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Überprüfung der biologischen Wirksamkeit sowie der Anlagerung und Abdrift von Pflanzenschutzmitteln bei der Applikation mit Hilfe von unbemannten Kleinhubschraubern in Weinbausteillagen

Im Vorhaben sollen mittels der derzeit verfügbaren Octocopter die grundsätzliche Eignung von uKH (unbemannter Kleinhubschrauber) für die Durchführung von Pflanzenschutzmaßnahmen in Steillagen hinsichtlich der Anlagerung, der biologischen Wirksamkeit und der Abdrift von Pflanzenschutzmitteln untersucht werden. Da zum Einsatz von uKH bislang kaum Erfahrungen vorliegen, soll in diesem Vorhaben die Sammlung von Daten im Fokus stehen, die für die Risikoabschätzung im Zulassungsverfahren für die Applikation von Pflanzenschutzmitteln mit Hilfe von uKH in Weinbausteillagen von Relevanz sind. Anhand der Ergebnisse soll geprüft werden können, ob und inwieweit die hier untersuchten Prüfsysteme für den Einsatz in der Praxis wirksam und sicher eingesetzt werden können und eine empfehlenswerte Alternative für den Großhubschraubereinsatz im Steillagenweinbau darstellen. Ausschlaggebend für die Praxiseinführung von uKH ist der Nachweis der biologischen Wirksamkeit des Verfahrens. Weiterhin sollten möglichst geringe Abdriftwerte bei der Applikation, eine einfache und sichere Anwendbarkeit des uKH und die betriebswirtschaftliche Tragfähigkeit des Systems gewährleistet sein. Der Nachweis der biologischen Wirksamkeit und von geringen Abdriftwerten dieser neuen Technologie dient im Weiteren als Grundlage für den Gesetzgeber, die rechtlichen Rahmenbedingungen den technischen Veränderungen anpassen zu können und leistet damit einen Beitrag zum Erhalt und der Sicherung der sowohl kulturell wie auch ökologisch wichtigen Weinbergsteillagen.

Grundwasser vor Pflanzenschutzmitteln schützen: Gebiete mit hohem Eintragsrisiko in der harmonisierten Zulassungsbewertung berücksichtigen

Der Schutz des Grundwassers hat im Zulassungsverfahren für Pflanzenschutzmittel einen besonders hohen Stellenwert. Pflanzenschutzmittel dürfen nach Artikel 4 der Pflanzenschutzmittelverordnung (EG) Nr. 1107/2009 keine schädlichen Auswirkungen auf das Grundwasser haben. Damit hat der Schutz des Grundwassers einen mit dem Schutz der menschlichen Gesundheit vergleichbaren Rang. Zukünftig gelten in der EU in Zulassungsverfahren für Pflanzenschutzmittel neue harmonisierte Methoden zur Abschätzung von Einträgen in das Grundwasser. Darauf haben sich die Mitgliedstaaten im Oktober 2014 im Ständigen Ausschuss der KOM verständigt. Das in einem Bericht der EU-Arbeitsgruppe FOCUS beschriebene Stufenkonzept sieht vor, mit Hilfe räumlich basierter Modellabschätzungen unter Verwendung spezifischer regionaler Boden- und Klimaeigenschaften die zu erwartenden Einträge von Pflanzenschutzmitteln ins Grundwasser besser vorhersagen zu können. Ein Instrument (Simulationsmodell), das die Anforderungen hinsichtlich der Verhältnisse in Deutschland erfüllt und damit die potentiellen Einträge ins Grundwasser adäquat abbildet, fehlt bislang. National kommt derzeit ein einfacher szenarienbasierter Ansatz mit dem Modell PELMO, ein von der Fraunhofer-Gesellschaft entwickeltes und auch auf europäischer Ebene akzeptiertes Modell, zur Anwendung. Ergebnisse aus einem laufenden Forschungsprojekt zeigen aber, dass damit die Umweltbedingungen in Deutschland nicht ausreichend abgedeckt sind und somit das Eintragsrisiko in weiten Gebieten unterschätzt wird. Um das zu ändern, müssen Modellanpassungen erfolgen. Vorschläge liegen zwar vor, stehen aber in der Kritik, durch zu konservative Einstellungen unrealistisch hohe Grundwassereinträge zu simulieren und damit überprotektiv zu sein. In dem geplanten Vorhaben sollen Modellerweiterungen mit einer besseren Vorhersagesicherheit der Eintragsrisiken von Pflanzenschutzmitteln für das Grundwasser geprüft, diskutiert und erarbeitet werden. Auf Basis vorliegender Geodaten aus Deutschland sowie unter Hinzuziehen von Monitoringdaten sollen die Modellerweiterungen validiert und bei Bedarf nachjustiert werden. Das damit angestrebtes Ziel ist, das Grundwasser vor Pflanzenschutzmitteln zu schützen, indem die Bedingungen in Deutschland adäquat berücksichtigt werden und damit sichere Eintragsvorhersagen getroffen werden.

Reduction of drift in spray application/ nebulization of biocides - derivation of risk reduction measures and device requirements

Biozidprodukte und Pflanzenschutzmitteln gehören zur Gruppe der Pestizide und dienen dem Schutz von Mensch, Tier und Materialien gegen Schädlinge und Ungeziefer. Die meisten auf dem Markt befindlichen Biozidprodukte sind in Deutschland aufgrund von Übergangsbestimmungen im Rahmen der Biozid-Verordnung 528/2012 noch nicht bewertet worden, so dass geringe Kenntnisse darüber vorhanden sind, wie Biozidprodukte verwendet werden. Ziel dieser Studie war es Anwendungen mit hohem Abdriftpotential zu identifizieren und zu untersuchen. Es zeigte sich, dass die Bekämpfung des Eichenprozessionsspinners (EPS) mit Sprühgeräten und die Bekämpfung von fliegenden und kriechenden Insekten an Gebäuden mit einem Rückensprühgerät die Bereiche mit dem höchsten Abdriftpotential sind. Ergebnisse der Abdriftmessungen zeigen, dass bei allen Anwendungen die Abdrift exponentiell mit der Entfernung vom der behandelten Bereich abnahm. Darüber hinaus wurden die höchsten Abdriftwerte bei der Bekämpfung des ESP mit einer Sprühkanone am Waldrand, etwas niedrigere Abdriftwerte in der Allee und deutlich niedrigere Abdriftwerte an einem Einzelbaum gefunden. Bei der Verwendung eines Hubschraubers wurden um 50% geringe Abdrifteckwerte beobachtet, wenn eine Düse mit größeren Tropfen verwendet wurde. Diese ersten Ergebnisse zeigen, dass eine Abdrift in Nicht-Zielflächen wahrscheinlich ist. Es werden Möglichkeiten dargestellt, wie die Abdrift durch die Auswahl abdriftmindernder Technik reduziert werden kann. Um die Abdrift während der Bekämpfung von kriechenden Insekten an Hauswänden zu messen, wurden erste Tests durchgeführt. Unabhängig von der Windrichtung war die gemessene Abdrift direkt vor der behandelten Fläche sehr gering. In seitlicher Entfernung zur behandelten Fläche war die Abdrift bei paralleler Windrichtung geringer als bei orthogonaler Windrichtung. Im Allgemeinen ist es wichtig die Geräte näher zu betrachten, die zur Ausbringung von Bioziden verwendet werden. Quelle: Forschungsbericht

Reduzierung der Abdrift bei der Sprühapplikation/Vernebelung von Bioziden - Ableitung von Risikominderungsmaßnahmen und Geräteanforderungen

Die Wahl der Geräte, die zur Ausbringung von Bioziden verwendet werden, entscheidet in hohem Maße über die Ausbringungsgenauigkeit und damit darüber, in welchem Umfang die Umwelt unnötig belastet wird. Dies gilt insbesondere für die Sprühanwendung oder die Vernebelung von Biozidprodukten. Für den Regelungsbereich der Biozide existiert jedoch keine rechtliche Grundlage zur Erfassung von Geräten und deren technischen Spezifikationen, die Rückschlüsse auf die Ausbringungsgenauigkeit erlauben. Es ist daher weitgehend unklar, welche Geräte mit welchen Eigenschaften zur Applikation von Bioziden verwendet werden. Deshalb kann derzeit weder die Umweltexposition sicher genug abgeschätzt noch die Biozidanwendung auf abdriftarme Geräte beschränkt werden, deren technische Kennwerte die regulatorischen Vorgaben z.B. in Bezug auf Sicherheitsabstände zu Schutzgebieten oder Oberflächengewässern gewährleisten. Ziel des Vorhabens ist es daher, eine umfassende Zusammenstellung über alle relevanten Anwendungsbereiche sowie die zugehörige Anwendungspraxis zu erstellen, bei denen Biozide in der Regel durch Sprühen/Vernebeln ausgebracht werden. Anschließend sollen alle technischen und anwendungsbezogenen Geräteeigenschaften eruiert werden, die einen Vergleich von Geräten hinsichtlich ihrer Ausbringungsgenauigkeit erlauben, um daraus Rückschlüsse auf den Austrag von Bioziden in Nichtzielgebiete ziehen zu können, die bei der Formulierung von Risikominderungsmaßnahmen bei der Produktzulassung berücksichtigt werden sollen, um eine zielgerichtete Ausbringung von Bioziden und damit den Schutz der Umwelt zu gewährleisten. Aus den hier gewonnen Erkenntnissen sollen schließlich Kriterien abgeleitet werden, die eine erste Grundlage für eine gesetzliche Regelung zu Anforderungen an Ausbringungsgeräte bilden sollen. Nach dem derzeitigen Kenntnisstand stellt die Sprühapplikation/Vernebelung von Bioziden insbesondere in den Bereichen der Veterinärhygiene und des Holz- und Materialschutzes.

Zukunftsorientiertes Risikomanagement für biotische Schadereignisse in Wäldern zur Gewährleistung einer nachhaltigen Waldwirtschaft, Teilvorhaben 1: Effekte von Insektizidmaßnahmen und natürlichen Störungen auf die Antagonistenfauna in Kiefernwäldern

Das Verbundvorhaben RiMa-Wald befasst sich mit aktuellen Fragestellungen für einen integrierten Pflanzenschutz im Wald. Die Ausgestaltung des Verbunds beinhaltet die Erstellung und Umsetzung sektorspezifischer Leitlinien für den integrierten Pflanzenschutz im Forst, die Verbesserung der Verfügbarkeit von Pflanzenschutzmitteln und -wirkstoffen im nationalen Zulassungs- und Genehmigungsverfahren für den Anwendungsbereich Forst, einschließlich der Überprüfung von Umweltaspekten bei der luftgestützten Ausbringung von Insektiziden. Partner: Julius Kühn-Institut, Landesbetrieb Forst Brandenburg, Technische Universität München, Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt, Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft Im Teilvorhaben 1 werden gezielt Kiefernwälder untersucht, die aktuell häufig durch Massenvermehrungen forstschädlicher Insekten gefährdet sind. Hierbei werden die Auswirkungen von aviochemischen Bekämpfungsmaßnahmen mit Insektiziden und die von Kahlfraßereignissen in Waldbeständen auf die Nützlingsfauna mit freilandökologischen Methoden untersucht. In weiteren Arbeitspaketen werden mittels Rückstandsanalysen die Wirkstoffkonzentrationen in Ziel- und Nichtzielorganismen bzw. in Pflanzenmaterial bestimmt. Zusätzlich geben Abdrift- und Expositionsmessungen Aufschluss über die Belastung von angrenzenden Arealen und über die verbleibende Menge an Spritzflüssigkeit am Waldboden. Die Ergebnisse dienen der Erarbeitung einer realistischen Nutzen-Risiko-Analyse im Pflanzenschutz und zur Formulierung praktikabler Risikominderungsmaßnahmen für ein nachhaltiges Schädlingsmanagement, die mit den Bewertungsbehörden im Zulassungsverfahren von Pflanzenschutzmitteln abgestimmt werden. Abschließend erfolgen der Ergebnistransfer und die Umsetzung in die Praxis.

Biodiversitätsflächen zur Minderung der Umweltauswirkungen von Pflanzenschutzmitteln: Anforderungen an Kompensationsmaßnahmen im Risikomanagement

Die Biodiversität im Agrarbereich ist in den vergangenen Jahrzehnten stark zurückgegangen. Als we-sentlicher Grund für die Artenverluste wird die Intensivierung der Landwirtschaft, insbesondere auch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln (PSM) angesehen. Eine Möglichkeit, Biodiversitätsverluste durch PSM auszugleichen, bieten Kompensationsflächen. In dieser Studie wird die Wirksamkeit von Kompensationsflächen bewertet. Studien an Vögeln und Säugetieren über die Mindestausstattung von Agrar-Lebensräumen mit geeigneten Habitat-Komponenten zeigen, dass deren Flächenanteil mindestens 10 % der Anwendungsfläche biodiversitätsschädigender PSM betragen muss. Für Amphibien, Arthropoden und Pflanzen der Agrarlandschaft liegen kaum entsprechenden Daten vor. Die Ergebnisse von Experteninterviews ergaben 15 % ökologischer Aufwertungsfläche für Vögel und 20% für Ackerwildkräuter. Für die Umsetzung der Kompensation werden zwei Ansätze vorgeschlagen. Der erste, sehr einfache Ansatz besteht nur aus der Maßnahme 'selbstbegrünte Brache' in Streifenform. Als Kompensation für einen biodiversitätsschädigenden PSM-Einsatz ist eine Brachefläche in der Größe von 10 % der zu be-handelnden Fläche nachzuweisen. Der zweite Ansatz basiert auf einem Punktesystem, mit dem die zu erbringenden Kompensationsleistungen mit verschiedenen, darunter auch mit produktionsbezogenen Maßnahmen erfüllt werden können. Das System und die Maßnahmen werden im Detail vorgestellt. Ein Abgleich zeigt, dass viele der aktuellen Agrarumwelt- und Klimamaßnahmen (AUM) der Bundesländer prinzipiell mit dem hier vorgeschlagene Punktesystem übereinstimmen. Allerdings sind die Ansätze und Förderbedingungen in den Bundesländern sehr unterschiedlich und umfassen eine breite Spanne der Ausgestaltung. Abschließend wird der Einfluss der Abdrift auf die kompensatorische Wirkung von Ökologischen Aufwertungsflächen (ÖAF) untersucht.

Optimierung einer Lückenschaltung am Sprühgerät als Voraussetzung für eine präzise Applikation von Pflanzenschutzmitteln im Obstbau, Teilprojekt 1

Ein Ziel des Vorhabens ist die Einsparung von Pflanzenschutzmitteln im intensiven Obstanbau, um sowohl ökologisch als auch ökonomisch Verbesserungen zu erreichen. Dieses Ziel soll durch die Ausrüstung eines Sprühgerätes mit einer verbesserten, sensorgestützten Lückenschaltung erreicht werden. Ein weiteres Ziel ist neben der PSM-Einsparung die Verringerung der Abdrift auf benachbarte Flächen. Im Projekt LADUS wurde das Konzept der Lückenschaltung weiterentwickelt. Ein Sprühgerät für den Einsatz im Obstbau wurde mit verbesserten Infrarotsensoren und automatischer Düsensteuerung ausgestattet. Ziel war eine möglichst genaue Erkennung der Laubwand durch die Sensoren. In der Anwendung ließ sich nachweisen, das so Pflanzenschutzmittel eingespart und der Eintrag auf Nicht-Zielflächen minimiert werden kann. Im Projekt OLSVA soll neben dem bereits vorhandenen Sprühgerät mit Radialgebläse auch eines mit Querstromgebläse mit der verbesserten Lückenschaltung ausgerüstet werden. Des Weiteren soll auch ein Nachrüstsatz für bereits im Gebrauch befindliche Geräte entwickelt werden. Darüber hinaus soll die biologische Wirksamkeit dieser Technik in einem mehrjährigen Praxiseinsatz untersucht werden, um gegen Ende der Projektlaufzeit diese Technik sicher in den Markt einzuführen. Damit kann ein wichtiger Beitrag zur Effizienzsteigerung und zum Umweltschutz geleistet werden.

Optimierung einer Lückenschaltung am Sprühgerät als Voraussetzung für eine präzise Applikation von Pflanzenschutzmitteln im Obstbau, Teilprojekt 2

Quantifizierung der landwirtschaftlich verursachten Kosten zur Sicherung der Trinkwasserbereitstellung

In dem geplanten Projekt sollen die Kosten, die für die Trinkwasserversorgung insbesondere durch Nährstoffeinträge aus der Landwirtschaft entstehen, quantifiziert werden. Der Fokus des Projekts liegt auf der Datenerhebung von Kosten durch Nährstoffeinträge. Gleichwohl wird eine parallele Erhebung von Daten zu Kosten durch Rückstände von Pflanzenschutzmitteln (PSM) angestrebt, da es sowohl bei den Eintragspfaden als auch bei den Vermeidungs- und Aufbereitungsmaßnahmen Parallelen gibt. Bisher gibt es in Deutschland nur sehr wenige und auf partielle Kostenbestandteile beschränkte Analysen in diesem Bereich. Eine umfassende Kostenabschätzung scheiterte bislang insbesondere an mangelnden Primärdaten. Deshalb sollen für repräsentativ ausgewählte Modellregionen und landwirtschaftliche Betriebs- und Bewirtschaftungsformen Primärdaten zur Kostenbelastung durch Nitrat- und soweit möglich auch PSM-Verunreinigungen erhoben werden. Diese Daten sollen zunächst die (Reparatur-)Kosten der Wasserversorger für die zusätzliche Erschließung unbelasteter Wasservorkommen zwecks Verschneidung von sauberem und belastetem Rohwasser oder technische Verfahren, durch die Nitrat und soweit möglich PSM während der Trinkwasseraufbereitung entfernt/reduziert werden, umfassen. Weiterführend sollen auch Daten zum Aufwand für Maßnahmen zur Reduzierung/Vermeidung von Nitrat- und soweit möglich PSM-Einträgen aus der Fläche z.B. durch Zahlungen für Ökosystem-Dienstleistungen erhoben werden. Dabei wird es wichtig sein, eine Bandbreite von verschiedenen geographischen Bedingungen sowie unterschiedlich großen Wasserversorgungsgebieten zu erfassen, da dies relevante Faktoren für die Kosten sind. Darüber hinaus ist eine geeignete Methode zur Übertragbarkeit und Generalisierbarkeit der erhobenen Kostendaten zu entwickeln und anzuwenden. Die Einbeziehung weiterer relevanter UBA-Projekte wird gewährleistet.

Bewertung des Eintrags von Pflanzenschutzmitteln in Oberflächengewässer; Weiterentwicklung der Konzepte zur Modellierung der Einträge über die Expositionspfade Runoff, Erosion und Drainage unter Berücksichtigung der Harmonisierungsanforderungen im zukünftigen europäischen Zulassungsverfahren

Im Hinblick auf die neue Pflanzenschutzmittel-Verordnung (EG) 1107/2009 insbesondere der gegenseitigen Anerkennung von Pflanzenschutzmittelzulassungen und der weitestgehenden Harmonisierung der Bewertungskonzepte auf europäischer Ebene ist eine Anpassung und Verwendung einheitlicher Bewertungsgrundlagen und Expositionsmodelle zur Abschätzung des Eintrags von Pflanzenschutzmitteln in Oberflächengewässer via Runoff/Erosion und Drainage im Zulassungsverfahren erforderlich. Im Zulassungsverfahren von Pflanzenschutzmitteln nach Pflanzenschutzgesetz (PflSchG) wird der erwartete Eintrag von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen und deren Abbauprodukte in Oberflächengewässer berechnet. Als wesentliche Eintragspfade gelten Sprayabdrift+Verflüchtigung/Deposition, Oberflächenabfluss nach Starkregenereignis (Runoff/Erosion) und Drainage. Für die Expositionsabschätzung via Runoff und Drainage wird im nationalen Verfahren derzeit das Modell EXPOSIT verwendet. Im Rahmen der Wirkstoffbewertung auf EU-Ebene wird hingegen mit dem Simulationsmodell FOCUS-SurfaceWater die erwartete Umweltkonzentration (PEC) modelliert.Aufgrund der unterschiedlichen Entstehungshistorie verfügen beide Ansätze aus heutiger Bewertungssicht über Vor- und Nachteile. Z.B. liegen bislang keine ausreichenden Erkenntnisse zur Repräsentativität des szenarienbasierten Modells FOCUS-Surface Water für die nationalen räumlichen Gegebenheiten und damit zur Sicherstellung des geforderten Schutzniveaus vor. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Modelle gegenüber zu stellen, Stärken und Schwächen zu identifizieren und Lösungsmöglichkeiten zu entwickeln für einen weitestgehend harmonisierten Ansatz zur Expositionsabschätzung unter Berücksichtigung des aktuellen Standes von Wissenschaft und Technik sowie nationaler Besonderheiten und Beibehaltung des bestehenden Schutzniveaus.

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