Feldspritzen von Andreas Herbst, Hans-Jürgen Osteroth, und Hans-Joachim Wehmann,

Transkript

1 Anhängegerät mit Paketklappung des Spritzgestänges Anhängegerät mit seitlich geklapptem Spritzgestänge Das Prüfen von Pflanzenschutz-Geräten ist in Deutschland Aufgabe der Biologischen Bundesanstalt. Die Prüfingenieure der BBA beantworten u. a. folgende Fragen: Was wird geprüft? Wie wird geprüft? Was ist Standard bei modernen Feldspritzen? Feldspritzen von Andreas Herbst, Hans-Jürgen Osteroth, und Hans-Joachim Wehmann, Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Fachgruppe Anwendungstechnik, Braunschweig Pflanzenschutzgeräte müssen laut Pflanzenschutzgesetz strenge Anforderungen erfüllen, damit bei der Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln der Schutz von Mensch, Natur und Umwelt sichergestellt ist. In Deutschland ist es die Biologische Bundesanstalt (BBA), die jeden neuen Gerätetyp auf die Einhaltung der Bestimmungen hin überprüft. In der Pflanzenschutzgeräteliste, der Positivliste der Spritzen, sind derzeit 543 Typen aufgeführt, darunter Sprühgeräte für den Obst-, Wein- und Hopfenbau, tragbare Geräte für den Gartenbau, Beizund Nebelgeräte. Am stärksten sind aber mit 209 Typen die Feldspritzen vertreten. Es gibt sie als Anbau-, Anhänge- oder Aufbaugeräte und als Selbstfahrer, wobei der Trend eindeutig zu den Großgeräten geht. Behältergrößen von bis zu 7000 Litern und Arbeitsbreiten bis zu 45 Metern sind inzwischen keine Seltenheit mehr. Ausgestattet sind die Geräte heute mit allem, was für eine bedienerfreundliche und umweltschonende Anwendung von Pflanzenschutzmitteln notwendig ist. Befülleinrichtungen sicher und komfortabel Zum Befüllen des Spritzmittelbehälters mit Wasser gibt es verschiedene Möglichkeiten. Das kann zum Beispiel ein freier Auslauf über den Behälterdeckel sein, ein Anschluss für das Wasserleitungsnetz über eine Freistrahlstrecke oder ein Sauganschluss zur Befüllung über die Gerätepumpe oder den Injektor aus einem mitgeführten Wasserwagen oder einem offenen Gewässer. Wichtig ist, dass die Spritzflüssigkeit dabei auf keinen Fall zurücklaufen kann. Größere Feldspritzen, auch Anbaugeräte, werden zunehmend mit Einspülschleusen angeboten. Damit kann das Pflanzenschutzmittel bequem und sicher für Bediener und Umwelt in den Behälter gefüllt werden. Einspülschleusen sollten unbedingt eine Spüldüse für die Innenreinigung der entleerten Pflanzenschutzmittelgebinde haben. Sie sollten so angebracht sein, dass sehr kleine Flaschen, beispielsweise von Sulfonylharnstoffen, aber auch große Kanister gründlich gereinigt werden können. 14 dlg-test.de 1/2003

2 Horizontal pendelnde Gestängeaufhängung mit Feder-Dämpfer-Elementen Anhängegerät bei der Messung der Querverteilung am Rinnenprüfstand leistungsfähig, bedienungsfreundlich und umweltschonend Einspülschleuse mit Kanisterspülvorrichtung Armaturen und Bedienzentrum Stellteile, Mess- und Überwachungseinrichtungen müssen leicht erreichbar und eindeutig ablesbar sein, und dürfen den Bediener nicht behindern. Anbaugeräte haben vorwiegend Blockarmaturen, das heißt Teilbreiten-, Hauptschalt- und Regelventil sind in einem Armaturenblock zusammengefasst. Sie sind hand- und fernbedienbar und haben Elektromagneten oder -motoren als Ventilantrieb. Bei Anhängespritzen, zunehmend aber auch bei Anbaugeräten findet sich die aufgelöste Armaturenbauweise. Die fernbedienten Teilbreitenventile befinden sich dabei hinter dem Behälter auf dem Gestängeträger. Vorteile sind ein geringeres Druckgefälle zwischen Ventilen und Düsen und eine dadurch deutlich bessere Verteilung der Spritzflüssigkeit am Gestänge. Außerdem ist die Restmenge wesentlich geringer. Bei elektrisch fernbedienten Armaturen sollte unbedingt eine Notbedienung bei Ausfall der Stromversorgung vorhanden sein. Am Bedienzentrum der Spritze sollten alle Anschlüsse und Armaturen sein, die zum Befüllen, Reinigen und Entleeren der Spritze notwendig sind. Es befindet sich in der Regel auf der linken Seite der Spritze und ist vom Traktor aus mit wenigen Schritten zu erreichen. Sowohl bei Anbau- als auch bei Anhängegeräten haben sich kompakte und übersichtliche Armatureinheiten durchgesetzt. Ausbringmenge elektronisch regeln Vor allem größere Anbau- und Anhängespritzen werden heute kaum noch ohne Regeleinrichtung oder Feldspritzmonitor gekauft. Regeleinrichtungen ermitteln aus dem augenblicklichen Düsenausstoß und der Fahrgeschwindigkeit die Ausbringmenge in l/ha und passen diese an sich ändernde Verhältnisse dlg-test.de 1/

3 Gestängeaufhängung als Zentralpendel mit Dämpfern und Hangausgleich wie zum Beispiel Fahrgeschwindigkeit oder Teilbreitenschaltung an. Durchflussmesser oder Drucksensoren ermitteln den Volumenstrom zu den Düsen. Natürlich müssen die elektronischen Regel- und Überwachungseinrichtungen ausreichend genau sein. Für den Anwender ist wichtig, dass er während des Betriebes die wichtigen Parameter wie Ausbringmenge und Geschwindigkeit im Blickfeld hat und die Programmierung des Gerätes so einfach wie möglich ist. Regeleinrichtung und Fernbedienung der Spritze bilden am besten eine kompakte Einheit. Leuchtende Displays und Schalter sorgen dafür, dass der Fahrer auch während der Dämmerung oder bei Dunkelheit das Gerät problemlos bedienen kann. Als Schnittstelle zwischen Traktor und Feldspritze bietet sich das genormte ISOBUS- System an. Bereits heute sind einige damit ausgerüstete Spritzen auf dem Markt, zum Beispiel von den Firmen Hardi, John Deere und Müller. Der Vorteil liegt in der gemeinsamen Nutzung der Schnittstelle durch mehrere Geräte (Spritze, Düngerstreuer, Gülletankwagen, Sämaschine etc.). Spritzgestänge müssen ruhig liegen Bei den Spritzgestängen geht der Trend zu größeren Arbeitsbreiten. Bei Anbaugeräten werden derzeit meist 21-m-Gestänge verkauft, bei Anhängegeräten herrschen 27-m- Gestänge vor. Die Anzahl der Teilbreiten sollte auf die betrieblichen Verhältnisse abgestimmt sein. Bei Arbeitsbreiten bis 18 m sind Teilbreiten bis zu 4,5 m, bei mehr als 18 m bis zu 6 m zulässig. Die hydraulische Klappung ist mittlerweile Standard. Dabei hat man die Wahl zwischen herkömmlicher Klappung und Paketklappung. Während letztere sehr kompakt ist, liegen die Vorteile der herkömmlichen Bauart im einfachen Aufbau und der höheren Klappgeschwindigkeit. Häufig wird bei Anhänge- aber auch bei Anbaugeräten das Gestänge seitlich geklappt. Hier sollten Sie darauf achten, dass auch bei Kurvenfahrt noch genügend Abstand zur Traktorkabine bleibt. Bei praktisch allen in Deutschland verkauften Feldspritzen ist das Gestänge zum Ausgleich vertikaler Verschiedene Bedienzentren mit Befüllanschlüssen, Einspülschleusen und Steuerventilen. 16 dlg-test.de 1/2003

4 Gestängebewegungen pendelnd mit dem Geräterahmen verbunden. Das ist übrigens bei Spritzen mit mehr als 13 m Arbeitsbreite sogar Pflicht. Die Aufhängungen sind entweder als Zentral- oder als Trapezpendel ausgeführt. Beide Bauformen sind im Hinblick auf die bodenparallele Gestängeführung gleichwertig, zumal Änderungen der Gestängehöhe bei Verwendung von Flachstrahldüsen kaum Einfluss auf die Verteilqualität haben. Werden die Geräte in hängigem Gelände eingesetzt, ist an der Gestängeaufhängung ein Hangausgleich notwendig. Bei hydraulischen oder elektrischen Vorrichtungen sollte der Stellmotor reproduzierbar positioniert werden können, seine Stellung also zumindest angezeigt werden. Sonst gibt es wegen der Trägheit des Hangausgleichs Schwierigkeiten bei der Einstellung. Sehr große Auswirkungen auf die Verteilung der Spritzbrühe können horizontale Gestängebewegungen haben. Dabei kommt es vor allem auf die Geschwindigkeit dieser Schwingungen an. Einige Hersteller haben deshalb ihre Gestängeaufhängungen auch horizontal pendelnd ausgeführt. Man kann aber weder aus dem Vorhandensein Variationskoeffizient / % Anbaugeräte noch aus der Bauart einer solchen Aufhängung auf deren Qualität schließen. Sind zum Beispiel Feder- und Dämpferelemente vorhanden, ist es wichtig, dass diese Komponenten auch richtig dimensioniert und auf die dynamischen Eigenschaften des Gestänges und der Aufhängung eingestellt sind. Die Verteilung des Spritzbelags unter dem bewegten Gestänge wird an der BBA in großem Umfang untersucht. Auf einem Schwingungsprüfstand wird dabei die Fahrt der Spritze über ein Feld 6 km/h 10 km/h Arbeitsbreite / m Anhängegeräte Große Anhängegeräte bieten eine bessere Verteilqualität als manche Anbaugeräte. simuliert. Dabei hat sich gezeigt, dass große Anhängegeräte (27 m Arbeitsbreite) eine wesentlich bessere Verteilqualität liefern als manche Anbaugeräte (15 m). Bei den Anhängegeräten haben wir Variationskoeffizienten von 5 % bis 11 % gemessen, während die Werte für die Anbaugeräte doppelt so hoch bei 6 % bis 22 % lagen. Ursache dafür ist neben der größeren Trägheit der breiten Gestänge, dass bei Anbaugeräten durch die direkte Kopplung an den Traktor Bodenunebenheiten stärker übertragen werden. dlg-test.de 1/

5 Pflanzenschutzgeräte müssen sich sicher, leicht und vollständig entleeren lassen. Der restliche Behältest & technik Düsen zur Innenreinigung des Spritzflüssigkeitsbehälters. Mit geeigneten Düsen abdriftarm spritzen Bei den Feldspritzen werden fast ausschließlich Flachstrahldüsen verwendet. Es gibt sie als sogenannte Mehrbereichs-, Antidriftoder Luftinjektordüsen. Sie arbeiten nach dem Prinzip der hydraulischen Zerstäubung bei Drücken zwischen 1 bar und 8 bar. Kaliber und Spritzdruck bestimmen den Volumenstrom und die Tropfengröße. Die riesige Auswahl an Düsen deckt eine große Bandbreite an Applikationsbedingungen ab. Pflanzenschutzgeräte werden zunehmend danach beurteilt, wie umweltschonend man mit ihnen arbeiten kann. Wenn für ein BBAanerkanntes Gerät eine Abdriftminderung von mindestens 50 % im Vergleich zu herkömmlicher Technik nachgewiesen wird, kann es ins BBA-Verzeichnis Verlustmindernde Geräte eingetragen werden. Bei Feldspritzen erreicht man das am einfachsten durch die Wahl der richtigen Düsen. Der Trend geht darum zu den Luftinjektordüsen mit groben Tropfengrößenspektren, die bei ausreichender Benetzung der Zielfläche besonders umweltschonend sind. Mit ihnen lassen sich Abdriftminderungen zwischen 50% und 90% erzielen. Eine weitere Möglichkeit Abdrift zu mindern besteht in der Verwendung von Trägerluft, durch die die kleineren, abdriftgefährdeten Tropfen in Richtung Zielfläche transportiert werden. Neuerdings werden auch Zweistoffdüsen angeboten, die mit Hilfe von Druckluft zerstäuben. Dabei lassen sich die Tropfengrößen relativ unabhängig von der Ausbringmenge variieren. Allerdings hat sich gezeigt, dass die Druckbereiche, in denen diese Düsen gleichzeitig abdriftmindernd und mit guter Querverteilung arbeiten, sehr eng sind. Nach der Arbeit Entleeren und Reinigen Tabelle 1: Reinigungsleistung bei der Innenreinigung mit verschiedenen Reinigungsdüsen bei einem Anbaugerät mit 1000-l-Behälter und 15 m Arbeitsbreite (spezielles Prüfmittel) Reinigungsdüse Volumenstrom (l/min) Restverschmutzung (%) Langsam drehend mit hoher Strahlkraft 25,5 10 Rotierende Brausedüse 27,2 12 Schnell drehend mit geringer Strahlkraft 35,6 22 Tabelle 2: Reinigungsleistung bei der Außenreinigung mit verschiedenen Reinigungsgeräten bei einem Anbaugerät mit 1000-l-Behälter und 15 m Arbeitsbreite (PSM: OB 21) Reinigungsgerät Durchfluss (l/min) Wasserverbrauch (l) Restverschmutzung (%) Wasserbesen 5, Autowaschbürste 8, spez. Reinigungsdüse 2, dlg-test.de 1/2003

6 terinhalt muss dabei so aufzufangen sein, dass dabei weder Anwender noch Geräteteile wie zum Beispiel Streben damit in Berührung kommen. Bewährt haben sich Entleerungseinrichtungen, die entweder indirekt über ein Seil und ein federbelastetes Bodenventil oder direkt mit einem Kugelhahn, Schieber oder ähnlichem bedient werden. Entleerungseinrichtungen werden aber auch in Kombination mit der Saugarmatur angeboten. Gerätekomponenten, die eine ordnungsgemäße Reinigung der Geräte auf dem Feld ermöglichen, gehören zur gesetzlich vorgeschriebenen Mindestausstattung von Feldspritzgeräten. Dazu gehören ein zusätzlicher Wasserbehälter, der über ein Fassungsvermögen von mindestens 10 % des Spritzflüssigkeitsbehälters oder vom 10-fachen des verdünnbaren Anteils der technischen Restmenge verfügen muss, außerdem eine Einrichtung zur Behälterinnenreinigung und ein Anschluss für Einrichtungen zur Außenreinigung des Gerätes. Der Wasserbehälter muss saugseitig an der Pumpe angeschlossen sein, sodass das Spülwasser für die unterschiedlichen Reinigungsvorgänge des gesamten Gerätes zur Verfügung steht: Das Spülen der Leitungen bei vollem Spritzflüssigkeitsbehälter, die Innenreinigung und die Außenreinigung des Gerätes. Die Einrichtung für die Behälter-Innenreinigung besteht aus einer oder mehreren Spezialdüsen, die meistens an der Oberseite im Behälter angebracht sind. Rotierende Düsen mit langsamer Drehung bei hartem Wasserstrahl schnitten bei Vergleichstests am besten ab (Tab. 1). Zur Außenreinigung auf dem Feld hat man die Wahl zwischen sehr unterschiedlichen Ausstattungen. Die Wasserbürste ist bei der Außenreinigung größerer Flächen vorteilhaft. Bei der Reinigung der Komponenten mit uneinheitlichen, stark zerklüfteten Oberflächen wie Gestänge oder Armatur mit den jeweiligen Leitungen stößt die Bürste jedoch schnell an Grenzen (Tab. 2). Hier gibt es technische Entwicklungen hin zu Strahlrohren mit speziellen Düsen, die entweder über die Gerätepumpe oder sogar über eine separate Hochdruckpumpe betrieben werden können. Zur persönlichen Sicherheit des Bedieners gehört außerdem ein Handwaschbehälter mit einem Mindestvolumen von 15 l. Pflanzenschutzgeräteprüfung im Überblick 1. Erklärungsverfahren: Für jeden neuen Gerätetyp muss der Hersteller/Vertreiber gegenüber der BBA eine Erklärung abgeben, dass die gesetzlichen Anforderungen erfüllt werden. Die BBA prüft die dazu eingereichten Unterlagen (Beschreibung des Gerätes, Gebrauchsanleitung), trägt den Gerätetyp in die Pflanzenschutzgeräteliste ein und veröffentlicht diese Eintragung im Bundesanzeiger, wenn keine Zweifel an der Einhaltung der Anforderungen bestehen. Der Gerätetyp ist somit verkehrsfähig. 2. Eignungsprüfung: Auf Antrag des Herstellers/Vertreibers kann die BBA Geräte und Geräteteile prüfen, die im Pflanzenschutz eingesetzt werden. Die Testkriterien gehen dabei über die gesetzlichen Anforderungen hinaus. Die Prüfung erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Pflanzenschutzdienst der Bundesländer und umfasst sowohl technische Tests auf Prüfständen als auch den praktischen Einsatz der Geräte. Im Erfolgsfalle endet diese Prüfung mit der BBA-Anerkennung, die fünf Jahre gültig ist und auf Antrag erneut erteilt werden kann. BBA-anerkannte Geräte werden im Teil 6 des Pflanzenschutzmittelverzeichnisses veröffentlicht, und es wird ein Prüfbericht herausgegeben. Auf Antrag kann auch eine Eintragung in das Verzeichnis Verlustmindernde Geräte erfolgen, wenn vom Antragsteller durch entsprechende Versuchsergebnisse eine Verminderung der Abdrift um mindestens 50% im Bezug auf eine Referenz nachgewiesen wird. 3. ENTAM-Prüfung: Die BBA als Mitglied des European Network for Testing of Agricultural Machines kann auf Antrag des Herstellers/Vertreibers Pflanzenschutzgeräte auf Einhaltung der Anforderungen nach EN prüfen. Dazu werden technische Tests auf Prüfständen nach abgestimmten Richtlinien durchgeführt. Nach erfolgreichem Abschluss wird ein Prüfbericht veröffentlicht, der von anderen ENTAM-Mitgliedern anerkannt und für diese Länder übernommen werden kann. Bei der BBA werden Gestängebewegungen auf einem Schwingungsprüfstand untersucht 4. Gerätekontrolle: In Gebrauch befindliche Pflanzenschutzgeräte müssen alle 2 Jahre von anerkannten Kontrollbetrieben überprüft werden. Dafür sind die Bundesländer zuständig; die BBA koordiniert dieses Verfahren. dlg-test.de 1/