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Sprühgeräte, 17.04.2012

EINSATZ ABDRIFMINDERNDER APPLIKATIONSTECHNIK

Der Schutz von landwirtschaftlichen Nicht-Zielflächen wie z. B. Oberflächengewässern und Grünland erfordert den Einsatz abdriftmindernder Düsen. Einführung der Flachstrahl-Injektordüsen als abdriftmindernde Düsentechnik brachte Veränderungen mit sich, die im Obstbau auf Kritik stießen. 
Abdriftmindernde Düsen zeichnen sich durch ein gröberes Tropfensprektrum aus, das den abdriftmindernden Effekt erzeugt. Die in der Obstbaupraxis vorhandene Kritik bezieht sich auf die mögliche Minderwirkung durch gröbere Spritzbeläge und die damit verbundene Entstehung von Spritzflecken [siehe Abbildung 1], sowie auf die erhöhte Verstopfungsgefahr der Düsen aufgrund der Bauform.

Mit der Einführung der Allgemeinverfügung für das Niederelbegebiet im Jahr 2000 wurde die Anwendung von Flachstrahl-Injektordüsen an der Niederelbe Pflicht – mit der Einschränkung, dass ab Mitte Juli Hohlkegeldüsen verwendet werden dürfen, wenn aufgrund höherer Laubdichten keine Gefahr der Abdrift in Gewässer besteht. Abgesehen von der Allgemeinverfügung schreiben die „Richtlinien für den kontrollierten Integrierten Anbau von Obst und Gemüse in der Bundesrepublik Deutschland“ den Einsatz abdriftmindernder Düsen zur Sicherung der umweltschonenden integrierten Produktion und des Qualitätsmanagements bis zum 15. Juli vor. Sichtbare Verunreinigungen durch Spritzflecken können in der Vermarktung zu einer Reklamation der Ware führen. Die Probleme von Spritzflecken auf Vermarktungsebene sind in den letzten Jahren durch die zunehmende Ausrüstung von Sortieranlagen mit Wasserentleerung zum Teil entschärft worden.
Das Forschungs- und Entwicklungsvorhaben „Gewässerschonender Pflanzenschutz zur Erhaltung gewachsener  Obstbaulandschaften Deutschlands“ (FuE Vorhaben 02UM030) beinhaltete die Entwicklung, Testung und Bewertung abdriftmindernder Applikationstechnik für die Anwendung in gewässerreichen Obstanbaugebieten wie dem Alten Land. In das Projekt wurden Untersuchungen der Sprühgeräte sowie abdriftmindernder Düsen hinsichtlich ihrer Neigung zur Spritzfleckenbildung integriert. Hintergrund dieser Entscheidung war die oben erwähnte kritische Haltung der Obstbaupraxis gegenüber grobtropfigen Düsen, die bei der Einführung abdriftmindernder Applikationstechnik Schwierigkeiten verursacht.
In welchem Maße innovative Applikationstechnik in Kombination mit Flachstrahl-Injektordüsen die unerwünschten Verunreinigungen erzeugt und wie deren Ausprägung vermieden werden kann, sollte im Rahmen des FuE Vorhabens geklärt werden.
 

MATERIAL UND METHODEN

Der Fokus der Untersuchungen im FuE Vorhaben lag auf der Applikationstechnik. Der Einflussfaktor Witterung wurde durch einen zeitlich sehr kurzen Versuchsablauf ausgeschlossen bzw. in einem Versuch durch Befeuchtung der Äpfel bewusst integriert. Alle anderen Faktoren wurden weitestgehend einheitlich gestaltet, um Unterschiede zwischen den Versuchstandorten möglichst gering zu halten.

Versuchsanlagen
Die Untersuchung zur Spritzfleckenbildung erfolgte im Jahr 2007 an zwei Standorten am Bodensee und an drei Standorten im Alten Land, in den Betrieben der Obstbauern, die am FuE Vorhaben teilnahmen. Im darauf folgenden Jahr wurden die Versuche an einem Standort im Alten Land wiederholt. Alle Versuche wurden in Ertragsanlagen der Sorte ‘Elstar’ in den Monaten Juli und August durchgeführt. Die Bäume wiesen in allen Betrieben einen ähnlichen Habitus (ca. 2,50 m Kronenhöhe) und eine ähnliche Laubdichte auf.

Pflanzenschutzmittelwahl
Die Pflanzenschutzmittelkombination Malvin plus Euparen WG wirkt bekanntermaßen Spritzflecken-fördernd. Im Jahr 2007 stand Euparen WG nicht mehr zur Verfügung. Malvin (Altes Land) bzw. Merpan 80 WDG (Bodensee) wurden deshalb solo eingesetzt.
Beide Pflanzenschutzmittel wurden in der Aufwandmenge 0,6 kg/ha m Kronenhöhe eingesetzt, um die Vergleichbarkeit hinsichtlich der Aufwandmenge zu gewährleisten. Im Jahr 2008 wurde Malvin im Alten Land durch das neu formulierte Malvin WG ersetzt.

Applikationstechnik
Die eingesetzte Sprühgerätetechnik zeichnete sich neben der herkömmlichen einreihigen Arbeitsweise in zwei Fällen durch die zweireihig-reihenübergreifende Arbeitsweise mit Rückführung der nicht angelagerten Behandlungsflüssigkeit (Recyclingsystem)  (s. Tab. 1) aus. Im Vergleich zum zweireihigen Tunnelsprühgerät wurde zusätzlich ein einreihig arbeitendes Axialgebläse-Sprühgerät ohne Gebläseaufsatz eingesetzt. Die Überprüfung der Flachstrahl-Injektordüsen erfolgte im Vergleich mit Hohlkegeldüsen. Tabelle 2 gibt das Spektrum der eingesetzten Düsen wider. Die praxisüblichen Wasseraufwandmengen unterschieden sich zwischen Bodensee (120–140 l/ha m Kronenhöhe) und Altem Land (85–100 l/ha m Kronenhöhe) um maximal 55 l/ha. Die Applikation erfolgte in allen Versuchen bei trockenem, sonnigen Wetter auf saubere und trockene Früchte. In einem erweiterten Versuch im September 2007 am Bodensee wurden die Früchte vor der Applikation befeuchtet, um die Ausprägung von Spritzflecken zu forcieren.





Entnahme der Früchte
Für die Entnahmeposition der Früchte wurde das Modell zur Spritzbelagsverteilung von Schmidt & Koch verwendet, das den Baum in vier Entnahmebereiche (A, B, C, D) einteilt. [siehe Abbildung 2]. Aus jedem Bereich wurden 50 markierte Früchte je Variante entnommen. Dem Ergebnis einer Variante liegt somit der Probenumfang von 200 Früchten zugrunde.

Bewertung der Spritzflecken und Boniturschema
Das verwendete Bewertungsschema wurde eigens für die Untersuchungen zur Spritzfleckenbildung im FuE Vorhaben (02UM030) entwickelt. Bonitiert wurde die Größe (Durchmesser) der Spritzflecken und der mit Spritzflecken belegte prozentuale Anteil der Fruchtoberfläche. Der Spritzfleckendurchmesser Sd (Boniturstufen 1–3) und der mit Spritzflecken belegte prozentuale Flächenanteil Sf (Boniturstufen 1–5) bilden in der Summe den Index Sfd (s. Tab. 3). Es sind alle Kombinationen zwischen Sd und Sf möglich. Der Index Sfd kann in einem Bereich von 2 bis 8 liegen. Ein Sfd von 2 bescheinigt keine Spritzflecken auf der Frucht, während ein Sfd von 8 Früchte mit einem Spritzflecken-Durchmesser von über 3 mm und einer bedeckten Fläche von 51 bis 100 % kennzeichnet. Die Fotos in [siehe Abbildung 3] geben Beispiele der möglichen Indices zwischen 3 und 8 wider.
Die abstrakte Bewertung der Spritzfleckenausprägung mithilfe des Index Sfd wurde in einem zweiten Schritt durch die Klassifizierung der Früchte nach der Vermarktungsfähigkeit ersetzt. Die Klassifizierung basierte auf der Beurteilung von Beispielfrüchten. Die Bewertung der Vermarktungsfähigkeit erfolgte durch drei Vertreter von Vermarktungseinrichtungen und eine QS-Kontrolleurin.
Die Vermarktungsfähigkeit wurde in Prozent Früchte je Gesamtprobenzahl dargestellt.
 

ERGEBNISSE

In den vorliegenden Versuchen zeigte sich, dass die Applikationstechnik nicht allein für die Ausbildung von Spritzflecken verantwortlich gemacht werden kann, denn erst die Wahl des „richtigen“ Pflanzenschutzmittels brachte eindeutige Ergebnisse. Malvin (Pulverform von 2007, Altes Land) erwies sich als eindeutig Spritzflecken-fördernd. Bei Einsatz des zweireihigen Tunnelsprühgerätes von Lipco (Sfd: 3,8) entstanden vergleichbar große und viele Spritzflecken auf den Früchten wie bei der Applikation mit dem Axialgebläse-Sprühgerät von Dammann (Sfd: 3,4). Dennoch war die Ausprägung der Spritzflecken durch Malvin in den Varianten mit dem Lipco Tunnelsprühgerät deutlicher. Die Vermarktungsfähigkeit lag im Mittel bei 36 %, während die Früchte der Variante Dammann Axialgebläse-Sprühgerät bei Verwendung einer Flachstrahl- Injektordüse zu 50 % vermarktungsfähig waren (s. Abb. 3). Deutlich sichtbare Spritzflecken wurden ebenfalls mit dem Reflektorsprühgerät NTR 20/1000 und dem N 36, beide von Wanner, erzeugt. Mit dem Reflektorsprühgerät und der Flachstrahl-Injektordüse AVI 80-015 wurde der Sfd von 5,3 erzielt. Im Vergleich dazu steht ein Sfd von 4,0 bei Einsatz der Hohlkegeldüse ATR gelb. Beide Werte liegen sehr hoch und führen zu einem sehr niedrigen Anteil vermarktungsfähiger Ware (4–45 %) (s. Abb. 4). Technisch betrachtet ist die Spritzfleckenbildung bei diesem Sprühgerät auf das Reflektionsprinzip zurückzuführen. Gleichzeitig sorgt die große Anzahl Düsen (8 + 4 pro Seite) für eine hohe Belagsbildung, die wiederum die Spritzfleckenbildung fördert. Das N 36 wurde ohne Luftunterstützung (Kürzel: o. LU.) eingesetzt, um die Anwendungsbestimmungen laut Allgemeinverfügung in der gewässernächsten Baumreihe zu simulieren. Mit dem Sprühgerät konnte ein sehr prägnanter Unterschied zwischen Hohlkegeldüse (Sfd: 2,7) und Antidriftdüse (Sfd: 5,1) erzeugt werden (s. Abb. 4).
In beiden Varianten wird die schlechtere Durchdringung des Baumes durch die verminderte Spritzfleckenausprägung zwischen den Bäumen (Bereich A) und in Stammnähe (Bereich C) gegenüber der Peripherie (Bereich B und D) deutlich. In der Variante mit der Düse ATR gelb wurden in Stammnähe fast keine Spritzflecken auf den Früchten gefunden (s. Abb. 5). Dies lässt vermuten, dass hier auch kein Spritzbelag erzeugt wurde. Hingegen befanden sich nach Applikation mit der Düse AD 90-02 Spritzflecken in Stammnähe, die beweisen, dass mit grobtropfigen Düsen die Durchdringung des Bestandes besser gewährleistet wird als mit feintropfigen Düsen.





Mit Merpan 80 WDG (Versuche 2007 am Bodensee) konnten keine nennenswerten Spritzflecken erzeugt werden, weder mit Axial- noch mit Tangentialgebläse; weder mit Hohlkegel- noch mit Flachstrahl-Injektordüsen. Auch die Befeuchtung der Äpfel vor der Applikation in einem simulierten Folgeversuch mit nasser Witterung brachte keine Unterschiede hervor.
In den Versuchen des Jahres 2008 ließen sich die prägnanten Spritzflecken von Malvin mit Malvin WG nicht reproduzieren. Die Formulierung des Pflanzenschutzmittels erzeugte völlig andere Spritzflecken, die denen des Merpans 80 WDG vom Bodensee glichen. Dennoch konnten Unterschiede zwischen den Varianten festgestellt werden (s. Abb.3). Mit dem zweireihigen Tunnelsprühgerät (Sfd: 3,1 und 4,0) wurden vergleichbare Spritzflecken wie mit dem Axialgebläse-Sprühgerät (Sfd: 2,9 und 3,7) erzeugt. Damit haben sich die Ergebnisse aus dem Jahr 2007 bestätigt mit dem Unterschied, dass die Früchte durch die Anwendung von Malvin WG zu 77–95 % vermarktungsfähig waren. Im Vergleich der verwendeten Düsen lag der Sfd der Flachstrahl-Injektordüsen um durchschnittlich 0,8 Punkte höher als bei den Hohlkegeldüsen. Die verstärkte Spritzfleckenbildung führte zu einer um ca. 15 % verminderten Vermarktungsfähigkeit der Früchte.


 

BEWERTUNG DER ERGEBNISSE

Die Ergebnisse der Jahre 2007 und 2008 zeigen, dass die Entstehung von Spritzflecken auf der Frucht in den meisten Fällen nicht nur der verwendeten Düse geschuldet ist. Abgesehen von der Applikationstechnik spielen weitere Faktoren eine Rolle, die einen mehr oder minder großen Einfluss auf die Ausbildung von Spritzflecken haben. Hierzu zählen:
  • die Witterung vor, während und nach der Applikation
  • die Wahl des Pflanzenschutzmittels
  • die Art der Tankmischung
  • die Wasseraufwandmenge
  • die Oberflächenbeschaffenheit derFrucht
Die Beurteilung kann deshalb nicht so eindeutig ausfallen wie in den Versuchen zur Spritzfleckenbildung von Ehlers und Ralfs (s. OVR-Mitteilungen 2001, S. 408), die beweisen konnten, dass Flachstrahl-Injektordüsen stärker zu Spritzflecken- Ausprägung beitragen als Hohlkegeldüsen.
Der Faktor Pflanzenschutzmittel bzw. kombinierte Pflanzenschutzmittel im Sprühgerätetank spielt eine wesentliche Rolle und kann das Resultat weitaus mehr beeinflussen als die eingesetzte Applikationstechnik. Eindeutige Unterschiede zwischen dem zweireihigen Tunnelsprühgerät von Lipco und dem Axialgebläse-Sprühgerät von Dammann konnten nicht festgestellt werden. Die starke Ausprägung der Spritzflecken bei der Applikation mit dem Reflektorsprühgerät ist in erster Linie auf die Funktionsweise (Umlenkung des Behandlungsflüssigkeit im Trägerluftstrom auf der Rückseite Baumbestandes) und die hohe Anzahl Düsen zurückzuführen. Die Anwendung des N 36 führte zu deutlicher Spritzfleckenbildung, vermutlich durch das grobe Tropfenspektrum der Antidriftdüse AD 90-02 sowie die Applikation ohne Luftunterstützung verursacht. Am Bodensee konnten keine Unterschiede zwischen dem Tangentialgebläse- und dem Axialgebläse-Sprühgerät erzeugt werden. Die Beurteilung der Düsentypen hinsichtlich ihrer Spritzfleckenneigung muss ebenfalls unter Berücksichtigung der verwendeten Pflanzenschutzmittel erfolgen. Flachstrahl-Injektordüsen erzeugen demnach entweder gleichwertig viele bzw. deutliche Spritzflecken oder aber mehr und stärkere Spritzflecken als Hohlkegeldüsen.
Es kristallisiert sich heraus, dass die WDG bzw. WG-Formulierung des Captans eine schwächere Spritzfleckenausprägung verursacht als die Pulverformulierung, wie die Fotos in Abb.6 belegen.


 

WAHL DES PFLANZENSCHUTZMITTELS ENTSCHEIDEND

In Anbetracht der vorliegenden Ergebnisse sollen die Untersuchungen anderer Experten in die Bewertung einbezogen werden. Im Jahr 2002 von Horst Knewitz, DLR Rheinhessen-Nahe-Hundsrück, durchgeführte Versuche zur Spritzfleckenbildung zeigten nach einmaliger Behandlung mit Merpan 80 WDG im Bereich von 100 bis 150 l Wasseraufwandmenge pro ha m Kronenhöhe keine Unterschiede zwischen Hohlkegel- und Flachstrahl-Injektordüsen. Lediglich die Erhöhung der Aufwandmenge auf 250 l/ha m Kronenhöhe und der Einsatz einer sehr grobtropfigen Düse des Kalibers 03 erzeugte leichte Flecken, die jedoch die Vermarktungsfähigkeit nicht beeinflussten. In einem weiteren Versuch, der die dreifache Behandlung mit Merpan 80 WDG und Euparen MWG in einem Abstand von 12 Tagen beinhaltete, konnten ebenfalls keine Unterschiede bei geringen Wasseraufwandmengen (150 l/h m Kronenhöhe) festgestellt werden. Mit Erhöhung der Aufwandmenge auf 250 l/ha m Kronenhöhe wurden Spritzflecken in nennenswertem Umfang sichtbar, deren Ausprägung aber nicht einem bestimmten Düsentyp geschuldet war. Der Zusatz des Netzmittels Break Thru verursachte ein Zusammenlaufen der Tropfen auf der Fruchtoberfläche und darauf folgend einen deutlich sichtbaren Spritzmittelbelag am Kelch der Frucht.
Ebenfalls am DLR Rheinhessen-Nahe-Hundsrück von Koch et. al. durchgeführte Versuche zur biologischen Wirksamkeit von grobtropfigen Düsen bei der Behandlung mit Euparen MWG ergaben, dass mit Hohlkegeldüsen des Typs ATR weniger Spritzflecken als mit Antidrift – oder Injektordüsen verursacht wurden. Dieses visuell erfasste Ergebnis basierte nicht auf wissenschaftlichen Analysen, es spiegelt aber die Erfahrungen aus der Praxis wider.
Hiermit bestätigt sich die Vermutung, dass die Wahl des Pflanzenschutzmittels entscheidend für die Durchführung von Untersuchungen zur Spritzfleckenbildung ist. Die verwendete Applikationstechnik spielt demnach eine untergeordnete Rolle. Sie kann die Ausprägung von Spritzflecken durch den Einsatz grobtropfiger Düsen verstärken, womit die Kritik aus der Obstbaupraxis zum Teil untermauert wird.
Hinsichtlich der Vermarktungsfähigkeit der Früchte ist die Ausprägung der Spritzflecken ganz entscheidend. Weniger deutliche Spritzflecken, die einem Grauschleier ähneln, führen seltener zur Reklamation der Ware. Es ist dabei unerheblich, wie viel Prozent der Oberfläche des Apfels mit Spritzflecken belegt sind. Die Befragung der Vermarkter und der QS- Kontrolleurin hat eindeutig ergeben, dass die Ausprägung (Größe) des Fleckens die Klassifizierung stärker beeinflusst.
Um das Risiko der Spritzfleckenbildung zu vermindern, können neben applikationstechnischen Lösungen Empfehlungen formuliert werden, die einerseits den Forderungen des Umweltschutzes bzw. der Allgemeinverfügung entsprechen und andererseits die Qualitätsansprüche der Vermarktung erfüllen.
 

LÖSUNGSANSÄTZE FÜR DIE VERMINDERUNG DER SPRITZFLECKENBILDUNG

Da die Ausprägung der Spritzflecken nicht allein mit der verwendeten Applikationstechnik in Zusammenhang gebracht werden kann, sollten mehrere Einflussfaktoren in der Verminderung des Problems Berücksichtigung finden.
  1. Kleinere Kaliber anerkannter abdriftmindernder Düsen wie zum Beispiel die Düse Albuz AVI 80-01 haben ein sehr feines Tropfenspektrum und sind aufgrund ihrer guten Wirksamkeit für die saisonübergreifende Anwendung im Obstbau geeignet. Generell muss der Druck auf 4 bar abgesenkt werden, um die Anwendungsbestimmungen der Abdriftminderung zu erfüllen.
  2. Pulverformulierte Captan-Präparate fördern die Bildung von deutlich sichtbaren Spritzflecken. In der Vorernte- bzw. Erntephase sollte nach Möglichkeit auf Spritzflecken-fördernde Tankmischungen und Einzelpräparate verzichtet werden.
  3. Zur Verminderung des Spritzfleckenrisikos sind Wasseraufwandmengen von ca. 80–100 l/ha m Kronenhöhe empfehlenswert. Die optimale Anlagerung bzw. Durchdringung über die bestandsangepasste Einstellung von Düsen und Luftunterstützung muss hierbei gewährleistet sein.
  4. Es sollte gerade vor der Ernte auf den Zusatz von Netzmitteln verzichtet werden, da sie das Zusammenlaufen der Tropfen auf der Frucht fördern.
  5. Die Applikation bei trockenem Wetter auf trockene Früchte kann das Risiko der Spritzfleckenbildung mindern.
 

DANKSAGUNG

J. Nobbmann für die Durchführung der Versuche in Baden-Württemberg.
R. Baumann, J. Feindt, C. Garrn-Eckhoff, J. Quast, Stiftung Liebenau für die Bereitstellung der Flächen und Sprühgeräte.

 

Medium

1975 hat der Vorstand der Fachgruppe Obstbau den Beschluß gefaßt, ab Januar 1976 eine Verbandseigene Fachzeitschrift herauszugeben. OBSTBAU hat sich seitdem zu einer renommierten Fachzeitschrift entwickelt, auf die kein zukunftsgerichteter Betriebsleiter/ Betriebsleiterin verzichten kann. Mit einer Auflage von über 7000 Exemplaren ist OBSTBAU heute die größte überregionale Fachzeitschrift für Obstbau im deutschsprachigen Raum.
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