Insektizide und phytotoxische Wirkung von Steinkohlenflugasche

Zusammenfassung

Im Rahmen eines Umweltgutachtens wurde die phytotoxische und insektizide Wirkung von Steinkohlenflugasche untersucht. Als Testorganismen dienten die Pflanzen Tropaeolum majus (Kapuzinerkresse) und Lepidium sativum (Brunnenkresse) sowie die Vorratsschädlinge Plodia interpunctella (Dörrobstmotte), Tenebrio molitor (Mehlkäfer) und Sitophilus granarius (Kornkäfer). Gezeigt werden konnte, dass die verwendete Steinkohlenflugasche bei einem aus der Literatur entnommenen theoretischen täglichen Flugstaubniederschlag von 1 g/m² keine phytotoxischen bzw. insektiziden Eigenschaften aufwies. Selbst eine zehnfach erhöhte Dosis von 10 g/m² hatte innerhalb von 2 Tagen keine erhöhte Mortalität von Dörrobstmottenlarven bzw. über einen Zeitraum von 12 Tagen keine erhöhte Mortalität von Mehlkäfern (alle Entwicklungsstadien) zur Folge. Für Kornkäfer ergab sich eine leichte Erhöhung der Mortalität auf 2 % innerhalb von 12 Tagen nach einer Dosierung von 5 g/m². Die Mortalitätsrate von Kornkäfern erhöhte sich nach Applikation von 125 mg Flugasche auf eine Fläche von 50 cm² innerhalb von 12 Tagen von 6 % in der Kontrolle auf 14 %. Eine mit Diatomeenerde zur Positivkontrolle durchgeführte Versuchsreihe hatte hingegen bei gleich hoher Dosierung eine 100 %ige Abtötung aller adulten Kornkäfer zur Folge. Starke Pflanzausfälle waren erst bei einem komplett aus Flugasche bestehendem Substrat zu verzeichnen. Nur geringfügig waren die Wuchsleistungen der verwendeten Pflanzen ab einem Flugascheanteil von 50 % im Substrat beeinträchtigt.

Abstract

Millions of tonnes of coal fly ash are produced annually and its disposal is a major concern. Fly ash is mainly used in civil construction and as landfill. However, these procedures do not utilize the complete amount of ash produced and thus, thermal power stations have to manage its storage. New ways to dispose fly ash are needed and research to use fly ash in agricultural settings is conducted worldwide. Recent reports from in India propagate the possible use of fly ash as insecticides. A series of laboratory experiments were undertaken to validate the insecticidal effect as well as to discover possible phytotoxicity problems.

The growth of Tropaeolum majus and Lepidium sativum plants in substrate with different fly ash rates was assessed. Test substrate for L. sativum contained 1, 5, 10, 20, 50 or 100  % fly ash. Over a period of 12 days every three days fly ash (5, 25 or 50 mg) was applied to T. majus potted in pots with 8 cm diameter. All experiments were analyzed after four weeks. Surface treatments of fly ash had no effect on growth parameters of T. majus. In contrast to this length growth of L. sativum was reduced when planted in substrate with 50 % or higher fly ash. This effect is most likely caused by a physical and not chemical effect of the substrate. Soil pH increased with increasing percentages of fly ash. Substrate containing 50 % fly ash showed a pH of 7.8 and 100 % fly ash a pH of 8.7.

Insecticidal effects of fly ash were tested on Plodia interpunctella, Tenebrio molitor, and Sitophilus granarius. Larval stages of P. interpunctella have been treated with 3, 8, 18.8, and 37.5 mg fly ash in a plastic box with 29 cm² area and kept for two days at 26°C and 50 % relative humidity. The larval mortality did not differ from the untreated control. Fly ash treatment (20, 100 or 200 mg fly ash/50 cm²) had also no lethal effect in T. molitor larvae and adults after 12 days. In contrast, S. granarius beetle mortality increased slightly about twofold (up to 14 %) when treated with 125 mg fly ash/50 cm² after 12 days. Mortality was significant higher (100 %) when insects were treated with the same amount of diatomaceous earths.

The results show no potential of coal fly ash as effective insecticide in agricultural settings. Additionally no phytotoxic effects where observed during a four week period to T. majus and L. sativum plants. Results are critically discussed in context with recent publications.