Meyve ağaçlarına değişken oranlı ilaç uygulama sistemi prototip imalatı
Prototype manufacturing of a variable rate spraying system for fruit trees
Yazar: YÜCEL AVŞAR
Danışman: PROF. DR. ALİ BAYAT
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Darbe genişliği modülasyonu = Pulse width modulation ; Pülverizatörler = Sprayers ; Sensörler = Sensors ; İlaçlama = Spraying

Özet:
Bahçe pülverizatörleri ile meyve ağaçlarına ilaç uygulamada, ağaçlar arasındaki boşluk ve taç hacmi dikkate alınmadan kesiksiz ilaçlama yapılmasından dolayı, aşırı miktarda su ve kimyasal ilaç kullanılmaktadır. Bu yaklaşım gereksiz ilaç kullanımına neden olarak ilaçlama maliyeti, insan ve çevre sağlığı gibi konuları olumsuz etkilemektedir. Bilindiği üzere, her ağacın geometrik ölçüleri ve taç yapıları (taç şekli, yaprak yoğunluğu vb) birbirinden farklıdır ve dolayısıyla başarılı bir ilaçlama için, tarımsal ilacın her ağaca farklı miktarda uygulanması gerekebilir.  Bu çalışmada, değişken oranlı ilaç uygulamaları için standart bir bahçe pülverizatörü püskürtme ünitesi üzerine eklenen ultrasonik sensörler sayesinde ağaç tacı hacmi gerçek zamanlı olarak hesaplanmış ve aynı anda Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) ile işletilen hidrolik memelerle taç hacmiyle orantılı ilaç uygulamaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar kesiksiz ilaçlama ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma paremetreleri olarak, ağaç tacı üzerinde seçili bölgelerdeki birikim ve kaplama değeri ve oluşan ilaç kayıpları saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar, sadece ağaç taç geometrisi dikkate alınarak uygulanan ilaç miktarı açısından değerlendirildiğinde, değişken oranlı püskürtme yapan prototip sistem, kesiksiz püskürtme yapan geleneksel sisteme göre %48,69 ilaç tasarrufu ve %88,67 oranında ilaç kayıplarında azalma sağlamıştır.

Abstract:
Because of the continuous spraying without regard to the trees' row space and canopy volume, excessive amounts of water and chemical pesticides are used when applying pesticides to fruit trees with conventional orchard sprayers. This approach causes unnecessary pesticide use, negatively affecting issues such as spraying costs and human and environmental health. As it is known, each tree's geometric dimensions and canopy structures (canopy shape, leaf density, etc.) are different from each other, and therefore, it may be necessary to apply different amounts of pesticides to each tree for successful spraying. In this study, the canopy volume was calculated in real time by means of ultrasonic sensors attached to the spray unit of a standard orchard sprayer for variable rate pesticide applications, and simultaneously, pesticide applications were made proportional to the canopy volume with hydraulic nozzles operated with Pulse Width Modulation (PWM). The obtained results were compared with continuous spraying. Spray deposits, coverage values, and off-target losses in selected regions of the tree canopy were determined as comparison parameters. When the obtained results were evaluated in terms of the amount of pesticide applied by considering only the tree canopy geometry, the prototype system with variable rate spraying provided a 48,69% savings in application volume and an 88,67% reduction in off-target losses compared to the conventional system with constant rate spraying.