Уничтожение сорняков с применением опрыскивателя, оснащенного пневмогидравлическими распылителями растворов жидкости

рорельефа участка поля, исключить влияние субъективного фактора, повысить точность и достоверность получаемых результатов за счет бесконтактного измерения расстояний.

Новизна разработки защищена патентом на полезную модель.

Основными конструктивными и технико-эксплуатационными показателями являлись высокая точность измерения микрорельефа с применением в измерительном средстве лазерного дальномера Leica DISTO D8 при дистанционном программном управлении одним специалистом.

Результаты испытаний разработанного измерительного средства на полях НТЦ свидетельствуют о том, что оно может использоваться взамен существующих измерительных средств.

Список литературы:

1. Российская федерация. Законы. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы [Текст]: разр. в соотв. со ст. 8 федер. закона «О развитии сельского хозяйства»: [утверждена постановлением Правительства РФ 14 июля 2012 г. № 717]. - М.: Правительство, 2012. - 180 с.

2. ГОСТ 20915-2011. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний [Текст]. - Взамен ГОСТ 20915-75; введ. 2013-01-01. - М.: ФГУП «Стандартинформ»: Изд-во стандартов, 2013. - 24 с.

3. Разработка измерительного средства для экспресс-оценок рельефа и микрорельефа почвы при испытаниях сельскохозяйственных машин и агрегатов [Текст]: отчет о НИР (промежуточный): 10-2013 / Новокубанский филиал ФГБНУ «Росинформагротех» (КубНИИТиМ); рук. темы И.М. Киреев, В.И. Скорляков; исполн.: З.М. Коваль, Ф.А. Зимин. - Новокубанск, 2013. -150 с.

УНИЧТОЖЕНИЕ СОРНЯКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОПРЫСКИВАТЕЛЯ, ОСНАЩЕННОГО ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИМИ РАСПЫЛИТЕЛЯМИ РАСТВОРОВ ЖИДКОСТИ

© Коваль З.М.*

Новокубанский филиал ФГБНУ «Росинформагротех» (КубНИИТиМ),

г. Новокубанск

Приведены результаты исследований по пневматическому транспорту капель к растениям с максимальным осаждением и закреплением их

* Главный научный сотрудник, кандидат технических наук.

соответствующих размеров на стеблях и листьях с использованием дополнительного воздушного потока. Для решения проблемы сноса и осаждения мелкодисперсного аэрозоля на растения в штанговом опрыскивателе было предложено использовать пневмогидравлическое устройство со щелевыми распылителями жидкости.

Положительные результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что такая разработка может быть рекомендована для ресурсосберегающих технологий применения пестицидов в растениеводстве по защите растений от вредителей, болезней и сорняков.

Гербициды в нашей стране, как и в зарубежных государствах, применяют преимущественно по традиционной технологии - опрыскивание вегети-рующих растений рабочими растворами (или рабочими жидкостями) - как правило, водными растворами препаративных форм с использованием штанговых тракторных (прицепных, навесных, самоходных) опрыскивателей с гидравлическими плоскофакельными (стандартными или антисносными) распылителями. Нормы расхода рабочих растворов чаще всего составляют 100-300 дм3/га, средний размер капель - йт = 250-500 мкм.

В тоже время многолетними исследованиями [1] установлено, что биологическая и хозяйственная эффективность гербицидов системного действия определяется плотностью (густотой) покрытия обрабатываемой горизонтальной поверхности каплями и практически не зависит (при постоянной дозе препарата и плотности покрытия каплями оптимального размера 150-250 мкм N > 30 капель/см2) от нормы расхода рабочей жидкости. Кроме того, большинство исследователей считают, что диаметр капель d > 350 мкм является критическим для водных растворов с поверхностным натяжением > 40 10-3 Н/м, т.к. они плохо удерживаются на листовой поверхности большинства обрабатываемых растений [2]. Опытами ученых установлено [3], что при наиболее широко применяемой в России технологии внесения гербицидов с использованием стандартных плоскоструйных распылителей (200 дм3/га, dm ~ 300 мкм) при обработке зерновых колосовых культур в фазу начала кущения на почву попадает > 50 % препарата, а пропашных в рекомендуемые стадии их развития > 70 %. При использовании грубодис-персных распылителей > 450 мкм) количество препарата, оседающего на почву, будет намного больше (одна осевшая капля d = 600 мкм по массе равна 64 каплям d = 150 мкм, т.е. содержит в 64 раза больше препарата. Однако при применении мелкодисперсного аэрозоля для улучшения процесса эффективного опрыскивания существует проблема сноса пестицида ветром, которая до настоящего времени остается одной из главных и не решенных проблем химической защиты растений. Это относится не только к авиаметоду, но и к наземным средствам.

Проблема сноса пестицидов в окружающую среду в настоящее время решается с использованием инжекторных антисносных распылителей вместо стандартных, а также внедрением энергоемких дорогостоящих и сложных по

конструкции штанговых опрыскивателей с воздушным сопровождением тех же стандартных распылителей, позволяющих уменьшить снос мелких капель и снизить рекомендуемые нормы применения пестицидов [3]. Однако отмечается [4], что внедрение такой технологии в широкую практику дает только частичное решение проблемы. Мелкие капли водных растворов диаметром меньше 50 мкм не все достигают обрабатываемого объекта и уносятся за пределы обрабатываемого участка, а капли диаметром более 400 мкм - малоэффективны и загрязняют почву.

Таким опрыскивателям присущи основные недостатки, обусловленные большим расходом рабочего раствора на гектар и небольшим коэффициентом использования препарата (~ 0,3) вследствие его потерь на почву и в окружающую среду, которые не в полной мере устраняются существующими методами и технологиями [1].

Для решения существующей технологической проблемы рационального нанесения препаратов на растения с применением штанговых опрыскивателей разработана конструкция пневмогидравлического распылителя жидкости (рисунок 1) [5].

Патрубок 1 в конструкции пневмогидравлического устройства (рис. 1) предназначен для подачи воздушного потока в усеченный сходящийся конический насадок 2. В усеченном сходящемся коническом насадке 2 угол конусности 13° обеспечивает получение больших выходных скоростей воздуха, увеличение силы и дальности действия воздушной струи [6]. Насадки с углом конусности 13° применяются в пожарных брандспойтах, в форсунках для подачи топлива, гидромониторах для размыва грунта, фонтанных соплах, соплах активных гидравлических турбин. Весьма широко такие насадки применяются в разнообразных приборах и устройствах, предназначенных для подъема жидкости (эжектор и инжектор), для разбрызгивания и распыления жидкости, а также для различных целей в химической технологии. Дальность действия воздушной струи исходящей из конического насадка 2 зависит от его калибра [7], определяемого как отношение длины сопла к диаметру его выходного сечения (толщине щели плоского сопла). Калибр конического сопла формирует воздушную струю и находится в пределах от (3,5-4,0) до (6-7) диаметров сопла [7].

В разработанной конструкции пневмогидравлического устройства, с точки зрения оптимизации, калибр конического сопла принят равным 4.

Конструкция насадка 2 (рис. 1, вид а)) выполнена таким образом, чтобы выходящая из сопла воздушная струя в форме усеченного конического сектора, была направлена под определенным углом к объекту обработки. При горизонтальной подаче в сектор воздушной струи двух плоских факелов распыла щелевыми распылителями, расположенными под определенным углом друг к другу (80-110...°), используется закономерность инжектирования капель во внутреннюю область струи для последующего транспортирования воздушно-капельного потока к растениям.

Подача воздуха

в) г)

а) - вид спереди; б) - вид сбоку; в) - вид сверху; г - вид снизу с расположенными под углом двумя щелевыми распылителями для горизонтальной подачи плоских факелов распыла во внутреннюю область воздушной струи, инжектирования и распространения капель

к объектам обработки с увеличенной шириной захвата. 1 - патрубок; 2 - усеченный сходящийся конический насадок; 3 - конус; 4 - секущая плоскость;

5 - перемычки для обеспечения постоянного сечения плоского сопла;

6 - кронштейн для крепления распылителя. 7 - щелевой распылитель

Рис. 1. Общий вид пневмогидравлического устройства

Лабораторно-полевые исследования экспериментального образца опрыскивателя, оснащенного пневмогидравлическими устройствами в составе МТЗ-82 в сравнении с базовым вариантом МТЗ-82 + ОП-2000, проводились на поле НТЦ (научно-технического центра) КубНИИТиМ на технологической операции - опрыскивание почвенным гербицидом «Спрут - Экстра» сорняков на агрономическом фоне измельченные пожнивные остатки после уборки пшеницы. Фрагмент рабочего процесса экспериментального образца опрыскивателя в составе с МТЗ-82 при проведении лабораторно-полевых исследований показан на рис. 2.

Рис. 2. Фрагмент рабочего процесса экспериментального образца опрыскивателя в составе с МТЗ-82 при проведении лабораторно-полевых исследований

Режимы работы экспериментального образца опрыскивателя по нанесению рабочих растворов на растения при проведении испытаний, представлены данными таблицы 1.

Таблица 1

Режимы работы экспериментального образца опрыскивателя по нанесению рабочих растворов на растения при проведении испытаний

Тип сопла, Ьи - 02 ьи - 03 Ьи - 04 ьи - 05

Код цвета АЭ - 02 ЛЭ - 03 АЭ - 04 АЭ - 05

Скорость движения МТА, км/ч 7,57 8,40 6,03 6,74

Расход рабочего раствора, дм3 /га 31,36 41,00 64,40 73,00

Расход препарата, дм3/га 2,44 2,24 3,14 2,79

Концентрация смеси, % 7,77 5,46 5,11 3,82

Снижение препарата дм3/га, раз 1,31 1,43 1,02 1,15

Из данных табл. 1 видно, что скорость движения МТА для обеспечения различного расхода рабочего раствора изменялась от 6,03 км/ч до 8,40 км/ч. При этом режимы работы экспериментального образца обеспечивали сниженный расход рабочего раствора, по сравнению с традиционным. Расход рабочего раствора, согласно опытным данным, составил 73,00; 64,40; 41,00 и 31,36 дм3 /га. Снижение расхода препарата, по сравнению с рекомендуемой нормой (3,2 дм3/га), в опытах находилось в пределах от 1,02 до 1,43 раза.

Таблица 2

Обобщенные результаты опытов агротехнической оценки по уничтожению сорняков методом опрыскивания почвы сниженными расходами жидкости и гербицида сплошного действия «Спрут - Экстра» при исследовании экспериментального образца опрыскивателя в сравнении с опрыскивателем ОП 2000+МТЗ-80/82

Распылители с соплами производства LecЫer

Наименование Базовый вариант Экспериментальный образец с новым способом нанесения растворов пестицидов на растения

показателя ОП-2000+МТЗ-82

LU - 04 LU - 02 LU - 03 LU - 04 LU - 05

AD - 04 ДБ - 02 ДБ - 03 ДБ - 04 ДБ - 05

Расход рабочего раствора, дм3/га 200,00 31,36 41,00 61,40 73,00

Расход препарата, дм3/га 3,2-3,3 2,44 2,24 3,14 2,79

Снижение препарата по сравнению с нормой в кол-во раз - 1,33 1,45 1,04 1,17

Исходное количество сорняков на учетных площад-

ках, шт/м2, (фаза развития на момент обработки): - вьюнок (цветение) 69 37 52 31 46

- амброзия (бутонизация) 1 1 3 2

- осот - 4-5 листьев 48 40 41 32 14

- злаки - 3-5 листьев (отдельные растения начало колошения) 4 60 - 7 33

- дикая ежевика (вегетация) - - - - 22

- ватник (вегетация) - 2 - - -

- поросль алычи (вегетация) - - - - -

Гибель сорняков на учетных площадках, %

- вьюнок (цветение) 17,4 68,7 36,5 61,3 67,4

- амброзия (бутонизация) 100 100 100 33,3 100

- осот - 4-5 листьев 68,8 100 48,8 100 100

- злаки - 3-5 листьев (отдельные растения начало колошения) 100 100 100 100 100

- дикая ежевика (вегетация) 0

- ватник (вегетация) - 100 - - -

Обобщенные результаты опытов агротехнической оценки по уничтожению сорняков методом опрыскивания почвы сниженными расходами жидкости и гербицида сплошного действия «Спрут - Экстра» при исследовании экспериментального образца опрыскивателя в сравнении с опрыскивателем ОП 2000+МТЗ-80/82 приведены в табл. 2.

Приведенные в табл. 2 обобщенные результаты опытов агротехнической оценки по уничтожению сорняков методом опрыскивания почвы сниженными расходами жидкости и гербицида сплошного действия «Спрут - Экстра» при исследовании экспериментального образца опрыскивателя в сравнении с опрыскивателем ОП 2000+МТЗ-80/82 подтверждают возможности снижения рабочей жидкости и препарата, дм3/га. Исследования по снижению рабочей жидкости были основаны на следующей информации [14-16]. Многие годы при внесении почвенных гербицидов рекомендовали и применяли более высокие (> 300 дм3/га) нормы расхода рабочих растворов, чем это практико-

валось при опрыскивании вегетирующих посевов. Применение более высоких объемов жидкости в этом случае объясняли необходимостью требуемого уровня смачивания поверхности почвы.

Вместе с тем, для исчерпывающего смачивания почвенного субстрата необходимы нормы расхода, исчисляемые тысячами литров на гектар.

Проведенные в отделе гербологии ВНИИФ исследования [15] по влиянию нормы расхода рабочей жидкости, размера капель и плотности их распределения по обрабатываемой площади на эффективность почвенного внесения гербицидов показали, что при снижении нормы расхода с 300 до 5 дм3/га и плотности от 300 до 0,05 капель/см2, разницы в эффективности гербицидов не обнаружено. При внесении почвенных гербицидов (в отсутствии растений), с целью создания так называемого «защитного экрана», размер капель не имеет решающего значения, и требуемый уровень дискретности лимитируется лишь условиями минимального сноса частиц ветром. Оптимальный размер капель при этом составляет 250-300 мкм, плотность покрытия N > 20 капель/см2, что также соответствует норме расхода жидкости 5-10 дм3/га. Изменение количества рабочей жидкости в диапазоне от 3 • 10-2 дм^м2 до 5 10-4 дм3/м2 не влияет на разницу в смачивании поверхности почвы. Обязательное условие при этом - поверхность почвы перед обработкой гербицидами должна быть тщательно выровнена дисковыми боронами.

Поведение капли препарата, внесенного в почву, определяется двумя основными процессами - растворением вещества в почвенной влаге и состоянием верхнего горизонта, обуславливающим процессы молекулярной диффузии растворенного вещества в почвенном комплексе, с учетом сорб-ционно-десорбционных превращений [8].

Влияние размера и плотности оседания капель препарата может сказываться только на начальной стадии процесса - скорости выравнивания концентраций, т.к. по истечении времени препарат полностью распределяется в почвенном комплексе и концентрация раствора во всех точках обработанной площади выравнивается [9]. Относительная скорость этих процессов, прежде всего, зависит от влажности почвы и содержания в ней органического вещества и почвенных коллоидов. Поэтому при обработке почвы, возможно и целесообразно снижать норму расхода рабочей жидкости, что обуславливает (как и при обработке вегетирующих растений) увеличение производительности и снижение себестоимости почвенного применения препаратов. Необходимо учитывать при этом, что при обработке почвы (гладкое поле, часто температура почвы выше, чем окружающего воздуха) унос и испарение мелких капель в солнечные дни может быть на много больше, чем при опрыскивании вегетирующих растений.

Приведенные в табл. 2 данные свидетельствуют о том, что нормы расхода рабочей жидкости и препарата, при исследованиях экспериментального образца с новым способом нанесения растворов пестицидов на растения,

были ниже, по сравнению с рекомендуемыми производителем нормами, используемыми при работе базового варианта (ОП-2000+МТЗ-82).

При опрыскивании базовым вариантом (ОП-2000+МТЗ-82) концентрация препарата в рабочем растворе составляла примерно 1,65 %, а при работе экспериментальным образцом опрыскивателя - от 3,82 до 7,77 %. Уничтожение злаковых сорняков было одинаковым во всех вариантах. Осот уничтожен полностью. Наблюдалась 100-%-я гибель амброзии полнолистной. Гибель вьюнка (фаза - цветение) в базовом варианте составила 17,4 %, а при применении экспериментального образца опрыскивателя - от 36,5 % до 68,7 %, т.е. - в 2-4 раза больше. Сниженное действие гербицида на гибель вьюнка (фаза - цветение) обусловлено недостаточным содержанием влаги в почве (от 14 % до 16 %), засушливой погодой (высокой температурой воздуха от 32 - 38 °С) в период обработки, фазой развития сорных растений (период активной вегетации с цветением отдельных растений). Например, вьюнок имеет мощную корневую систему, проникающую в глубь почвы до 2-3 м, образующий горизонтальные корни не только в пахотном, но и в подпахотном слое, что очень затрудняет и усложняет борьбу с ним.

Положительные результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что конструкция пневмогидравлического устройства может быть рекомендована для энергоэффективных и экологичных технологий применения пестицидов в растениеводстве по защите растений от вредителей, болезней и сорняков, и являются основанием по изготовлению опытного образца пнев-могидравлическими устройствами для проведения дальнейших испытаний.

Список литературы:

1. Никитин, Н.В., Спиридонов, Ю.Я., Шестаков, В.Г. Научно-практические аспекты технологии применения современных гербицидов в растениеводстве PDF. - М.: Печатный Город, 2010. - 200 с.

2. Дунский В.Ф., Никитин Н.В., Соколов М.С. Пестицидные аэрозоли. -М.: Наука, 1982. - 288 с.

3. Никитин Н.В., Спиридонов Ю.Я., Абубикеров В.А. и др. Влияние нормы расхода, свойств и качества распыления рабочей жидкости на эффективность и экологическую приемлемость приема опрыскивания посевов сельхозкультур гербицидами // Научно обоснованные системы применения гербицидов для борьбы с сорняками в практике растениеводства / Под ред. Ю.Я. Спиридонова, В.Г. Шестакова. - Голицыно: РАСХН-ВНИИФ, 2005. -С. 542-556.

4. Никитин Н.В., Богданов А.В. Монодисперсные опрыскиватели для вегетационных и полевых опытов // Защита растений. - 1983. - № 12. - С. 36-38.

5. Патент на полезную модель 138902, МПК Пневмогидравлический распылитель растворов пестицидов [Текст] / И.М. Киреев, З.М. Коваль; заявители и патентообладатели И.М. Киреев (RU), З.М. Коваль (RU). -№ 2013107260; заявл. 19.02.2013; опубл. 27.03.2014, Бюл. № 9. - 3 с.: ил.

6. Рабинович Е.З. Гидравлика. - изд. 4-е стереотипное, государственное изд-во физико-математической л-ры. - М., 1963. - 408 с.

7. Чугаев Р.Р. Гидравлика: учеб. для вузов. - 3-е изд., доп. и испр. - Л.: «Энергия», 1975. - 600 с.

8. Старосельский Л.Ю. Опыт установления радиуса действия герби-цидных гранул и содержания в них активного начала [Текст] // Агрохимия. -1968. - № 1. - С. 91-95.

9. Спиридонов Ю.Я., Раскин М.С., Никитин Н.В. и др. Влияние нормы расхода рабочей жидкости на эффективность применения почвенных гербицидов [Текст] // Агро XXI. - 1998. - № 4. - С. 8-9.

ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЛИСТЬЕВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ВОЗБУДИТЕЛЯМИ БОЛЕЗНЕЙ НА ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРЫ УРОЖАЯ

© Колесников Л.Е.*

Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, г. Санкт-Петербург

Представлены данные о влиянии на продуктивность яровой мягкой пшеницы интенсивности развития возбудителей болезней листьев. Показаны различия в структуре урожайности образцов, полученных из зерен растений с выявленными симптомами патогенеза в предшествующем году по сравнению с контрольной группой (без выявленной инфекции). Отмечено, что вредоносность возбудителей болезней листьев пшеницы проявляется не только в годы уборки урожая, но и оказывает существенное влияние на продуктивность в последующие годы через семенной материал.

Продовольственная безопасность страны и ее продовольственная независимость непосредственно связана с развитием сельского хозяйства. Цены на зерновые культуры на мировом рынке находятся на достаточно высоком уровне. Производство зерна в мире уменьшается, что связано, в частности, с сокращением посевных площадей, изменением климата, высокими ценами на энергоносители, более интенсивным развитием возбудителей болезней, обуславливающим существенное снижение урожая [1].

Всё это ведёт к тому, что в мире нарастает угроза голода и недоедания. Опасность нависла над миллионами наиболее незащищённых людей, в том числе и над россиянами [2]. По оценкам ФАО, количество голодающих в

* Заведующий кафедрой Защиты и карантина растений.