Projekt 08674/01

Verbesserung der Applikationstechnik zur Reduzierung des Pflanzenschutzmittelaufwandes in Gewächshäusern

Projektträger

SBS Sondermaschinen GmbH
Rebhuhnweg 6
38108 Braunschweig
Telefon: 0531/350022

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Untersuchungen im Unterglasanbau über die Spritzmittelverteilung ergaben eine schlechte Wiederfindungsrate (ca. 70 bis 80 % Wiederfindung). Die Biologische Bundesanstalt hat in Versuchen festgestellt, dass die luftunterstützte Applikation von Pflanzenschutzmitteln die Wiederfindungsrate erheblich erhöht(ca. 90 bis 95% Wiederfindung), wodurch der Spritzmittelaufwand geringer wird und die Umwelt geschont wird.
Ziel der Entwicklung war es, für einen wesentlichen Anteil von Kulturen akzeptable Lösungen zu erstellen. Derzeit wird nicht mit Luftunterstützung gearbeitet. Durch die Anwendung dieser Technik ist eine erhebliche Einsparung an Spritzmitteln und damit ein verbesserter Umweltschutz möglich. Außerdem soll diese Technik sich für den Anwender wirtschaftlich darstellen.
Aufgrund der Vielzahl an Kulturen in Gewächshäusern konnte zunächst in Flächen und Raumkulturen unterschieden werden. Die Applikation an Raumkulturen ist grundsätzlich schwieriger. Das Sprühen von oben auf die Pflanze reicht nicht aus, da die erforderliche Durchdringung der Kultur nicht gewährleistet ist.
Die Firma SBS Sondermaschinen GmbH befasste sich aufgrund der umfangreichen Thematik ausschließlich mit der Entwicklung eines Spritzgerätes für Raumkulturen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der viermonatigen Entwurfsphase wurden zunächst die Anforderungen an ein Spritzgerät festgelegt.
Um ein praxisgerechtes Spritzgerät entwickeln zu können, wurden mit dem Entwurf in einem Zeitraum von 3 Monaten unterschiedliche Gartenbaubetriebe besucht. Hierbei wurden die Anforderungen an ein Spritzgerät mit dem Gärtner erörtert. Mit den Erkenntnissen wurde ein Spritzroboter über einen Zeitraum von 10 Monaten entwickelt. Dieser hat im Gegensatz zur bisherigen Technik luftunterstützte Spritzdüsen, kurze Leitungswege mit kleinem Querschnitt und fährt automatisch durch das Gewächshaus.Ein Prototyp wurde innerhalb von 5 Monaten gebaut.
Mit unserem Kooperationspartner, der Biologischen Bundesanstalt Braunschweig, wurde das neue Spritzgestänge an verschiedenen Prüfständen untersucht. Für eine gleichmäßige Mittelverteilung ist eine gleichmäßige Sprühnebelverteilung über die Höhe zu gewährleisten. Dies wurde bei der BBA an einem Prüfstand mit unterschiedlichen Parametern (Spritzdruck, Anströmungswinkel der Luft, Luftgeschwindigkeit, Düse) untersucht. Für eine weitergehende Kenndatenerfassung wurde eine Volumenstrommessung der Lüfter mit der Drehzahl als Meßgröße durchgeführt.
Über einen Zeitraum von 10 Monaten wurde der Prototyp auf Messen ausgestellt, in verschiedenen Gewächshäusern erprobt und dabei den Gärtnern vorgestellt. Bei den Tests sollte die Funktionsweise geprüft werden und der Nachweis erbracht werden, dass die Umweltbelastung mit Pestiziden durch eine gezieltere Verteilung verringert wird.


Ergebnisse und Diskussion

Oberstes Ziel war der Umweltschutz durch Reduktion des Pestizidbedarfs. Weiterhin sollte der Anwender den Giften möglichst nicht ausgesetzt werden. Während der Entwicklung wurden die wirtschaftlichen Aspekte (Arbeitsersparnis, Spritzmitteleinsparung, Anschaffungspreis) weitgehend berücksichtigt.
Es entstand ein Spritzroboter mit Spritzgestänge mit luftunterstützten Düsen, der nachfolgend näher beschrieben wird. Der Roboter besteht aus Basisstation und Satellit. Die Basisstation versorgt den Satelliten mit elektrischer Energie und Spritzflüssigkeit. An den Einsatzort wird die Basisstation mit dem darin geparkten Satellitenfahrzeug manuell gefahren und bewegt sich dann automatisch von Reihe zu Reihe, wobei sie sich an den Heizungsrohren orientiert. Der Satellit wird auf die Heizungsrohre gesetzt und kann dadurch wie auf einer Schiene die einzelnen Reihen (bis 100 m) abfahren. Um die Gefahr der Bodenverseuchung durch Spritzmittelkonzentrate in den Gewächshäusern bei Leckagen möglichst gering zu halten, wurde ein großer Brühebehälter (1000 l) verwendet, in dem nur die verdünnten Spritzmittel transportiert werden. Bei üblicher Dosierung reicht der Tankinhalt für die Behandlung von 0,5 bis 1 ha Anbaufläche, für die der Roboter rund 4 Stunden benötigt. Die Arbeitshöhe des Spritzbalkens kann zwischen 2 und 4 m eingestellt werden. Durch die Wahl von Fahrgeschwindigkeit und Düsengröße ist die Aufwandmenge zwischen 300 und 3000 l/ha variabel. Die maximale Intensität der Luftunterstützung kann der jeweiligen Kultur angepaßt werden. Nachdem der Prototyp gebaut war, stellte ein Gärtner sein Gewächshaus zur Verfügung, um die einzelnen Funktionen zu prüfen. Bei den Versuchen stellten wir fest, dass die Erkennungsmerkmale für die Positionierung des Satelliten durch Pflanzen verdeckt waren. Um dennoch unsere Fahrversuche durchführen zu können, mußten wir den Applimate in Programm und Sensorik an das Gewächshaus anpassen. Wir durften den Applimaten zunächst praxisnah nur ohne Spritzversuche testen.
Zu Spritzversuchen wollte sich kein Gärtner bereit erklären, die Gewächshäuser der BBA stellten sich dafür als zu klein heraus. Zusammenfassend ist zu sagen, dass ein marktfähiger Spritzroboter entwickelt wurde, der durch das luftunterstützte Spritzverfahren eine umweltschonende Technik verspricht. Durch den Automatikbetrieb in den Gewächshäusern ist der Schutz für den Anwender gewährleistet. Wirtschaftlich interessant ist der Applimate für Gartenbaubetriebe ab einer Betriebsgröße von 1 ha. Um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, haben wir als Transportfahrzeug einen Elektrohubwagen verwendet, der im Betrieb auch für andere Einsatzfälle verwendet werden kann.
Bei den Messen und Vorführungen wurde von vielen Gärtnern Interesse für dieses Gerät bekundet, aber die Voraussetzung für den Kauf war bei allen Gärtnern eine Referenz mit dem Nachweis der verbesserten Spritztechnik.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Der Applimate wurde erstmals auf der Gartenbaumesse NTV in Amsterdam vorgestellt, es folgte eine Vorführung bei der Lehr- und Versuchsanstalt in Straelen. Abschließend war der Satellit auf der Hortec`99 in Karlsruhe ausgestellt. In zahlreichen nationalen und internationalen Zeitungen (überwiegend Gärtnerfachzeitungen) wurden Berichte veröffentlicht. Hierzu gehörten: Der Forschungsreport 1/1999, Der Gartenbau 46/98 Schweiz, Taspo 46/98, Horti Culture 1/1999, Flora Culture International 12/98 USA. Im August 1999 wurde ein Beitrag über den Applimate in der Sendung Polylux im Regionalsender ORB ausgestrahlt. Der NDR filmte den Spritzroboter im September 1999 und will den Bericht noch in der Sendung Markt im Dritten senden.


Fazit

Im Unterglasanbau für Gemüse findet zur Zeit ein Umbruch statt. Die Gartenbaubetriebe vergrößern ihre Anbauflächen und die Transportsysteme werden von der Deckenschiene auf die Bodenschiene verlagert. Der Bedarf für einen Applimaten ist im kleineren Rahmen vorhanden und wächst mit größer werdenden Betrieben. Der Verkauf von einigen Applimaten wird erst nach Untersuchungen mit der luftunterstützten Spritztechnik und positiven Ergebnissen möglich. Es empfiehlt sich, weitere Versuche in Form einer Forschungsarbeit über mehrere Jahre mit wissenschaftlicher Betreuung durchzuführen. Abschließend ist festzustellen, dass der Entwicklungsbedarf auf diesen Sektor noch groß ist.