Ультрамалообъемное опрыскивание как способ применения химических средств защиты растений

Ультромалообъемное опрыскивание – преимущества и перспективы в сочетании с сельхозавиацией

Что такое УМО и почему в мировом сообществе эта технология вызывает живой интерес, рассказывает эксперт

Евгений Михайлович Трубчанинов, директор компании «АгрОль-Авиа», который ранее рассказал порталу AGRO XXI об уникальном самолете-беспилотнике для опрыскивания посевов Discovery (DR-60), который появится в России уже в этом году, ответил на вопросы по тематике, заинтересовавшей наших читателей после его предыдущей статьи, а именно про УМО (или ультрамалообъемное опрыскивание).

— Ультромалообъемное опрыскивание — что это такое и чем оно отличается от обыкновенного?

— Ультромалообъемное опрыскивание — это метод внесения пестицидов с добавлением небольшого количества воды, либо совсем без добавления, в виде высококонцентрированного, готового к применению препарата. Другими словами, УМО — это рабочий раствор объемом от 0.5 до 5 л/Га или препарат, изготовленный в специальной препаративной форме для применения в чистом виде. Различия между УМО и другими методами заключается в объеме вносимого рабочего раствора, что в свою очередь сказывается на размере капель.

— В чем преимущество УМО?

— На мой взгляд, есть несколько ключевых показателей, по которым метод УМО имеет преимущества. УМО является мелкодисперсным распылом рабочего раствора, который позволяет наилучшим образом проникать в растительный покров растений. Именно размер капель порядка 100 микрон обеспечивает более эффективное проникновение рабочего раствора, через кутикулу растительного покрова. Густота покрытия при УМО по биологической эффективности превосходит применяемые в настоящее время методы. Количество используемого препарата повышается, за счет уменьшения потерь в виде крупных капель, которые скатываются с обрабатываемой поверхности, и теряется до 30% вносимого пестицида. И конечно же финансовые затраты на опрыскивание. Метод УМО позволяет аграриям в несколько раз сократить затраты на внесение пестицидов.

— Какие пестициды используются при УМО. Нужны ли адъюванты при этом методе?

— При методе УМО сейчас применяется немало препаратов. Широкое применение, подтвержденное многолетней практикой, нашли инсектициды, как класса пиретроидов, так и из комбинированных препаратов с неоникотиноидами. Из группы гербицидов наиболее ярко выделяются препараты из класса сульфонилмочевин, но не менее эффективно показывают себя комбинированные препараты с дикамбой в виде воднодиспергируемых гранул. Высокую оценку при внесении УМО методом получили препараты из глифосатной группы и десиканты. Применение препаратов из данных групп в чистом виде, оказывают наибольший эффект на обрабатываемые растения, и как показали опыты, эффективность их возрастала в 2 раза по сравнению с полнообъемным внесением. Что касаемо фунгицидов, то в настоящее время нет ни одного препарата, зарегистрированного для УМО метода, а опыты, проводимые советскими учеными, подтверждали эффективность применения фунгицидов методом УМО. Я убежден, что возрождение исследований в этой области, положит конец предрассудкам широкой общественности об эффективности применения УМО. Тема применения адъювантов была актуальна всегда, ведь именно свойства адъювантов позволяет препаратам с наибольшей эффективностью закрепляться на поверхности растения. Считаю, что их добавление в рабочий раствор так же будет совершенно оправданно при УМО, как и при других методах внесения химических средств защиты растений.

— Как бороться со сносом препаратов при УМО?

— Самое первое, на что необходимо обратить внимание, это погодные условия в момент внесения пестицидов. Несколько ключевых факторов играют большую роль на результат обработок. Скорость ветра и восходящие потоки воздуха от земли при испарении, влажность воздуха. Именно поэтому стоит тщательно подходить к выбору соответствующих погодных условий для работы УМО. Выбор препаратов для обработки так же играет не малую роль. Более эффективно будет применение препаратов, зарегистрированных для авиа обработок, в своем составе они имеют компоненты, которые позволяют лучше достигать поверхности растения. Наибольший интерес для УМО представляют пестициды с препаративной формулой в виде микрокапсульной суспензии. Большое значение имеют компоненты, которыми производители дополняют основные действующие вещества. Уверен, что в ближайшие годы будет всё больше появляться препаратов, которые будут предназначены для УМО.

— Какие проблемы решает УМО, с которыми сложно справиться при полнообъемном опрыскивании?

— Считаю, что основная проблема, с которой УМО справляется наиболее эффективно — это трудновыполнимое (при полнообъемном опрыскивании) попадание препарата на оборотную сторону листа растения. Так же в случае с полнообъемным опрыскивание сложнее получить максимальную эффективность от применения инсектицидов, как показали научные работы, инсектицид в мелких каплях гораздо токсичнее. Летальная доза инсектицида проникает через кутикулу быстрее и меньше подвержена детоксикации в организме насекомых. Эффективность проведенной десикации является залогом своевременной уборки урожая сельскохозяйственных культур, и УМО здесь лучший метод «сушки».

— На каких культурах УМО особенно оправдано?

— Убежден, что этот метод внесения пестицидов оправдан на всех культурах. Высокая биологическая эффективность, производительность опрыскивания, затраты на обработки и многое другое — это все важно для внесения пестицидов на любой культуре.

— В каких странах мира применяется УМО?

— Наибольшее применение этот метод нашел в странах, где уже сегодня аграрии сталкиваются с трудностями водообеспечения. Это и Северная Америка, и Латинская Америка, Япония, и страны Западной Европы, и многие другие. Метод УМО применяется там, где уровень сельского хозяйства очень высок. И Россия здесь не исключение. Долгие годы исследований и применения этого метода подтвердили целесообразность и эффективность УМО.

— Что говорят наука и факты о применении УМО?

-Начну, пожалуй, с фактов. Уже десятилетиями применяется метод УМО с помощью малой авиации и дельталетов. Аграрии ежегодно привлекают авиационную технику для решения задач в опрыскивании. Столкнувшись с УМО на своих полях, у сельхозтоваропроизводителя не остается сомнений об эффективности этого метода.

Однажды мне довелось иметь диалог с агрономом одного из отделений крупного Российского холдинга, где ранней весной вносили сразу три препарата в баковой смеси на озимой пшенице, с расходом рабочего раствора 3 л/Га. При том, что в баковой смеси количество пестицидов составляло почти половину рабочего раствора. Агрономом не было замечено разницы по результатам обработки с привычными методами внесения препаратов, и он подтвердил целесообразность и эффективность УМО. И это далеко не единичный случай!

К сожалению многих, наука приостановила свои масштабные исследования в этой области. Не могу сказать о причинах, которые послужили такому решению, но это очень сильно отразилось на массовом внедрении метода УМО. Еще в 1999 году РАСХН рекомендовала метод УМО, как инновационную фитосанитарную технологию, для внедрения в АПК России. Но, система, которая объединяла бы науку и передовой опыт аграриев на сегодняшний день отсутствует. Большой всплеск в научном сообществе, касаемый УМО, произошел в 70-80 годах прошлого столетия. Научные деятели разных стран и в разных климатических условиях доказали перспективность применения УМО по всему миру.

— Почему ваша компания заинтересована в тестировании этой технологии?

— Я убежден, что сферу сельского хозяйства в ближайшее десятилетие ждут глобальные изменения. Это также коснется и методов внесения препаратов. Каждый сельхозтоваропроизводитель пытается максимально сократить расход финансовых средств на производство культур. Масштабное внедрение УМО позволит аграриям существенно сократить затраты на проводимые обработки. УМО еще является более щадящим методом внесения пестицидов для экологии и окружающей среды. К сожалению, об этом мало задумываются представители аграрного сектора. Мы намерены активно внедрять технологию УМО в АПК России для сохранения и улучшения фитосанитарной обстановки сельскохозяйственных земель.

— Почему считается, что УМО экономически выгоднее других методов обработок?

— Здесь ключевым является момент обеспечения водой. Мы не будем с Вами вдаваться в математические расчеты, а просто представим количество техники, задействованных лиц и действий для проведения опрыскивания. Трактор с прицепным опрыскивателем, который осуществляет обработку, при полнообъемном внесении, в среднем проходит 10-15 Га. После этого он возвращается на место заправки и тратит время на заполнение резервуара рабочим раствором. И так около 10 раз на площади 100-150 Га. В дополнение к нему еще один вид техники, который подвозит воду, это может быть как трактор с прицепной бочкой, так и водовоз. А это и дополнительные механизаторы, и топливо для подвоза, а отдаленность обрабатываемых площадей от водозабора может быть существенной. Так же дополнительные сотрудники на водозаборе, будь то станция или же водоем. Все это в совокупности является большой статьей расходов при проведении опрыскивания.

В свою очередь применение метода УМО позволит технике в поле, с наполненным резервуаром обработать площадь в 10 раз больше и значительно увеличить производительность проводимых работ. Соответственно и затраты на проведение опрыскивания сократятся в разы. Я, конечно, могу ошибаться, но, насколько мне известно, производители опрыскивателей не выпускают комплектующих для УМО. Именно поэтому метод УМО доступен в большей мере при применении его с воздуха.

(Фото предоставлено Евгением Трубчаниновым).

Источник

Про УМО

Что такое УльтраМалоОбъемное опрыскивание?

Итак, давайте сначала, мы определимся с базовыми понятиями и терминологией.

Существует базовая классификация видов опрыскивания

Чтобы мы могли разговаривать на одном языке, нам необходимо определиться с основными терминами и понятиями.

Основные понятия и определения

• Рабочая жидкость (РЖ) – пестицид, удобрение и другое химическое вещество в капельно-жидком агрегатном состоянии и любой препаративной форме (раствор, суспензия, эмульсия и др.), используемое в качестве основного рабочего агента при опрыскивании.
• Опрыскивание — нанесение с помощью опрыскивателей пестицидов, удобрений и других химических веществ в капельно-жидком состоянии на обрабатываемую поверхность.
• Раствор — жидкость, получившаяся от смешения твёрдого, жидкого или газообразного вещества с жидким.
• Суспензия — жидкость со взвешенными в ней мелкими твёрдыми частицами.
• Эмульсия — жидкость, насыщенная нерастворяющимися капельками какой-нибудь другой жидкости.

Классификация опрыскивания по расходу РЖ

Для штанговых опрыскивателей принята следующая классификация опрыскивания:

• Многообъёмное – более 300 л/га
• Полнообъёмное – 200 – 300 л/га
• Малообъёмное (МО) – 75 – 200 л/га
• Ультрамалообъёмное (УМО) – до 25 л/га

Внесение штанговыми опрыскивателями менее 75 л/га рабочей жидкости в настоящее время практически не применяется, хотя положительный опыт в этом направлении имеется.

С физической точки зрения требования к опрыскиванию можно сформулировать одной фразой:

«Внесение считается успешным, когда в оптимальный срок обеспечивается как можно большее и равномерное покрытие обрабатываемого объекта необходимым количеством препарата».

Какие факторы, влияют на эффективность опрыскивания?

1. Срок внесения

2. Равномерность внесения

3. Степень покрытия

Срок внесения — очевидно, самый важный аспект опрыскивания, потому что борьба с вредителями, сорняками и болезнями может быть успешной только тогда, когда препарат вносится в самой чувствительной стадии их развития.

Равномерность внесения подразделяется на:

• равномерность продольного распределения препарата вдоль линии движения опрыскивателя;
• равномерность распределения препарата вдоль штанги опрыскивателя.

Равномерность распределения препарата вдоль штанги опрыскивателя характеризуется коэффициентом вариации и измеряется в процентах.

На этот показатель влияют следующие факторы:

• качество работы распылителей;
• техническое состояние штанги и высота ее установки.

Высота установки штанги выбирается исходя из условия обеспечения оптимального перекрытия факелов распылителей.

Рекомендуемый диапазон: 50–70 см над поверхностью растительного покрова.

Коэффициент вариации распределения жидкости – это неявная и не всем понятная характеристика. Для большей наглядности отметим, что на каждый процент неравномерности распределения препарата приходится 0,4 % (по объему) его непроизводительного использования. Иными словами, если ваш опрыскиватель распределяет пестицид с коэффициентом вариации 20 %, то около 8 % препарата теряется.

Степень покрытия — для получения хороших биологических результатов при опрыскивании одно из первых мест по важности занимает степень покрытия обработанного объекта.

Степень покрытия – это отношение площади поверхности, покрытой рабочей жидкостью пестицида, к общей площади поверхности объекта обработки. В результате анализа большого экспериментального материала установлено, что для различных видов препаратов степень покрытия должна быть не менее:

• 0,5 – 1,0 % для гербицидов;
• 2,0 – 3,0 % для инсектицидов и фунгицидов.

Указанную степень покрытия будем далее называть критической, поскольку ее уменьшение ведет к резкому снижению эффективности применения пестицидов.

Степень покрытия зависит от двух параметров:

размеров капель и их количества на единице площади (густоты покрытия).

Поскольку степень покрытия определить методом прямых измерений достаточно сложно, в агротребованиях к качеству работы опрыскивателей зафиксированы именно эти составляющие.

При фиксированной норме расхода рабочей жидкости на гектар на степень покрытия можно повлиять только изменением размеров капель.

Что такое медианно-ма ссовый диаметр капель?

В нашей стране принято классифицировать опрыскивание по размерам (медианно-массовому диаметру – ММД) получаемых капель рабочей жидкости пестицида на четыре группы:

• аэрозольное – до 50 мкм
• мелкокапельное – до 51 – 150 мкм,
• среднекапельное 151 – 300 мкм,
• крупнокапельное – свыше 300 мкм.

Классификация эта достаточно условна и неодинакова в разных странах.

Медианно-массовый диаметр капель – это размер капли, делящий всю их совокупность на две равные части, такие что каждая из этих частей содержит половину массы распыленной жидкости.

Что, например, означает медианно-массовый диаметр 200 мкм?

Допустим, что распыляют 150 л/га рабочей жидкости пестицида. В этом случае половина жидкости (75 л/га) распылена на капли размером меньше 200 мкм, а другая половина – на капли размером больше 200 мкм.

Медианно-числовой диаметр капель – это размер капли, делящий всю их совокупность на две части, равные по количеству капель.

Что означает медианно-числовой диаметр в 100 мкм?

Допустим, что на один квадратный сантиметр поверхности выпало 300 капель. В этом случае половина капель (150 штук) имеет размер меньше 100 мкм, а другая половина – больше 100 мкм.

Влияние размера капель на их физико-механические показатели

Качественные показатели технологического процесса опрыскивания

Опрыскивание следует рассматривать в двух аспектах:

Биологический аспект — состоит в проведении опрыскивания в оптимальные сроки.

Во-первых, это связано с токсикологической целесообразно­стью применения пестицидов против чувствительной стадии или фазы развития вредных организмов.

Во-вторых, оптимальные сроки связаны с продолжительностью опры­скивания во времени. Это лимитируется развитием защищаемой культуры.

Физико-химический аспект опрыскивания включает знания: свойств применяемых препаратов, размера капель, степени покрытия обрабатываемой поверхности, нормы расхода рабочей жидкости.

Из свойств пестицидов важно знать при какой температуре воздуха можно проводить опрыскивание, чтобы максимально снизить численность вредных организмов или не вызвать ожоги растений.

Важно знать совместимость пестицидов при опрыскивании комбиниро­ванными составами. Например, фосфорорганические и пиретроидные инсекти­циды разлагаются в щелочной среде и теряют токсичность.

УМО – достоинства

• Исключение процесса приготовления рабочей жидкости и связанное с этим снижение количества техники, задействованной на опрыскивании.
• Увеличение производительности машин более чем на 60% по сравнению с малообъемным опрыскиванием за счет повышения коэффициента использования времени смены.
• Повышение качества обработки и снижение потерь препарата за счет применения распылителей (при монодисперсном ультрамалообъемном опрыскивании), обеспечивающих распыл, близкий к монодисперсному.

УМО – недостатки

• Большой снос рабочей жидкости. при скорости ветра около 3 м/с количество сносимой распыленной жидкости по отношению к количеству осевшей на ширине захвата составляет от 20% до 50%.
• Сложности в дозировании препарата, так как к каждому распылителю должны подаваться равные количества жидкости. Расход жидкости зависит от ее вязкости, которая меняется при изменении температуры окружающей среды.
• Сложность контроля за работой распылителей из-за плохой видимости факела распыла.
• Необходимость применения высококачетсвенных корозионностойких материалов для изготовления узлов опрыскивателя вследствие высокой агрессивности препаратов для УМО.
• Низкий ассортимент и количество препаратов для УМО, выпускаемых в настоящее время

А теперь немного аэродинамики

Традиционно, УМО в нашей стране применялось с использованием самолетов и вертолетов.

Вот как выглядит вихревой след самолета:

А вот так двигаются воздушные массы вокруг вертолетов:

И вот, мы постепенно подбираемся к сути.

NASA опубликовала ролик наглядно показывающий аэродинамику коптера:

На видео мы видим, что аэродинамика коптера очень сильно отличается от традиционных летательных аппаратов и позволяет обеспечить минимальный снос рабочей жидкости.

В отличие от самолетов и вертолетов, агрокоптер может летать точно, низко, медленно и почти без турбулентных завихрений. Это позволяет дать новый толчок в развитии технологии УМО.

При этом присутствует важнейший фактор безопасности, это отсутствие пилота , а весь полет происходит в автоматическом режиме. Оператор лишь следит за работой дрона.

Данный материал подготовлен научным сотрудником лаборатории исследования машинных технологий применения удобрений и средств защиты растений ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Артёмом Юрьевичем Спиридоновым.

Источник