Adjuvantien sorgen für Sicherheit und Effizienz beim Sprühen

Seit Jahren gibt es eine Diskussion darüber, ob Hilfsstoffe im Pestizidgesetz (Gesetz Nr. 7.802/89, geregelt durch Dekret Nr. 4.074/02) als „verwandte Stoffe“ betrachtet werden sollten und ob sie daher demselben Registrierungsverfahren unterliegen denen sie unterliegen solche Produkte. Im Zweifelsfall wurden als Adjuvantien eingestufte Produkte auf diese Weise registriert. Diese Diskussion wurde mit der Veröffentlichung des Gesetzes Nr. 20 durch das Ministerium für Landwirtschaft, Viehzucht und Versorgung (Mapa) am 2017. November 104 abgeschlossen, das die Registrierung von Produkten aufhebt, die ausschließlich als Adjuvantien registriert sind, „vorausgesetzt, es gibt keine obligatorische Registrierung.“ im Gesetz Nr. 7.802 und im Dekret Nr. 4.074“. Diese Einstellung ist zwar richtig, aber rücksichtslos.

Adjuvans ist per Definition „jede Substanz oder Verbindung ohne pflanzengesundheitliche Eigenschaften, mit Ausnahme von Wasser, die einem agrochemischen Präparat zugesetzt wird, um die Anwendung zu erleichtern, die Wirksamkeit zu erhöhen oder Risiken zu verringern“. Wenn es also „keine pflanzengesundheitlichen Eigenschaften hat“ und für die „Zugabe zu einem agrochemischen Präparat“ entwickelt wurde, übt es selbst keine Kontrolle aus und ist daher kein Agrochemikalie. Um andererseits „die Anwendung zu erleichtern, die Wirksamkeit zu erhöhen oder Risiken zu verringern“, werden die Eigenschaften der Mischung (Mischung der Agrochemikalie mit Wasser) beeinträchtigt, was wichtige Aspekte des Sprühens verändern kann. Dieser Eingriff kann sich positiv oder negativ auf den Sprühvorgang, die Wirksamkeit des Produkts und auch auf die Sicherheit von Arbeitnehmern, Umwelt und Lebensmitteln auswirken. Beispielsweise kann ein Adjuvans die Oberflächenspannung und/oder Viskosität der Sprühmischung verändern. Eine Änderung dieser Eigenschaften beeinträchtigt Faktoren wie Tröpfchengröße, Ausbreitungs- und Verdunstungsgeschwindigkeit und beeinträchtigt die Technologie und Sicherheit der Anwendung. Zur Lösung des Problems wäre eine erneute Registrierung als Agrochemikalie keine sinnvolle Alternative, da die im Registrierungsprozess erforderlichen Wirksamkeitstests nicht die Funktionalität der Adjuvantien widerspiegeln. Daher besteht die Alternative darin, Adjuvantien anhand ihrer funktionellen Eigenschaften zu kennen, zu analysieren und zu klassifizieren.

In der Funktionsklassifikation können Adjuvantien in zwei große Gruppen eingeteilt werden: nützliche Adjuvantien, die im Sprühprozess, also zwischen Tank und Ziel, wirken; und Verstärker, die die Leistung des Produkts verbessern, nachdem der Tropfen das Ziel erreicht hat. Zu diesen Gruppen gehören die Merkmale des Adjuvans, d. In diesem Zusammenhang erfüllen Adjuvantien spezifische Funktionen und keine generischen Funktionen, wie sie normalerweise verbreitet werden. Darüber hinaus hängt die Funktionalität mit der Chemie, Beschaffenheit und Qualität der Komponenten zusammen, was bedeutet, dass unterschiedliche Formulierungen desselben Produkts, wie beispielsweise Pflanzenöl, zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können. Es ist auch wichtig hervorzuheben, dass einige Adjuvantien multifunktional sein können, also mehr als eine Funktionalität haben, es jedoch kein einzelnes Adjuvans gibt, das alle diese Funktionen erfüllen kann. Das Wissen, wie man das richtige Adjuvans auswählt, ist die Grundlage für die Wirksamkeit und Einsparungen dieser Produkte.

Um das Adjuvans korrekt zu identifizieren, besteht der erste Schritt darin, die Situation zu analysieren und zu verstehen, „was von ihm erwartet wird“, d. h. „welche Funktionalität angestrebt werden sollte“. Sobald dies geschehen ist, müssen einige adjuvante Optionen analysiert werden, um nicht nur die positiven, sondern auch die negativen Auswirkungen zu vergleichen, die zu Problemen bei der pflanzengesundheitlichen Behandlung führen könnten, mit dem Ziel, diese zu mildern oder sich gegebenenfalls für ein anderes Produkt zu entscheiden nicht der Fall sein. Um die richtige Funktionalität und Art der Verwendung des Adjuvans zu ermitteln, ist es daher neben den Informationen des Produktherstellers wichtig, seine Beeinträchtigung des Sprühprozesses zu verstehen. Als Beispiel für diesen Prozess können mehrere Funktionalitäten herangezogen werden.

Die Tensidwirkung von Adjuvantien wurde fälschlicherweise mit der Ausbreitungswirkung verwechselt, aber beide sind in einem Spray unabhängig voneinander. Die Oberflächenspannung ist das Ergebnis von Wasserstoffbrückenbindungen, bei denen es sich um intermolekulare Kräfte handelt, die durch die Anziehung des Wasserstoffs eines Wassermoleküls (H+) mit dem Sauerstoff benachbarter Moleküle (O-) verursacht werden. Im Inneren des Tropfens ist ein Wassermolekül von anderen umgeben, wodurch eine Anziehung in alle Richtungen auftritt. An der Oberfläche tritt die Anziehung jedoch nur am Boden auf, wodurch sich auf der Außenseite ein Wassermolekül mit ähnlicher Wirkung bildet zu einem „Trampolin“. Je höher die Oberflächenspannung, desto schwieriger ist es, diese Schicht zu verformen. Daher neigt ein Tropfen mit hoher Oberflächenspannung, wenn er gegen ein Ziel geworfen wird, wie im Fall eines Sprays, eher zum Abprallen als zum Anhaften am Ziel. Durch Brechen der Oberflächenspannung mithilfe eines Tensids erhält der Tropfen ein größeres Verformungsvermögen, absorbiert die Aufprallenergie und reduziert den Abpraller. Grob gesagt ist es so, als würde ein Fußball aus einer bestimmten Höhe auf den Boden fallen gelassen. Je voller der Ball ist (größere Spannung), desto größer ist die Sprungfähigkeit des Balls. Wenn der Ball Luft verliert (weniger Spannung), nimmt der Abpraller ab, da er sich beim Aufprall verformt und auf dem Boden stoppt. Der Ausbreitungseffekt ist die Fähigkeit eines Tropfens, nach dem Auftreffen auf das Ziel eine größere Fläche als das Original abzudecken. Somit kann Streuung als die Fläche übersetzt werden, die vom Tröpfchen nach seinem Aufprall auf das Ziel benetzt wird. Eine stärkere Ausbringung kann eine hervorragende Möglichkeit sein, die beim Sprühen verwendete Wassermenge zu reduzieren, ohne an Wirksamkeit einzubüßen und die Kosten erheblich zu senken, da eine geringere Sprühmenge die gleiche Zielabdeckung erreichen kann. Einige Adjuvantien vergrößern jedoch die benetzte Fläche pro Tropfen um mehr als das 30-fache. In dieser Situation beginnen sich in Abhängigkeit von der Sprühmenge Tropfen, die zunächst nicht zusammenwachsen würden, auf dem Ziel zu verbinden, wodurch der Abfluss zunimmt, die Produktmenge in der Anlage und damit die Wirksamkeit der Pflanzenschutzbehandlung verringert werden, was zu einem Produktivitätsverlust führt und/oder die Notwendigkeit einer größeren Anzahl von Sprühungen pro Ernte. Für diese Adjuvantien, die normalerweise als „Superspreader“ klassifiziert werden, müssen die Anwendungsmengen je nach gewünschter Zielabdeckung zwangsläufig reduziert werden. Darüber hinaus ist der Spreitungseffekt eine Wechselwirkung des Adjuvans mit Zieleigenschaften wie Art und Menge des Wachses. Daher kann die Verbreitung desselben Produkts in verschiedenen Kulturen unterschiedlich sein.

Die befeuchtende oder reduzierende Wirkung der Wasserverdunstung kann auf zwei Arten betrachtet werden: vor der Einwirkung auf das Blatt oder auf dem Blatt. Am Blatt kann die Feuchthaltewirkung nicht einzeln beurteilt werden, da sie durch die Spreitwirkung beeinflusst wird. Bei zwei Produkten mit genau der gleichen Feuchthaltewirkung hat dasjenige mit der größeren Ausbreitungsfläche einen größeren direkten Kontakt mit der Umgebung und verdunstet schneller. Ein Adjuvans mit einer guten Benetzungseigenschaft reduziert beispielsweise die Kristallisationsgeschwindigkeit der Chemikalie auf dem Ziel, was ihre Wirksamkeit erhöhen kann. Andererseits erhöht die Reduzierung der Tröpfchenverdunstung auf dem Weg zwischen Sprühgerät und Ziel die Produktrückgewinnungsrate, d. h. die Produktmenge, die tatsächlich das Ziel erreicht. Daher kann die Verwendung eines guten Feuchthaltemittels einen wichtigen wirtschaftlichen Faktor darstellen, da es je nach klimatischen Bedingungen die Einsatzdauer von Sprühgeräten verlängern kann, sowie Sicherheit und Wirksamkeit, da Tropfen, die vor Erreichen des Ziels verdunsten würden, zu einer möglichen Freisetzung führen können und Umweltverschmutzung fängt an, sich auf ihn auszuwirken, wodurch sich die Produktmenge, die auf ihm lastet, erhöht. 

Ein gegenteiliger Effekt wird jedoch beobachtet, wenn das Adjuvans auch mit anderen positiven Funktionalitäten die Wasserverdunstungsrate erhöht. In diesem Fall müssen Maßnahmen zur Minderung des Verdunstungsrisikos beachtet werden, z. B. die Verwendung dickerer Tropfen nach Möglichkeit, eine stärkere Berücksichtigung der klimatischen Bedingungen oder sogar die Option eines anderen Adjuvans.

Die driftmindernde Wirkung eines Adjuvans kann auf zwei Arten analysiert werden: entweder durch Analyse des Sprühvolumens, das durch Tröpfchen mit einem Durchmesser von weniger als 100 µm repräsentiert wird (Driftrisikopotenzial), oder durch direkte Auswertung der Drift in Windkanälen. Unabhängig von der Form erfolgt die Verringerung der Abdrift normalerweise durch eine Vergrößerung der Tröpfchen und/oder durch eine Verringerung der Anzahl sehr feiner Tröpfchen in einem Sprühnebel. Die Verringerung der Abdrift, die dazu führt, dass mehr Sprühnebel das Ziel erreicht, ist zweifellos wünschenswert und verringert die Kontaminationsprobleme für Arbeiter und Umwelt. Allerdings können verschiedene Hilfsstoffe die Abdrift verstärken und die Anzahl der feinen Tropfen erhöhen. In diesem Fall muss auch der negative Effekt hervorgehoben werden, damit der Erzeuger Maßnahmen zur Risikominderung ergreifen und Schäden an der Umwelt und benachbarten Kulturen vermeiden kann.

Es gibt noch eine wichtige Überlegung. Adjuvantien sind immer „reduzierend“ und niemals „anti“, da dies eine fehlerhafte Art der Kommunikation oder Übertragung von Funktionalität ist. Ein Anti-Drift-Produkt wäre eines, das die Drift beseitigt, das heißt, sie verhindert, dass sie auftritt, was nicht existiert, während der Drift-Reduzierer sie nur auf ein niedrigeres Niveau senkt, obwohl sie weiterhin existiert.

Mehrere andere ebenso wichtige Funktionalitäten wie die genannten müssen berücksichtigt werden. Diese veranschaulichen jedoch bereits deutlich, wie wichtig die Kenntnis der funktionellen Eigenschaften eines Adjuvans ist, nicht nur um die Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit der pflanzengesundheitlichen Behandlung zu erhöhen, sondern auch um Verluste durch die Begrenzung seines Einsatzes zu reduzieren. Ändern der Einstellung und/oder der Einsatzbedingungen des Spritzgeräts. Aus diesem Grund widmet sich das Engineering and Automation Center des Agronomic Institute (CEA/IAC) des Sekretariats für Landwirtschaft und Versorgung des Bundesstaates São Paulo seit mehr als 20 Jahren der Entwicklung von Methoden zur individuellen Bewertung der Funktionalitäten von Adjuvantien, die eine eher technische Empfehlung für diese Produkte anstreben, die deren positive Seite hervorhebt, gleichzeitig aber bei Bedarf auch die negative Seite gebührend berücksichtigt. 

Vorschriften

Wenn die Hilfsstoffe nicht als „Pestizide oder Ähnliches“ gelten, können sie auf dieser Grundlage auch keine „rezeptfreien Produkte sein, für die keine Genehmigung der Mapa erforderlich ist“, wie in Artikel 5 des Gesetzes Nr. 104 festgelegt , da sie die Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit der pflanzengesundheitlichen Behandlung direkt beeinträchtigen können. Daher bedürfen Adjuvanzien zumindest einer Regulierung, sofern sie nicht registriert sind. Diesbezügliche Initiativen wurden in der Vergangenheit bereits vom brasilianischen Verband der generischen Defensivspieler (Aenda) und von Mapa selbst ergriffen, hatten jedoch kein wirksames Ergebnis. Grundlegende Funktionalitäten müssen wissenschaftlich analysiert werden, um als technische Parameter für ihre Empfehlung und Nutzung zu dienen. Da es keine nationalen oder internationalen Standards für die Prüfung und Klassifizierung solcher Funktionalitäten gibt, wurde eine gemeinsame Aktion von Mapa, der Nationalen Gesundheitsüberwachungsbehörde (Anvisa), dem Brasilianischen Institut für Umwelt und erneuerbare natürliche Ressourcen (Ibama), Herstellern, Anwendern und Forschern durchgeführt. Auch ein Studienausschuss der Brasilianischen Vereinigung für Technische Normen (ABNT), der sich um die Entwicklung brasilianischer Normen bemüht, ist notwendig. Wenn dies nicht schnell geschieht, könnte der Schaden für die Landwirtschaft, die Landwirte, die Arbeiter und die Umwelt erheblich sein.

*Pro Hamilton Humberto Ramos, Viviane Corrêa Aguiar, Ana Flávia Villa e Rafael Kenji Nagami Lima, vom Engineering and Automation Center des Agronomic Institute