Ziemniak Polski 2011 nr 1 1 PRZEGLĄD URZĄDZEŃ DO ZAPRAWIANIA ZIEMNIAKÓW NA RYNKU KRAJOWYM mgr inż. Szymon Gierz Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych I Pojazdów Samochodowych Zakład Maszyn Roboczych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, e-mail: fabia2002@tlen.pl Z aprawianie bulw to nowy trend w rozwoju technologii rolniczej. Do głównych jego zalet należy zwalczanie szkodników i chorób występujących we wczesnym stadium rozwoju ziemniaka. Zaprawy są ekologiczne, ponieważ ich dawki w stosunku do środków bezpośredniego zwalczania są nieporównywalnie mniejsze. Do chorób robiących największe spustoszenie na plantacjach ziemniaka zalicza się rizoktoniozę. Jest to choroba grzybowa, zarodniki występują na sadzeniakach i w glebie. Poza chorobami rośliny są atakowane przez szkodniki, do których należą drutowce i pędraki. Czołowe firmy chemiczne wprowadziły na rynek nowe środki, które należy stosować w postaci zawiesiny jako zaprawę. Do zaprawiania służą zaprawiarki stacjonarne lub mobilne montowane na sadzarkach. Dalszy rozwój tego kierunku ochrony jest niezwykle ważny dla poprawy ekonomiki produkcji i środowiska naturalnego. Celem pracy jest przy-bliżenie metod zaprawiania oraz przedstawienie urządzeń wykorzystywanych w tym procesie. Na atak rizoktoniozy oraz drutowców i pędraków rośliny ziemniaka są narażone we wczesnym stadium rozwojowym, bezpośrednio po wschodach. W zależności od terminu rizoktonioza objawia się w postaci zgnilizny kiełków czy próchnienia podstawy łodyg. Grzyb atakuje najmłodsze części rośliny, jakimi są kiełki, i szybko wnika dalej, powodując jej obumieranie, a w najlepszym razie ponowne kiełkowanie. Wtórny wzrost kiełków przyczynia się do nierównomiernych wschodów, co utrudnia kolejne zabiegi agrotechniczne. Rośliny z sadzeniaków, które powtórnie wykiełkowały, dają słabszy plon i wraz z roślinami, które w 100% zostały zniszczone przez grzyb, obniżają efekt produkcyjny. Natomiast szkodniki, atakujące podziemną część rośliny, żerują na bulwach, powodując uszkodzenia zewnętrzne (dziury) i wewnętrzne w miąższu o średnicy ok. 2 mm. Taki ziemniak jest nieatrakcyjny dla konsumenta, dla przemysłu jest to również duży problem. Zakłady produkujące frytki i chipsy mają wówczas duży odsetek braków w produkcji, gdyż podziurawione bulwy dają produkt nie spełniający normy (płatki chipsów z niepożądanymi otworami, a frytki są zbyt krótkie). Do szkodników żerujących na nadziemnej części rośliny należy stonka ziemniaczana, jej larwy bezpośrednio po wylęgu zjadają ogromne ilości masy liściowej ziemniaka. Podczas dużego nasilenia występowania mogą powodować straty dochodzące do 80%. Zaprawy chemiczne są proekologiczne, tworzone z mniej toksycznych środków chemicznych, a ich dawki są nieporównywalnie mniejsze 08-1,5 kg na 100 kg sadzeniaków nie mówiąc już o ich biodegradacji. Badania przeprowadzone w zakładzie IHAR w Boninie dowodzą skuteczności ich działania (tab. 1). Tabela 1 Wpływ zaprawiania sadzeniaków zaprawą insektycydowo-fungicydową na występowanie niektórych agrofagów ziemniaka [1]
2 Ziemniak Polski 2011 nr 1 Zaprawa Dawka (g/100 kg bulw) Liczba chrząszczy stonki ziemniaczanej w dniach od sadzenia 70 80 90 100 110 Bulwy uszkodzone przez drutowce (%) Bulwy z objawami ospowatości R. solani (%) Prestige 290 FS 75 6 4 5 11 23 3,7 3,2 Prestige 290 FS 100 4 3 3 7 15 2,0 2,4 Prestige Forte 370 60 3 4 7 14 37 3,9 3,1 Kontrola - 39 62 34 46 137 23,4 47,5 Preparaty dopuszczone do wiosennego stosowania jako zaprawy na bulwy ziemniaka według IOR i MRiRW w 2010 roku przedstawiono w tabeli 2. Zaprawianie na mokro wykonuje się przy użyciu środków w postaci emulsji, koncentratu zawiesinowego, żelu lub roztworu wodnego. Dobra przyczepność środka czynnego powoduje, że nie ma strat substancji czynnej i otaczające środowisko nie jest narażone na kontakt z nią. Kolejną zaletą tej metody jest niewielka ilość środka czynnego wykorzystywana do zaprawiania, problem jednak stanowi konieczność stosowania specjalnych urządzeń, które będą równomiernie, w odpowiednim kierunku i systematycznie nanosić zaprawę. Ważnym parametrem jest ilość zaprawy naniesionej na powierzchnię sadzeniaka; zbyt mała może nie wystarczyć do odpowiedniej ochrony ziemniaków, natomiast zbyt duża może opóźnić wschody, a nawet je uniemożliwić. Zaprawianie ziemniaków na sucho jest już dość wiekową metodą nanoszenia środków chemicznych na powierzchnię bulwy. Zostało opracowane w latach 80. ubiegłego wieku. Jedną z maszyn do tego celu jest zaprawiarka konstrukcji Sławomira Fica i Leona Kukiełki (rys. 1). Jest to urządzenie stacjonarne o konstrukcji bębnowej. W wewnętrznej części bębna jest umieszczony ślimak, który miesza i przemieszcza sadzeniaki wzdłuż bębna. Zaprawa w postaci proszku jest podawana do wnętrza bębna za pomocą specjalnego dozownika. W górnej części bębna znajduje się sito, które odseparowuje nadmiar zaprawy. Tabela 2 Preparaty zalecane do wiosennego zaprawiania bulw ziemniaka (wg zaleceń IOR i stron bieżących MRiRW 2010 www.minrol.gov.pl) [1] Nazwa Substancja Dawka na Dawka wody Sposób zaprawy aktywna 100 kg bulw na 100 kg bulw zaprawiania Manconex 80 WP 80% mancozeb 200 g 1000 ml S, M Dithane Neo Tec 75 WG 75% mancozeb 200 g 1000 ml S, M Monceren 12,5 DS 12,5% pencykuron 200 g -- S Monceren 250 FS 250 g pencykuron 60 ml 1000 ml M Prestige 290 FS* 140g imidachlopryd + 150 g pencykuron 75-100 ml 1500-2000 ml M Prestige Forte 370 FS* 120 g imidachlopryd + 250 g pencykuron 60 ml 1500-2000 ml M Vitavax 2000 FS 20% karboksyna 20% tiuram 200 ml 700-800 ml M Vitavax 200 FS 20% karboksyna 20% tiuram 150-200 ml 800-850 ml M * zaprawa grzybo- i owadobójcza do zwalczania stonki, mszyc i szkodników glebowych S zaprawianie na sucho, M zaprawianie na mokro (w zawiesinie wody)
Ziemniak Polski 2011 nr 1 3 Urządzenie to jednak nie znalazło uznania w oczach producentów ziemniaków z uwagi na pracochłonność procesu i małą dostępność środka jak na tamte czasy. Dziś rolnicy zaprawiają sadzeniaki bezpośrednio w koszu zasypowym sadzarki, posypując materiał sadzeniakowy. Mała dokładność tej metody i pylenie powodujące podrażnienia oczu i dróg oddechowych to główne wady tej metody. Zaprawianie na mokro może być wykonywane za pomocą urządzenia firmy Aporo z Poznania (rys. 2). Jest to zaprawiarka montowana na sadzarce, głównymi częściami są: zbiornik na zaprawę, pompa przeponowa, przewody elastyczne, 2 rozpylacze z dyszami wyposażonymi w drobnokropliste rozpylacze wirowe o pełnym stożku, dające realne zużycie od 20 do 50 l cieczy użytkowej na hektar obsadzonej plantacji. Pompa jest montowana bezpośrednio na wałku frezowym wałka odbioru mocy ciągnika WOM, rozpylacze są tak skonstruowane, aby można było je zamontować w komorze czerpakowej każdej sadzarki, ale także na zewnątrz w taki sposób, że opryskiwane są sadzeniaki w locie oraz gleba, na którą spadają. Poprzez dobór rozpylaczy i regulacje ciśnienia cieczy roboczej reguluje się wydatek zaprawy. Podczas sadzenia ziemniaków podkiełkowanych zaprawiarka może być wykorzystywana do opryskiwania gleby, na którą układane są sadzeniaki. Zwarta konstrukcja i wykorzystanie WOM jako napędu czynią urządzenie uniwersalnym, nanoszenie zaprawy w komorze czerpakowej daje zadowalający efekt. Wadą jest kontakt środka chemicznego z elementami sadzarki, co powoduje korodowanie jej elementów. Rys. 1. Zaprawiarka stacjonarna do zaprawiania na sucho [2] Rys. 2. Zaprawiarka firmy APORO [3] Innym urządzeniem do zaprawiania na mokro jest pianowa zaprawiarka firmy Jacka Krasuckiego ze Strzelec Opolskich (rys. 3). Zbiornik o pojemności 20 l umieszcza się na koszu zasypowym sadzarki, do którego jest przymocowana wytwornica piany. Wytwornica jest zasilana powietrzem z układu pneumatycznego ciągnika, ciśnienie powietrza zalecane przez producenta to 2 bary. Piana jest transportowana przewodami do komór czerpakowych, gdzie miesza się z sadzeniakami, pokrywając je zaprawą. Piana jest wytwarzana z mieszaniny zaprawy i środka pianotwórczego. Zaletą urządzenia jest jego prostota i łatwość montażu, jednakże nie wszystkie ciągniki są wyposażone w układ pneumatyczny i może powstać problem z medium napędzającym. Brak mieszadła w zbiorniku powoduje, że stężenie środka czynnego w pianie ma różne wartości na początki i końcu sadzenia, poza tym na dnie zbiornika tworzą się osady z niektórych środków ochrony roślin. Dużym problemem
4 Ziemniak Polski 2011 nr 1 jest kontakt piany z częściami sadzarki, powodujący jej korozję. Rys. 3. Zaprawiarka pianowa [4] Kolejnym urządzeniem może być zaprawiarka firmy ZIBO (rys. 4). Firma określa je jako dozownik do materiałów płynnych, a jednym z zastosowań może być nanoszenie zapraw. Elementem napędzającym i wytwarzającym ciśnienie jest zespolony moduł składający się z silnika elektrycznego prądu stałego o znamionowym napięciu 12 V i pompy wirowej. Wszystkie elementy są przymocowane do zbiornika, który może mieć pojemność 112 i 248 l. Małe gabaryty i łatwo dostępne medium napędowe, jakim jest prąd stały z instalacji elektrycznej ciągnika, oraz możliwość montażu dysz bez ograniczeń co do umiejscowienia na sadzarce sprawia, że urządzenie jest uniwersalne. Kłopotliwy może być brak mieszadła w zbiorniku, co sprzyja rozwarstwianiu się mieszaniny wody i środka ochrony. Producent nie podaje, jakiego rodzaju rozpylaczy należy używać, a wiadomo, że właściwy ich dobór ma ogromne znaczenie, gdyż tylko kilka typów rozpylaczy może dać zadowalające rozpylenie i pokrycie powierzchni bulwy. Rys. 4. Zaprawiarka ZIBO [5] W ofercie niemieckiej firmy GRIMME możemy znaleźć interesujące urządzenie, które nanosi zaprawę, opryskując sadzeniaki (rys. 5). Elementem wytwarzającym ciśnienie jest przeponowa pompa zamontowana na WOM ciągnika. Sprężona zaprawa jest transportowana elastycznymi przewodami poprzez zawór sterujący wysokością ciśnienia do rozpylaczy. Zaprawianie polega na natryskiwaniu cieczy roboczej na bulwy. Odbywa się w momencie, gdy bulwa spada z zespołu wysadzającego na glebę. Podczas spadania jest ona zaprawiana poprzez natryskiwanie z dwóch stron (rys. 6). Dysze są zamontowane naprzeciw, tak aby tworzone przez nie stożki nanoszonej cieczy pokrywały się. Dokładność pokrycia powierzchni bulwy jest zależna od trzech parametrów: prędkości jazdy agregatu, ciśnienia cieczy roboczej i rodzaju zastosowanych dysz. Najpierw ustala się prędkość roboczą i rodzaj dysz i dla tych zadanych warunków zaworem ciśnieniowym reguluje się odpowiednie ciśnienie cieczy roboczej. Mieszadło, które znajduje się w zbiorniku, dokładnie miesza ciecz roboczą, co jest ważne w przypadku cieczy w postaci zawiesiny, gdyż zapobiega jej rozwarstwieniu i powstawaniu osadu. Fabrycznie urządzenie jest wyposażone w roz-
Ziemniak Polski 2011 nr 1 5 pylacze o strumieniu pełnego stożka, co ma poprawić skuteczność zaprawiania. Urządzenie jest przeznaczone do sadzarek 4- rzędowych i większych. Stosowanie zaprawiarki w mniejszych sadzarkach jest nieekonomiczne z uwagi na cenę oraz gabaryty urządzenia. układu hydraulicznego ciągnika, czyniąc urządzenie dodatkowo atrakcyjnym, gdyż można je łatwo montować na sadzarkach innych producentów. Ponadto wszystkie ciągniki, zarówno nowe, jak i starsze, mają minimum dwa zewnętrzne złącza hydrauliczne, co pozwala na bezproblemowe napędzanie urządzenia. Zaprawianie polega na opryskiwaniu sadzeniaka z wszystkich stron w czasie jego spadania z zespołu wysadzającego do gleby. Rys. 5. Zaprawiarka GRIMME na sadzarce 4-rzędowej [6] Rys. 7. Projekt zaprawiarki zamontowanej na sadzarce KORA [7] Rys. 6. Moment zaprawiania ziemniaka urządzeniem GRIMME [6] Kolejnym urządzeniem do zaprawiania może być prototypowe urządzenie zaprojektowane na Politechnice Poznańskiej. Zaprawiarka jest montowana na ramie nośnej sadzarki KORA firmy Unia-group (rys. 7). W górnej części znajduje się zbiornik cieczy roboczej z wlewem, mieszadłem i filtrem. Pod nim znajduje się silnik hydrauliczny zagregowany z pompą tłokowo-przeponową, do której jest przykręcony zawór ciśnieniowo-rozdzielający. Z zaworu wychodzą dwa przewody elastyczne jeden dla każdego rzędu. W każdym rzędzie zastosowano rozdzielacze strumienia kierujące zaprawę do rozpylaczy w zależności od ich liczby; może ich być od 2 do 4. Silnik hydrauliczny jest napędzany olejem hydraulicznym z zewnętrznego Zaprawianie jest przyszłościową metodą ochrony ziemniaków, dalszy rozwój będzie zmierzał ku produkcji coraz nowszych środków oraz maszyn wykonujących ten zabieg, a zwłaszcza tych do zaprawiania bezpośrednio podczas sadzenia. Najbardziej obiecujące są urządzenia zaprawiające w locie, ich rozwój wiąże się z badaniami nad poprawą procesu zaprawiania poprzez lepsze rozpylenie zaprawy, lepszą przyczepność i ograniczanie strat. Do sparametryzowania jest wiele czynników wpływających na poprawę efektywności tego procesu, tj. liczba rozpylaczy, ich typ, rozmieszczenie, wysokość ciśnienia cieczy roboczej. Wraz z rozwojem elektroniki można by się pokusić o elektroniczne sterowanie zaworami, umożliwiające cykliczną pracę samych rozpylaczy w czasie spadania bulwy bezpośrednio w polu strumienia rozpylacza. Ograniczyłoby to zużycie środka czynnego, czyli zaprawy, a tym samym zanieczyszczenie środowiska naturalnego. Jednakże są to koncepcje i trzeba wielu lat badań, aby sprawdzić celowość ich stosowania.
6 Ziemniak Polski 2011 nr 1 Źródła 1. Erlichowski T. 2010. Zaprawianie bulw ziemniaka. Wiad. Rol. 26.02.2010; 2. A01C P. 195669 28.01.1977. WSI Koszalin. Polska. Sławomir Fic, Teresa Bartkiewicz, Leon Kukiełka. [patent]; 3. http://www.aporo.pl/galeria_foto/2; 4. UZY: (21) 108 410, (22) 17-07-1998, Jacek Krasucki,Strzelce Opolskie. [patent]; 5 http://www.zibo.nl/en/zinger-mechanisatie-bv/content/producten/grondbewerking/granulaatstrooier/zibo-12-volt-sproeiers; 6. http://www.grimme.de/en/09/produkte/kartoffeltechnik/legen/download s/gl34t-serie_uk.pdf; 7. Gierz S. 2008. Projekt urządzenia do nanoszenia płynnych zapraw na bulwy ziemniaka. Pr. dypl. Polit. Pozn.