The influence of Unmanned Agricultural Aircraft System design on spray drift

Herbst, Andreas GND; Bonds, Jane; Wang, Zhichong; Zeng, Aijun; He, Xiongkui; Goff, Patrick GND

Field experiments were conducted to determine the influence of the Unmanned Agricultural Aircraft Systems (UAAS) design on spray drift sediment during a common arable field application in consideration of the spray deposit distribution. In addition, airborne drift collectors were used to determine the initial drift potential as a possible alternative for characterising the spray drift. Four models of UAAS representing three different designs, one single rotor, one 6-rotor and two 8-rotor designs, were involved in the study. All UAASs where equipped with individual spraying systems but the same nozzles were used: Lechler TR 80–0067 and Lechler IDK 120–015, providing nominal application rates of 40 l ha–1 and 75 l ha–1, respectively. There was no influence of the UAAS design or the nozzle type on the spray distribution quality on the treated area. In general, the coefficient of spray deposit variation was 40% to 50%. The results of the study show that the effect of the UAAS design on spray drift was relatively low compared to the influence of the type of nozzles used. As for other application techniques, the conventional hollow cone nozzle TR 80–0067 produced much more spray drift compared to the air induction flat fan nozzle IDK 120–015. With both types of nozzles, the ground sediment of spray drift was much higher than the standard drift values used by German authorities for drift risk assessments for boom sprayers in arable crops. A good correlation was found between drift sediment and airborne drift potential. As the latter seems to be a suitable alternative, at least for comparing different spraying systems, further studies should be conducted also for other application techniques.

Es wurden Feldversuche durchgeführt, um den Einfluss der Bauart von unbemannten Luftfahrzeugen (Unmanned Agricultural Aircraft Systems, UAAS) auf das Bodensediment der Abdrift im Ackerbau festzustellen. Zudem wurde die Verteilung der Spritzflüssigkeit auf der Behandlungsfläche ermittelt. Zusätzlich wurde als mögliche Alternative zur Messung des Bodensediments auch das luftgetragene Abdriftpotenzial am Rand der Behandlungsfläche bestimmt. Vier verschiedene UAAS dreier unterschiedlicher Bauarten, ein 1-Rotor-, ein 6-Rotor- und zwei 8-Rotor-UAAS wurden untersucht. Alle UAAS hatten unterschiedliche Spritzgestänge, wurden aber jeweils mit gleichen Düsen bestückt: Lechler TR 80–0067 und Lechler IDK 120–015, mit denen jeweils 40 l ha–1 bzw. 75 l ha–1 appliziert wurden. Weder für die UAAS-Bauart noch für die Düse konnte ein Einfluss auf die Verteilung der Spritzflüssigkeit auf der Behandlungsfläche festgestellt werden; der Variationskoeffizient der Querverteilung lag generell zwischen 40% und 50%. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass der Einfluss der UAAS-Bauart gegenüber dem Einfluss der Düse vernachlässigbar ist. Wie bei anderen Pflanzenschutzgeräten verursachte die Hohlkegeldüse TR 80–0067 wesentlich mehr Abdrift als die Luftinjektor-Flachstrahldüse IDK 120–015. Bei beiden Düsentypen lag das Bodensediment wesentlich über den in Deutschland für die Risikobewertung im Ackerbau verwendeten Abdrifteckwerten. Zwischen dem Bodensediment und dem am Rand der Behandlungsfläche ermittelten luftgetragenen Abdriftpotenzial wurde eine enge Korrelation gefunden. Somit scheint das Abdriftpotenzial eine brauchbare Alternative, zumindest für den Vergleich unterschiedlicher Applikationstechniken, darzustellen. Für gesicherte Aussagen hierzu sind jedoch weitere Untersuchungen notwendig.

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Herbst, Andreas / Bonds, Jane / Wang, Zhichong / et al: The influence of Unmanned Agricultural Aircraft System design on spray drift. 2020.

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