Arbeitskreis
Pflanzenschutztechnik

Protokoll der Tagung 2004 des Arbeitskreises Applikationstechnik der DPG

Arbeitsgruppen:

Die Arbeitsgruppe Gerätereinigung wird unter Leitung von Herrn Jörg Klingenmaier am 6. Mai 2004 bei Bayer CropScience in Monheim tagen. Herr Schenk hat die Dringlichkeit von einzuleitenden Maßnahmen nach Forderungen der bayrischen Wasserwirtschaftsämter unterstrichen. Der Vorsitzende des Arbeitskreises nimmt Kontakt zum IVA - Herrn Dechet - auf und vereinbart einen gemeinsamen Termin.
Unter Leitung von Hans Raffel wird eine Arbeitsgruppe abgestimmt Düsenempfehlungen erarbeiten.

Mitgliedschaften:

Als neue Mitglieder im Arbeitskreis wurden die Herren Josef Thoma - BayWa und Christian Sill Firma RAU aufgenommen.

Nächste Tagung:

Die nächste Tagung findet am 15. und 16. März 2005 bei der Firma Müller Elektronik GmbH + Co KG in Salzkotten statt.
Die Mitglieder werden gebeten Beiträge für die nächstjährige Tagung rechtzeitig anzumelden.

Folgende Schwerpunkte und erste Beiträge wurden bereits angemeldet:

1. Gerätereinigung
2. Roland Ipach - Reinigung von Sprühgeräten
3. Ernst Herbst - Ergebnisse einer Befragung zur Spritzenreinigung
4. Berichte von den Geräteherstellern - je 10 Minuten
5. Dosiermodelle

Der Vorsitzende wurde für ein weiteres Jahr im Amt bestätigt.
Eine Teilnahme von Pensionären zu einer der nächsten Tagungen wurde von den Arbeitskreismitgliedern begrüßt. Die Herren Giese, Ganzeleier und Frießleben koordinieren die notwendigen Aktivitäten.
Alle Vorträge sollen auf CD an die Tagungsteilnehmer verschickt.
Nach eingehender Diskussion vereinbarten die Teilnehmer die Arbeitskreistagungen weiterhin im jährlichen Turnus durchzuführen.

Dr. Reinhard Frießleben
Leiter des Arbeitskreises Applikationstechnik

Kurzfassung der Tagungsbeiträge

Überlegungen zur Abdrift als Prozess der Tropfenverlagerung

Abdrift ist ein Prozess der Tropfenverlagerung durch Luftbewegung und wird durch Sedimentation verdrifteter Partikel außerhalb der behandelten Parzelle gekennzeichnet. Als Standardverfahren zur Messung von Drift werden heute Petrischalen als künstliche Kollektoren auf einer Freifläche in Windrichtung platziert. Die Freifläche ist in der Regel „glatt“, z. B. eine gemähte Wiese. Das Verfahren wird angewendet zur Ermittlung von Abdrifteckwerten und zur Registrierung verlustmindernder Technik.
In der Praxis befinden sich neben behandelten Pflanzenbeständen jedoch stets ebenfalls bewachsene Flächen, d.h. verdriftende Tröpfchen sind anderen Prozessen ausgesetzt. Insbesondere das Strömumgsverhalten der Luft ist von der Rauhigkeit der Oberfläche (Grenzschicht) abhängig. Über einem Pflanzenbestand entstehen deshalb kleinskalige Turbulenzen. Mit Hilfe von Paraquat sichtbar gemachte Driftmuster zeigen im ungestörten Pflanzenbestand, dass infolge der Luftströmung Tröpfchen eher in der oberen Bestandeszone anlagern und tiefere Zonen praktisch nicht erreichen. Die Verteilung der angelagerten Tröpfchen ist in hohem Maße ungleichmäßig und insbesondere gekennzeichnet durch die Retention einzelner Partikel an einzelnen Blättern. Der Bedeckungsgrad auf der Pflanzenoberfläche ist äußerst gering. Da nur Partikel < 100 µm im Durchmesser verdriften, kommt es entscheidend auf das Feintropfenvolumen eines Verfahrens an. Bemerkenswert ist, dass Düsen, die in Deutschland als 50% bzw. 90% verlustmindernd registriert sind, sich im Feintropfenvolumen und in Driftbelagen auf Pflanzenbeständen praktisch nicht unterscheiden.

• Koch, H., P. Weißer u. M. Landfried (2003) Effect of drift potential on drift exposure in terrestrial habitats. Nachrichtenblatt Deut. Pflanzenschutzd., 55, 181-188.
• Koch, H., O. Strub u. P. Weißer (2004) The patchiness of pesticide drift deposition patterns in plant canopies. Nachrichtenblatt Deut. Pflanzenschutzd. 56, 25-29.
• Koch, H., P. Weißer u. O. Strub (2004) Comparison of dose response of pesticide spray deposits versus drift deposits. Nachrichtenblatt Deut. Pflanzenschutzd. 56, 30-34.

Drift Studies in Wind Tunnel

Wind tunnel experiments can be useful to characterise spray drift effects. The tunnel has a cross section of 2.5 * 2 m and an effective length of 15 m (see figure 1). In front area a spray boom with up to 6 nozzles can be moved. For interpretation of wind tunnel tests the wind speed should be adjusted in spray boom height to ~ 1/2 of the wind speed expected in 2 - 3 m height.

Figure 1: Wind tunnel with different collectors

Figure 2: soil sediment of different products - wind: 2m/s; Nozzle: LU12003, 2.5bar

Could potential drift be predicted by measuring only the droplet size? Usually the MVD (mean volumetric diameter) represents the fineness of nozzles sprays. More interesting for drift purposes is the content of fines that is produced while spraying. the content of fines can be enlarged in comparison to water and on the other hand can be significantly reduced. For one nozzle type and identical conditions the number of fines can vary for more than 100 %. This had been checked in wind tunnel as well (see figure 2). Different effects have been already tested in wind tunnel tests. The main factors are: - Wind speed, (Temperature, Humidity); - Tractor speed; -Soil surface; - Droplet size; - Formulation, anti drift additives.
It is obvious that different additives or products reduce drift up to 50%. (Product 1, 3 compared to product 5, water).
Additionally to the soil sediment the air borne drift is measured in 3 different height levels at the same distances than soil sediment measurement. The collector rope at 50 cm height starts with the highest drift rate, it drops in growing distances whereas the highest collector starts with lowest value and is increasing over the length of the tunnel. The collector in middle of the tunnel (at 1 m height) reaches a nearly constant drift level after the first 3 m.
To compare wind tunnel to field spray drift results product 1 had been used. A tractor mounted sprayer (boom width 10 m, flat fan nozzles 120 03 at 2.5 bar) applied 200 l/ha on 1 ha at Wind speed of 2.6 to 4 m/s, mean value 3.4 m/sec, humidity ~ 40%. The soil sediments of both experiments demonstrate that a drift reduction of 50% can be achieved by modifications of the formulation to avoid fine droplets.
The experiments will be continued checking the effects of different: nozzles, pressures, water rates, wind speeds, driving speeds, spray boom heights, formulations and additives.

Abdriftpotential von Flachstrahldüsen im Windkanal

Abdriftversuche werden fast ausschließlich im Freiland unter variablen Bedingungen durchgeführt. Dadurch sind Beurteilung und Vergleich der Ergebnisse unterschiedlicher Versuche nur bedingt möglich. Die Wirkung abdriftmindernder Düsen in Abhängigkeit von Wasser- und Wirkstoffaufwandmengen ist noch nicht schlüssig darstellbar. Auch die Bezugsgrößen für die Beurteilung unterschiedlicher Düsenbauarten fehlen noch.
Erste Versuche zur Ermittlung des Abdriftpotentials unterschiedlicher Düsenbauarten (Größe 04) bei gleicher Aufwandmenge (290 l/ha) wurden im Hohenheimer Windkanal mit simulierter Arbeitsgeschwindigkeit durchgeführt. In einem zweiten Versuch wurde das Abdriftpotential unterschiedlicher Düsenbauarten (Tee Jet XR und AI, Größe 03) mit der Belagsmasse als Bezugsgröße verglichen. Die Belagsmassen direkt unter dem Gestänge (ohne Wind) liegen zwischen 82,8% der Aufwandmenge für AirMix-Düsen und 57,3% für Lechler AD-Düsen. In den untersuchten Varianten war der Bedeckungsgrad unter dem Spritzgestänge für die Injektordüsen 03 nicht besser als für die konventionellen Düsen. Das Abdriftpotential von Injektordüsen in kurzer und langer Version war vergleichbar. Die konventionellen Flachstrahldüsen bringen bei günstigen Windverhältnissen (<3 m/s) bessere Spritzqualität als Injektordüsen. Im Bereich bis 3 m von der Behandlungsfläche sind die Abtriftwerte für die Injektordüsen 5 bis 10-mal niedriger als für die anderen geprüften Düsen. Weitere Grundlagenversuche sind notwendig, um die Verluste zwischen Düsenöffnung und Zielflächen genauer zu bilanzieren.

Untersuchungen zur Verflüchtigung von Pflanzenschutzmitteln im Windkanal

Vom Institut für Ökotoxikologie und Ökochemie im Pflanzenschutz und der Fachgruppe Anwendungstechnik der Biologischen Bundesanstalt wurden im Jahr 2003 erste Versuche zum Verflüchtigungsverhalten von Pflanzenschutzmitteln im Windkanal der BBA durchgeführt. Hierzu wurden Pflanzschalen mit Hafer in der Applikationsstrecke mit dem PSM „Gladio“ behandelt. In der anschließenden 24 h Messphase im Windkanal (2 m/s Wind bei konstanten klimatischen Bedingungen) wurden die Emission der Wirkstoffe aus dem Bestand, der Nahtransport in der umgebenden Luft und die Deposition in Wasserflächen bestimmt. Ziel dieser und weiterer Untersuchungen ist es, ein Modell für das Verflüchtigungsverhalten von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen zu erstellen, das bei der Zulassung der PSM berücksichtigt werden kann.
Messaufbau im Windkanal der Fachgruppe Anwendungstechnik: Messung der Emission aus dem Haferbestand mittels Kollektoren (Polyethylenschläuche mit 2 mm Durchmesser und 10 cm Länge, waagerecht ausgerichtet), Luftprobennahme mittels Tenax-Röhrchen in 2, 3 und 5 m Abstand zur Emissionsstelle (Pflanzschalen mit Hafer) bei 0,4 und 0,8 m Höhe über dem Boden, Deposition in Petrischalen mit Wasser in 2, 3 und 5 m Abstand, Aktivkohlefilter am Ende der Messstrecke zur Reinigung der Luft (Windkanal im Umluftverfahren).
Erste Ergebnisse mit dem untersuchten PSM „Gladio“ mit den Wirkstoffen „Fenpropidin“, „Propiconazol“ und „Tebuconazol“ zeigen auf, dass das Verflüchtigungsverhalten der Wirkstoffe in erster Linie vom Dampfdruck abhängig ist. Wirkstoffe mit hohem Dampfdruck
sind innerhalb kurzer Zeit (12 - 15 h) nur noch in minimalen Mengen im Bestand zu finden und können während der Verflüchtigungsphase sowohl in der Luft, als auch im Wasser (Petrischalen) nachgewiesen werden. Die Entfernung zwischen Emissionsfläche (Haferbestand) und dem Eintragungspunkt (Petrischalen) hat im betrachteten Bereich (2m bis 5 m) keine Auswirkung auf die Höhe der Deposition. D. h., die Menge an nachgewiesenen Wirkstoffrückständen war in 2 m, 3m und 5m Entfernung von der Emissionsquelle annähernd gleich.
Weitere Untersuchungen sind für das Jahr 2004 geplant. Mit einer umfassenden Darstellung der Ergebnisse ist zur Pflanzenschutztagung 2004 zu rechnen.

90 % Abdriftminderung bei vertikaler Ausbringtechnik in Reihenkulturen mittels des Driftschutzfolien - Zusatzgerätes „Nodrift - Obstbau/Weinbau“

Ein Projekt über geräteauf- oder angebaute Driftschutzfolien - über erste Erfahrungen wurde im Vorjahr anlässlich der Arbeitskreissitzung „Applikationstechnik“ der DPG bereits berichtet - zur Abdriftreduzierung in Raumkulturen konnte im Jahr 2003 mit einem entsprechenden Prototyp erfolgreich abgeschlossen werden. Die Minderung der Abtrift dieses Zusatzgerätes wird durch eine perforierte sowie an ihrer Oberfläche grob strukturierten Kunststofffolie erzielt, die an einem Rahmen dergestalt montiert ist, dass darauf aufprallende Spritzbrühepartikel zum Teil reflektiert und zum anderen Teil aufgefangen und recycelt werden. Die Abmaße der Auffangflächen der driftreduzierenden Kunststofffolie betragen wie folgt: Mittelfläche: 100 cm breit; Zwei seitliche Flankenflächen im Winkel von 130° angesetzt: je 45 cm breit; Eine oben abschließende Auffangfläche im Winkel von 130° angesetzt: 90 cm lang; Gesamtbreite/Gesamthöhe des Driftschutzgerätes: 1,60 cm/2.35 cm.
Durch ein Verschieben des Folienzusatzgerätes in der Fahrtrichtungsebene ist eine Anpassung desselben an den Gebläseaustrittswinkel des jeweils verwendeten Pflanzenschutzgerätes möglich. Der über der Kultur (Obst, Wein) geführte Teleskopausleger ermöglicht eine Anpassung an den Reihen- bzw. Zeilenabstand. Um Verwirbelungen an den Luftabrisskanten des Gerätes (Übergang von „Luv“ nach „Lee“) zu mildern bzw. auszugleichen wurden in diesen sensiblen Bereichen frei bewegliche Folienüberhänge von ca. 15 cm belassen. In seiner Endausführung wird der Driftschutz über eine Drehtellerkonstruktion in seinen Arbeitsstellungen sowohl links- als auch rechtsseitig und zusätzlich in einer Transportstellung mittig hinter dem Pflanzenschutzgerät geführt werden können. Das Zusatzgerät kann an alle herkömmlichen Pflanzenschutzgeräte, die für vertikale Ausbringtechnik in Reihenkulturen (vorerst im Obst- und Weinbau) konzipiert sind, angepasst und montiert werden. Das Driftschutzfolien - Zusatzgerät ist in Österreich in der Abdriftminderungsklass 90 % eingetragen; Zulassungsträger ist das Amt der Niederösterreichischen Landesregierung.
Die Abdriftmessungen wurden von Hr. Univ. Prof. Dr. Hans Neururer geleitet bzw. durchgeführt; wertvolle Unterstützung bei den notwendigen Berechnungsmodellen leistete dabei Hr. Dr. Walter Zislavsky (vormals BFL - Wien). Die Versuchsmessungen erfolgten auf freiem Gelände unter Verwendung der Luft - Injektordüse Lechler ID 90-02 C bei 8 bar Spritzdruck (AMK 50 % bei max. 4,5 bar). Die chemischen Auswertungen der Bodensedimente (Probenanalytik) wurden durch das Forschungszentrum Seibersdorf (ARC Seibersdorf Research) getätigt. Weitere Abdriftversuche unter verbesserten applikationstechnischen Voraussetzungen (Versuchsanlagen in den Rebzeilen, Verwendung von Düsen höherer Abdriftminderungsklassen sowie höheren, praxistauglicheren, Druckbereichen) sollen zeigen, ob durch das Zusatzgerät „Nodrift - Obstbau/Weinbau“ eine noch bessere abtriftmindernde Wirkung (AMK 99 %) zu erreichen ist.
Im Hinblick auf die sehr guten abdriftmindernden Eigenschaften des Zusatzgerätes „Nodrift - Obstbau/Weinbau“ könnte dieses auch in den immer akuter werdenden pflanzenschutzspezifischen Konfliktbereichen zwischen herkömmlicher Landwirtschaft und dem Biolandbau Erfolg versprechend zum Einsatz kommen.

Aktuelle Ergebnisse zum Stand der Abdriftuntersuchungen und Eintragungen in die Liste Verlustmindernde Geräte

Im Jahre 2003 wurden weitere ergänzende Abdriftmessungen mit dem Ziel durchgeführt, das Verzeichnis „Verlustmindernde Geräte“ der BBA zu ergänzen. Für Flächenkulturen hat sich dadurch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Düsentypen gegenüber dem Vorjahr wiederum erhöht und einige Düsen der Größen 03 und 04 wurden im unteren Druckbereich in die Abdriftminderungsklasse 75 % umgestuft. Die wichtigste Änderung ist der generelle Wegfall der Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit auf 5 km/h, so dass nun auch die Düsen der Abdriftminderungsklassen 75 und 90 % universeller einsetzbar sind. Als bislang einzige anerkannte und eingetragene Düse der Größenklasse 025 neu dabei ist die Düse IDN 120-025 POM mit einer Abdriftminderung von bis zu 90 %. Sowohl für den Wein- und Obstbau als auch für den Hopfenbau wurden mehrere weitere Gerätetypen in den Abdriftminderungsklassen 75 bzw. 90 % eingetragen. Sprühgeräte mit Axialgebläse und grobtropfigen Düsen sowie auf maximal 20 000 m³/h begrenzter Luftleistung können im Weinbau jetzt generell bei 75 % Abdriftminderung eingesetzt werden. Vertikale Spritzgestänge für Spargelanbau, Weinbau und Strauchbeeren erfüllen in Verbindung mit Injektordüsen die Kriterien für die Abdriftminderungsklasse 90 %. Die grobtropfig zerstäubenden Injektordüsen sollten damit mittlerweile zur Grundausstattung eines jeden Pflanzenschutzgerätes gehören. Bei richtiger Wahl des geeigneten Düsentypes und der erforderlichen Düsengröße sind sie sehr universell einsetzbar, sie reduzieren die Umweltbelastung aufgrund von Abdrift deutlich, sie ermöglichen die Einhaltung der Anwendungsbestimmungen und sie müssen sich bei korrektem Einsatz auch hinsichtlich der biologischen Wirksamkeit der ausgebrachten Pflanzenschutzmittel nicht hinter den bisherigen Düsen verstecken.

Injektordüsen - Status quo

Injektordüsen für Anwendungen im Feldbau haben sich längst durchgesetzt. Neben arbeitswirtschaftlichen Vorteilen rückten in den letzten Jahren verstärkt Auflagen zum Schutz der Gewässer und Saumstrukturen in den Mittelpunkt des Interesses. „BBA-verlustmindernd“ eingetragene Injektordüsen stehen heute in den Abdriftminderungsklassen 50, 75 und 90% zur Verfügung. So können die Abstandsauflagen von Pflanzenschutzmitteln flexibel gemanagt und auch auf ein Minimum reduziert werden. Die größte Herausforderung des Marktes war, eine Düse für den Feldbau im Bereich 200 l/ha mit 90 % Abdriftminderung BBA-anerkannt zu bekommen. Nicht vernachlässigt werden dürfen die ackerbaulichen Anforderungen an Düsen: exakte Ausbringung und gleichmäßige Verteilung des Pflanzenschutzmittels bei insgesamt guter Durchdringung des Bestandes mit bestmöglicher Anlagerung auf der Pflanze. Nur so kann der optimale Bekämpfungserfolg erzielt werden.
Dem Praktiker bieten sich heute Injektordüsen in zwei Versionen - herkömmlich lange und kompakte - für unterschiedliche Anforderungen an. Weit reichend erprobt und mittlerweile Stand der Technik sind Air-Injektordüsen (z.B. ID). Die Funktionsbereiche der Düse sind getrennt, wobei die Dosierung mittels Blende im Injektor und die Zerstäubung an der Austrittsöffnung erfolgt. Durch das Venturi Prinzip des Injektors wird Luft eingesaugt, etwa im Verhältnis 1:1 zur Flüssigkeit. Je nach Mittel können dabei auch große abdriftfeste 'Blasentropfen' entstehen. Durch den Druckabbau in der Mischkammer und die große Austrittsöffnung dieser Injektordüse wird der Feintropfenanteil auf ein Minimum reduziert. Die Tropfenspektren reichen von extrem grobtropfig - grob - z.T. mittel. So kann die Abdrift auf bis zu 90 % - unter Beachtung verfahrenstechnischer Vorgaben wie der Reduktion des Spritzdruckes - vermindert werden. Biologisch betrachtet, wird im optimalen Druckbereich der ID-Düsen ab 4 bar eine deutlich verbesserte Belagsstruktur und durch das wesentlich gröbere Tropfenspektrum im Vergleich zu Standarddüsen (z.B. LU) eine sehr gute Bestandesdurchdringung erzielt. Die Abdriftminderung erhöht zudem den Netto-Eintrag in den Bestand. Windgeschwindigkeiten bis 5 m/s und etwas höhere Fahrgeschwindigkeiten sind nach guter fachlicher Praxis durchaus möglich.
Eine Weiterentwicklung für die abdriftarme Ausbringung stellt die neue IDN-Düse dar. Es handelt sich dabei um eine technisch modifizierte ID-Düse, die den Anforderungen der Praxis im Hinblick auf die Abdriftminderung und Abstandsauflagen noch gerechter wird. So kann die IDN-Düse in einem erweiterten Druckbereich von 2 bis 8 bar eingesetzt werden. Möglich wird dies durch eine neuartige Innengeometrie. Daraus resultiert bei niedrigem Druck durch relativ gröbere Tropfen eine extreme Abdriftstabilität. Anwendern steht bei Abstandsauflagen zu Gewässern und Saumstrukturen somit erstmals eine Düse in der 90% Abdriftminderungsklasse bei 2 bar Druck für Standardaufwandmengen von 200 l/ha zur Verfügung. Dabei - und dies ist neu - können ohne Änderung der Brühekonzentration / Wasseraufwandmenge und ohne Wechsel der Düsen auch die 200 l/ha außerhalb des Randbereichs von Abstandsauflagen im für die Applikationen optimalen Druckbereich von 4 - 8 bar bei 7 - 10 km/h flexibel ausgebracht werden.
Fakt ist, dass der Mittlere Volumetrische Durchmesser (MVD) bei der IDN-025 im optimalen Druckbereich von 4 - 8 bar nahezu auf gleicher Höhe wie bei der ID-03 verläuft, die sich mit sehr guter biologischer Wirksamkeit bewährt hat. Für die extrem abdriftarme Randbehandlung in der 90% Abdriftminderungsklasse ist der MVD der IDN-025 bei 2 bar gleich groß wie bei der 90%igen ID-05. In Relation zum gleichgroßen Kaliber ID-025 ist die IDN-025 grobtropfiger und dadurch noch abdriftstabiler.
Weitere entscheidende Unterschiede bei den Injektordüsen gibt es zwischen den konventionell langen (z.B. ID/IDN) Bauformen und den seit zwei bis drei Jahren verfügbaren kompakten Düsen (IDK). Die IDK-Düsen (1.0/1.5 bis 6 bar) arbeiten abdriftarm im niederen Druckbereich, also je nach Größe bei einem Druck von bis zu 3.0 bar. Darüber wird mit zunehmendem Druck das Tropfenspektrum deutlich feiner. Dies entspricht einer absoluten Änderung des MVD von bis zu 300 µm über den gesamten Druckbereich. Die herkömmlichen langen Injektordüsen sind bei wesentlich geringerer Änderung des Tropfenspektrums (<150 µm) über den gesamten Druckbereich wesentlich flexibler für abdriftarme Applikationen einsetzbar.
Die Anforderungen an die Applikationstechnik sind besonders bei vertikal stehenden Zielflächen sehr hoch (z.B. Ungras- und Krautfäulebekämpfung, Ährenbehandlungen, Gemüsebau). Ein besonderes Augenmerk gilt mehr denn je dem Getreide mit den hohen Forderungen an eine möglichst geringe Toxinbelastung. Bekannt sind die positiven Effekte des Doppelflachstrahls bei der Anlagerung an derartigen Zielflächen. So bieten sich einerseits die sehr feintropfigen, abdriftgefährdeten Doppelflachstrahldüsen und andererseits die neue Bajonettkombikappe TwinSprayCap für den Einbau der abdriftarmen Injektordüsen (z.B. IDK, ID, IDN) an. Mit der Kombination entscheidender Effekte - Belagsverbesserung und Driftminderung - sind die genannten Applikationen optimal durchführbar.
Der Praxis steht heute eine hoch entwickelte Düsentechnik für eine effiziente und leistungsfähige Applikation im Sinne einer gezielten, gleichmäßigen und umweltgerechten Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln zur Verfügung.

Ergebnisse von Lasermessungen in Raumkulturen

Zur Entwicklung eines 3D-Multifunktions-Lasersensors wurden Versuche in Obst, Wein, Oliven und Hopfenkulturen mit verschiedenen Industrie Laserscannern über mehrere Vegetationsperioden durchgeführt. Die untersuchten Lasersensoren tasten bis zu 25 mal pro Sekunde einen Bogen von bis zu 190° Winkel mit Auflösungen von 0,25° bei einer Abstandsauflösungen von bis zu 4 mm ab. In den untersuchten Sensoren werden Laser der Laserklasse 1 (Augensicher) im nahen Infrarotbereich bei 800 bis 850 nm eingesetzt.
Mit dem Laserradarprinzip (LIDAR) können hochpräzise Messungen von Pflanzen hinsichtlich Abstand und Form der Laubwandoberfläche, Volumen und Struktur der Laubkronen (Lückenanteil, Blattfläche, Blatt-, Astdichteverteilung, Ast-/Triebsignatur der Einzelpflanzen) ermöglicht werden. Aus den Messwerten sind Informationen über die Anlage (Reihen), wie Abstand der Einzelpflanzen innerhalb der Reihe, Lage und Verlauf der Reihe, Standort einer bestimmten Einzelpflanze innerhalb der Reihe, Reihenabstand zur gegenüberliegenden Reihe und Verlauf der Laubwandhöhe entlang der Reihe abzuleiten. Mit der Auswertung der Infrarotreflektion sind Vitalitätsmesswerte von Blättern, Trieben und Früchten möglich.
Die Untersuchungen erfolgten in verschiedenen Versuchsanlagen (Altes Land, For­schungsanstalt Geisenheim, SLFA Neustadt Weinstraße, Weinberg nahe Trier, Südtirol, Reggio Emila Romagna, Reggio Piedmont (Italien) und Südfrankreich. Die Eigenbewegung von Fahrzeugen bei der Fahrt auf unbefestigtem Gelände kann mit dem Lasersensor so präzise erfaßt werden, daß eine Korrektur der Zielgenauigkeit als Voraussetzung für eine Präzisionsbehandlung (Pflanzenschutz, Schnitt, Ernte usw.) ausgehend vom Fahrzeug realisiert werden kann.
Mit dem in der Entwicklung befindlichen 3D-Multifunktionssensor wird die Fahrzeugposition in einer Obst-/Weinanlage, die aktuelle Fahrzeuglage und die Positionen von Messpunkten in den Pflanzenkornen mit nur einem Sensor gemessen.
Die Überlagerung der Messwerte verschiedener Fahrten aus einer Vegetationssaison zeigt die Entwicklung der Einzelpflanzen und des Bestandes. Die Überlagerung der Messwerte verschiedener Jahre erlaubt Vergleiche hinsichtlich der an den Kulturen durchgeführten Kulturmaßnahmen und deren Wirkung und damit die Optimierung des Pflanzenbaues in Raumkulturen auf der Basis hochaufgelöster räumlicher Daten.
Die Untersuchungen werden in der Vegetationssaison 2004 fortgesetzt. Dazu wurde am 31. März 2004 die LOMAGRI GmbH gegründet. Auf eigenen Versuchflächen (Obst- und Weinmusterpflanzungen) werden die Zusammenhänge optischer und biologischer Signaturen natürlicher Pflanzenbestände mit Hilfe von Referenzmessmethoden erarbeit.

Anwenderexposition - Wie beeinflusst der Winzer seine Belastung?

Ergebnisse aus 2 Anwenderexpositionsstudien lassen deutliche Rückschlüsse auf die Einflüsse der Arbeitsweise bei der Anwenderbelastung zu. In einer Studie wurden die Arbeitsgänge Mischen und Ansetzen sowie Sprühen getrennt untersucht. Beim Mischvorgang ist vor allem sachliche, saubere Vorbereitung gefragt. Unachtsamkeiten führen sofort zu deutlich höherer Anwenderbelastung. Beim Sprühvorgang können die Einflüsse des Gerätes, des Schleppers sowie der Achtsamkeit des Anwenders signifikante Folgen auf die Anwenderbelastung haben. Eine vorhandene Kabine nützt gar nichts, wenn die Fenster aufgrund hoher Temperaturen geöffnet werden. Ein gut gewartetes Gerät beugt Störungen vor, deren Behebung mit sprunghaft ansteigenden Belastungswerten einhergeht. Unterschiede in der Exposition einzelner Versuchspersonen können bei gleicher behandelter Fläche durchaus den Faktor 10 oder mehr ausmachen.

Pflanzenschutzmittelausbringung mit Gießwagen im Freiland

An der Landwirtschaftskammer NRW wurde 2003 ein Projekt im Zierpflanzenbau initiiert, das sich mit der Ausbringung von PSM im Freiland befasst. Es wurden folgende Mindestanforderungen an die Ausbringtechnik definiert:

• Fahrgeschwindigkeit des Gießwagens regelbar bis 15 m/min
• Wasseraufwandmengenbereich von 800 l/ha bis 4000 l/ha
• realisierbare Arbeitsdrücke am Gießwagen bis 4 bar
• zusätzliches Gestänge mit kompakten Injektordüsen (AirMix, IDK, MD)
• Direkteinspeisung über Systeme wie z.B. Dosatron mit nachgelagerter Mischkammer
• Stammlösungsbehälter mit Rührwerk und Druckminderer vor dem Dosatron

Applikationstechnik - ein Problem im Rheinischen Zierpflanzenanbau?

Wurde vor Jahren im Freilandanbau, noch Pflanzenschutzmittel in Prozentlösung mit Handgeführten Karrenspritzen ausgebracht, erfolgt bedingt durch die größeren Anbauflächen eine Umstellung zur Flächenapplikation. Dazu werden vielfach die im Betrieb vorhandenen Gießwagen zur Bewässerung und Düngerausbringung mit einem Spritzbalken ausgerüstet. Neben der Erhöhung der Schlagkraft ist auch die Umstellung von der Prozentlösung auf Mengenangabe je Hektar ein wichtiges Argument für die gleichmäßige Flächenapplikation. Jedoch führen die hohen Wasseraufwandmengen aus den Prozentlösungszeiten von weit über 1000 l je Hektar bis zu mehreren Tausend Litern je Hektar zum Ablaufen der Spritzbrühe. Die hohen Wassermengen resultieren zum einen aus der langsamen Vorfahrtsgeschwindigkeit älterer Gießwagen (3 m/min) und der Gewohntheit hohe Wasseraufwandmengen auszubringen.
Ein weiteres Problem ist der Einsatz der geeigneten Düsen. Vielfach werden Injektordüsen eingesetzt um auf dem Stand der Technik zu sein, jedoch erfolgte keine Prüfung des optimalen Druck. Da auf Grund der langen Zuleitungen ein hoher Druckabfall bis zur Düse erfolgt sind Drücke von 4 bis 6 bar selten zu erfüllen. Hier sollten die kurzen Injektordüsen (Airmix von Agrotop oder IDK von Lechler) eingesetzt werden. Auch ist die Dosierung zu optimieren. In den meisten Fällen wird das Pflanzenschutzmittel über die vorhandene Direkteinspeisung für Düngemittel als Stammlösung bei Pulvermittel oder pur bei flüssigen Pflanzenschutzmitteln zu dosiert. Zum einen muss ein Rührwerk am Stammlösungsbehälter vorhanden sein, damit ein absetzen verhindert wird, des Weiteren soll eine Mischkammer bei der Zudosierung vorhanden sein, damit das Pflanzenschutzmittel dem Wasser zu gemischt wird.

Technik und Anwendungsparameter von Doppelflachstrahldüsen

Doppelflachstrahldüsen werden seit über vierzig Jahren im Pflanzenschutz eingesetzt. Seit der Markteinführung von speziellen Haltern für Standarddüsen im Jahr 1995 können auch Injektordüsen als Doppelflachstrahldüsen (DF-Düsen) verwendet werden. Das Anstellen von Flachstrahldüsen in einem bestimmten Winkel in und entgegen die Fahrtrichtung verbessert die Benetzung vertikaler Pflanzenteile und verringert die Spritzschattenwirkung der Kulturpflanze z.B. bei Nachaulaufanwendungen von Herbiziden. DF-Düsen erzeugen ferner drei- bis viermal mehr Tropfen aus derselben Flüssigkeitsmenge aufgrund der geringeren Tropfengröße. Dies führt im Allgemeinen zu einer höheren Tropfendichte. Der direkte Vergleich von senkrecht nach unten gerichteten Flachstrahldüsen und DF-Düsen mit wassersensitivem Papier macht den Unterschied optisch deutlich sichtbar. Moderne Injektor-DF-Düsen vermeiden die Nachteile früherer Standard-DF-Düsen wie Verstopfungsempfindlichkeit, geringe Präzision, hohe Abdrift und Verschleiß. Sie sollten optimal in einem Zielflächenabstand von ca. 50 cm bei Fahrgeschwindigkeiten zwischen 5 und max. 8 km/h gefahren werden. Höhere Fahrgeschwindigkeiten heben die Benetzungsvorteile auf der Pflanzenrückseite auf. Die optimalen Betriebsdrücke liegen für die AirMix DF bei 2,5 bis 6 bar, für die TurboDrop DF bei 3 bis 10 bar. Vorteile wurden bisher bei Anwendungen nachgewiesen, die feinere Tropfen erfordern und bei denen die Zielflächen vom Spritzstrahl direkt getroffen werden können, wie z.B. Ährenbehandlung, Krautfäule in Kartoffeln, sowie allgemein in Gemüse und Zierpflanzen. Zur Verbesserung der Durchdringung dichter Bestände sind DF-Düsen nicht geeignet.

Einheitliche Düsenempfehlung - HARDI Vorschlag

Viele Landwirte sind stark verunsichert welche Düse die optimale Lösung für die jeweilige Pflanzenschutzmaßnahme ist. Aufgrund der Düsenentwicklung hin in Richtung abdriftarmer Injektordüsen ist den Praktikern klar, dass verlustmindernde Technik eingesetzt werden sollte. Da die Flächenleistung gesteigert werden soll, stellt sich oft die Frage ob abdriftarme Technik auch mit geringeren Wasseraufwandmengen?
Feine Tropfen haften besser, dieses gilt besonders bei Gräsern. Auf dikotylen Pflanzen haben grobe Tropfen nicht unbedingt Nachteil, da diese dort gut haften. Für die landwirtschaftliche Praxis wäre eine einheitlichere Empfehlung wünschenswert, um nicht durch ständige Diskussionen weitere Verunsicherungen zu erreichen. Die Beratung würde sowohl aus Sicht der Geräteindustrie, als auch für den amtlichen Dienst vereinfacht, wenn die chemische Industrie in Zusammenarbeit mit den Düsenherstellern und dem amtlichen Dienst eine Empfehlung erstellen würde. Der Vorschlag von HARDI wird nicht nur in Deutschland eingesetzt, sondern international genutzt, dabei wird mit unterschiedlichen Wasseraufwandmengen gearbeitet. Grundlage bildet die Einteilung nach Spritzqualität, es werden auch Wasseraufwandmengen genannt. Ziel sollte es sein, die Praxis weiterhin darauf zu sensibilisieren unter ungünstigen Bedingungen auf jeden Fall „Verlustmindernde Technik“ einzusetzen. Der Vorschlag arbeitet mit unterschiedlichen Zielflächen, Wirkungsweisen, Fahrgeschwindigkeiten und Witterungsverhältnissen. Für Verlustmindernde Technik wie HARDI TWIN FORCE können einfach abweichende Tabellen erstellt werden. Es gibt genügend Diskussionsbedarf, wie man diese Tabelle vereinfachen kann.

Die Dosiervorgabe bei Pflanzenschutzmitteln als Grundlage sachgerechter Dosierung und Geräteeinstellung

In der Diskussion um „Dosiermodelle“ für Raumkulturen geht es um 2 Themenkomplexe. Erstens ist festzulegen in welcher Form die Dosierung ausgedrückt und in der Gebrauchsanleitung ausgewiesen wird. Zweitens ist ein Schema erforderlich, das geeignet ist, die aktuell in einer Anwendungssituation erforderliche Wasser- und Präparatemenge zu entscheiden. Für die Frage nach der Form der Dosiervorgabe wird von der Gerätefunktion ausgegangen. Maschinengetriebene Pflanzenschutzgeräte arbeiten generell auf der Basis der Dosiergleichung. Dies wird besonders deutlich, wenn man die Funktion von Spritzcomputern betrachtet. Dabei geht es allein um die Zuordnung einer Wassermenge zu einer Fläche (l/ha). In der Gleichung wird die Wasseraufwandmenge zwar üblicherweise auf einen ha bezogen, was suggeriert, es handele sich um die Grundstücksfläche. Spätestens bei der Bandspritzung im Ackerbau aber auch der Herbizidanwendung im Obst- und Weinbau wird deutlich, dass nicht die Grundstücksfläche sondern die übersprühte Fläche gemeint ist. Mathematisch lautet die Zuordnung deshalb richtiger l/10 000m² Behandlungsfläche. Die Dosiergleichung ist in diesem Sinne für eine einzelne Düse anwendbar, mit der im Feldbau standardisierten (rechnerischen) Arbeitsbreite von 0,5m. Die Präparatemenge ist zunächst für die Gerätefunktion unerheblich. Allerdings wird sie sinnvollerweise auf die gleiche Einheit bezogen, wie die Wassermenge also (l oder kg/10 000m²).
Bei der Behandlung von Obstbäumen kann dieses Prinzip unverändert übernommen werden, wenn als Behandlungsfläche, die von den geöffneten Düsen übersprühte Laubwandhöhe als Arbeitsbreite in diese Gleichung eingesetzt wird. Auch hier wird von jeder Düse ein bestimmtes Band überdeckt, wie sich aus der Entwicklung der Sensorsprühgeräte und dem Verteilungsprofil einer einzelnen Düse im Baum gezeigt hat.
In Rebanlagen kann in gleicher Weise verfahren werden. Allerdings ergibt sich mit der Entwicklung der Traubenzone ein durch eine besondere Befallssituation gekennzeichnete Zone. Die Anwendung der Dosiergleichung lässt sich einfach durch separate Betrachtung zweier Bänder erreichen. D.h. in der Traubenzone wird die Dosiergleichung in einem anderen Gleichgewicht gefahren als in der Laubzone. Dies wird zwar derzeit von den meisten Praktikern intuitiv gemacht, in dem Düsen verdreht werden oder unterschiedliche Düsengrößen montiert werden. Sachlich korrekt wäre es, dies auf Basis der Dosiergleichung einzustellen.
Das konsequent angewendete Prinzip der Dosiergleichung würde es jedem Anwender erlauben, die Ausbringmenge des Sprühgerätes fundiert einzustellen. Noch größerer Vorteil wäre, dass auch im Versuchswesen vergleichbare Applikationen und Aufwandmengen möglich wären. Der Einsatz von Spritzcomputern könnte in gleicher Weise, wie im Feldbau erfolgen. Die Entscheidung über die Zu verendende Präparatemenge muss abhängig gemacht werden von verschiedenen Faktoren, wie Sorten, Befallssituation, Witterung und ggf. Kronengeometrie.

Erste Erfahrungen mit einem neuen Dosiermodell zur Zielflächen-abhängigen Applikation im Weinbau

Pflanzenschutzmittel werden derzeit im deutschen Weinbau in Abhängigkeit von der Aufwandmenge des jeweiligen Mittels, vom phänologischen Entwicklungsstadium der Weinrebe und von der Flächengröße einer Rebanlage dosiert. Dies ist auch die Grundlage für die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln im Weinbau in der Bundesrepublik Deutschland.
Aus ökologischer und ökonomischer Sicht sollte nur diejenige Menge an Pflanzenschutzmitteln ausgebracht werden, die zum Schutz der Rebe unbedingt notwendig ist. Hierfür müssen folglich die Zielfläche der Kulturpflanze und die angelagerte Pflanzenschutzmittelmenge je Flächeneinheit der Pflanzenoberfläche möglichst genau bekannt sein. Die Zielfläche der Rebe, Blatt- (beidseitig), Trieb- und Traubenoberfläche, ist für die wichtigsten in Deutschland angebauten Rebsorten bei Drahtrahmenerziehung gut untersucht. Für die Anwendung in der weinbaulichen Praxis fehlen jedoch einfache und schnelle Methoden zur Erfassung der Zielfläche zu den Zeitpunkten, bei denen Pflanzenschutzmaßnahmen durchgeführt werden müssen. Die angelagerte Pflanzenschutzmittelmenge je Einheit Pflanzenoberfläche ist maßgeblich von der eingesetzten Applikationstechnik abhängig. Über das Anlagerungsvermögen verschiedener Pflanzenschutzgeräte im Weinbau gibt es neuere Untersuchungen (Raisigl, 2003), die erhebliche Unterschiede zwischen den Geräten ausweisen. Bisher wurde der Applikationstechnik jedoch hinsichtlich der Dosierung von Pflanzenschutzmitteln nur wenig Beachtung geschenkt.
In mehrjährigen Versuchen in verschiedenen Weinbauregionen in Deutschland und der Schweiz wurden deshalb Methoden erprobt, die es der Praxis erlauben sollen, mit einfachen Mitteln die Zielfläche zu den jeweiligen Spritzterminen zu bestimmen. In einem weiteren Versuchsprogramm wurde die Anlagerungsqualität verschiedener Pflanzenschutzgeräte ermittelt. Die gefundenen Ergebnisse sollen dem Winzer zukünftig die Möglichkeit eröffnen, seine Pflanzenschutzmittelmengen besser an die Rebanlage, der Entwicklung der Zielfläche und der Anlagerungsqualität des Pflanzenschutzgerätes anzupassen.

Stand der internationalen Normung für tragbare Geräte

Derzeit wird eine Internationale Norm (ISO 19932) für nicht motorbetriebene Rückenspritzgeräte erarbeitet. Diese Norm ist in zwei Teile gegliedert, wobei Teil 1 die Testmethoden und Teil 2 die technischen Anforderungen an diese Geräte festlegt. Es wird erwartet, dass die Norm voraussichtlich im Sommer 2005 in kraft treten kann.
Neben der Prüfung von Manometer, Filter, Inhaltsskala, technischer Restmenge, Düse, Dosier-/Verteilungsqualität und anderer aus der Prüfung von PSG bekannten Größen, ist das Besondere an dieser Norm, ein 25-stündiger Dauertest der Pumpe und des Schnellschlußventiles. Außerdem werden die Tragegurte und das gesamte Gerät einem Falltest unterzogen. Nach dessen Bestehen und unter Verwendung eines überhöhten Systemdruckes, dürfen die Geräte keine Leckagen aufweisen.Auf Grundlage dieses Normentwurfes wurde von ENTAM (einem Verbund europäischer Prüfstellen) eine Prüfanleitung erarbeitet, um die Anforderungen dieses ISO-Entwurfes im Rahmen einer praktischen Prüfung exakt und reproduzierbar anwenden zu können. Hierdurch wird erstmals eine europaweit einheitliche Prüfung, solcher Geräte -englischsprachig "Knapsack Sprayer"- möglich.
Die BBA hat zur Durchführung dieser Tests verschiedene Prüfstände neu beschafft. So zum Beispiel einen Prüfstand für den Dauertest von Pumpen und Schnellschlussventile sowie für die Durchführung eines Falltests und zur Überprüfung der Trageriemenfestigkeit. Die BBA verfügt somit über alle notwendigen Einrichtungen und Voraussetzungen, um Geräteprüfungen entsprechend den ISO- und ENTAM-Prüfvorschriften durchführen zu können.

Diskussion beim DPG - Arbeitskreis Applikationstechnik zum Thema Additive

Im Rahmen der Diskussion wurde die Frage gestellt, ob die Wirkung aller Formulierungen durch Tank-Mix-Zugabe von Additiven deutlich gesteigert werden könnte. Als Beweis wurde ein Artikel aus einer österreichischen Zeitschrift von BASF zitiert.
Hierzu möchten wir folgende Stellungnahme abgeben: Ein genereller Zusatz von Additiven, wie er in dem Artikel erwähnt wird, entspricht in keinster Weise den BASF Empfehlungen. BASF entwickelt gezielt bei bestimmten Indikationen Lösungen in Kombination mit Additiven, aber nur dort wo es unbedingt sein muss. Dies betrifft besonders die Verbesserung von Benetzungseigenschaften von Formulierungen ohne integrierte Additive. Die generelle Aussage für alle anderen Produkte lautet europaweit: "Unsere Produkte sind so formuliert, dass sie ohne den Zusatz von Additiven hervorragende Wirkung haben!" Additive können durchaus Nachteile haben, beim Ansetzten ist mit hoher Schaumentwicklung zu rechnen, die Gefahr von run-off ist gegeben, das Tropfenspektrum und damit das Driftverhalten können negativ beeinflusst werden. Aufgrund dieser Randbedingungen wird der Einsatz von Additiven gezielt untersucht und sollte nur nach vorliegender Produkt-Anwendungsempfehlung erfolgen.

Beurteilung der Heterogenität des Getreidebestandes und des Regelverhaltens des CROP-Meter-Spritzensystems bei der Echtzeitapplikation von Fungiziden

Zur bedarfsorientierten sensorgestützten Echtzeitapplikation von Fungiziden ist seit dem Jahr 2003 das CROP-Meter, vertrieben von den Firmen Müller-Elektronik und Agrocom, marktverfügbar. Der Sensor ist seit 4 Jahren im Praxistest. Um die Wirkung des Verfahrens der bedarfsorientierten Fungizidapplikation entsprechend der zu benetzenden Pflanzenoberfläche hinsichtlich Ertragsverhalten und Krankheitsauftreten zu testen, wurden mit diesem Gerät in Kombination mit einer Feldspritze Feldversuche in Getreide durchgeführt. Neben dem Effekt der Einsparung von Betriebsmitteln ergaben diese Praxisversuche zur pflanzenbaulichen Bewertung des Verfahrens keine Ertragsverluste und kein stärkeres Krankheitsauftreten sensorgestützter gegenüber flächeneinheitlicher Applikationen. Für das sensorgestützte Echtzeitspritzen kam eine 4000 Liter Spritze der Firma BBG Leipzig zum Einsatz. In den Jahren 2000 und 2001 wurde ein 18 m Gestänge mit Zweistoffdüsen von Teejet betrieben. Für die Versuche 2002 und 2003 erfolgte eine Umrüstung mit Mehrfachdüsenträger auf einem 24 m Gestänge mit dem Vario-Select-System der Firma Lechler.
Ausgehend von der vom Landwirt festgelegten maximalen Aufwandmenge erfolgt eine Anpassung der Durchflussmenge an den gemessenen Pendelwinkel. Während des Betriebes mit dem Sensor wird dazu ein analoges Signal (Spannung: 1 V...4 V) im Abstand von etwa 5 m (Detektionsstrecke entspricht einer Umdrehung des Traktorhinterrades) an den Jobrechner der Feldspritze gegeben. Bei einer durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeit von 12 km/h bedeutet dies, dass die Regelung der Spritze etwa jede 1,5 s auf einen neuen Sollwert reagieren muss.
Mit einem Messwerterfassungssystem während des Betriebes der Feldspritze wurden Parameter wie Position (DGPS), Pendelwinkel des CROP-Meters, Signalspannung und momentane Applikationsmenge (zusätzlicher Durchflussmesser in der Hauptzuleitung der Spritze vor der Verzweigung zu den Teilbreiten) aufgezeichnet. Durch Verrechnung dieser Größen lassen sich Angaben zum Regelverhalten des Systems und zur Heterogenität des Pflanzenbestandes machen. Um die räumliche Variabilität der entsprechenden Parameter einzubeziehen wurden zur Datenanalyse Methoden der Geostatistik angewendet.
Variogramme, berechnet aus dem Pendelwinkeln bzw. der Signalspannung, zeigten eine deutliche Ähnlichkeit des Bestandes (Reichweite) bis zu etwa 30 Metern, wobei die Heterogenität (Schwellenwert) von Jahr zu Jahr schwankte. Hierin zeigt sich der deutliche Wettereinfluss auf die Ausbildung der Pflanzenmasse. Kreuzkorrelogramme ermöglichen die Einbeziehung der räumlichen Information zur Beurteilung der mittleren Trägheit des Regelsystems während der Applikation. In den 4 Jahren war die Kosemivarianz aus Pendelwinkel bzw. Signalspannung und Durchfluss an benachbarten Aufzeichnungsorten nahe Null. In 3 Jahren wiesen auch noch die etwa 10 m zueinander entfernten Messpunkte eine Kosemivarianz nahe Null auf. Daraus kann geschlussfolgert werden, dass das System über eine Fahrstrecke von etwa 5 bis 10 m auf das Sollwertsignal mit der Istwertanpassung reagiert hat.