Performantie van driftreducerende spleetdoppen onderzocht
Het druppelspectrum gegenereerd door spleetdoppen heeft een effect op de bio-effectiviteit en bio-efficiëntie van bladherbicidetoepassingen op jonge onkruiden. Binnen het Optispray-project werd dan ook de performantie van spuitdoptypes geëvalueerd.
Karakteristieken van spuitnevels zijn belangrijke kritische factoren die spuitdrift, depositie en bedekking op planten, insecten en schimmels, en biologische effectiviteit beïnvloeden. Anders dan met meteorologische en biologische invloedsfactoren betreffen het stuurbare factoren.
Bij de performantie-evaluatie van de spuitdoptypes wordt uitgegaan van data verworven binnen het door Vlaio gefinancierde project Optispray, waarin Inagro, ILVO, KU Leuven en UGent samenwerken om een computermodel te ontwikkelen waarmee het eenvoudig zal zijn om snel de impact te zien van een aangepaste of innovatieve spuittechniek of spuitinstelling.
Driftreductiepercentage wordt opgetrokken
Sinds 2023 is het gebruik van minimaal 75% driftreducerende doppen of technieken in Vlaanderen verplicht voor spuittoestellen opererend in buitenteelten. Vanaf 2026 zal dit opgetrokken worden naar minimaal 90% driftreductie. Menig land- en tuinbouwer vreest (al dan niet terecht) dat het gebruik van (sterk) driftreducerende spuitdoppen de effectiviteit van sommige herbiciden, contactherbiciden in het bijzonder, schaadt.
Een goede driftreductie zonder in te boeten op bio-effectiviteit en bio-efficiëntie is gewenst. De vraag is in welke mate de toepassing van een grover druppelgroottespectrum de effectiviteit en bio-efficiëntie van een bespuiting wijzigt. Een bio-effectieve toepassing betekent dat de bladbespuiting met de erkende velddosering minstens 90% bestrijding oplevert.
Bio-effectiviteit impliceert evenwel niet automatisch dat de toepassing ook inputefficiënt is. Dezelfde graad van bestrijding, bijvoorbeeld 90% (zogenaamde ED90-dosis), kan voor een toepassing uitgevoerd met het ene doptype immers een hogere herbicidedosis vergen dan voor een toepassing met een andere doptype. Een inputefficiënte toepassing bespaart handelsproduct of laat een hogere graad van bestrijding toe met de volle erkende velddosis.
Dosisresponsproeven
Ter evaluatie van de prestaties van spleetdoppen verrichtte UGent in 2023 diverse dosisrespons-proeven waarbij jonge onkruidstadia (kiemlobstadium, 2 bladstadium, 4 bladstadium) van veel voorkomende onkruiden (melganzenvoet, zwarte nachtschade en Europese hanenpoot) behandeld werden met oplopende doseringen van 2 contact-herbiciden bentazon (Basagran SG + Actirob), fenmedifam (Astrix) en systemische bladherbiciden tembotrion (Laudis), nicosulfuron (Samson 60OD) en cycloxydim (Focus Plus), gebruikmakend van diverse ISO 025- of ISO 03-spleetdoptypes.
De geteste spleetdoptypes representeren een brede range aan druppelspectra (van fijn naar grof) en omvatten een standaard spleetdop (TeeJet XR 11003), een antidriftspleetdop (Albuz ADI 11003), 3 luchtmengdoppen (Lechler ID3 12003, Albuz AVI 11003 en AVI 110025), 2 tweewaaier luchtmengdoppen (TeeJet TTI60 11003 en TTI60 110025) en een driftreducerende niet-luchtmeng tweewaaierdop (TeeJet APTJ 11003).
Om zuivere effecten van het doptype te bepalen gebeurden de bladbespuitingen telkens aan een vast spuitvolume van 240 l/ha. ISO 03- en ISO 025- doppen opereerden bij een werkdruk van respectievelijk 3 en 4,5 bar.
Binnen elke combinatie van onkruidsoort, onkruidstadium en herbicide werd voor elk spuitdoptype een dosisresponscurve opgesteld die het verband geeft tussen bestrijding en dosering. Deze curves laten toe om na te gaan in welke mate de herbicidetoepassing uitgevoerd met een welbepaalde combinatie van spleetdoptype en spuitdruk bio-effectief èn bio-efficiënt is.
Sommige bladherbiciden vertonen verschillen
Wat effectiviteit betreft, bleken alle driftreducerende doppen in het algemeen voldoende effectief, en dit bij 11 van de 12 onkruidsoort-stadium-herbicide combinaties waarbij de XR 11003-spleetdop voldoende effectiviteit vertoonde. Enkel 2 bladkiemplanten van zwarte nachtschade konden niet effectief bestreden worden met luchtmengdoppen en met de APTJ 11003-dop. Wat bio-efficiëntie betreft, bleek de mate waarin spleetdoppen verschilden in performantie afhankelijk van de oppervlaktespanning van het bladherbicide. Grote verschillen in performantie traden op bij toepassing van herbicideoplossingen met hoge oppervlaktespanning [bentazon (Basagran SG) + Actirob, cycloxydim (Focus Plus)] en dit over onkruiden en stadia heen.
Bij toepassing van herbiciden met kleine oppervlaktespanning [tembotrion (Laudis), nicosulfuron (Samson 60OD) en fenmedifam (Astrix)] toonden alle spleetdoppen een gelijke efficiëntie. Spuitdruppels met kleine oppervlaktespanning hechten zich makkelijker op de waterafstotende beschermende waslaag aan het bladoppervlak en spreiden hierop beter open. Daardoor is de contacthoek die dergelijke spuitdruppels maken met het bladoppervlak relatief klein en is er ook met een grover druppelspectrum een goede bedekking van het bladoppervlak met spuitafzetting mogelijk.
Meteen is duidelijk dat hulpstoffen, hetzij additieven in de pesticideformulering, hetzij tankmixadjuvantia, in belangrijke mate kunnen bijdragen aan een meer bedrijfszekere toepassing van herbiciden over spuitdoptypes heen; ze kunnen driftreductie toelaten zonder compromittering van de bio-effectiviteit en -efficiëntie. Bovendien tonen de bevindingen aan dat er zowel binnen contactherbiciden als bij systemische bladherbiciden differentiële verschillen zijn in performantie van spuitdoppen ten aanzien van jonge onkruiddoelwitten (in het 2 bladstadium of jonger).
Spleetdop-spuitdrukcombinaties presteren consistenter
In geval van verschillen in performantie tussen doptypes, vertonen combinaties met een fijner druppelspectrum (in casu de standaard spleetdop XR bij 3 bar, de antidriftspleetdop ADI bij 3 bar en de luchtmengdoppen bij 4,5 bar) een hogere bio-efficiëntie dan de spleetdoppen met grover druppelsspectrum (luchtmengdoppen bij 3 bar, APTJ bij 3 bar). Spectra met veel grote druppels (>400 µm) kunnen depositie, retentie, bedekking en druppeldensiteit nadelig beïnvloeden. Door hun grotere kinetische energie zijn grote druppels gevoeliger aan terugkaatsen, openspatten en afrollen bij impact met het bladoppervlak. Bij eenzelfde spuitvolume worden er met een fijn druppelspectrum meer druppels geproduceerd dan bij een grof druppelspectrum.
Kleinere druppels geven in theorie een betere bedekking dan grote druppels, vermits ze een hogere oppervlakte-volumeverhouding hebben. Meer druppels betekent ook betere kansen op interceptie door het doelwit, dat soms erg klein is. Bovendien rollen kleine druppels minder vlug af van het bladoppervlak, wat eveneens bijdraagt aan een hogere retentie en bedekking. Kleine druppels hebben bijgevolg een positief effect op de interceptie, retentie en bedekking, in het bijzonder bij kleine moeilijk bevochtigbare doelwitten.
Een suboptimale bedekking kan aanleiding geven tot hogere dosissen vereist voor 90% bestrijding. Dit blijkt duidelijk uit de negatieve correlatie tussen ED90 en bedekking op watergevoelig papier en op echte bladeren (kaoliniet) en uit de positieve correlatie tussen ED90 en VMD. Omwille van het driftrisico mag het druppelspectrum evenwel niet te fijn zijn; de volumefractie druppels < 150 µm is het best zo laag mogelijk. Testen met luchtmengdoppen die nauwelijks druppels produceren met een diameter <150 µm, maar desondanks toch druppelspectra met lage volume mediaan diameter (rond 250 µm) genereren (bijvoorbeeld de tweewaaierdop TTI60), tonen aan dat driftreductie zonder verlies aan bio-effectiviteit en -efficiëntie (relatief ten opzichte van een XR dop) mogelijk is, zeker bij een hoge spuitdruk van 4,5 bar.
Bij hoge spuitdruk zullen de grote, met lucht gevulde spuitdruppels, immers makkelijker openspatten in meerdere kleine druppels bij impact met het bladoppervlak en zo de retentie en bedekking verbeteren.
Verschillen in performantie meer uitgesproken
De verschillen in performantie tussen de spuitdoppen met verschillend druppelspectrum zijn doorgaans groter bij onkruiden met een moeilijk bevochtigbaar bladoppervlak en met grote contact-hoeken tussen spuitdruppel en oppervlak (bijvoorbeeld melganzenvoet met uitgesproken hydrofoob bladoppervlak, bestaande uit kristallijne epicuticulaire wassen, contacthoek 130-140°) dan bij gemakkelijk bevochtigbare bladoppervlakten met geringe contacthoeken tussen spuitdruppels en bladoppervlak (bijvoorbeeld zwarte nachtschade, met hydrofiel bladoppervlak bestaande uit amorfe epicuticulaire wassen, contacthoek 70-80°).
Performantieverschillen tussen spleetdoppen met verschillend druppelspectrum bleken ook meer uitgesproken bij onkruiden met opgerichte (erectofiele) bladstand, zoals bij grassen als Europese hanenpoot. Op erectofiel georiënteerde bladeren zullen kleine druppels zich immers makkelijker hechten dan grote druppels, die gemakkelijker van het bladoppervlak afrollen.
Er is een gulden middenweg
Voorgaande resultaten werden bekomen met drift-arme bespuitingen (labo spuitcabine) uitgevoerd bij RV >60% en een spuitvolume van 240 l/ha. Onder suboptimale, niet-aanbevelingswaardige spuitomstandigheden (hoge windsnelheden bv. >5 m/s, hoge temperaturen bijvoorbeeld 25°C en lage RV bijvoorbeeld < 50%) kunnen sommige doptype-spuitdrukcombinaties met fijner druppelspectrum mogelijk hun efficiëntievoordeel ten opzichte van combinaties met grovere druppelspectra verliezen. Dit geldt in het bijzonder voor erg fijne druppelspectra met een aanzienlijk (>5%) volumeaandeel druppels <150 µm.
Kleine druppels verdampen immers vlugger dan grote druppels (belangrijk bij omstandigheden van lage RV) en zijn driftgevoeliger. In dergelijke gevallen zal hun depositie minder hoog zijn dan verwacht. Het ideale spectrum bestaat bijgevolg uit niet te fijne (omwille van driftgevaar) en niet te grote druppels (omwille van hun nadelig effect op bedekking, bio-effectiviteit en -efficiëntie). Druppelspectra met 80% druppels begrepen tussen 200 en 350 µm en VMD-waarden rond 250 µm lieten in experimenten driftarme efficiënte toepassingen van bladherbiciden op jonge onkruiden toe.
Naast het druppelspectrum speelt uiteraard ook het spuitvolume een rol. Zo kan een gebrekkige bedekking vanwege het gebruik van spleetdoppen met grof druppelspectrum ondervangen worden door het gebruik van een hoger spuitvolume. Een hoger spuitvolume verlaagt evenwel de spuitcapaciteit, maar ook de herbicide- en hulpstofconcentratie in de spuittank, wat bij sommige bladherbiciden dan weer de bladopname benadeelt.
De impact van spuitvolume op de prestatie van diverse spleetdop-spuitdrukcombinaties is onderwerp van toekomstig onderzoek binnen het Optispray-project.
