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Sprühgeräte, 10.03.2022

Welche Ausbringtechnik führt zu den geringsten Pflanzenschutzmittel-Einträgen auf Nicht-Zielflächen?

Teil II

Standen im Teil I die Messmethoden von Abdrift, Bodeneintrag, Blattbelag und die Messergebnisse der verlustarmen Sprühtechnik im Mittelpunkt, so geht es in diesem Beitrag um einen neuen Abdrift- und Recyclingschirm, der mit der verlustarmen Sprühtechnik verglichen wird.
Auch bei diesen Versuchen war die Hochschule Geisenheim University, Institut für Technik (D), die Versuchsstation für Obst- und Weinbau Haidegg (A) und die steirische Fachgruppe Technik im Obst- und Weinbau vor Ort im Versuchsweingarten Hitzendorf / Haidegg beteiligt. Die Versuche wurden vom Land Steiermark finanziell unterstützt.
 

Was ist das Besondere am Abdrift- und Recyclingschirm?

Die Abdrift-und Recyclingtechnik ist nicht neu, sie hat sich in ebenen Lagen seit Jahren bewährt. Ihre Grenzen findet sie in Weinbauregionen mit Steillagen. Auf vielfachen Wunsch von Winzern mit Steillagen wurde in der Steiermark eine umweltschonende Überzeilentechnik in Leichtbauweise entwickelt. Am Anfang stand die Frage „Welche Konstruktion ist so leicht wie Luft?“. Die Antwort ist ein aufblasbarer Schirm, der seitlich und oben geschlossen ist, um die Sprühwolke einzufangen (Abb. 1). Zum Wenden wird er nach oben geschwenkt (Abb. 2) und für die Transportstellung oberhalb vom Sprühgerät zusammengelegt (Abb.3).
Zur Auswahl gibt es zwei Bauformen: Der Sprüher-Aufbauschirm wurde als offene Lösung konzipiert. Bei dieser Variante wird der Schirm auf bestehende Alt- oder Neugeräte aufgebaut. Der Traktor- Anbauschirm ist eine exklusive Lösung. Hier wird der Schirm mit dem Gebläse an der Traktor-Dreipunkthydraulik angebaut und der Brühebehälter am Traktor frontseitig für den Steilhang montiert oder für ebenes Gelände heckseitig als Nachläufer angehängt.
 

Applikationsversuche im Weingarten ohne Belaubung

Der Versuchsaufbau und die Versuchseinstellung wurden in Teil I beschrieben. Neu dazu kam ein Versuchsgerät mit einem Aufbauschirm (V2), der auf einem Sprüher mit Rundgebläse (V1) montiert war. 
Versuchsergebnisse
Die Einstellung des Versuchsgerätes mit und ohne Schirm war auf das max. mögliche Abdriftpotential ausgerichtet, d. h. nur feintropfige Düsen mit max. Gebläseluft.
Die Auswertung der Folien mittels Fluorometrie in Geisenheim ergab Folgendes:
Auf Abb. 4 ist der Bodeneintrag über zwei Fahrgassen (6,5 m Folienlänge) vom Rundgebläse (1A) u. Schirm (2A) ersichtlich (grün). Der Bodeneintrag von der letzten Rebzeile bis zum Beginn der fiktiven Nachbarkultur mit 7 m Folienlänge ist durch 1B und 2B ersichtlich (blau). Die Messergebnisse zeigen stets einen höheren Bodeneintrag beim Rundgebläse als beim Schirm.
Die vertikalen Folien (3,5 m hoch) wurden nach 7 m Abstand von der letzten Rebzeile aufgespannt. Die Abdrift vom Rundgebläse (1C) und vom Schirm (2 C) zeigen die roten Säulen. Wie zu erwarten, ist sie beim Rundgebläse wesentlich höher als beim Schirm.
Die Abb. 5 zeigt die Einträge auf Nichtzielflächen, die beim Rundgebläse doppelt so hoch als beim Schirm sind. Dieses Messergebnis bestätigt die Forderung der Österreichischen Arbeitsgemeinschaft für integrierten Pflanzenschutz (ÖAIP), in deren aktuellen Leitlinie zur technischen Ausstattung von Pflanzenschutzgeräten steht: „Rundgebläse sind nur in Kombination mit Schutzvorrichtungen (z.B. Abdriftschirm) zu verwenden, welche die Abdrift nach oben und die Fahrgassenverluste nach unten verringern.“
 

Applikationsversuche bei voller Belaubung

Bei dieser Versuchsreihe ging es wie bei den Versuchsvarianten ohne Schirm (siehe Teil I) auch um Blattbelag und Bodeneintrag mit einem Aufbauschirm.
Als Versuchsgerät diente ein eingestelltes Verlustarm-Sprühgerät mit Querstromaufsatz, auf dem der Abdrift- und Recyclingschirm montiert wurde. Die Messergebnisse der Schirmvarianten (V1 – V4) wurden mit den Querstromvarianten ohne Schirm (V5 – V8) verglichen.

Vorgaben für das verlustarme Sprühen
Kern der verlustarmen Ausbringtechnik ist ein Querstromgebläse, mit einer am Prüfstand eingestellten gleichmäßigen Luftverteilung über die gesamte Laubwandhöhe. Beim Ausbringen der PSM wird die Gebläsedrehzahl reduziert, um den Tropfentransport an die Kultur (Belaubung) anzupassen. Damit sollen die Abdrift nach innen (Bodeneinträge) minimiert und die Sprühwolke nach außen verhindert werden.
Dazu kommt eine gemischte Düsenbestückung, bei der die jeweils oberen 2 Düsen links u. rechts abdriftmindernde Düsen mit groben Tropfen sein müssen. Darunter sollen wassersparende Düsen mit feinen Tropfen sein, um einen guten Bedeckungsgrad zu erreichen und um den Brühebehälter weniger oft neu befüllen zu müssen. Mit dieser Düsenbestückung liegt der praxisübliche Brüheaufwand bei 250 – 350 l/ha.

Probennahme
Zur Messung der Blattbeläge wurde bei jeder Variante jeweils über die gesamte Laubwandhöhe 3x die gesamte Blattfläche 1 m breit entnommen. Für jeden Versuch mit Schirm V1-V4 u. V9 wurde halbseitig außen/innen entblättert und extra ausgewertet, um die Belagsbildung unterm Schirm genauer beurteilen zu können (Abb. 6)
Die Proben wurden vor Ort aufbereitet und fluorometrisch in Geisenheim ausgewertet.

Versuchsergebnisse
Die halbseitige Auswertung der Laubwand außen und innen zeigt, dass der Spritzbelag bei allen Schirmvarianten (V1– V4) auf der jeweiligen Außenseite (grün) höher ist als innen (Abb. 7).
Das ist insofern erstaunlich, da bei gleicher Düsenbestückung von Sprühgerät und Schirm die Tropfen von der Gebläseluft nur von innen direkt an die Laubwand-Innenseite transportiert werden.
Der positive Effekt an der Laubwand-Außenseite kann mit der Umlenkung der Gebläseluft durch den Schirm erklärt werden. Die Tropfen, die sich nicht am Schirm anlagern, werden zurück zur Laubwand bewegt. Dieses Ergebnis zeigt, dass ein Gebläse vom Sprühgerät genügt und kein zusätzliches Gebläse an der Schirmaußenseite erforderlich ist.
 
Vom „best case“ zum „excellent case“
Nur jene Applikationstechnik mit geringstem Kraftaufwand, niedrigstem Treibstoffverbrauch geringster Lärmentwicklung und umweltfreundlichster PSM-Ausbringung kann als „best case“ bezeichnet werden. Dazu zählt die verlustarme Ausbringvariante (V5).
Die Abb. 8 zeigt den Blattbelag mit Schirm V1, der höher ist als beim Querstromgebläse ohne Schirm V5. Durch den Schirm kann der Blattbelag, der mit der verlustarmen Ausbringung bestmöglich erreichbar ist, noch verbessert werden.
Noch stärker ist der Vorteil vom Schirm beim Bodeneintrag zu sehen, der nur die Hälfte von der Querstromvariante ausmacht.
    
Der kurze Weg vom besten zum schlechtesten Ergebnis
Die beste Einstellung von V1 liegt nicht weit entfernt von der schlechtesten Einstellung, wie der Vergleich mit V8 zeigt (Abb. 9):
Der höhere Blattbelag bei viel Wasser (V8) ist nur ein scheinbarer Vorteil, da bei der grobtropfigen Ausbringung eine ca. doppelt so hohe Wassermenge gegenüber der feintropfigeren Varianten (V1) gebraucht wird, um einem vergleichbar guten Bedeckungsgrad zu kommen. Der Bodeneintrag bei viel Wasser (V8) ist fast 3x so hoch, als bei der wassersparenden Variante V1. Zusätzlich verursacht viel Luft viel Kraftstoffverbrauch und viel Lärm.
Diese „worst case“ – Einstellung (V8) wird sehr gerne von Betrieben gewählt, die aufgrund ihrer Betriebsgröße nur in jeder 2. Reihe fahren um zeitsparend ihre Arbeit erledigen zu können. Diese „offene“ 2-Zeilen-Applikation sollte aus Umweltgründen nicht zum Einsatz kommen.
 
Schirm V1 verglichen mit Schirm V9 - wenig Wasser / wenig Luft
Bei diesen Versuchen kamen zwei verschiedene Versuchsgeräte mit jeweils einem Abdrift- und Recyclingschirm zum Einsatz (Abb. 10). Die Messergebnisse können nur bedingt miteinander verglichen werden, da beide Schirme unterschiedliche Gebläse mit unterschiedlicher Gebläseleistung hatten. Die Variante V1 ein Lochmann-Axialgebläse mit Querstromaufsatz (gemessen 26.380 m3/h bei 350 U/min an der Zapfwelle) und die Variante V9 ein Jessernigg-Rundgebläse (gemessen 39.876 m3/h bei 300 U/min).
Das Messergebnis (Abb. 11) deutet darauf hin, dass das Rundgebläse die Gebläseluft unter dem Schirm stärker rundum bewegt als das Querstromgebläse. Das könnte sich positiv auf die Belagsbildung ausgewirkt und der Variante V9 den höheren Blattbelag gebracht haben.
Die praktische Erkenntnis aus dieser Messung ist: Unter dem Schirm braucht es keinen Querstromaufsatz, da die Strömungsverhältnisse für den Tropfentransport unterm Schirm komplett anders als ohne Schirm sind.
 
Recyclingschirm: Wie viel wurde aufgefangen?
Obwohl jede Versuchsspritzung nur kurz dauerte, wurde die Recyclingmenge gemessen und die ausgebrachte Ist-Menge mit der Soll-Menge verglichen und daraus die Recyclingrate ermittelt.
Die Abb. 12 zeigt bei Verwendung eines Schirms nennenswerte Recyclingmengen, die in den Tank zurückgepumpt wurden. Bemerkenswert ist die Höhe der Recyclingmenge, da die Versuche bei voller Belaubung durchgeführt wurden, wo es am wenigsten zu recyceln gab. Bekanntlich verändert sich die Recyclingrate übers Jahr, daher sind für genaue Angaben ganzjährige Messungen erforderlich.
 

Resümee

  • Die bestmögliche verlustarme Ausbringtechnik (V5) kann durch einen Abdrift- und Recyclingschirm noch verbessert werden (V1) - siehe Abb. 8.
  • Wie Abb. 13 zeigt, sind die Belagsmassen bei allen Varianten mit Schirm (V1 – V4) in etwa gleich wie bei den Varianten ohne Schirm (V5 – V8). Allerdings sind die Bodeneinträge bei den Schirmvarianten um ca. 2/3 geringer als bei der „nur Gebläsevariante“, obwohl das Querstromgebläse luftoptimiert wurde.
  • Bemerkenswert ist auch die Spritzmitteleinsparung durch den Abdrift- und Recyclingschirm. Sogar bei voller Belaubung konnte eine hohe Recyclingmenge gemessen werden (durchschnittlich 20 %). Dieser Wert könnte übers Jahr auf geschätzte 45 – 50 % gesteigert werden (Austriebsspritzung, Lücken in der Laubwand).
  • Auch ein einfaches kostengünstiges Rundgebläse bringt in Kombination mit dem Abdrift- und Recyclingschirm ein sehr gutes Ergebnis.
  • Neben der zielgenauen Ausbringung bringt der Schirm auch noch Vorteile wie Zeitersparnis durch eine Zweireihenbehandlung, Bodenschonung durch wassersparendes Ausbringverfahren und geringes Zusatzgewicht.
 
Schlussendlich kann die Frage, ob der Abdrift- und Recyclingschirm Vorteile gegenüber einem eingestellten Verlustarm-Sprühgerät bringt, durch die Versuchsergebnisse eindeutig mit „Ja“ beantwortet werden.
Keine Antwort gibt es zur Frage, wie Spritzbelag, Bodeneintrag und Abdrift bei jenen Sprühgeräten ausschaut, die keine eingestellten Verlustarm-Sprühgeräte sind. Negative Überraschungen wären zu erwarten. Für diese Geräte käme dann ein Abdrift- und Recyclingschirm de facto als „Rettungsschirm“ für die Umwelt in Frage.
 
Autoren:
Mag. Regina Lind und Mag. Karl Lind (Fachgruppe Technik e.V.)
Email: info@obstwein-technik.eu

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