Kemi til beskyttelse af afgrøder
Kemi til beskyttelse af afgrøder har udviklet sig dramatisk – Cheminovas produkter
og processer afspejler udviklingen. Det tidlige strategiske fokus på insektmidler
baseret på svovl- og phosphorkemi gav Cheminova det proceskemiske grundlag,
der har ført til nye og avancerede plantebeskyttelsesmidler.
AF IB WINCKELMANN OG mangelvare. Alt kunne sælges,
LARS-ERIK K. PEDERSEN når blot det kunne fremstilles,
så der var ikke behov for nogen
Cheminova startede i 1938 som klar vision eller markedsdrevet
en entreprenørvirksomhed i en specialisering. Efter 2. Vertid, hvor kemiske produkter af denskrig begyndte markedet for
næsten enhver art var en plantebeskyttelsesmidler
at
vokse kraftigt, og Cheminova
udviklede processer til meget
forskellige produkter såsom
DDT, phenoxy-ukrudtsmidler,
kviksølvbejdsemidler og parathion. De fleste af produkterne
blev kun produceret i en kort
Figur 1. Organophosphat-produkter.
Med udgangspunkt i phosphor og svovl udviklede Cheminova et omfattende produkttræ af
organophosphat-insektmidler og mellemprodukter til videresalg.
1
periode, og fra begyndelsen af
1960’erne var konkurrencen så
kraftig, at det var nødvendigt at
koncentrere sig om færre produkter, hvor man kunne opbygge stor kemisk og procesmæssig ekspertise og dermed
være konkurrencedygtig på
verdensmarkedet.
ORGANOPHOSPHATPRODUKTER
Fokusområdet blev organophosphater (OP) – en kemisk
familie af insektmidler, hvortil
parathion hører.
Firmaets vision var at blive
førende inden for dette felt. Det
viste sig at være et heldigt valg,
for det lykkedes at opbygge
verdens mest konkurrencedygtige produktionskompleks
på Cheminovas produktionsanlæg på Harboøre Tange. I
1985 var Cheminova den største udbyder af disse produkter,
der nu omfattede flere insektmidler af denne type samt
mellemprodukter, der blev
solgt til andre producenter. Et
helt produkttræ var etableret.
Cheminovas spidskompetencer
var procesudvikling, etablering
af produktionsanlæg og spildevandsbehandling gennem biologisk
rensning.
Organophosphat-insektmidler har spillet en afgørende rolle i bekæmpelse af malariamyg, græshopper og bomuldssnudebiller.
Mange af produkterne er stadig
på markedet, og tre af Cheminovas produkter – chlorpyrifos,
dimethoate og malathion – har i
de senere år opnået fornyet
godkendelse i EU.
kemien er ikke et skud på OPtræets stamme, fordi man til
glyphosat starter fra phosphor
og chlor og ikke som til de
øvrige produkter fra phosphor
og svovl. Produktet udviklede
sig til at blive verdens største
plantebeskyttelsesmiddel, hvor
Cheminovas produktion kun
dækker en brøkdel af markedet.
Glyphosat er et ikke-selektivt
middel, der ikke kan anvendes
på grønne afgrøder efter fremspiring. Originalproducentens
udvikling af gensplejsede afgrøder, der i modsætning til
ukrudtet kan tåle glyphosat,
åbnede et nyt meget stort marked for glyphosatprodukter. I
dag er det i meget høj grad
kinesiske producenter, der leverer produktet, og ChemiVERDENS STØRSTE
novas produktion er blevet
UKRUDTSMIDDEL
I 1993 gik Cheminova ind i væsentligt mindre end i 2008,
produktion af glyphosat, der der markerede toppen af salg
også indeholder phosphor. Men og produktion.
Figur 2. Pyrethroider.
Pyrethoriderne er synthetiske varianter af naturstofferne
pyrethriner. Cheminovas rolle har været at udvikle og producere gamma-cyhalothrin – det sidste skud på stammen i pyrethroidfamilien.
2
NYE INSEKTMIDLER
Med udgangspunkt i naturstoffer fra chrysantemumblomster
har en række nye insektmidler
set dagens lys. Naturstofekstrakter (pyrethriner) sælges
på spraydåser til husholdningsbrug, men de kemiske strukturer er ikke tilstrækkeligt stabile
til anvendelse på marken. De
nedbrydes meget hurtigt i sollys.
Syntetiske varianter (pyrethroider) har derimod stor anvendelse til bekæmpelse af
insekter i næsten alle landbrugsafgrøder. Der er flere generationer af disse molekyler.
Cheminovas rolle har været at
udvikle og producere gammacyhalothrin – det sidste skud på
stammen i pyrethroidfamilien.
Projektet foregik i samarbejde
med Dow AgroSciences, der
stod for den globale markedsføring, mens Cheminova stod
for udvikling af kemien og processen. Produktionen finder
sted på Cheminovas fabrik i
Danmark. I 2008 overtog
Cheminova hele projektet, og
salget varetages hovedsageligt
gennem egne datterselskaber.
Der er tale om en meget
kompleks chiral-kemi, og produktet er verdens kraftigste
pyrethroid, helt uden inaktive
isomerer, og ganske få gram
gamma-cyhalothrin er nok til at
bekæmpe insekter på en hel
hektar.
MINI-UKRUDTSMIDLER
Et andet strategisk område for
Cheminovas kemi er ukrudtsmidler af sulfonyl-urinstoftypen (SU-midler).
Her har vi en række stoffer,
der er bygget over den samme
grundstruktur, men anvendelsen er meget forskellig for de
enkelte molekyler i gruppen.
Dette skyldes bl.a., at de forskellige stoffer ikke tåles af de
samme afgrøder. Der er i modsætning til glyphosat tale om
specifikke midler mod udvalgte
ukrudtstyper i specifikke afgrøder. Cheminovas produktprogram rummer produkter fra
egen produktion samt produkter, hvor den kemiske proces er
udviklet af kemikere og kemiingeniører i Cheminovas udviklingsafdeling, men fremstillingen foregår hos en anden virksomhed.
FORMULERINGSUDVIKLING
Plantebeskyttelsesmidler består
af et aktivstof, der er bærer af
den ønskede effekt, samt et
eller flere hjælpestoffer. Hjælpestofferne fungerer bl.a. som
opløsningsmidler og understøtter
aktivstoffets
funktion.
Hjælpestoffernes egenskaber er
særligt kritiske, når meget små
mængder aktivstof skal fordeles jævnt på afgrøderne samt
når to eller flere aktivstoffer
Figur 3. Mini-ukrudtsmidler.
Cheminovas produktprogram indeholder en række ukrudtsmidler af sulfonyl-urinstof typen,
der er bygget over den samme grundstruktur, men anvendelsen er meget forskellig for de enkelte molekyler i gruppen.
3
indgår i produktet (formuleringen). Desuden er miljøprofilen
vigtig. Derfor søger vi i videst
muligt omfang at erstatte organiske opløsningsmidler med
vand eller planteolie eller at
fremstille brugsprodukter som
tørstof-granulater. Udviklingen
af nye aktivstoffer kræver derfor et stort fysisk-kemisk udviklingsarbejde, inden recepten
for salgsproduktet er på plads.
Formuleringsudvikling
har
stigende betydning for udvikling af nye plantebeskyttelsesmidler.
KEMI MOD SULT
Kemiske
plantebeskyttelsesmidler spiller i dag en afgørende rolle i arbejdet med at sikre
et højt udbytte af landbrugets
afgrøder.
Befolkningstallet
stiger, og kravet om mere kød
på bordet hos verdens voksende middelklasse betyder pres
på landbruget om at levere flere
produkter. Situationen er allerede alvorlig, idet knap en
milliard mennesker sulter, og vi
kan ikke inddrage mere vild
natur til landbrugsdyrkning.
Derfor er fortsat stigende udbytte pr. arealenhed nødvendig.
Her vil moderne kemiske produkter, der lever op til skrappe
miljø- og arbejdsmiljøkrav,
være en væsentlig faktor i
fremtiden.
Om forfatterne
Ib Winckelmann, cand.scient., er
afdelingschef for Synteseudvikling
ved Cheminova.
4
Lars-Erik K. Pedersen, cand.scient.,
er kommunikationsdirektør ved
Cheminova.
Referencer
1. J.C. Streibig: ”Om at elske og
hade pesticider”. Agrologisk 11
(2009) 6 – 7.
2. Ib Winckelmann: Dansk Kemi 81
8 (2000) 17 – 19.
3. Gunnar Andreasen (Cheminovas
grundlægger): Første halvleg,
Forlaget Vest, Harboøre, 1963.
4. The Pesticide Manual, 15th ed.,
BCPC Publications, ISBN : 978 1
901396 18 8
5. Lars-Erik K. Pedersen (red.)
Vækst Gennem Innovation og bæredygtig udvikling, 2010. Kan
downloades fra
www.cheminova.dk
6. FAO: Undernourishment 2010.
http://www.fao.org/hunger/hunger
-graphics/en/