Защищенное растениеводство является одним из важнейших сельскохозяйственных отраслей Южной Европы. Несмотря на это, существуют проблемы связанные с отсутствием механизации, интенсивным использованием химикатов и, в некоторых случаях, нежелательными остатками пестицидов в продуктах питания, до сих пор не решены. В этом контексте технология нанесения пестицидов является ключевым фактором повышения действенности и эффективности средств защиты растений. Распылительные пистолеты и ранцевые опрыскиватели-наиболее распространенные приспособления, которые используют для этой цели в туннельных теплицах. Проведенные исследования показали, что по сравнению с ручными распылителями, использование опрыскивателей с вертикальной штангой в теплицах, улучшает распределение раствора, снижает затраты на рабочую силу и воздействие пестицидов на оператора. Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы оценить влияние воздушного потока на качество опрыскивания в теплицах на томатах. Для этого были оценены три различных концепции распыления:

  • модифицированная ручная тележка опрыскиватель с двумя разными механизмами подачи воздуха;
  • опрыскиватель самоходный
  • автономный самоходный опрыскиватель с дистанционным управлением.

Все рассмотренные опрыскиватели были оценены с точки зрения абсолютного и нормированного осаждения рабочего раствора на растительный покров, равномерность распределения и потери на почву. Кроме того, было оценено вертикальное распределение рабочего раствора, проведено сравнение профилей факелов и фактическим осаждением на растение при нанесении. В качестве индикатора для оценки осаждения использовали желтый тартразин (желтый Е-102).

Помощь воздуха при обработке считается одним из ключевых элементов повышения эффективности процесса распыления в теплице, особенно для загущённых культур (Llop et al., 2015). Derksen et al. (2007), достигли большего покрытия рабочего раствора на тыльных сторонах листьев болгарского перца, при подаче воздуха с помощью одиночных сопел, чем при использовании стандартной подачи воздуха с двумя вентиляторами. Аналогичные результаты были получены Braekman et al. (2010) и Abdelbagi and Adams (1987). Хотя помощь воздушных потоков оказалась важной для улучшения качества обработки листовых пластин, еще необходимо исследовать распределение воздушно-капельной смеси по всем ярусам растений и оптимальное соотношение между вертикальным распределением трех факторов, влияющих на качество покрытия, а именно размера факела, скорости воздушного потока и распространение рабочего раствора. Опрос тепличных фермеров в Нидерландах (Goossens et al., 2004) показали, что 90 % производителей использовали оборудование высокого давления (например, пистолеты или гидрофорсунки) для обработок СЗР, хотя популярны и штанги, которые подключаются к опрыскивателю. Braekman et al. (2009) подтвердили, что производители были убеждены в том, что высокие нормы расхода и давление незаменимы для получения удовлетворительного покрытия и достаточного проникновения в толщу листьев.

Материалы и методы

Распылительное оборудование

Были протестированы три опрыскивателя адаптированы к условиям теплицы (рис. 1). Эти опрыскиватели использовались для четырех независимых обработок. Первый опрыскиватель из заводской модели, был переоборудован в две разные модификации, оснащенные разными воздуходувками. Следовательно, были протестированы четыре вида оборудования (от Т1 до Т4).

Рис. 1. Тестируемые опрыскиватели: а) модифицированный опрыскиватель Т1; b) модифицированный опрыскиватель Т2; c) опрыскиватель Sagevi Т3; d) опрыскиватель Unigreen Т4.

Доработанный прототип Т1 был модификацией ручной тележки-опрыскивателя (Carretillas Amate, Альмерия, Испания) с вертикальной штангой, которую можно отрегулировать по ширине и имел шесть распылителей с интервалом 0,35 м. Модифицированный опрыскиватель (рис. 1а) был снабжен устройством подачи воздуха (средняя скорость воздушного потока 19,3 м/с), состоящий из воздуходувки (Nuvola 5HP, Cifarelli S.P.A., Voghera, Италия), приводимый в действие бензиновым двигателем 3,68 кВт, центральный воздухосборник и шесть отдельных выпускных сопел, установленных параллельно каждому распылителю. Модифицированный прототип Т2 (рис. 1б) состоял из той же ручной тележки опрыскивателя, как упоминалось ранее, но оснащенный другим вентилятором (B&D 3000W, Stanley Black & Decker Inc., New Великобритания) со скоростью воздуха 14,0 м/с. Эта воздуходувка имела электрический двигатель. В обоих распылителях (Т1 и Т2) использовался шланг, подключенный к опрыскивателю, оснащенный поршневым насосом с баком на 100 л раствора.

Опрыскиватель Sagevi (Т3) Самоходный опрыскиватель Atom 120 (Sagevi, Vilassar de Dalt, Испания), с подачей воздуха, объемом бака 120 л. и четырьмя распылителями установленных с боков попарно. Первая пара распылителей располагались в 0,59 м от земли, а вторая находилась на регулируемой мачте с диапазоном высоты 1-2 м, которая могла изменяться с помощью гидравлического поршня, приводимого в действие оператором. Расстояние между двумя парами распылителей составляло 0,7 м. Форсунки устанавливались внутри отдельных воздуховыпускных отверстий.

Самоходный опрыскиватель (Т4) Unigreen, установленный на платформе с пультом дистанционного управления, разработанный в сотрудничестве с Unigreen (Maschio Gaspardo S.p.A., Камподарсего, Италия) и DISAFA (Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari) (Туринский университет, Италия). Прототип (рис. 1г), подробно описано в Balsari et al. (2012 г.), имеет бак емкостью 150 л. с двумя вертикальными штангами и четырьмя распылителями с каждой стороны, расположенными с интервалом 0,45 м. Устройство подачи воздуха состояло из электрического осевого вентилятора нагнетателя, соединенного с вертикальным воздушным рукавом, имеющим несколько выходов с каждой стороны.

Характеристики теплицы

Эксперименты проводились в Виладекансе (Барселона, NE Испания) промышленной теплице на томате. Теплица 1265 м2 (состоит из основного туннеля с несколькими проходами с каждой стороны), расположенные в типичной полевой зоне этого региона. Растения томатов имели среднюю высоту 1,96 м. средняя ширина 1,07 м. Растения высажены V образно в рядах. Система (два ряда близко друг к другу) с шириной прохода 2 м, расстояние между растениями в ряду 0,4 м и 0,8 м между смежными рядами.

Рис. 2. Протокол отбора проб. Расположение маяков по вертикали (верх, середина и внизу), по глубине (внешняя и внутренняя) и на земле (AL — проход слева, CL — под растением слева, CR — под растением справа, AR — проход справа)

Во время испытаний зафиксированные значения температуры колебались от 25 ° C до 30 ° C и влажности от 60% до 70%.

Регулировка рабочих параметров опрыскивателей

Условия распыления, выбранные для трех опрыскивателей из четырех испытаний показаны в таблице 1. Норма внесения 800 л/га в соответствии с рекомендациями производителя. Стоит отметить, что с самоходным опрыскивателем (Unigreen), были проблемы, связанные с эффективностью электрических батарей, которые сделали труднодостижимой целью — достичь давления в 1,5 бар во время испытания и, следовательно, не удалось достичь намеченного объема. Норма внесения составляет 613 л/га.
Все опрыскиватели были оснащены обычными плоско-струйными форсунками XR11003 (Spraying Systems Co., TeeJet Technologies, Иллинойс). Рабочее давление было установлено в диапазоне 1,5-3,0×102 кПа в соответствии с рекомендациями производителя форсунок, и скорость движения 3,5 км/ч была выбрана и измеряется, как комфортная скорость для оператора.

Результаты измерения скорости воздуха на каждом выходе (Таблица 1).

Наивысшее значение было получено у опрыскивателя Sagevi (31,3 м/с), а самое низкое – для опрыскивателя Unigreen (10,08 м/с). Скорость воздуха модифицированной тележки T1 и T2, составляли 19,3 м/с и 14,0 м/с соответственно. Подробное распределение скорости воздуха, полученное для каждого опрыскивателя показан на рис. 3.

Рис. 3. Распределение и скорость воздуха.

В целом доработанные опрыскиватели (Т1 и Т2) производят подобное распределение воздуха, хотя скорость, измеренная с помощью ультразвукового анемометра, была ниже для T2 (~ 3,5 м/с), чем для T1 (~ 5,5 м/с) из-за разницы в воздуходувках. В вариантах Т3 и Т4 равномерность распределения воздуха и скорость значительно уступают исходя из замеров, что видно на рис. 3. Так же результаты, полученные в этом исследовании, показали, что T3 и Т4, нанесли наиболее неоднородное распределение жидкости по вертикали.

Рис. 4. верх внешний; середина внешний; низ внешний; верх внутренний; середина внутренний; низ внутренний

Полученные результаты показали, что более высокая скорость воздуха не означает лучшее распределение жидкости или более сильное проникновение и однородность. В общем, Т1 и Т2, которые имели более низкие показатели скорости воздуха нежели Т3, но более равномерное распределение, продемонстрировали высокую адаптацию к использованию в теплице. Эти результаты согласуются с данными, полученными (Cross et al. (2003)).

Потери пестицидов в почву

С точки зрения потерь пестицидов на землю, существенных отличий между опрыскивателями не было. Распределение потерь было одинаковым для всех. Максимальное попадание было измерено на образцах непосредственно вблизи растений (рис. 5), а потери, обнаруженные в проходах, были менее 0,03 мг/см2, за исключением T3 у которого количество осаждаемого раствора в проходе было значительно выше (0,09 мг/см2).

Рис. 5

Эту тенденцию можно объяснить высокой скоростью подаваемого воздуха этим распылителем (рис. 3), который способен продувать рабочий раствор через ряд, тем самым увеличивая потери пестицидов в почву. Отложения раствора на индикаторах под растениями были высокими, иногда схожими с отложениями на индикаторах, размещенных в растениях. Это происходит из-за отсутствия нижних листьев вблизи земли (в диапазоне 0,5 м от земли к первым нижним листьям). В случае Т4 потери под растениями были значительно выше, в основном из-за расположения самой нижней форсунки (0,45 м от земли), что вероятно, направляло распыленный раствор в сторону земли.
В заключение, результаты полевых испытаний, проведенных для оценки различных технологий опрыскивания томатных теплиц.

Подчеркнем некоторые важные аспекты:
  • На распылителях Т1 и Т2 не было выявлено влияния скорости воздуха на вертикальное распределение жидкости, оно осуществлялось с помощью вертикальных штанг.
  • Даже когда использовалась подача воздуха, было большое различие между внешним и внутренним распределением раствора, учитывая разные места расположения маяков. Попадание раствора во внутрь рядов было минимум в 2,5 раза ниже чем с внешней стороны, подчеркивая сложность проникновения пестицидов во внутрь рядов.
  • Модифицированная ручная тележка для распыления T2 имела самые высокие показатели в условиях подачи воздуха со скоростью 14 м/с. Тем не менее, увеличение скорости воздуха не увеличивало эффективность нанесение раствора.
  • Скорость воздуха и распыление с помощью вертикальных штанг существенно повлияли на распределение пестицидов на растения.

Определение этих параметров были полезными для оценки распределения распыла. В целом потери на грунт были относительно высокими, даже в некоторых случаях выше, чем нанесение на растения. По заключении (ю) других исследователей (Balsari et al., 2008; Khot et al., 2012), необходимо установить соответствующие настройки между характеристиками воздушного потока (скорость воздуха) и учитывать характеристики выращиваемой культуры. Так же необходимо учесть важность производства тепличных культур, для которых необходимо улучшить процесс внесения пестицидов, чему по-прежнему мешает отсутствие передовых технологий, по сравнению с другими отраслями сельского хозяйства.

Автор публикации

не в сети 6 часов

БиоЗащита

0
Комментарии: 13Публикации: 422Регистрация: 15-04-2020