CC BY
99
УДК 631.348.45
Перспективы развития технических средств для технологии УМО
А.К. ЛЫСОВ,
заместитель директора ВИЗР e-mail: [email protected]
Говоря о путях повышения производительности опрыскивающей техники, наиболее часто имеют в виду увеличение ширины захвата штанги опрыскивателя, вместимости резервуара для рабочей жидкости и использование новых распылителей с уменьшенным дрейфом мелких капель, что позволяет поднять скорость движения агрегата до 25 км в час. Для этого разрабатываются конструкции самоходных опрыскивателей, которые имеют ширину захвата 36-42 м и вместимость резервуаров для рабочей жидкости 4000-10000 л, что дает возможность повысить коэффициент использования рабочего времени смены агрегата. Выпускаются различные типоразмеры распылителей, позволяющие работать с нормами расхода жидкости 30-600 л/га в зависимости от физико-химических свойств пестицидов, фазы развития культуры, вида вредоносного объекта.
Но эта технология имеет и серьезные недостатки. Это, прежде всего, уплотнение пахотного слоя при проходе большегрузного агрегата и образование колеи на переувлажненных почвах в весенний и осенний периоды, необходимость подвоза воды или готовой рабочей жидкости для заправки опрыскивателя. К тому же применяемые в опрыскивающей технике плоскофакельные щелевые распылители (стандартные, инжекторные и с уменьшенным дрейфом мелких капель) имеют полидисперсный распыл с широким диапазоном разброса разного размера капель в спектре распыла (мелкие, средние и крупные), что приводит к непроизводительным потерям рабочей жидкости из-за сноса мелких капель и сте-
кания крупных на почву с обрабатываемой поверхности.
Вместе с тем, для защиты растений разработаны технологии ульт-рамалообъемного опрыскивания с применением малых норм расхода рабочей жидкости - до 5 л/га. Что сдерживает их широкое применение в защите растений?
Существует два способа получения высокодисперсных аэрозолей: термомеханический (горячие аэрозоли) с размером частиц 1-5 мкм и механический (холодные аэрозоли) с размером частиц 15-60 мкм. Термомеханические аэрозоли наиболее эффективны при обработке закрытых помещений (зернохранилища, животноводческие помещения, теплицы, оранжереи, ангары), а также лесных массивов от комплекса вредителей и болезней. Механические (холодные) аэрозоли перспективны для защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней в открытом грунте.
В настоящее время созданы конструкции аэрозольных генераторов
с регулируемой дисперсностью ГРД, которые предусматривают два режима диспергирования средств защиты растений: пневматический (холодный аэрозоль) и термомеханический (конденсационный).
При распространении аэрозоля методом волны численная концентрация частиц аэрозоля убывает по длине волны за счет гравитационного и инерционного осаждения частиц, а также сноса из зоны обработки, что приводит к большой неравномерности отложения препарата на обрабатываемой поверхности.
Преимущества аэрозольной технологии обработки по сравнению с традиционной технологией опрыскивания заключаются в способности частиц аэрозоля проникать в растительный покров, крону деревьев, труднодоступные места при дезинфекции закрытых помещений (теплицы, оранжереи, зернохранилища, ангары), а также в высокой производительности благодаря большей ширине захвата - от 250 до 2000 м.
Недочеты не менее существенны. Помимо уже упомянутой неравномерности распределения препарата по ширине захвата (рис. 1), это -малая скорость гравитационного оседания частиц высокодисперсного аэрозоля, что приводит к неконтролируемому сносу частиц аэрозоля из зоны обработки на большие
1. Распределение волны аэрозольного генератора по ширине захвата (л)
расстояния при изменении направления и скорости ветра; существенная зависимость от метеорологических показателей (скорость ветра, состояние приземного слоя воздушных масс) и необходимость обеспечения больших санитарно-защитных зон от населенных пунктов, водоохранных и заповедных зон.
Уменьшить нормы расхода рабочей жидкости можно также за счет использования вместо гидравлических щелевых распылителей вращающихся дисковых распылителей, а также сетчатых или перфорированных барабанов. При такой технологии удается вносить более однородный по размеру спектр капель распыла и обеспечивать значительное снижение норм расхода рабочей жидкости на гектар при высокой биологической эффективности.
Использование вращающихся дисковых распылителей для защиты растений было предложено еще в 1931 г немецкой фирмой «Р. Сакк». В конно-моторном опрыскивателе (рис. 2) при опрыскивании посадок картофеля с помощью ручной лебедки осуществлялись подъем и опускание стоек для крепления дисковых распылителей. Привод двух вращающихся дисковых распылителей обеспечивался от двухтактного двигателя «Стамо» мощностью 2 л.с. при помощи клиновых ремней и приводных муфт. Скорость вращения дисков, на которые подавалась рабочая жидкость под давлением 0,75 атм., составляла 2000 об/мин.
В 70-е годы прошлого столетия в Англии, США, Франции, Германии были созданы промышленные образцы опрыскивающей техники с вращающимися дисковыми распылителями, обеспечивающими контролируемое капельное опрыскивание СДА (Controlled Drop Application). В нашей стране работы в этом направлении тоже велись, и благодаря заложенным теоретическим основам монодисперсного распыления В.Ф. Дунским и Н.В. Никитиным были созданы отечественные образцы дисковых распылителей и вращающихся перфорированных
барабанов для наземной и авиационной опрыскивающей техники.
Многолетние испытания новой технологии специалистами ВИЗР и ВНИИФ показали высокую эффективность применения средств защиты растений методом УМО, особенно в борьбе с особо опасными вредителями (саранчовые, луговой мотылек, свекловичный долгоносик). Была подтверждена возможность снижения норм расхода препаратов на 50 % и более без снижения биологической эффективности. Однако ни у нас, ни за рубежом данная технология не стала доминирующей в защите растений. Может быть, и потому, что ее внедрение связано с целым рядом объективных трудностей. Ее реализация, например, связана с необходимостью использования специальных препаративных форм для УМО, устойчивых к испарению, или применения традиционных препаратов, но с добавлением антииспарителей. Повышенные требования
УМО-технологии предъявляют к коррозионной стойкости материалов, узлов и деталей опрыскивающей техники, находящихся в контакте с концентрированными рабочими жидкостями пестицидов или при работе с препаратами без разбавления водой, что повышает стоимость машин. Ну и, конечно, сельхозтоваропроизводителей смущает более высокая неравномерность распределения рабочей жидкости на эффективной ширине захвата, чем у традиционной опрыскивающей техники.
Анализ технических параметров и агротехнологических показателей отечественной опрыскивающей техники с вращающимися дисковыми распылителями или вращающимися сетчатыми барабанами ОНМ-500, СУМО-24 (изготовитель ООО Ставропольский экспериментальный завод») универсальной опрыскивающей системы УОС, КР.О2.95 (НПП «Юнавэкс»), «Иртышанки» (ЗАО ТПК «Астард плюс»), «Радуги 6»
2. Конно-моторный опрыскиватель фирмы «Р. Сакк» (1931 г.)
Результаты испытания российских опрыскивателей с использованием дисковых вращающихся распылителей (по данным протоколов испытаний и рекламных проспектов)
ОНМ-500 СУМО-24 Опрыскивающая система КР.О2.95 «Иртышанка-1» «Радуга-6»
Норма расхода рабочей жидкости (л/га) 10-50 10-50 10-130 5-50 20-100
Средний расход рабочей жидкости 1 распыливающей головкой 0,36-0,4 0,3-0,5 0,75-2,0 0,3-3,1 -
(л/мин)
Рабочая ширина штанги захвата 18 24 18-24 30-40 18
Рабочая скорость (км/ч) 10-15 15-27 9-12 15-30 9-12
Отклонения расхода между отдельными распылителями (%) ±10 ±10 ±10 10 10
Шаг расстановки дисковых распылителей (%) 1,25 1,25 1,5 3
Неравномерность отложения рабочей жидкости 20 20 - 10 20
по ширине захвата, выраженная коэффициентом вариации (%)
Производительность насоса (л/мин) 20 20 48/100 20 20
Допустимое отклонение концентрации рабочей жидкости 5 5 5 5 5*
в баке от исходной (%)
Агрегатирование ГАЗ-66 МТЗ-80/82 *ГАЗ-66, УАЗ-452, ЗИЛ-131 МТЗ-80/82
(ООО «Интерагромаш»), пневмохода СТС-70 «Туман» в комплектации с опрыскивателем САХ-2 и САХ-3, опрыскивателя самоходного «Рубин-0,4» для технологий малообъемного и ультрамалообъемного опрыскивания показал, что они не обеспечивают монодисперсное или близкое к монодисперсному распыление рабочих жидкостей средств защиты растений. Ссылки большинства производителей данной техники в рекламных материалах на монодисперсное распыление рабочих жидкостей при нормах расхода 10-130 л/га не соответствовали действительности.
Оценка дисперсности распыла вращающихся сетчатых барабанов, проведенная в лаборатории механизации ВИЗР и испытательной лаборатории в Германии, показала, что они обеспечивали полидисперсный распыл с увеличением доли мелких капель и уменьшением доли крупных капель в спектре распыла. Увеличение доли мелких капель в спектре распыла приводит, как известно, к их повышенному сносу из зоны обработки из-за наличия ветровой нагрузки и предлагаемых высоких скоростей движения опрыскивателя (30-40-60 км/ч) во время выполнения технологического процесса.
Результаты многолетних испытаний технологии опрыскивания с использованием вращающихся дисковых распылителей, сетчатых или пер-
форированных барабанов, проведенных ВИЗР и ВНИИФ, позволили определить оптимальные нормы расхода рабочей жидкости, которые составляют при внесении гербицидов и инсектицидов - до 5 л/га, а фунгицидов до 10 л/га при обеспечении высокой биологической и экономической эффективности. Следует также отметить, что отклонение расхода рабочей жидкости через распылитель в процентах от среднего значения не должно превышать ±2,5 % (п. 6.2 стандарта ISO 5682-1), а по данным испытаний для указанной техники, этот показатель составил ±7-10 %, что существенно влияло на неравномерность распределения рабочей жидкости по эффективной ширине захвата опрыскивателей, которая, по данным испытаний, составила 20 % при нормативе 9 %. Из-за несоответствия европейской норме равномерности распределения рабочей жидкости по эффективной ширине захвата был прекращен выпуск французской фирмой «Technoma» широко известного в нашей стране наземного штангового опрыскивателя с вращающимися дисковыми распылителями «Girojet».
На наш взгляд, перспектива широкого использования в защите растений техники для УМО напрямую связана с решением следующих задач: создание промышленных образцов распылителей с сепарацией
мелких капель или их принудительным осаждением для исключения их сноса из зоны обработки;
разработка компьютерных программ для управления технологическим процессом опрыскивания с учетом метеорологических параметров, контролируемого размера капель и физико-химических свойств препаратов;
повышение равномерности распределения рабочей жидкости по эффективной ширине захвата до требований европейской нормы;
создание специальных препаративных форм пестицидов для применения методом УМО или использования технологичных для приготовления рабочих жидкостей антииспарителей.
Аннотация. В статье изложены достоинства и недостатки технологии УМО опрыскивания сельскохозяйственных культур пестицидами и перспективы ее развития.
Ключевые слова. Методы применения, аэрозольные генераторы, дисковые распылители, контролируемый размер капель, норма внесения УМО, снос, характер распределения распыла.
Abstract. The article describes the advantages and disadvantages of technology ULV spraying crops with pesticides and its development prospects.
Keywords. Application methods, fogging machines, disc sprayers, controlled droplet of application, ULV rates of application, drift, spray pattern.
