MIEJSCE TECHNIKI W BEZPIECZNEJ I SKUTECZNEJ OCHRONIE ROŚLIN

Transkrypt

1 Zakład ad Agroinżynierii INSTYTUT OGRODNICTWA w Skierniewicach MIEJSCE TECHNIKI W BEZPIECZNEJ I SKUTECZNEJ OCHRONIE ROŚLIN Ryszard Hołownicki Konferencja GRUNT TO BEZPIECZEŃSTWO STWO 29 listopada 2011 r. SGGW Warszawa

2 Technika opryskiwania Technika opryskiwania Skuteczności ochrony Zagrożenia dla środowiska

3 Miejsce techniki Czynniki rozwoju techniki opryskiwania Zagrożenia podczas opryskiwania roślin Technika przyjazne środowisku Innowacyjne rozwiązania Quo vadis techniko opryskiwania? Znaczenie edukacji

4 Czynniki rozwoju techniki Czynniki rozwoju techniki Oczekiwania odbiorców Rolnicy Firmy usługowe Wzrost kosztów Środki ochrony roślin (koszty badań, rejestracja) Koszty pracy Koszty certyfikacji, szkoleń (wymogi prawne) Zmiana priorytetów Skuteczność zabiegów ochrona środowiska Finansowanie badań (produkcja: tradycyjna ekologiczna) Regulacje prawne 3 Dyrektywy (konstrukcja, okresowa inspekcja, szkolenia)

5 OCHRONA ROŚLIN - zagrożenia

6 Ochrona roślin - skażenia Skażenia miejscowe Gospodarstwo (porcjowanie ś.o.r., mycie, płukanie) Składowanie odpadów Skażenia rozproszone Bezpośrednie opryskiwanie Znoszenie Spływ z pól (zabiegi jesienne) Według raportu World Watch Institute aża 97% zasobów w wody pitnej na świecie zmagazynowane jest w zbiornikach wody podziemnej

7 ZAGROŻENIA skażenia miejscowe

8 Skażenia miejscowe Obowiązkowa zbiórka opakowań Niemcy Polska (82 % opakowań) (65% opakowań) Ostrożne porcjowanie i napełnianie opryskiwaczy Bez wycieków, skażenia wody i gleby Zagospodarowanie resztek cieczy użytkowej Rozwodnić i wypryskać na wcześniej traktowane pole Opryskiwacze (mycie, redukcja martwej objętości)

9 Bioremediacja Biobed Napełnianie Mycie zewnętrzne Przechowywanie opryskiwacza 20 m od wody Sieczka 50% Torf 25% Gleba 25% Glina 0,5 m 0,1 m

10 Ochrona wódw Projekt TOPPS (EU LIFE Environment) (Training the Operators to Prevent Pollution from Point Sources) 16 krajów UE Kodeks (Dobra Praktyka Organizacji Ochrony Roślin) Projekt EOS (Environmentally Optimised Sprayer) (i) obszar ryzyka (ii) problemy (iii) technologie potencjał w ograniczeniu zagrożenia dla środowiska. Model EOS może e być pomocą dla producentów w opryskiwaczy w opracowywaniu nowych konstrukcji oraz dla użytkowniku ytkowników chcących cych ocenić użytkowany lub oferowany opryskiwacz pod kątem k jego bezpieczeństwa dla środowiska

11 ZAGROŻENIA skażenia rozproszone (znoszenie)

12 Definicje Znoszenie (spray drift) Fizyczne przemieszczanie się ś.o.r. w powietrzu, podczas wykonywania zabiegu lub bezpośrednio po, z opryskiwanego obiektu na obiekt nieopryskiwany Część cieczy użytkowej u w postaci kropel lub częś ęści stałych przenoszona prądami powietrznymi poza opryskiwany obiekt Strefa ochronna (Hewitt, 2000) Substancja aktywna ś.o.r., która nie została a naniesiona na chronione obiekty (Göhlich, 1979) Powierzchnia, na której nie prowadzi się chemicznej ochrony roślin, w celu zabezpieczająca ca terenów w podlegających szczególnej ochronie (np. wody powierzchniowe, ujęcia wody, szkoły, szpitale)

13 Strefy ochronne Strefy ochronne Ujęcia wody Studnie Studzienki melioracyjne Wody powierzchniowe Rzeki, kanały, rowy melioracyjne Wyschnięte cieki wodne Stawy, jeziora

14 Znoszenie Zjawisko niepożądane Straty ś.o.r. Zagrożenie dla środowiska Zagrożenie dla sąsiednich upraw

15 Znoszenie Faza II Faza I Technika ochrony Rozpylacz (rodzaj, wielkość) Ciśnienie cieczy Prędkość robocza Wysokość belki polowej PSP (uprawy polowe) Technika tunelowa (sady) Warunki atmosferyczne Wiatr (prędkość, kierunek) Temperatura powietrza Wilgotność powietrza Czynniki biologiczne Wielkość roślin Gęstość (faza rozwojowa)

16 TOZ (Techniki Ograniczające ce Znoszenie) Belka polowa Tradycyjna PSP (Pomocniczy Strumień Powietrza) Z powietrzem (Hołownicki i in., 2006) without air

17 TOZ (Techniki Ograniczające ce Znoszenie) TOZ Rozpylacze Niskoznoszeniowe Eżektorowe Opryskiwacze Polowe PSP Uprawy przestrzenne Wentylatory z deflektorami Sensorowe Tunelowe (recykling cieczy) Parametry (np.) Belka tradycyjna 75% 50% 50% 95% Rozpylacze niskoznoszeniowe (klasa redukcji znoszenia 50%) Wysokość belki 30 cm 90% Prędkość robocza < 5 km/godz 75% Konieczna jest krajowa lista TOZ opryskiwaczy wytwarzanych w Polsce i dla lokalnych specyficznych warunków w zabiegu

18 MNIEJ ZAGROŻEŃ DLA ŚRODOWISKA

19 Środowisko - mniej zagrożeń Mycie zewnętrzne Gładka powierzchnia

20 Środowisko - mniej zagrożeń Mycie zewnętrzne Gładka powierzchnia Osłony łatwe do umycia

21 Środowisko - mniej zagrożeń Płukanie wewnętrzne Ściany zbiornika zawsze mokre Aż 4 dysze płuczące Bardziej efektywne mieszanie

22 Rolnictwo Precyzyjne TECHNIKA OPRYSKIWANIA - przyjazna środowisku

23 Rolnictwo Precyzyjne Pozycjonowanie Identyfikacja zmienności Mapa GIS zmiennej aplikacji Zmienna aplikacja

24 POZYCJONOWANIE - Rolnictwo Precyzyjne

25 Pozycjonowanie - Rolnictwo Precyzyjne Systemy pozycjonowania GPS (Global Positioning System) Zastosowania Identyfikowalność (traceability) Kontrola (usługi, PIORiN) Jazda równoległa (np. bez znacznika pianowego)

26 Pozycjonowanie - Rolnictwo Precyzyjne Systemy pozycjonowania GPS (Global Positioning System) LPS (Local Positioning System) Zastosowanie Prowadzenie agregatu (rzędy, ścieżki technologiczne)

27 Pozycjonowanie - Rolnictwo Precyzyjne Precyzyjne wyznaczenie dawki Ile cieczy do zakończenia zabiegu? (GPS + komputer)

28 Pozycjonowanie - Rolnictwo Precyzyjne Sterowane głowice rozpylaczy Zmiana dawki cieczy i/lub wielkości kropel Precyzja (mniej omijaków, podwójnego opryskiwania) Bez omijaków Bez nakładania dawki

29 Pozycjonowanie - Rolnictwo Precyzyjne Sterowane głowice rozpylaczy Precyzja (mniej omijaków, podwójnego opryskiwania) Rozkład idealny

30 IDENTYFIKACJA - Rolnictwo Precyzyjne

31 Identyfikacja - Rolnictwo Precyzyjne Zielony obiekt/tło (czujnik optyczny) Zwalczanie chwastów Otwórz/zamknij rozpylacz Gęstość chwastów oszczędności (Doruchowski i in., 1998) Oszczędności (%) Czułość systemu identyfikacji Oszczędności 50 60%

32 Identyfikacja - Rolnictwo Precyzyjne Roślina jest najlepszym sensorem Infekcja (% powierzchni) OPTIDIS (OPTIcal detection system for DISeases) (West & McCartney,2002) septorioza liści żółta rdza 1,0 3,0 (m) 9,0 (m) Odległość od źródła infekcji (m)

33 ZMIENNA APLIKACJA - Rolnictwo Precyzyjne

34 Zmienna aplikacja Fragment pola W skali rośliny (plant scale husbandry) 1998) (Hague i in., W skali liścia (leaf scale husbandry) (Stafford, 2000) W nadchodzącej cej dekadzie możemy oczekiwać Rolnictwa Precyzyjnego w odniesieniu do pojedynczego liścia, gdzie zmienne dawki pestycydów w będąb kierowane na wybrane organy rośliny Rolnictwo Precyzyjne to historyczny powrót t do korzeni kiedy kiedy to każda pojedyncza roślina liść była a traktowana oddzielnie w zależno ności od jej potrzeb (Hague i in., 1998)

35 Zmienna aplikacja Dawka pestycydu System iniekcyjny (tylko płynne ś.o.r.) Zmiana dawki cieczy Ciśnienie cieczy (1 rozpylacz, np l/ha) Liczba rozpylaczy (sterowane głowice rozpylaczy, 4 rozpylacze; np l/ha) Parametry robocze Wielkość kropel (VarioWindSelect) (Hołownicki, 2003) Strumień powietrza Opryskiwacz CDS (Canopy Density Sprayer) (Van de Zande i in., 2003) Opryskiwacz VSPG (Variable Spray Plume Geometry) (Hołownicki i in., 2001) EDAS (Environmentally Dependent Application System) (Doruchowski i in., 2006) Płaszczyzna rozpylania Odchylenie belki polowej (Szewczyk, 2011)

36 Zmienna aplikacja Głowice wielorozpylaczowe Zmiana dawki cieczy i/lub wielkości kropel ZAKRES REGULACJI Już wkrótce zostaną opracowane rozpylacze eniu wypływu ywu cieczy rozpylacz tradycyjny x 2 np l/ha o zmiennym natęż ężeniu wyp sterowane głowice g wielorozpylaczowe x 15 np l/ha

37 Inteligentne opryskiwacze Sterowane głowice rozpylaczy Zmiana dawki cieczy i/lub wielkości kropel Układ VarioWindSelect to pomysł ze Skierniewic, który otrzymał Złoty Medal na Targach POLAGRA 2003

38 Zmienna aplikacja - wiatr Atmosferyczny Względny (prędkość robocza) Wiatr (atmosferyczny) 2,0 m/s 4,0 m/s Wiatr (względny) 2,0 m/s (7,2 km/h) 0,0 m/s (Hołownicki i in., 2004)

39 Zmienna aplikacja Zmiana dawki cieczy Liczba rozpylaczy (Doruchowski i in., 2006) (CASA Crop Adapted Spray Application) ZAWORY PNEUMATYCZNE POZIOM III ZAWÓR CIŚNIENIOWY ROZPYLACZE POZIOM II POZIOM I P

40 Zmienna aplikacja Regulacja wydajności powietrza Sumaryczna, asymetryczna (Doruchowski i in., 2010) Kierownica powietrza Lewo/prawo Diafragma Redukcja wydajności

41 Zmienna aplikacja Regulacja wydajności powietrza Opryskiwacz nawigowany (Doruchowski i in., 2010) WIATR +20% -20% -50%

42 Większa precyzja Mieszanie cieczy od początku zabiegu W zbiorniku W belce polowej

43 Większa precyzja Mieszanie cieczy w belce polowej Zawór Pompa Zawór sterujący Zawory odcinające pneumatyczne

44 QUO VADIS - techniko opryskiwania

45 Gigantyczne opryskiwacze Większa wydajność Niższe koszty usług Mniej uliczek roboczych (np. warzywa, szkółki) Dammann 45 m; (l) Inuma 45 m; (l) Agrifac 50 m

46 to krok wstecz Technika PSP wciąż jest najlepsza Skuteczność biologiczna PSP Rozpylacze inżektorowe Rozpylacze standardowe Rozpylacze niskoznoszeniowe Znoszenie ZNOSZENIE: technika tradycyjna wiatr 1,5 m/s = technika PSP wiatr 8,5 m/s 2 3 krotnie mniejsza emisja ś.o.r. do środowiska

47 Quo Vadis techniko? Inteligentne opryskiwacze Samoregulacja opryskiwaczy Rejestracja historii zabiegu (tracebility) Warunki środowiskowe (klimatyczne, cechy roślin) Opryskiwacze nawigowane (dane historyczne, GIS ) Konieczne badania Opryskiwacz bezpieczny dla środowiska Techniki VRT (rozpylacze, wentylatory) Sensory (sensor zdrowotności, badania interdyscyplinarne) Autonomiczne roboty Edukacja zwiększenie zakresu nauczania Średnie szkoły rolnicze Szkoły wyższe Szkolenia dla rolników (patrz: dyrektywa)

48 PODSUMOWANIE

49 Podsumowanie Blisko 50% błędów to technika Nowoczesne wyposażenie Sprawność techniczna opryskiwacza Właściwa kalibracja Nowe konstrukcje opryskiwaczy Zwiększają skuteczność zabiegów ochrony roślin Redukują zagrożenia dla środowiska i straty ś.o.r. Zwiększają bezpieczeństwo operatorów opryskiwaczy Rolnika nie stać na byle jaki opryskiwacz Rosnące ceny (ś.o.r., opryskiwacze) Regulacje prawne Może e lepiej z sąsiadami s siadami zakupić wspólnie droższy, ale lepszy opryskiwacz???

50 Podsumowanie Wiedza techniczna absolwentów (UJ Kraków, 1890 r.) ¼przedmioty techniczne (mechanika, inżynieria, geometria wykreślna) Użytkowanie narzędzi i maszyn (pługi konne, kieraty, lokomobile) Wiedza techniczna absolwentów AD 2011??? Nie więcej 60 godzin w całym okresie studiów Czy potrafią wykorzystać możliwości współczesnych maszyn? Brak specjalistów z zakresu techniki ochrony 8 pracowników naukowych (4 w IO Skierniewice, 2 w IOR Poznań) 4 doradców ODR (Zgłobice, Przysiek, Stare Pole, Sielinko) Kto będzie szkolił rolników??? Minęł ęło o ponad 100 lat. Czy coś zmieniło o się w technice?

51 Minęł ęło o 100 lat

52 DZIĘKUJ KUJĘ ZA UWAGĘ