Abdriftminderung bei Pflanzenschutzgeräten auf der Golfanlage mittels einer Abschirmung*

* Auszug aus der praxisbezogenen Aufgabe (Hausarbeit) für die Fortbildungsprüfung zum Geprüften Head-Greenkeeper Golfplatzpflege an der DEULA Rheinland, 2016

Einleitung

Die Ansprüche an die Golfanlagen aus Sicht der Spieler sind sehr hoch. Um eine fachgerechte Pflege der Anlage zu gewährleisten, bedarf es einer guten technischen Ausstattung. Mit dieser Ausstattung sollte es möglich sein, die Anlage so zu pflegen, dass der Einsatz von chemischen Produkten auf ein Minimum reduziert werden kann. Wenn es notwendig ist, ein chemisches Produkt einzusetzen, sollte das Gerät die bestmögliche Ausbringung ermöglichen.

Da auf den Flächen des Marine-Golf-Clubs Sylt eG­ fast immer eine gewisse Windgeschwindigkeit vorherrscht, sind die Zeitfenster, in denen man mit einer konventionellen Pflanzenschutzspritze die Mittel ausbringen kann, sehr klein. Darüber hinaus fordert das Pflanzenschutzgesetz bei der Anwendung eines Mittels, insbesondere Kulturpflanzen, die nicht von dem Schadorganismus betroffen sind, zu schützen. § 17 PflSchG beinhaltet die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln auf Flächen, die für die Allgemeinheit bestimmt sind, zu denen auch Golfplätze gehören.

Eine Verringerung der Risiken für Menschen und Umwelt soll bei diesen genehmigten Mitteln durch zusätzliche Anwendungsbestimmungen z.B. hinsichtlich der Abdriftminderung erzielt werden. Vor diesem Hintergrund fiel die Entscheidung zur Anschaffung einer Pflanzenschutzspritze mit einer Abschirmung. Zurzeit gilt allerdings ein Spritzschirm nicht als anerkannte abdriftmindernde Maßnahme, da die notwendigen Eintragungen in die entsprechenden Listen des Julius-Kühn-Institutes (JKI) fehlen.

Im Rahmen der HGK-Hausarbeit sollten folgende Fragen geklärt werden:

• In welchem Umfang leistet ein Spritzschirm die beim Einsatz von Pflanzenschutzmitteln geforderte Abdriftminderung?
• Wie wirkt sich ein Spritzschirm bei Verwendung von Düsen mit und ohne anerkannter Abdriftmin­derung aus?

Für die Praxis ergibt sich die Fragestellung, ob beim Einsatz des Spritzschirmes eine Applikation bei höheren Windgeschwindigkeiten von mehr als 5 m/s möglich ist.

Ein langfristiges Ziel sollte es sein, die Anerkennung des Spritzschirmes als abdriftmindernde Maßnahme und dessen Eintrag in die Liste der verlustmindernden Geräte des JKI zu erreichen.

Applikationstechniken

Die Nutzung von Abschirmungstechnik bei der Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln ist im Gartenbau üblich und verbreitet (KIFFERLE und STAHLI, 2001). An der Spritzlanze wird eine Düse verbaut, um so eine bodennahe Applikation durchzuführen ohne benachbarte Pflanzen zu behandeln. Für die Applikation auf einer Golfanlage käme das von der Firma Rogers entwickelte, Windfoil System in Frage. Dieses bietet nach Angaben des Herstellers die Möglichkeit, bei 7,5 m/s Windgeschwindigkeit mit einer Tropfengröße von <130 µ mit einer verminderten Abdrift zu spritzen, zit. bei KIEFER und STAHLI, 2001. Dieses System eignet sich nur für Bestandshöhen bis zu ca. 20 cm.

Nach JKI (2016) lautetet die Definition für Abdrift: „Direkte Abdrift ist der Anteil der ausgebrachten Wirkstoffmenge, der während des Applikationsvorganges über die zu behandelnde Fläche infolge von Luftbewegung hinausgetragen wird. Ein Wirkstoffaustrag durch Verdunstung oder Auswaschung ist nicht der direkten Abdrift zuzurechnen.“

Das Verzeichnis der verlustmindernden Geräte wird vom Julius Kühn-Institut geführt. Im Oktober 2015 waren 19 Einträge mit verlustmindernden Eigenschaften für den Verwendungsbereich im Ackerbau und Grünland enthalten, davon ausgenommen ist die Düsentechnik.

Die Geräte lassen sich in zwei unterschiedliche Bauarten aufteilen: Im ersten Fall handelt es sich um eine Standardfeldspritze, mit zusätzlich verbautem Gebläse, sodass über die gesamte Arbeitsbreite eine Luftunterstützung besteht. In den verschiedenen Varianten wird der Luftvorhang entweder hinter den Düsen oder vor und hinter den Düsen zur Niederdrückung der Aerosole eingeblasen. In einer weiteren Variante wird die Spritzbrühe direkt in den zusätzlichen Luftstrom eingespritzt und auf die Zielfläche geführt. Für diese Geräte ist eine Mindestdistanzhöhe von 30-50 cm einzuhalten.

Bei der zweiten Bauart handelt es sich um Pflanzenschutzspritzen mit einem zusätzlichen Luftkompressor und Zweistoffdüsen. Die komprimierte Luft wird mit der Spritzbrühe in der Düse gemischt. Dieses Verfahren erlaubt es dem Bediener, die Tropfengröße über eine Steuereinheit einzustellen und so an die Umweltbedingungen anzupassen. Somit erreicht man auch eine Abdriftminderung.

Die beiden Systeme der Firma Rogers Sprayers Inc. und der Firma Bargam sind ähnlich aufgebaut. Der obere Teil ist aus Hartkunststoff hergestellt und der untere, der bis auf ca. zwei Zentimeter über den Boden reicht, ist aus einer Kunststoffplane gefertigt. Der Spritzschirm der Firma Toro endet ca. 18 cm über dem Boden.

Düsen

Die Düsen, die in dem Versuch benutzt wurden, sind vom Düsenhersteller TeeJet. Die erste Variante ist eine AIC TeeJet-Injektorflachstrahldüse, die in dem Druckbereich von 2 bis 4 bar sehr abdriftarm ist. Ihr Druckbereich geht bis 8 bar. Diese Düse besitzt eine durch das JKI anerkannte Abdriftminderungsklasse von 90 % in dem Druckbereich von 2 bis 2,6 bar. Bei der Abdriftminderungsklasse von 75 % liegt der Druckbereich von 2,7 bis 3 bar und bei 50 % liegt der Druckbereich von 3,3 bis 5,1 bar. Der anerkannte Druck-Bereich der auch Basiswert genannt wird, liegt bei 5,5 bis 7,7 bar (TEEJET, 2016).

Die zweite Variante ist eine XR TeeJet Flachstrahldüse mit erweitertem Druckbereich, dieser liegt bei 1 bis 4 bar. Sie ist vom JKI anerkannt und geprüft, besitzt aber keine Abdriftminderungsklasse. Die beiden Düsenvarianten sind Düsen der Größe 05 mit einem Spritzwinkel von 110 ° (TEEJET, 2016).

Es gibt einen Bauart bedingten Unterschied zwischen einer AIC Düse und einer AI Düse. Bei der AIC Düse ist die Befestigung und der Düsenkörper aus einem Stück, während es bei der AI Düse zwei Teile sind.

Prüfmethoden

Zur Messung der direkten Abdrift hat das JKI eine Messmethode entwickelt und diese im Bundesanzeiger veröffentlicht. Diese Messmethode erfasst die Abdrift in Schwebanteilen und Bodensedimenten. Die Schwebanteile werden mittels Abdriftkollektoren, die an Masten befestigt sind, ermittelt. Die Bodensedimente werden mit Hilfe von Objektträgern, die eine Mindestgröße von 100 cm² Fläche aufweisen müssen und auf dem Boden aufliegen, ermittelt. Zur Anordnung der Objektträger ist ein Raster auf der Versuchsfläche in einem Abstand von 1, 2, 3, 4, 5, 7,5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75 und 100 m zu der zu behandelnden Fläche einzuhalten. Aus diesem Raster sind mindestens fünf Entfernungen auszuwählen. Es ist eine Anordnung von mindestens 10 Messachsen in einem Abstand von einem Meter einzuhalten und das Ganze in mindestens dreifacher Wiederholung durchzuführen.

Für die Bestimmung des Nullpunktes ist im Ackerbau ein halber Düsenabstand von der äußersten Düse vorgesehen. Es sind Wetterdaten bei der Versuchsdurchführung festzuhalten. Somit sind Windrichtung und Windgeschwindigkeit einmal pro Sekunde und Lufttemperatur und relative Luftfeuchte einmal pro Messdurchgang aufzuzeichnen. Diese Messung erfolgt parallel der Messachse in ein Meter Höhe.

Zur Durchführung der Mess­reihen sind folgende Parameter einzuhalten: Eine Windgeschwindigkeit zwischen 1 m/s und 5 m/s ist einzuhalten und die Wind­richtung darf nicht mehr als 30 ° abweichen. Ebenso darf die Lufttemperatur 25 °C nicht überschreiten. Aus den mindestens 30 ermittelten Messwerten pro Entfernung wird der Median berechnet und für die Bewertung genutzt.

Für eine Bewertung hat das JKI entsprechende Eckwerte erstellt, die in Tabelle 1 enthalten sind. Aus dieser Tabelle gehen die Abdriftminderungsklassen hervor. Mithilfe des Diagramms ist es möglich, auch eine Bewertung nach den Abdriftminderungsklassen vorzunehmen. Mit dem Eckwert, der in Prozent der Abdrift des Bodensediments angegeben ist, kann eine Klassifizierung vorgenommen werden.

An 115 Tagen wurde eine Windgeschwindigkeit von unter 3 m/s gemessen; zwischen 3 m/s und 5 m/s war an 828 Tagen anzutreffen, über 5 m/s bis 10 m/s war an 2.406 Tagen messbar und über 10 m/s bis 21,4 m/s konnte man an 628 Tagen erleben (DWD, 2016).

Versuchs-Spritze

Die im Versuch verwendete Pflanzenschutzspritze lässt sich folgendermaßen beschreiben: Als Trägerfahrzeug für die Pflanzenschutzspritze ist der John Deere ProGator 2030A mit einer Vollkabine im Einsatz. Die aufgesattelte Pflanzenschutzspritze Pro Plus Envirosafe stammt vom Hersteller Bargam. Der obere Teil des Spritzschirmes, in dem ein dreifacher Düsenhalter eingebaut ist, besteht aus Hartkunststoff, der untere Teil aus einer Gewebeplane, die eine Höhe von 20 cm hat. Somit verbleibt bei dieser Art des Spritzschirms ein ca. zwei Zentimeter hoher Spalt zum Boden, der einer Luftströmung ausgesetzt ist. Der Spritzschirm wird über vorweglaufende Tasträder über die Konturen der zu behandelnden Fläche geführt. Da man bei einer kompletten Abschirmung den Ausstoß der Düsen nicht sehen kann, ist bei einem derartigen Schirm eine optische Durchflussanzeige für jede Düse eingebaut. Durch die Durchflussanzeige fließt die Spritzbrühe und hebt während des Sprühvorganges einen farbigen Schwimmkörper an.

Windmesser

Der für die Messungen genutzte Windmesser Pocket Wind IV der Firma Lächler, bietet die Möglichkeit zur Messung der Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Temperatur und der Windrichtung. Die Luftfeuchte misst das Gerät in relativer Feuchte und den Taupunkt. Die Windgeschwindigkeit wird als maximal, Durchschnitt in 10-Sekunden-Takt und aktueller Windgeschwindigkeit in folgenden Einheiten gemessen: m/s, km/h, Feet/min, Beaufort, Knoten/h. Außerdem misst das Gerät Windauskühlungsfaktor, Feuchttemperatur, Taupunkt, Komfort Index und Delta T (Bedienungsanleitung Pocketwind IV).

Um die Teststreifen auszuwerten, benötigt man einen Scanner zur Digitalisierung der Teststreifen; eine Bildbearbeitungssoftware (Adobe Foto Shop Elements 12) wurde zur Aufbereitung der Bilder verwendet. Im nächsten Schritt wurden die Teststreifen mit dem Programm Image J analysiert.

Versuchsanlage und Durchführung

Als Versuchsfläche wurde der Sodengarten, mit einer Größe von ca. 1 ha, genutzt. Die Fläche ist eben und wird auf 20 mm gemäht. Der Versuchsaufbau wurde nach den Richtlinien des JKI angelegt und durchgeführt.

SK 1: Kompletter Spritzschirm mit Gewebeplane und konstanter Geschwindigkeit von 5 km/h. Verschiedene Einstellungen des Spritzdruckes und der beiden Düsen.

SK 2: Simulation einer Düsenanordnung, wie sie an einer Pflanzenschutzspritze ohne Abschirmung vorkommt. Simuliert bedeutet in diesem Fall, dass eine Sprühlanze, die an dem Spritzenfahrzeug angebracht war, genutzt wurde. Somit konnten die gleichen Bedingungen wie im SK 1 gewährleistet werden.

SK 3: Der untere Teil der Abschirmung, der aus der Gewebeplane besteht, wurde umgeschlagen und mit Klebeband befestigt. Somit konnte das auf dem Markt befindliche Fahrzeug der Firma Toro, das einen Spritzschirm aus Hartkunststoff hat und mit einem Abstand von 18 cm über dem Boden endet, simuliert werden.

Durchführung eines Testlaufs

Zunächst wurde die Wind­richtung bestimmt, um die Messachse in Windrichtung aufzubauen. Zum Aufbau der Messachse wurde als erstes die Fahrspur markiert. Somit konnte der letzte Punkt der zu behandelnden Fläche ermittelt werden. Die Grenze, wo der Nullpunkt der Messachse ist, ist der Bereich, den die äußerste Düse zur Applikation gerade nicht mehr erreicht. Vom Nullpunkt aus wurden die Befestigungsstangen in ausgewählten Abständen aufgestellt. Parallel zu der Messachse befand sich der Flaggenstock.

Unmittelbar vor der Durchführung eines Prüfdurchlaufes wurden die Teststreifen an den Befestigungsstangen angebracht und der Spritzvorgang gestartet. Die Witterungsdaten wurden während des gesamten Durchganges als Video aufgezeichnet. Der Startpunkt der Spritzung lag 25 m vor der Mittelachse und endete 25 m hinter dieser. Im Anschluss wurden die Teststreifen direkt eingesammelt. Zur Trennung der Teststreifen wurde Löschpapier verwendet. Die Kennzeichnung der Teststreifen erfolgte auf der Rückseite (Abstandsangaben in Meter). Unmittelbar nach Beendigung der Versuchsreihe, wurden die Teststreifen zur Digitalisierung gescannt.

Aus den Witterungsdaten während der Versuchsdurchführung wurden insbesondere die Windgeschwindigkeiten erfasst. Dabei wurde aus Wind Speed 1 zu Beginn und Windspeed 2 zum Ende der Messreihe der Durchschnitt errechnet und als Wind Speed Durchschnitt angegeben.

Für die Ergebnisse, die in den einzelnen Abständen den Maximalwert überschritten haben, ist eine Violettfärbung gewählt worden. Für die einzelnen Abstände der Messreihen konnte somit eine Klassifizierung durchgeführt werden. Mit der Farbgestaltung war es möglich, die einzelnen Testreihen in Klassen aufzuteilen. Wenn also eine Messreihe in den geforderten Abständen von 3, 5, 10, 15 und 20 m eine Grünfärbung aufwies, hatte diese Messreihe die Klasse 95 % erreicht. Wenn jedoch bei einem der geforderten Werte nur der Grenzwert der Klasse 75 % erreicht wurde und die übrigen Werte zwar Klasse 90 % erreichten, lautete das Gesamtergebnis Klasse 75 %.

Aus den während des Versuchs erfassten Wetterdaten geht hervor, dass für die durchschnittli­- che Windgeschwindigkeit eine Spanne zwischen 1,4 m/s und 5 m/s vorherrschte, sodass damit die Vorgaben des JKI von 1,5 m/s bis 5 m/s eingehalten wurden.