I
N Ż Y N I E R I AR
O L N I C Z AA
G R I C U L T U R A LE
N G I N E E R I N G2012: Z. 2(137) T. 2
S
. 89-95
ISSN 1429-7264
Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczejhttp://www.ptir.org
NANIESIENIE I STRATY CIECZY UŻYTKOWEJ PODCZAS OPRYSKIWANIA WYSOKO FORMOWANYCH
DRZEW OWOCOWYCH
Ryszard Hołownicki, Artur Godyń, Grzegorz Doruchowski, Waldemar Świechowski Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach
Streszczenie. W ostatnich latach obserwuje się w Polsce znaczne straty w plonach jabłoni spowodowane wiosennymi przygruntowymi przymrozkami. W związku z tym sadownicy zmienili dotychczasowy sposób formowania drzew i prowadzą je aż na wysokość 4,0-5,0 m.
Dzięki temu następuje przemieszczenie się części strefy owocującej wyżej ponad poziom gruntu. Dla tak formowanych drzew opracowano w Instytucie Ogrodnictwa w Skierniewicach specjalistyczny opryskiwacz dwuwentylatorowy. W pracy przedstawiono wyniki badań po- równawczych naniesienia i strat cieczy użytkowej dla dwuwentylatorowego i konwencjonal- nego radialnego systemu emisji powietrza podczas opryskiwania tak formowanych drzew jabłoniowych. Zabiegi wykonano przy prędkości 6,0 km ⋅godz
-1z zastosowaniem standardo- wych rozpylaczy wirowych TR80 (Lechler) i płaskostrumieniowych eżektorowych ID90 (Lechler). Drzewa opryskiwano wodnym roztworem znacznika fluorescencyjnego. Uzyskane wyniki nie wykazały istotnych różnic w średnim naniesieniu pomiędzy dwuwentylatorowym i tradycyjnym systemem emisji powietrza dla tych samych rodzajów rozpylaczy. Istotnie wyższe naniesienie (o 12%) stwierdzono natomiast w górnej części korony drzewa dla opry- skiwacza dwuwentylatorowego i rozpylaczy wirowych, gdzie obserwuje się zazwyczaj nie- wystarczającą ilość środków ochrony roślin. Znacząco wyższe straty cieczy użytkowej stwierdzono dla opryskiwacza konwencjonalnego (68-78%) niż dla dwuwentylatorowego (39-52%). Straty cieczy w fazie pełnego ulistnienia były wyraźnie niższe (o 10-22%) dla opryskiwacza dwuwentylatorowego.
Słowa kluczowe: technika opryskiwania, sad, naniesienie, znoszenie
Wstęp
Wiosenne przygruntowe przymrozki od wielu lat wyrządzają znaczne straty w plonach
owoców i wciąż nie udało się opracować skutecznych sposobów na ich zwalczanie. Meto-
dy polegające na deszczowaniu oraz mieszaniu lub ogrzewaniu powietrza okazały się zbyt
kosztowne. Najbardziej skuteczne deszczowanie w wielu przypadkach nie jest możliwe do
przeprowadzenia z powodu niedoborów wody. Z kolei urządzenia do mieszania powietrza
i mobilne ciągnikowe nagrzewnice okazują się niewystarczająco skuteczne. Wszystkie wymienione pomysły w większym lub mniejszym stopniu zmniejszają straty wywołane przez wiosenne przymrozki, ale żadne z nich nie są w stanie ich całkowicie wyeliminować.
Najtańszym i przez to najpopularniejszym sposobem ograniczania strat spowodowa- nych przymrozkami jest zmiana sposobu formowania drzew polegająca na przedłużeniu przewodnika, co zwiększa szanse na przetrwanie kwiatów i zawiązków zlokalizowanych w górnej części korony. Z powodu niedoborów światła, owocowanie przenosi się z dol- nych na górne partie korony drzewa. Znaczna wysokość tak formowanych drzew (do 5 m) nastręcza jednak wiele problemów z ich chemiczną ochroną i wymaga innego podejścia do techniki opryskiwania niż w tradycyjnie formowanych sadach. Powszechnie stosowane dotąd wentylatory wyposażone w deflektory nie mają wystarczającej wydajności. Z kolei tradycyjne wentylatory osiowe kierują strumień cieczy mało precyzyjnie i wywołują znaczne straty środków ochrony roślin wywołane ich przedmuchiwaniem zwłaszcza przez dolną część korony drzewa w najbliższym sąsiedztwie wentylatora. Ponadto duża odległość od rozpylaczy i wylotów powietrza do wierzchołków drzew jest powodem dużych strat wywołanych znoszeniem.
Przegląd literatury
Wykonane dotąd badania wykazały, że najbardziej odpowiednie do ochrony wysoko formowanych sadów są opryskiwacze dwuwentylatorowe [Furnes i in. 2006]. W związku z tym opracowano we Włoszech, Belgii i N. Zelandii maszyny wyposażone w dwa, a nawet pięć wentylatorów. Z powodu dużego zapotrzebowania mocy (ponad 55 kW) i wysokiej ceny zakupu – związanej z dużą masą i skomplikowaną konstrukcją - nie spotkały się one z zainteresowaniem polskich sadowników. W związku z tym w Zakładzie Agroinżynierii Instytutu Ogrodnictwa opracowano prostszą i przez to tańszą konstrukcję opryskiwacza wyposażonego w podwójny wentylator, w którym strumień powietrza jest odchylony ku tyłowi [Godyń i in. 2008a, 2008b; Hołownicki i in. 2011]. Jest to oryginalna konstrukcja, której nowatorstwo polega na możliwości regulacji wysokości położenia górnego wenty- latora oraz na użyciu mechniczno-hydraulicznego układu napędu wirników. Zastosowano w nim klasyczny napęd dolnego wentylatora z użyciem dwubiegowego mechanicznego multiplikatora i hydrauliczny napęd górnego wentylatora. Taka konstrukcja charakteryzuje się umiarkowanym zapotrzebowaniem mocy (40-45 kW), a napęd hydrauliczny pozwala na nieznane dotąd w opryskiwaczach dwuwentylatorowych możliwości konfiguracji stru- mienia powietrza. Regulacja położenia osi górnego wentylatora w zakresie 2,2-3,0 m od poziomu ziemi, jak i sposób rozmieszczenia korpusów rozpylaczy umożliwia użytkowni- kowi dostosowanie konfiguracji strumienia cieczy i powietrza do sposobu prowadzenia drzew. Opryskiwacz dwuwentylatorowy został wdrożony do produkcji seryjnej w ZHP – Agrola z Płatkownicy w ramach projektu celowego (nr II-48/P-56/2006).
Przeprowadzone dotąd badania wykazały, że wielkość naniesienia cieczy użytkowej zależy w dużym stopniu od wysokości położenia górnego wentylatora [Godyń i in. 2008].
Pokazały również, że dzięki zmniejszeniu odległości pomiędzy rozpylaczami, a opryski-
wanym drzewem zwiększa się naniesienie i pokrycie drzewa środkiem ochrony roślin
[Svensson 2001, Furnes i in. 2006, Van de Zande i in. 2005]. W pracach nad opryskiwa-
czami wielowentylatorowymi stwierdzono również znaczną redukcję strat cieczy użytko-
wej [Svensson 2001; Furnes i in. 2006, Van de Zande i in. 2005]. Można również oczeki- wać, że skierowanie strumienia powietrza ku tyłowi wydłuża droga kropel cieczy i zwięk- sza efekt filtracyjny korony drzewa, a w końcowym efekcie straty cieczy użytkowej [Ho- łownicki i in. 2000]. Opracowany opryskiwacz jest nie tylko nową maszyną w krajowym sadownictwie, ale również oryginalnym rozwiązaniem technicznym w skali światowej [Patent P-372641]. W związku z tym w Zakładzie Agroinżynierii wykonano wiele prac dotyczących tej techniki wychodząc naprzeciw potrzebom licznie zgłaszanym przez sa- downików.
Celem badań było określenie wielkości naniesienia i strat cieczy użytkowej dla dwu- wentylatorowego i tradycyjnego radialnego systemu emisji powietrza podczas opryskiwa- nia wysoko formowanych drzew jabłoniowych.
Metodyka badań
Badania wykonano w okresie kwitnienia i w fazie pełnego ulistnienia w półkarłowym sadzie jabłoniowym (TRV = 20 250 m
3⋅ha
-1; Melfree/P14; rozstawa 4,0 x 1,5 m; wysokość drzew 4,5 m; szerokość koron drzew 1,8 m). Obejmowały one pomiary naniesienia i strat cieczy użytkowej podczas symulowanego zabiegu w warunkach zbliżonych do produkcji towarowej przy użyciu opryskiwacza dwuwentylatorowego (Rys. 1). Pomiary poprzedzono ustaleniem w warunkach laboratoryjnych najbardziej odpowiedniej konfiguracji rozpylaczy i strumienia powietrza przy pomocy pionowego separatora kropel Firmy Pessl. Uzyskane wyniki odniesiono do techniki konwencjonalnej, którą reprezentował opryskiwacz wypo- sażony w wentylator osiowy (Rys. 2). Zabiegi wykonywano przy prędkości 6,0 km ⋅godz
-1wodnym roztworem (0,05%) znacznika fluorescencyjnego (Briliant Sulfo Flavine; Sigma Co.) w dawce 400 l ⋅ha
-1. Naniesienie cieczy wyznaczono przy pomocy kolektorów wyko- nanych z bibuły filtracyjnej mocowanej, oddzielnie do górnej jak i do dolnej powierzchni liści, w 11 punktach korony na pięciu drzewach (powtórzenie). Straty wywołane znosze- niem powietrznym i sedymentacyjnym wyznaczono przy pomocy podobnych kolektorów umieszczonych na specjalnej ramie za opryskiwanym drzewami w czterech liniach pomia- rowych (Rys. 3). Analizę ilościową ekstrahowanego z próbników znacznika fluorescencyj- nego przeprowadzono przy użyciu spektrometru luminescencyjnego (Perkin Elmer LS55), a ilość znacznika podano w ng ⋅cm
-2.
Wyniki badań
Badania wykazały, że naniesienie cieczy w okresie kwitnienia było blisko dwukrotnie
wyższe niż w fazie pełnego rozwoju liści (Tabela 1). W okresie tuż po kwitnieniu wyższe
naniesienie uzyskano podczas zabiegów wykonanych opryskiwaczem dwuwentylatorowym
niż konwencjonalnym, ale z powodu dużej zmienności różnice te okazały się statystycznie
nieistotne. Podobne prawidłowości wykazano w fazie pełnego ulistnienia, choć w tym
okresie istotnie wyższe naniesienie cieczy stwierdzono na górnej powierzchni liści drzew
opryskiwanych przy użyciu opryskiwacza dwuwentylatorowego. Wpływ rodzaju rozpyla-
cza na wielkość naniesienia okazał się również nieistotny statystycznie, co potwierdza
wcześniejsze badania Hołownickigo i in. [2005].
Źródło: R. Hołownicki
Rys. 1. Opryskiwacz dwuwentylatorowy
(Agrola – Vertical)
Fig. 1. Two-fan sprayer (Agrola - Vertical)
Źródło: R. Hołownicki
Rys. 2. Opryskiwacz tradycyjny z radial- nym systemem emisji cieczy (Hardi)
Fig. 2. Traditional sprayer with radial system of liquid emission (Hardi)
Źródło: R. Hołownicki
Rys 3. Rozmieszczenie próbników do pomiaru naniesienia w koronie drzewa i strat cieczy użytkowej.
Fig. 3. Distribution of testers for measur-
ing coating in a tree crown and
losses of spray liquid
Tabela 1. Naniesienie znacznika fluorescencyjnego [ng ⋅cm
-2] podczas opryskiwania sadu jabłoniowego – dwa tygodnie po kwitnieniu i w fazie pełnego ulistnienia
Table 1. Spray deposit and loss of fluorescent tracer during apple tree treatment – two weeks after blooming time
Naniesienie w koronie drzewa – strona liścia [ng ⋅cm
-2] dwa tygodnie po kwitnieniu faza pełnego ulistnienia Opryskiwacz Rozpylacz
górna dolna razem górna dolna razem
TR 2354,9 a 1320,1 a 3675,1 a 1219,9 b 854,1 a 2074,1 a Dwuwentylatorowy
ID 2552,4 a 1547,0 a 4099,4 a 1305,4 b 823,9 a 2129,2 a TR 2027,7 a 1437,5 a 3465,3 a 799,9 a 997,8 a 1804,9 a Konwencjonalny
ID 2289,5 a 1392,3 a 3681,8 a 913,8 a 1049,8 a 1963,6 a
Średnie w kolumnach oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie (5%) według testu t – DuncanaWażnym miernikiem zasięgu strumienia cieczy i powietrza jest ilość cieczy naniesionej w wierzchołkowej części korony drzewa, gdzie stwierdza się zwykle niewystarczającą ilość pestycydu. W związku z tym obliczono naniesienie cieczy dla punktów pomiarowych 1, 2, 6, 9 (rys. 3) zlokalizowanych w górnej części korony drzewa. Mimo, że uzyskane suma- ryczne naniesienie cieczy dla opryskiwacza dwuwentylatorowego było tam o 20% większe w okresie kwitnienia i o 10-15% w fazie pełnego ulistnienia niż dla konwencjonalnego, to wspomniana różnica była statystycznie istotna tylko dla rozpylaczy wirowych (tab. 2).
Wyższe naniesienie może skutkować wyższą skutecznością biologiczną, co powinno być zweryfikowane w przyszłych badaniach skuteczności biologicznej z użyciem środków ochrony roślin.
Tabela 2. Naniesienie sumaryczne [ng ⋅cm
-2] znacznika fluorescencyjnego w górnej strefie drzewa Table 2. Spray deposit of fluorescent tracer on the top of the tree during apple tree treatment – full
leaf stage
Opryskiwacz Rozpylacz Dwa tygodnie
po kwitnieniu Faza pełnego ulistnienia
TR 4540,8 b 2095,0 a
Dwuwentylatorowy ID 3690,4 a 2164,1 a
TR 3786,0 a 1871,8 a
Konwencjonalny ID 3386,7 a 1799,1 a
Średnie w kolumnach oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie (5%) według testu t – Duncana
Pomiary strat cieczy przedmuchiwanej przez koronę drzewa mierzone na ramie umiej-
scowionej po zawietrznej stronie drzewa wykonano tylko w okresie kwitnienia. Zgodnie
z przewidywaniami straty były bardzo wysokie dla wszystkich badanych technik. Zdecy-
dowanie większymi sumarycznymi stratami charakteryzował się opryskiwacz konwencjo-
nalny (68–78%) w porównaniu do dwuwentylatorowego (39–52%) (tab. 3). Można więc
oczekiwać, że w fazie pełnego ulistnienia, dzięki rosnącemu efektowi filtracyjnemu drzew,
straty będą znacznie mniejsze, ale i tak znaczna część wypryskiwanych środków ochrony
roślin będzie bezpowrotnie tracona.
W podsumowaniu można stwierdzić, że choć opryskiwacz dwuwentylatorowy osiągał wyższe naniesienie i jednocześnie niższe straty cieczy użytkowej niż maszyna wyposażona w konwencjonalny system emisji, ale w odróżnieniu od badań Furnesa i in., [2006]
uzyskane wyniki nie są tak jednoznaczne. W związku z tym wskazane są badania skuteczności biologicznej ochrony wysokoformowanych drzew przy użyciu opryskiwacza dwuwentylatorowego.
Tabela 3. Straty cieczy użytkowej podczas opryskiwania sadu jabłoniowego – dwa tygodnie po kwitnieniu
Table 3. Spray loss of fluorescent tracer during apple tree treatment – two weeks after blooming time Straty cieczy użytkowej
[% dawki]
Opryskiwacz Rozpylacz
Rama Ziemia Razem
TR 37,8 ab 13,7 ab 51,5 ab
Dwuwentylatorowy ID 21,0 a 17,7 c 38,7 a
TR 68,1 c 12,3 a 78,4 c
Konwencjonalny ID 51,3 bc 16,5 bc 67,8 bc
Średnie w kolumnach oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie (5%) według testu t - Duncana