NANIESIENIE I STRATY CIECZY UŻYTKOWEJ PODCZAS OPRYSKIWANIA WYSOKO FORMOWANYCH DRZEW OWOCOWYCH

Transkrypt

1 I N Ż YNIERIA R OLNICZA A GRICULTURAL E NGINEERING 2012: Z. 2(137) T. 2 S ISSN Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej 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 porównawczych naniesienia i strat cieczy użytkowej dla dwuwentylatorowego i konwencjonalnego radialnego systemu emisji powietrza podczas opryskiwania tak formowanych drzew jabłoniowych. Zabiegi wykonano przy prędkości 6,0 km godz -1 z zastosowaniem standardowych 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 opryskiwacza dwuwentylatorowego i rozpylaczy wirowych, gdzie obserwuje się zazwyczaj niewystarczającą 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. Metody 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

2 Ryszard Hołownicki, Artur Godyń, Grzegorz Doruchowski, Waldemar Świechowski 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 spowodowanych 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 dolnych 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 wentylatora 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 strumienia powietrza. Regulacja położenia osi górnego wentylatora w zakresie 2,2-3,0 m od poziomu ziemi, jak i sposób rozmieszczenia korpusów rozpylaczy umożliwia użytkownikowi 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 opryskiwanym 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 opryskiwaczami wielowentylatorowymi stwierdzono również znaczną redukcję strat cieczy użytko- 90

3 Naniesienie i straty cieczy... wej [Svensson 2001; Furnes i in. 2006, Van de Zande i in. 2005]. Można również oczekiwać, że skierowanie strumienia powietrza ku tyłowi wydłuża droga kropel cieczy i zwiększa efekt filtracyjny korony drzewa, a w końcowym efekcie straty cieczy użytkowej [Hołownicki i in. 2000]. Opracowany opryskiwacz jest nie tylko nową maszyną w krajowym sadownictwie, ale również oryginalnym rozwiązaniem technicznym w skali światowej [Patent P ]. W związku z tym w Zakładzie Agroinżynierii wykonano wiele prac dotyczących tej techniki wychodząc naprzeciw potrzebom licznie zgłaszanym przez sadowników. Celem badań było określenie wielkości naniesienia i strat cieczy użytkowej dla dwuwentylatorowego i tradycyjnego radialnego systemu emisji powietrza podczas opryskiwania wysoko formowanych drzew jabłoniowych. Metodyka badań Badania wykonano w okresie kwitnienia i w fazie pełnego ulistnienia w półkarłowym sadzie jabłoniowym (TRV = 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 wyposażony w wentylator osiowy (Rys. 2). Zabiegi wykonywano przy prędkości 6,0 km godz -1 wodnym roztworem (0,05%) znacznika fluorescencyjnego (Briliant Sulfo Flavine; Sigma Co.) w dawce 400 l ha -1. Naniesienie cieczy wyznaczono przy pomocy kolektorów wykonanych z bibuły filtracyjnej mocowanej, oddzielnie do górnej jak i do dolnej powierzchni liści, w 11 punktach korony na pięciu drzewach (powtórzenie). Straty wywołane znoszeniem powietrznym i sedymentacyjnym wyznaczono przy pomocy podobnych kolektorów umieszczonych na specjalnej ramie za opryskiwanym drzewami w czterech liniach pomiarowych (Rys. 3). Analizę ilościową ekstrahowanego z próbników znacznika fluorescencyjnego 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 rozpylacza na wielkość naniesienia okazał się również nieistotny statystycznie, co potwierdza wcześniejsze badania Hołownickigo i in. [2005]. 91

4 Ryszard Hołownicki, Artur Godyń, Grzegorz Doruchowski, Waldemar Świechowski Źródło: R. Hołownicki Rys. 1. Opryskiwacz dwuwentylatorowy (Agrola Vertical) Fig. 1. Two-fan sprayer (Agrola - Vertical) Źródło: R. Hołownicki Rys. 2. Opryskiwacz tradycyjny z radialnym 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 measuring coating in a tree crown and losses of spray liquid 92

5 Naniesienie i straty cieczy... 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 Opryskiwacz Dwuwentylatorowy Konwencjonalny Naniesienie w koronie drzewa strona liścia [ng cm -2 ] Rozpylacz dwa tygodnie po kwitnieniu faza pełnego ulistnienia 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 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 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 Duncana Ważnym 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 sumaryczne 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 Dwuwentylatorowy Konwencjonalny Rozpylacz Dwa tygodnie po kwitnieniu Faza pełnego ulistnienia TR 4540,8 b 2095,0 a ID 3690,4 a 2164,1 a TR 3786,0 a 1871,8 a 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 umiejscowionej po zawietrznej stronie drzewa wykonano tylko w okresie kwitnienia. Zgodnie z przewidywaniami straty były bardzo wysokie dla wszystkich badanych technik. Zdecydowanie większymi sumarycznymi stratami charakteryzował się opryskiwacz konwencjonalny (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. 93

6 Ryszard Hołownicki, Artur Godyń, Grzegorz Doruchowski, Waldemar Świechowski 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 Opryskiwacz Dwuwentylatorowy Konwencjonalny Straty cieczy użytkowej Rozpylacz [% dawki] Rama Ziemia Razem TR 37,8 ab 13,7 ab 51,5 ab ID 21,0 a 17,7 c 38,7 a TR 68,1 c 12,3 a 78,4 c 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 Wnioski Przeprowadzone badania wykazały, że: sumaryczne naniesienie cieczy nie zależy od rodzaju badanych rozpylaczy, straty cieczy użytkowej dla opryskiwacza dwuwentylatorowego podczas opryskiwania wysoko formowanych drzew były istotnie mniejsze w porównaniu z opryskiwaczem konwencjonalnym o radialnej emisji powietrza, wskazane są badania skuteczności biologicznej z użyciem środków ochrony roślin, które pozwolą ostatecznie zweryfikować korzyści płynące z zastosowania opryskiwaczy dwuwentylatorowych w produkcji towarowej do ochrony wysoko formowanych drzew. Bibliografia Furnes G. O., Thompson A. J. and Manktelow D.W. (2006): Multi-fan spray towers to improve dose efficiency and spray coverage uniformity in citrus trees. Aspects of Applied Biology 77. International advances in pesticide application, Godyń A., Hołownicki R., Doruchowski G., Świechowski W. (2008a): Opryskiwacz dwuwentylatorowy do ochrony sadów badania laboratoryjne i polowe. Inżynieria Rolnicza, 10(108), Godyn A., Hołownicki R., Doruchowski G., Świechowski W. (2008b): Spray Distribution for Dualfan Orchard Sprayer with Reversed Air-stream. Int. Conf. on Agric. Engineering Agricultural&Biosystems Engineering for a Sustainable World, Hersonissos. Crete-Greece, June 2008,

7 Naniesienie i straty cieczy... Hołownicki R., Doruchowski G., Godyn A., Świechowski W. (2000): Effect of air adjustment on spray losses in orchard. Aspects of Applied Biology 57, Pesticide Application, Hołownicki R., Doruchowski G., Świechowski W., Godyń A. (2005): Influence of nozzle type and wind velocity on spray distribution within the tree canopy. Annual Review of Agricultural Engineering. Vol. 4/1, Hołownicki R., Doruchowski G., Godyn A., Świechowski W. (2011): Przystawka wentylatorowa z dwoma wentylatorami do opryskiwacza. Patent P Svensson S. A. (2001): Wpływ strumienia powietrza na jakość zabiegów w sadach. Materiały z II Konferencji Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Skierniewice , Van de Zande J.C., Van der Lans A.M., Stallinga H., Michielsen J.M.G.P., Van Velde P., Massink G. (2005): Development of a sprayer adapted to high tree crops. Proceedings of VIII Workshop on Spray Application Techniques in Fruit growing, Barcelona. June 2005, SPRAY DEPOSIT AND LOSS OBTAINED WITH DUAL-FAN ORCHARD SPRAYER Abstract. In the last few years the significant losses of apple crop, due to spring frost, were observed in Poland. Therefore, the growers trim their trees up to m high in order to move the part of the fruiting zone higher above the ground level. For this reason the special dual-fan air discharge system was developed in the Research Institute of Horticulture in Skierniewice. The paper describes the comparative study of a dual-fan orchard sprayer and a conventional axial fan sprayer with a radial air-jet discharge system in terms of spray deposition and loss in high trimmed apple trees. Two sprayers were compared: a dual-fan sprayer and a conventional axial fan sprayer with the radial airjet system. The treatments were carried out at the speed of 6.0 km h -1 with the use of a conventional hollow cone TR80 (Lechler) and flat fan air-inclusion nozzles ID90 (Lechler). The trees were sprayed with 0.05% water solution of a fluorescent tracer. There were not any significant differences in average spray deposit between the dual-fan and a conventional air-jet system for the same type of nozzles. However, significantly higher amount of tracer (12%) was deposited by a dual-fan sprayer and hollow cone nozzles on the higher tree zones, where usually insufficient amount of PPP is observed. Considerably higher spray loss was observed for conventional (68-78%), than for a dual-fan sprayer (39-52%). The spray loss at full leaf stage were lower by 10-22%. Key words: spray application, orchard, spray deposit, spray drift Adres do korespondencji: Ryszard Hołownicki; Ryszard.Holownicki@inhort.pl Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach ul. Konstytucji 3 Maja 1/ Skierniewice 95