermittel beispielsweise in Zahnpasten.

Neuerdings erweist sich die Diatomeenerde, auch Kieselgur genannt, zudem als ungiftiges Insektizid. Die winzigen Fossilien haben eine große spezifische Oberfläche und können bis zum Dreifachen ihrer Masse an Flüssigkeiten und Fetten aufnehmen. Werden Insekten damit bestäubt, verlieren sie die Lipidschicht, die sie vor Wasserverlust schützt, und sterben an Austrocknung. Auch schädigt das harte Material wohl die feinen Häute zwischen den Segmenten ihrer Chitinpanzer. Möglicherweise verletzt es überdies die Mundwerkzeuge und den Magen-Darm-Trakt und verstopft die Tracheen, die Atmungsorgane.

Für dieses Prinzip der Schädlingsabwehr bietet die Natur selbst viele Beispiele. Ausgiebige Staubbäder nehmen sowohl Vögel als auch Säugetiere wie etwa Elefanten zur Körperpflege, um sich Parasiten zu entledigen und ihrer Einnistung vorzubeugen. In den letzten zehn Jahren hat nun Diatomeenerde in den USA, Australien und tropischen Ländern auch zur Bekämpfung von Schädlingen einige Bedeutung erlangt; bei der amerikanischen Umweltschutzbehörde sind rund ein Dutzend Präparate registriert. Im mitteleuropäischen Raum ist diese Anwendung aber noch kaum verbreitet.

Der Vergleich von Kieselgur verschiedener Lagerstätten zeigt, daß die Wirksamkeit weniger von der chemischen Reinheit als von physikalischen Eigenschaften abhängt: von Größe und Gestalt der Partikel, ihrer Schüttdichte, Alter und Art der Fossilien, dem Vermögen, Öl zu absorbieren, der Eigenfeuchtigkeit, dem pH-Wert, Verunreinigungen sowie dem Anteil kristallinen Silicats. Außerdem beeinflussen beim Einsatz auch Umgebungsbedingungen wie die Luftfeuchtigkeit den Effekt.

Die Wirkungen verschiedener Präparate auf Morphologie und Physiologie der Schädlinge untersucht das Institut für Vorratsschutz der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft in Berlin. Dabei wurde am Kornkäfer Sitophilus granarius nachgewiesen, daß das Insekt eben durch Wasserentzug merklich an Gewicht verliert. Eine Population solcher Käfer gänzlich auszurotten dauerte allerdings je nach Herkunft des Präparats, mit dem Weizenproben bestäubt wurden, unterschiedlich lange. Ein differenzierteres Bild ergab sich bei Versuchen am Amerikanischen Reismehlkäfer Tribolium confusum: Konnten die Tiere gleichzeitig Nahrung aufnehmen, starben sie deutlich langsamer, vermutlich weil ihr Stoffwechsel daraus Wasser gewann.

Nach heutigem Kenntnisstand ist die Wirkung von Diatomeenerde um so stärker, je besser sie ölige Substanzen aufzunehmen vermag. Zudem sollten die Partikel kleiner als 50 Mikrometer (tausendstel Millimeter) sein. Kristalline Silicate wirken nicht insektizid, sie sollten deshalb weniger als ein Hundertstel der Masse ausmachen.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 5 / 1998, Seite 100
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
5 / 1998

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 5 / 1998

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