Przegląd literatury

UNIWERSYTET PRZYRODNICZY WE WROCŁAWIU
WYDZIAŁ PRZYRODNICZO – TECHNOLOGICZNY
INSTYTUT INŻYNIERII ROLNICZEJ
ROZPRAWA
DOKTORSKA
mgr inż. Gracjan Rojek
ANALIZA ROZKŁADU CIECZY I STOPNIA POKRYCIA
POWIERZCHNI W ZMIENNYCH WARUNKACH PRACY
WYBRANYCH ROZPYLACZY
promotor:
dr hab. inż. Antoni Szewczyk
WROCŁAW 2013
Słowa podziękowania kieruję do Promotora
dr hab. inż. Antoniego Szewczyka za stałą opiekę oraz wnikliwe,
merytoryczne wskazówki pomocne przy realizacji niniejszej rozprawy
2
Niniejszą rozprawę doktorską dedykuję
Moim Rodzicom za okazaną mi miłość, poświęcony
czas, wsparcie oraz wiarę w moje możliwości
3
SPIS TREŚCI
Wykaz oznaczeń................................................................................................................ 5
1. Wstęp i uzasadnienie podjęcia tematu........................................................................ 7
2. Przegląd literatury .................................................................................................... 12
2.1. Ochrona roślin w świetle prawa ............................................................................ 12
2.2. Zagrożenia wynikające ze stosowania środków ochrony roślin ............................. 15
2.3. Zjawisko znoszenia cieczy opryskowej – skutki i sposoby jego ograniczania ........ 18
2.4. Pokrycie opryskiwanych powierzchni jako wskaźnik jakości zabiegu ................... 21
2.5. Rozkład opadu rozpylonej cieczy .......................................................................... 23
2.6. Najnowsze rozwiązania stosowane we współczesnych opryskiwaczach ................ 26
3. Sformułowanie problemu badawczego i celu pracy ................................................. 47
4. Metodyka badań ........................................................................................................ 49
4.1. Przedmiot i zakres badań ...................................................................................... 49
4.2. Badania wstępne ................................................................................................... 51
4.2.1 Pomiar wielkości kropel .................................................................................. 51
4.2.2. Pomiar prędkości strumienia powietrza w tunelu aerodynamicznym .............. 54
4.3. Rozkład podłużny ................................................................................................. 55
4.4. Wskaźnik opadu cieczy (Wso) ............................................................................... 58
4.5. Stopień pokrycia opryskiwanych powierzchni....................................................... 59
4.6. Statystyczne opracowanie wyników ...................................................................... 65
5. Wyniki badań i ich analiza ........................................................................................ 66
5.1. Badania wstępne ................................................................................................... 66
5.1.1. Pomiar wielkości kropel ................................................................................. 66
5.1.2. Pomiar prędkości strumienia powietrza w tunelu aerodynamicznym .............. 69
5.2. Rozkład podłużny ................................................................................................. 71
5.3. Wskaźnik opadu cieczy (Wso) ............................................................................... 83
5.3.1. Opracowanie empirycznego modelu wskaźnika opadu cieczy ........................ 87
5.4. Stopień pokrycia opryskiwanych powierzchni....................................................... 92
6. Dyskusja wyników ................................................................................................... 109
7. Wnioski .................................................................................................................... 114
8. Spis literatury .......................................................................................................... 116
Spis tabel....................................................................................................................... 132
Spis rysunków ............................................................................................................... 133
4
Wykaz oznaczeń
Apog
- powierzchnia pozioma górna,
Apod
- powierzchnia pozioma dolna,
Anj
- powierzchnia pionowa najazdowa,
Aoj
- powierzchnia pionowa odjazdowa,
CV
- wskaźnik nierównomierności rozkładu poprzecznego rozpylonej cieczy
[%],
DDT
- chloroorganiczny insektycyd,
Dv(10)
- średnica, poniżej której 10% objętości cieczy rozpylana jest na krople o
średnicy mniejszej [μm],
Dv(90)
- średnica, od której 10% objętości cieczy rozpylana jest na krople o
średnicy większej [μm],
h
- wysokość pracy rozpylacza, wysokość rozpylania [m],
l
- długość stołu rowkowego [m],
NDP
- najwyższy dopuszczalny poziom pozostałości [%],
NDVI
- znormalizowany wskaźnik zieleni,
p
- ciśnienie cieczy użytkowej, ciśnienie robocze [MPa],
PSP
- pomocniczy strumień powietrza,
Psp
- stopień pokrycia opryskiwanych powierzchni [%],
Q
- dawka cieczy użytkowej na hektar [dm3∙ha-1],
q
- natężenie wypływu cieczy z rozpylacza, wydatek rozpylacza [dm3∙min-1],
RNIR
- odbicie w paśmie podczerwonym,
RRED
- odbicie w paśmie czerwonym,
RSF
- współczynnik jednorodności rozpylania, RS [-],
R2
- współczynnik determinacji [-],
s.a.
- skrót: „substancja aktywna”,
ś.o.r.
- skrót: „środki ochrony roślin”,
t
- czas trwania pomiaru [s],
TOZ
- techniki ograniczające znoszenie,
VMD, Dv(50) - mediana objętościowa średnicy kropel [μm],
v
- prędkość ruchu nośnika rozpylaczy, prędkość robocza, prędkość
opryskiwania, prędkość opryskiwacza, prędkość przejazdu [m∙s-1],
Vc
- całkowita objętość cieczy użyta w danym pomiarze [ml],
5
Vi
- objętość cieczy zmierzona w punkcie pomiarowym [ml],
vw
- prędkość strumienia powietrza, prędkość wiatru [m∙s-1],
Wso
- wskaźnik opadu rozpylonej cieczy [%],
WSP
- próbnik - papier wodoczuły (Water Sensitive Paper),
γ
- kąt ustawienia rozpylacza w płaszczyźnie pionowej równoległej do
kierunku ruchu opryskiwacza, kąt odchylenia rozpylacza [º],
6
1. Wstęp i uzasadnienie podjęcia tematu
Współczesne rolnictwo w głównej mierze opiera się na stosowaniu chemicznej
ochrony roślin, warunkującej odpowiednią jakość i zachowanie wysokiego poziomu
plonów, jak również pozwalającą na ograniczenie strat związanych z występowaniem
szkodników, chorób oraz chwastów na plantacjach roślin uprawnych. Metoda ta jest
jednocześnie tanią, wydajną, wygodną i szeroko rozpowszechnioną formą ochrony roślin
najczęściej wybieraną przez rolnika. Jej nieodłącznym elementem stały się pestycydy,
które zabezpieczają większość dzisiejszych upraw, a także wpływają pozytywnie na
konkurencyjność i opłacalność produkcji roślinnej. Stosuje się je nie tylko w obszarze
działalności rolniczej, ale również używane są one między innymi w ochronie lasów,
sadów, trawników oraz roślin ozdobnych [Wrzosek i in. 2009]. Aplikacja środków ochrony
roślin powinna odbywać się zawsze w sposób odpowiedzialny i racjonalny, zgodny
z etykietą – instrukcją ich stosowania oraz zasadami Dobrej Praktyki Rolniczej [Ustawa
o ochronie roślin 2003].
Przy wykorzystaniu środków ochrony roślin ważnym aspektem jest skuteczność
biologiczna pestycydów, która zależy od wielu czynników. Do podstawowych należą:
rodzaj i dawka użytego preparatu, ilość cieczy użytkowej na hektar, faza rozwojowa
rośliny uprawnej i konkurencyjnej oraz termin wykonania zabiegu [Krawczyk 2006, 2007,
2008, Matysiak 2008]. Istotnym czynnikiem są ponadto warunki atmosferyczne takie jak:
temperatura, wilgotność względna powietrza, prędkość i kierunek wiatru [Szewczyk,
Łuczycka 2010b], a także właściwości fizyko-chemiczne cieczy użytkowej, takie jak
napięcie powierzchniowe, lepkość cieczy, twardość użytej wody, czy dodatek adiuwantu
[Kierzek i in. 2009, Mandato i in. 2012, Orzechowski, Prywer 2008, Woźnica 2003]. Obok
wyżej wymienionych czynników uwzględnić należy również wpływ parametrów
technicznych i technologicznych, decydujących o skuteczności, do których należą: rodzaj
rozpylacza, elementy wspomagające pracę, ciśnienie cieczy użytkowej, wysokość
i prędkość opryskiwania oraz stan techniczny opryskiwacza [Szewczyk 2000].
Chemiczna ochrona roślin jest dzisiaj podstawową metodą ochrony upraw przed
agrofagami i zakłada się, że sytuacja ta nie zmieni się znacząco przez najbliższe 15 lat.
Przemawia za tą tezą kilka przesłanek. Po pierwsze – rezygnacja z aplikacji pestycydów
prowadzi do wyraźnego obniżenia plonów. Po drugie – nie ma w chwili obecnej metody,
która zastąpiłaby metodę chemiczną. Po trzecie – konieczność wieloletnich badań nad
określeniem zależności występujących w środowisku rolniczym, a przede wszystkim fakt,
7
że badania wymuszają szeroką współpracę, koordynację oraz nakłady finansowe nie daje
podstaw do zmian aktualnie realizowanych programów ochrony [Pruszyński 2010].
58736
60000
49256
Wielkość sprzedaży [t]
50000
53347
49761
51613
2009
2010
44130
41135
40000
30000
22164
20000
10000
0
2000
2005
2006
2007
2008
2011
Lata
Rys. 1.1. Sprzedaż środków ochrony roślin w masie towarowej [źródło: GUS 2009, GUS
2010, GUS 2012]
Owadobójcze
Regulatory wzrostu
Grzybobójcze
Gryzoniobójcze
Chwastobójcze
Pozostałe
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
b.d.*
Wielkość sprzedaży ś.o.r. [t].
40000
0
2000
b.d.* - brak danych
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Lata
Rys. 1.2. Sprzedaż poszczególnych rodzajów środków ochrony roślin w masie towarowej
[Źródło: GUS 2009, GUS 2010, GUS 2012]
8
Według danych GUS, w ostatnim czasie, można zauważyć ogólne zwiększenie
zapotrzebowania na środki ochrony roślin. W latach 2000-2008 obserwowano ciągły
wzrost sprzedaży (rys. 1.1), po którym nastąpiła stabilizacja na poziomie ok. 50 000 ton
w masie towarowej, niewielki spadek w 2009 roku i kolejny wzrost sprzedaży w latach
2010 i 2011. Rozpatrując szczegółowo wielkość sprzedaży w poszczególnych latach (rys.
1.2), można zauważyć, że udział preparatów chwastobójczych i grzybobójczych był
dominujący. W przypadku tych rodzajów pestycydów zaobserwować można ponadto
największą dynamikę wzrostu sprzedaży, podczas gdy sprzedaż pozostałych środków
utrzymywała się na zbliżonym poziomie [GUS 2009, GUS 2010, GUS 2012].
Wzrastające zainteresowanie środkami ochrony roślin, a w konsekwencji ich
zwiększone zużycie stwarza obawę o możliwość wystąpienia zagrożenia dla zdrowia ludzi
i zwierząt oraz dla stanu środowiska naturalnego [Stobiecki 2006]. Szczególnie
niebezpieczne są substancje, których rozkład jest spowolniony. Niewłaściwy dobór
preparatu, źle wykonane zabiegi powodują nagromadzanie się pestycydów w glebie, które
następnie mogą przenikać do wód gruntowych i zbiorników wodnych [Oszmiańska,
Mielczarek 2006].
Skażenia punktowe oraz znoszenie cieczy użytkowej podczas wykonywania
zabiegu są podstawowymi źródłami zanieczyszczeń środowiska środkami ochrony roślin.
Skażenia punktowe mogą być skutecznie zredukowane przez odpowiednie postępowanie
z pozostałością cieczy użytkowej oraz napełnianie i przechowywanie opryskiwaczy na
specjalnych stanowiskach. Znoszenie cieczy użytkowej można natomiast znacznie
ograniczyć przez zastosowanie Technik Ograniczających Znoszenie (TOZ) [Hołownicki,
Doruchowski 2006].
Obok ryzyka skażenia środowiska, istotnym aspektem jest niebezpieczeństwo
wystąpienia pozostałości środków ochrony roślin w płodach rolnych i żywności.
Następstwem tej sytuacji stało się wdrożenie systemów kontroli bezpieczeństwa
produktów spożywczych [Kucharski 2007]. Dla danego pestycydu określane są tzw.
definicje pozostałości badane na etapie wprowadzania środka do obrotu oraz przy
wyznaczaniu najwyższych dopuszczalnych poziomów (NDP) [Łozowicka 2010]. Kraje
należące do Unii Europejskiej są zobowiązane do kontroli pozostałości środków ochrony
roślin w żywności poprzez weryfikację prawidłowości ich aplikowania. Na podstawie
badań przeprowadzonych w 2009 roku przez pracowników Państwowej Inspekcji Ochrony
Roślin i Nasiennictwa w porównaniu do lat 2006-2008 zmniejszył się odsetek
przekroczenia
NDP
oraz
odsetek
próbek
płodów
rolnych
zanieczyszczonych
9
pozostałościami środków ochrony roślin, natomiast zwiększył się procent próbek,
w których stwierdzono pozostałości związków niedozwolonych w ochronie upraw
[Gnusowski i in. 2010]. Nowacka i Gnusowski [2010] w oparciu o badania krajowe,
prowadzone w 2009 roku podkreślają, że nie występuje zagrożenie dla zdrowia ludzi
spowodowane pozostałościami środków ochrony roślin w płodach rolnych. Autorzy
zwracają jednak uwagę na konieczność poszerzenia monitoringu o warzywa i owoce
importowane, gdyż ich spożycie w Polsce ciągle wzrasta.
Badania nad pozostałościami środków ochrony roślin w jabłkach na różnych
wysokościach jabłoni wykazały, że najwyższe dopuszczalne stężenia (NDP) zostały
przekroczone zaledwie w kilku przypadkach i dotyczyły następujących substancji
aktywnych: fenoxycarbu i indoxacarbu. Zdaniem autorów sytuacja ta mogła być
spowodowana zbyt wczesnym zastosowaniem tych dwóch związków [Poulsen i in. 2012].
Najważniejszym parametrem jakościowym przy ocenie środka ochrony roślin jest
kontrola zawartości substancji aktywnej (s.a.). W badaniach przeprowadzonych w latach
2007-2009 stwierdzono dużą liczbę odstępstw (zarówno zaniżeń jak i zawyżeń)
w stosunku do zawartości nominalnej. Wady istotne stanowiły jednak zaledwie ok. 1%
oznaczeń, natomiast ponad 8% to odstępstwa w zakresie własności fizykochemicznych.
Nie były to jednak poważne wady, które mogłyby spowodować utrudnienia
w sporządzaniu cieczy użytkowej lub zakłócić prawidłowy mechanizm działania. Polski
system niezależnej kontroli jakości spełnia wymagania określone w polskich i unijnych
aktach prawnych [Stobiecki i in. 2010].
Oprócz właściwego doboru rodzaju i dawki preparatu istotne jest utrzymanie
właściwego stanu technicznego sprzętu przeznaczonego do wykonywania zabiegu, co
pozwala dodatkowo zmniejszyć nakłady finansowe ponoszone na ochronę roślin
[Kołodziejczyk 2007]. Uszkodzone i zużyte rozpylacze, wycieki, niesprawne manometry,
wadliwie działająca stabilizacja belki polowej mogą przyczynić się również do wystąpienia
zagrożenia skażeniem [Czaczyk 2011, Zasiewski 2001]. Z powyższych względów wiele
uwagi poświęca się badaniom sprawności technicznej opryskiwaczy, które przeprowadza
się co trzy lata. Według Ustawy z dnia 18 grudnia 2003 roku o ochronie roślin (Dziennik
Ustaw z 2008 r., Nr 133, poz. 849, z późn. zm.) badania te dotyczą opryskiwaczy
ciągnikowych i samobieżnych, polowych i sadowniczych. Wymóg ten obejmuje
opryskiwacze nowe, wprowadzone do obrotu jak i będące w eksploatacji [Ustawa
o ochronie roślin 2003].
10
Kluczowym elementem opryskiwacza, mającym bezpośredni wpływ na jakość
procesu opryskiwania, jest rozpylacz. Ważny jest właściwy dobór jego rodzaju, rozmiaru
i parametrów pracy (ciśnienie, wysokość pracy, rozstaw, ustawienie).
Jako podstawowe kryterium służące do oceny pracy rozpylacza przyjmuje się
rozkład opadu rozpylonej cieczy. Innym, niemniej istotnym kryterium oceny jakości
procesu opryskiwania jest stopień pokrycia opryskiwanych powierzchni. Parametr ten
może być określany zarówno w warunkach laboratoryjnych jak i w warunkach polowych,
co zwiększa przydatność jego zastosowania.
Mając na uwadze powyższe aspekty istnieje ciągła potrzeba przeprowadzania
badań procesów i sprzętu z zakresu techniki ochrony roślin, pozwalających osiągnąć
najwyższą jakość zabiegu, również przy niekorzystnych warunkach atmosferycznych (np.
gdy prędkość wiatru zbliżona jest do maksymalnie dopuszczalnej).
11
2. Przegląd literatury
2.1. Ochrona roślin w świetle prawa
Ochrona roślin, polegająca przede wszystkim na chemicznej metodzie zwalczania
agrofagów przyczynia się do stabilizacji plonów i ochrony płodów. Spowodowane jest to
koniecznością zaspokojenia potrzeb rosnącej liczby ludności i zwiększeniem wymagań
konsumentów. Pruszyński [2003] i Őzkan [2008] prowadzili badania, które dowodzą, że
bez zastosowania środków ochrony roślin uzyskiwane plony maleją o ok. 70% w stosunku
do planowanych.
Pestycydy należą do szkodliwych związków i z tego względu niezbędne jest
przestrzeganie ustaw i rozporządzeń dotyczących ich dopuszczenia do obrotu, stosowania,
sprawowania nadzoru nad stanem technicznym sprzętu do wykonywania zabiegów
oprysku. Ponadto zapisy w aktach prawnych wskazują zadania instytucjom bezpośrednio
odpowiedzialnym za prawidłowe wykorzystanie środków ochrony roślin. Dynamiczny
rozwój techniki ochrony roślin wymusza zmiany w istniejących lub tworzenie nowych
przepisów.
Podstawowym polskim aktem prawnym dotyczącym tych zagadnień jest Ustawa
o ochronie roślin z dnia 18 grudnia 2003 (Dz. U. 2008 Nr 133 Poz. 849 z późn. zm.).
Reguluje ona sprawy dotyczące dopuszczenia do obrotu i zawartości substancji aktywnej
oraz stosowania środków ochrony roślin. Poza tym podkreśla zadania i prawa Państwowej
Inspekcji Ochrony Roślin i Nasiennictwa jako jednostki nadrzędnej. Do najistotniejszych
zakresów działań objętych tą Ustawą należą następujące kwestie:

stosowanie wyłącznie środków dopuszczonych do obrotu,

używanie środków zgodnie z ich przeznaczeniem, na podstawie instrukcji na
etykiecie,

możliwe stosowanie adiuwantów,

używanie preparatów o mniejszej toksyczności, ulegających szybszemu rozkładowi,

stosowanie środków ochrony roślin tylko w terenie otwartym przy prędkości wiatru
poniżej 3 m·s-1,

wyznaczenie stref buforowych,

wykonywanie zabiegów tylko przez osoby przeszkolone,

wykonywanie zabiegów tylko opryskiwaczem sprawnym technicznie, którego
sprawność potwierdzona jest znakiem kontrolnym,
12

przygotowanie cieczy użytkowej dozwolone jest jedynie w miejscu do tego
wyznaczonym,

zobowiązanie do prowadzenia ewidencji zabiegów, którą należy przechowywać
przez okres 2 lat.
Poza tym w Polsce obszar stosowania ś.o.r. regulują następujące akty prawne :
1. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dn. 16 grudnia 2010 (Dz. U. z dn.
30 grudnia 2010) w sprawie szkoleń w zakresie ochrony roślin. Rozporządzenie uściśla
m.in. program i sposób dokumentowania szkoleń, warunki techniczno – organizacyjne,
kwalifikacje
osób,
które
je
przeprowadzają,
a
także
wzór
zaświadczenia
o przeprowadzonym szkoleniu.
2. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 7 września 2007 r. w sprawie
upoważnienia jednostek organizacyjnych do opracowywania ocen i raportów dotyczących
środków ochrony roślin.
3. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 17 maja 2005 r. w sprawie
zakresu badań, informacji i danych dotyczących środka ochrony roślin i substancji
aktywnej oraz zasad sporządzania ich ceny.
4. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dn. 24 czerwca 2002 r. w sprawie
bezpieczeństwa i higieny pracy przy stosowaniu i magazynowaniu środków ochrony roślin
oraz nawozów mineralnych i organiczno-mineralnych.
5. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju wsi z dnia 5 marca 2002 r. (wraz z późn.
zm.) w sprawie terminów, w których podmiot posiadający zezwolenie na dopuszczenie
środka ochrony roślin do obrotu i stosowania jest obowiązany do przedstawienia wyników
badań, informacji, danych, ocen oraz kart charakterystyki substancji aktywnej i środka
ochrony roślin.
6. Rozporządzenie Prezesa Rady Ministrów z dnia 20 stycznia 2005 r. w sprawie nadania
inspektorom Inspekcji Weterynaryjnej, Inspekcji Jakości Handlowej Artykułów RolnoSpożywczych oraz Państwowej Inspekcji Ochrony Roślin i Nasiennictwa uprawnień do
nakładania grzywien w drodze mandatu karnego.
7. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn. 16 kwietnia 2004 roku w sprawie najwyższych
dopuszczalnych poziomów pozostałości chemicznych środków ochrony roślin, które mogą
znajdować się w środkach spożywczych lub na ich powierzchni.
W celu ujednolicenia kryteriów i zasad doboru środków ochrony roślin, skrócenia
czasu ich rejestracji niezbędne jest zunifikowanie prawa. Przepisy prawa europejskiego są
13
wzorcem dla polskich regulacji prawnych. Kluczową dyrektywą europejską jest
Dyrektywa Rady 2000/29/WE z dnia 8 maja 2000 r. w sprawie środków ochronnych przed
wprowadzaniem do Wspólnoty organizmów szkodliwych dla roślin lub produktów
roślinnych i przed ich rozprzestrzenianiem się we Wspólnocie. Reguluje ona sprawy
fitosanitarne oraz przedstawia kompetencje i obowiązki Państwowej Inspekcji Ochrony
Roślin i Nasiennictwa. Ponadto istotne jest również Rozporządzenie Parlamentu
Europejskiego i Rady WE Nr 1107/2009 z dn. 21 października 2009 dotyczące
wprowadzania do obrotu środków ochrony roślin i uchylające dyrektywy Rady
79/117/EWG i 91/414/EWG, które normuje rejestrację, obrót i stosowanie środków
ochrony roślin. W skład tego rozporządzenia wchodzą następujące akty wykonawcze:

rozporządzenie Komisji (UE) nr 544/2011 z dnia 10 czerwca 2011 r. w odniesieniu do
wymogów dotyczących danych dla substancji czynnych,

rozporządzenie Komisji (UE) nr 545/2011 z dnia 10 czerwca 2011 r. w odniesieniu do
wymogów dotyczących danych dla środków ochrony roślin,

rozporządzenie Komisji (UE) nr 546/2011 z dnia 10 czerwca 2011 r. w odniesieniu do
jednolitych zasad oceny i udzielania zezwolenia na środki ochrony roślin.
Kolejnym aktem prawnym jest Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady
(WE) nr 1185/2009 z dn. 25 listopada 2009 r. w sprawie statystyk dotyczących
pestycydów, które odnosi się do konieczności przedstawienia rocznej ilości środków
ochrony roślin wprowadzonych do obrotu oraz stosowanych. Dnia 23 lutego 2005 weszło
w życie Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady nr 396/2005 w sprawie
najwyższych dopuszczalnych poziomów pozostałości pestycydów w żywności i paszy
pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz na ich powierzchni, które ma na celu ochronę
konsumentów. Ponadto decyzją nr 1600/2002/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dn.
22 lipca 2002 r. ustanawiającą szósty wspólnotowy program działań w zakresie środowiska
naturalnego zatwierdzono dalsze działanie w kierunku zmniejszenia wpływu pestycydów,
stosowanych przede wszystkim w rolnictwie, na zdrowie ludzkie i środowisko.
Zaakcentowano
konieczność
zrównoważonej
aplikacji
środków
ochrony
roślin,
zminimalizowania ryzyka związanego z niekorzystnym ich działaniem oraz potrzebę
stosowania pestycydów wyłącznie w zakresie istotnym dla ochrony upraw.
Aspektem niezwykle istotnym jest również zapewnienie odpowiednich środków
ochrony indywidualnej osób pracujących przy ś.o.r., mając na uwadze fakt, że pestycydy
są przyczyną zgonu najczęściej spośród wszystkich środków powodujących zatrucia.
Przestrzeganie przytoczonych aktów prawnych pozwala na wyeliminowanie lub chociażby
14
ograniczenie skutków negatywnego oddziaływania ś.o.r. na ludzi i środowisko. Według
Brandta i in. [2001] należy wprowadzić zakaz stosowania najbardziej toksycznych
pestycydów oraz wdrożyć alternatywne metody ich ograniczania.
2.2. Zagrożenia wynikające ze stosowania środków ochrony roślin
Potrzeba zachowania zadowalającego poziomu plonowania roślin, wynikająca
z ekonomicznej opłacalności produkcji, wymusza stosowanie dużej ilości pestycydów.
Różnią się one między sobą składem, właściwościami, klasą toksyczności, a w związku
z tym także oddziaływaniem na środowisko i ludzi. W wielu krajach, w tym również
w Polsce zużycie pestycydów określa się na podstawie wykorzystanej substancji aktywnej
wyrażonej w tonach. Jednak ta miara nie ilustruje rzeczywistego wpływu na otoczenie, ze
względu na to, że substancje aktywne są aplikowane w różnych dawkach. Odmiennie jest
w Danii, gdzie za najważniejszy wskaźnik uznano Wskaźnik Częstotliwości Zabiegów
(TFI). Doświadczenia udowodniły powiązanie występujące między wskaźnikiem a
wpływem na środowisko. Komisja Bitchel’a uznała ten indykator za najtrafniejszy do
oceny obciążenia środowiska przez środki ochrony roślin [Nielsen 2005].
Walczak [2010] zwraca uwagę na obliczenie progu ekonomicznej szkodliwości.
Definiuje się go jako takie natężenie występowania chorób, szkodników i grzybów, przy
którym wartość utraty plonu jest wyższa od kosztów wykonania zabiegu. Ważne jest to nie
tylko z punktu widzenia ekonomicznego, ale również ochrony przed zagrożeniami dla
środowiska i ludzi. Walczak i in. [2011] podkreślili znaczenie monitoringu agrofagów jako
najszybszego ich wykrycia i możliwość oceny nasilenia.
Zagrożenie dla ludzi wynikające ze stosowania pestycydów dzieli się na
bezpośrednie i pośrednie. Do grupy pierwszej należy zaliczyć rolników oraz robotników
produkujących pestycydy, a do drugiej konsumentów i przypadkowe osoby. Grono ludzi
nienarażonych na kontakt z pestycydami praktycznie nie istnieje ze względu na to, że
dostają się one do organizmu różnymi drogami: poprzez powietrze, żywność, wodę pitną
[Neumeister 2003].
Badania przeprowadzone przez Europejską Federację Związków Pracowników
Rolnych (EAF) pokazały, że najczęstszymi objawami zatruć środkami ochrony roślin są:
bóle głowy, brzucha, biegunki, wymioty. Amerykańscy naukowcy dowiedli, że osoby,
które przepracowały przy zabiegach opryskiwania więcej niż 400 dni w życiu dwukrotnie
częściej zapadały na chorobę Parkinsona [Őzkan 2009]. Ponadto do chorób
15
powodowanych przez kontakt z pestycydami zalicza się: upośledzenia centralnego ośrodka
układu nerwowego, układu oddechowego, choroby żołądka, wątroby i nerek, zmiany
dermatologiczne, nowotwory, zaburzenia płodności, wczesne porody i nieprawidłowy
rozwój płodu [Walesiuk i in. 2010, Grosicka-Maciąg 2011].
Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley potwierdzili, że dzieci
w okresie prenatalnym narażone na działanie pestycydów (ich matki miały wyższe stężenie
metabolitów fosforoorganicznych w organizmie), mają większe problemy z nauką
i koncentracją w okresie postnatalnym, uzewnętrzniającym się ok. 5 roku życia. Mając na
uwadze powyższe amerykańscy i australijscy uczeni stwierdzili, że toksyczne preparaty
powodują zwiększenie ryzyka wystąpienia ADHD [Bouchard i in. 2011]. Natomiast
badania prowadzone przez naukowców z Wydziału Profilaktyki Uniwersytetu Południowej
Karoliny w Los Angeles jednoznacznie wykazują wystąpienie u dzieci narażonych na
działanie pestycydów zwiększone nawet siedmiokrotnie ryzyko rozwoju chłoniaka
ziarniczego niezłośliwego, a chłoniaka limfoblastycznego – ponad dwunastokrotnie
[Buckley i in. 2000]. Dzieci poniżej 10 roku życia znajdują się w grupie najbardziej
narażonej na choroby wywoływane zanieczyszczoną wodą lub żywnością. Możliwe
konsekwencje zdrowotne kontaktu z pozostałościami pestycydów oraz chemikaliów
obecnych w środowisku, żywności i wodzie to między innymi efekty immunologiczne,
nieprawidłowości układu dokrewnego, zaburzenia nerwowe oraz rak [Neumeister 2003].
Istnieje wiele międzynarodowych wyznaczników oceny toksyczności dla ludzi.
Generalnie stosowany jest podział zalecany przez WHO – Światową Organizację Zdrowia
w pozycji „Recommended Classification of Pesticides by Hazard and Guidelines to
Classification”
(„Rekomendowana
klasyfikacja
pestycydów
pod
względem
niebezpieczeństwa oraz przewodnik do klasyfikacji”), w której 600 pestycydów
podzielonych jest na 5 kategorii toksyczności [Neumeister 2003].
Pestycydy to bardzo ważna grupa związków, która bez racjonalnego wykorzystania
jest bardzo niebezpieczna [Hołownicki 2007, Lesmes-Fabian i in. 2012]. Problem
z przeszłości, który nie został rozwiązany do dnia dzisiejszego to użycie DDT –
chloroorganicznego insektycydu. DDT zaczęto stosować od lat 40 XX wieku przez ponad
20 lat. Rachel Garson w 1962r., jako pierwsza poruszyła problem tego pestycydu
w książce pt. „Silent Spring” („Milcząca wiosna”), w której opisuje przede wszystkim
zaburzenia równowagi ekosystemów oraz zanieczyszczenia środowiska.
Badania laboratoryjne prowadzone przez Dobrzańską i in. [2009] jednoznacznie
potwierdziły spowodowanie upośledzenia procesów odpornościowych i neurotoksyczność
16
u organizmów stałocieplnych. Niekorzystne działanie DDT, szczególnie na ptaki,
doprowadziły do zakazu stosowania tego pestycydu w wielu krajach. Łozowicka [2011]
prowadziła badania w latach 2009 – 2010 dotyczące zatrucia pszczół środkami ochrony
roślin. Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń autorka doszła do wniosku, że
najczęstszą przyczyną wyginięcia rodzin pszczelich było stosowanie pyretroidów
i insektycydów. Powodem tego zjawiska jest nieprzestrzeganie przez rolników informacji
zawartych w etykiecie preparatu, a także stosowanie pestycydów niedopuszczonych do
obrotu. Ponadto w jednej z badanych próbek stwierdzono obecność DDT, których
stosowanie
w
Polsce
zabronione
jest
od
kilkudziesięciu
lat.
Świadczy
to
o zanieczyszczeniu środowiska i długim czasem degradacji tej substancji.
Zanieczyszczenie środowiska naturalnego pestycydami może wystąpić zarówno
przed, jak i w trakcie oraz po wykonywaniu zabiegu opryskiwania. Istotnym aspektem jest
również prawidłowe postępowanie z opakowaniami po zużytych środkach ochrony roślin,
gdyż stanowią one zagrożenie dla środowiska ze względu na zawartość śladowych ilości
preparatu. Badania przeprowadzone przez Rzeźnika i Rybackiego [2009] wykazały, że
nastąpił wyraźny wzrost zwrotu opakowań w roku 2008 w porównaniu z rokiem 2007.
Ponadto autorzy zaobserwowali, że częściej oddawane są duże pojemniki oraz te, które
wykonane są z tworzyw sztucznych. Natomiast Gościański i in. [2005] zwrócili uwagę na
problem utylizacji skażonych chemicznie części opryskiwaczy, wykonanych z tworzyw
sztucznych. W opryskiwaczach ok. 60% elementów wykonanych jest właśnie z tego
materiału. Według autorów ilość skażonych mediami chemicznymi części nadal będzie
wzrastać.
Wrzosek i in. [2009] przedstawili wyniki badań, na podstawie których doszli do
wniosku, że najwyższe stężenie preparatu widoczne jest w trakcie i krótkim czasie po
aplikacji. Następnie zauważono spadek zawartości środka co jest rezultatem przenikania
do różnych elementów środowiska. Zmniejszenie stężenia toksyny w jednym komponencie
środowiska może oznaczać jego wzrost w innym. Według Poskrobko [2007] w wyniku
niewłaściwego gospodarowania glebami rocznie na świecie zostaje wypłukanych do morza
25 mld ton ziemi, natomiast 18% tej liczby stanowi erozja chemiczna i fizyczna. Prowadzi
to do całkowitego zniszczenia lub obniżenia aktywności chemicznej gleb, a także może
przyczynić się do powstania skażenia wód powierzchniowych [Mackay i in. 2004].
Ochrona
środowiska
w
aspekcie
ograniczenia
niekorzystnego
wpływu,
wynikającego ze stosowania chemicznych środków ochrony roślin według Siłowieckiego
[2001] sprowadza się do czterech podstawowych zadań, a mianowicie:
17

racjonalne stosowanie ś.o.r. pod względem ich ilości i rodzaju,

uwzględnianie lokalnych warunków agroklimatycznych i geologicznych podczas
wykonywania zabiegu,

oczyszczanie miejsc składowania odpadów pestycydowych (mogilników) oraz
odkażanie gleby wokół nich,

przeprowadzanie szkoleń dla importerów, dystrybutorów, użytkowników i rolników.
Wrzosek i in. [2009] stwierdzili, że małe powierzchnie pól uprawnych,
bioróżnorodność gatunkowa upraw, a także wykonywanie zabiegów agrotechnicznych
przez wykwalifikowane i przeszkolone osoby, które przestrzegają instrukcji stosowania
zawartych w etykiecie danego środka ochrony roślin pozwala na zredukowanie ujemnych
skutków oddziaływania pestycydów na środowisko.
Zdaniem Pruszyńskiego i in. [2008] podniesienie wiedzy rolników oraz zachęcanie
ich (poprzez różnego rodzaju dopłaty) do realizacji założeń integrowanej produkcji
przyczyni się m.in. do redukcji ryzyka związanego ze stosowaniem chemicznych środków
ochrony roślin oraz wzrostu produkcji żywności wysokiej jakości. Dąbrowski i Majewski
[2010] prowadzili badania w latach 2001 – 2009 na grupie producentów owoców, warzyw
i płodów rolnych w kilku regionach w Polsce. Stwierdzili, że stan wiedzy rolników
i stosowanych przez nich praktyk ochrony roślin w integrowanej produkcji jest
niesatysfakcjonujący. Autorzy zwrócili uwagę na potrzebę zwiększania ilości i jakości
szkoleń teoretyczno-praktycznych dla rolników, ogrodników i sadowników.
Brak świadomości zagrożeń, które niesie za sobą stosowanie środków ochrony
roślin oraz wiedzy, w jaki sposób skutecznie je ograniczać jest główną przyczyną
narażenia ludzi i środowiska naturalnego na działanie pestycydów, których bezpieczny
poziom może być
znacznie przekroczony [Wspólnotowa polityka w zakresie
zrównoważonego wykorzystania pestycydów 2007].
2.3. Zjawisko znoszenia cieczy opryskowej – skutki i sposoby jego ograniczania
Hołownicki i Doruchowski [2006] oraz Bahrouni i in. [2008] zwracają uwagę na
znoszenie cieczy opryskowej jako - obok skażeń miejscowych – kluczowy determinant
zagrożeń środowiska środkami ochrony roślin. Znoszonej cieczy użytkowej nie można
traktować tylko pod kątem wymiaru ekonomicznego, ale przede wszystkim w aspekcie
ekologicznym, czyli niebezpieczeństwa dla ludzi i środowiska. Balsari i in. [2005] oraz
Salyani i in. [2006, 2007] podkreślają potrzebę oszacowania masy naniesienia cieczy
18
opryskowej na obiekty poddane zabiegowi i porównanie do tej wielkości masy cieczy
zniesionej, w celu określenia stopnia zagrożenia.
Van de Zande i Achten [2005] opisują zjawisko znoszenia cieczy opryskowej jako
różnicowanie równomierności nanoszenia preparatu na polu, przyczyniające się również
do uszkadzania sąsiednich upraw. Rowiński [2002], Stallinga i in. [2004], Hołownicki,
Doruchowski [2006] definiują znoszenie cieczy opryskowej jako niezamierzony efekt
podczas wykonywania zabiegu opryskiwania. W związku z tym jednym z kierunków
rozwoju konstrukcji opryskiwaczy polowych jest właśnie ograniczenie znoszenia cieczy
użytkowej. Prowadzone badania i wykonane doświadczenia umożliwiły sporządzenie listy
działań technik ograniczających znoszenie (TOZ), które podzielono na dwie grupy. Do
pierwszej zaliczono technikę polegającą na zwiększeniu wytwarzanych kropel, której
zaletą jest możliwość zastosowanie w opryskiwaczach tradycyjnych oraz niska cena.
Większe krople można uzyskać także poprzez obniżenie ciśnienia cieczy z jednoczesnym
zastosowaniem większego rozmiaru rozpylacza. Wadą takiego sposobu jest przede
wszystkim wzrost dawki cieczy oraz zawężenie zakresu regulacji ciśnienia. Zastosowanie
rozpylaczy eżektorowych i niskoznoszeniowych to również jedna z metod w obrębie tej
grupy działań. W drugiej grupie przedstawiono ograniczenie wpływu wiatru poprzez
dodanie pomocniczego strumienia powietrza (PSP) w uprawie polowej oraz zastosowanie
opryskiwaczy tunelowych w sadownictwie. Uznano je za najlepsze ze wszystkich technik
ograniczających znoszenie [Hołownicki, Doruchowski 2006].
Jednocześnie zastosowanie techniki z udziałem pomocniczego strumienia
powietrza powodowało głębszą penetrację w uprawie ziemniaków, co skutkowało
zwiększeniem naniesienia środka ochrony roślin na dolnych liściach oraz na spodnich
powierzchniach liści na wszystkich badanych wysokościach. Efektem tych działań była
poprawa skuteczności zwalczania zarazy ziemniaka [Van de Zande i in. 2008].
Liczne prace prowadzone nad zastosowaniem rozpylaczy antyznoszeniowych
pokazują
zasadność
ich
używania.
Skuteczniejsze
okazują
się
w
połączeniu
z odpowiednim ustawieniem pozostałych parametrów pracy opryskiwacza, np. ciśnienia
cieczy użytkowej, prędkości roboczej agregatu [Vajs i in. 2008, Nuyttens i in. 2009a].
Opublikowane wyniki badań potwierdzają, że przyjęcie odpowiednich parametrów pracy
pozwala na zmniejszenie znoszenia cieczy bez obniżenia jakości zabiegu [Derksen i in.
2007, Kennedy i in. 2012, Nuyttens i in. 2007]. Doświadczenia prowadzone przez Van de
Zande i in. [2005] pokazały, że redukcja prędkości opryskiwania z 12 km·h-1 do 6 km·h-1
powoduje nawet kilkakrotne ograniczenie znoszenia. Hołownicki [2004] natomiast
19
zaznacza, że przy prędkości wiatru przekraczającej 2 m·s-1 prędkość robocza nie powinna
przekraczać 4-5 km·h-1, z kolei zwiększenie prędkości do 6-7 km·h-1 możliwe jest przy
prędkości wiatru nieprzekraczającej 2 m·s-1.
Analizując czynniki mające wpływ na efekt znoszenia cieczy nie można pominąć
warunków pogodowych, takich jak: wiatr, temperatura powietrza, wilgotność względna.
Nie należy wykonywać zabiegu przy temperaturze powietrza wyższej niż 25°C oraz
wilgotności względnej niższej niż 40-50% [Nuyttens i in. 2007, Fritz 2006].
Spektrum kropli ma zasadniczy wpływ na znoszenie cieczy opryskowej. Do
pomiaru wielkości znoszenia cieczy wykorzystywane są znaczniki fluoroscencyjne.
Trajektorie ruchu cząstek mogą różnić się ze względu na siły zewnętrzne, wynikające
przede wszystkim ze zmian kierunku i prędkości wiatru. Te odchylenia uzależnione są od
wielkości kropel [Schleier i in. 2010].
Poszukiwanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych w zakresie ograniczenia
znoszenia cieczy użytkowej zostało zwieńczone wdrożeniem do produkcji seryjnej osłon
strumienia
rozpylanej
cieczy.
Osłanianie
strumienia
rozpylonej
cieczy
w połączeniu z wykorzystaniem siły wiatru do wytworzenia strumienia powietrza
zapewnia precyzyjny oprysk. Fakt ten podyktowany jest kierowaniem kropel w głąb łanu
roślin, co umożliwia lepsze pokrycie spodnich części liści i dolnych części łodyg
[Kamiński, Kruk 2011].
Fietsam i in. [2004], Kierzek [2011] proponują zastosowanie odpowiednich
substancji jako adiuwantów, które zmieniają właściwości fizykochemiczne cieczy
użytkowej, a tym samym mogą ograniczyć zjawisko znoszenia. Ta grupa preparatów
należy do adiutantów modyfikujących, które dzielimy na: emulgatory, stabilizatory,
kompatybilatory, dyspersanty, penetranty, zwilżacze, obciążacze, ekstendery, protektanty,
humektanty, synergetyki. Określaniem znoszenia w zależności od rodzaju rozpylacza,
formulacji zastosowanego preparatu oraz dodatku do niego adiuwantu zajmowali się
Stainier i in. [2006]. Wykazali oni różnice w wielkości znoszenia podczas wykonywania
oprysku z badanymi dodatkami. Pomimo coraz większego zainteresowania tymi
substancjami w Polsce dostępnych jest zaledwie ok. 20 z tendencją wzrostową. Dla
porównania, asortyment w Stanach Zjednoczonych to ok. 200 tego typu preparatów [Idziak
2004].
Balsari in. [2007] w swojej pracy zajmowali się analizą przydatności dwóch
różnych metod badawczych, służących do oceny znoszenia cieczy opryskowej. Określili
oni również wpływ rodzaju rozpylacza i wysokości belki polowej na wielkość znoszenia.
20
Według autorów zwiększenie wysokości pracy belki oraz zastosowanie rozpylaczy
wytwarzających mniejsze krople skutkowało zwiększeniem efektu znoszenia.
Przedstawione wyniki prac badawczych dotyczące negatywnego wpływu znoszenia
cieczy podczas zabiegu opryskiwania ukazują postęp w technice ochrony roślin. Świadczy
o tym zmniejszenie szerokości stref ochronnych w Holandii w przypadku użycia
opryskiwaczy tunelowych i ze ścianą refleksyjną, wiatrochronów oraz rozpylaczy
eżektorowych [Van de Zande i in. 2005, Wenneker i in. 2006]. W Wielkiej Brytanii
czynnikami, które różnicują szerokość stref ochronnych są: dawka środka ochrony roślin,
technika opryskiwania, szerokość cieku wodnego (tylko w przypadku upraw polowych)
oraz osłony naturalne (dla upraw sadowniczych). Natomiast w Szwecji procedura ta jest
bardziej rozbudowana i obejmuje następujące elementy: dawkę środka ochrony roślin,
technikę opryskiwania, prędkość wiatru, temperaturę powietrza i wysokość belki polowej
(w uprawach polowych) a także fazę ulistnienia w uprawach sadowniczych [Hołownicki
i in. 2011]. W Polsce jak dotąd nie ma przepisów zmniejszających strefę ochronną
w zależności od zastosowanej techniki ochrony roślin [Nowakowski 2005].
2.4. Pokrycie opryskiwanych powierzchni jako wskaźnik jakości zabiegu
Pokrycie
opryskiwanych
powierzchni
to
obok
stopnia
naniesienia
i nierównomierności rozpylonej cieczy jeden z najważniejszych wskaźników jakości
oprysku [Zhu i in. 2002, Godyń i in. 2008]. W celu przeprowadzenia oceny tego parametru
umieszcza się próbniki w postaci papierków wodoczułych na liściach opryskiwanych
roślin lub stojakach, a następnie wykonuje zabieg. [Derksen i in. 2008, SánchezHermosilla i in. 2012].
Według Lipińskiego [2009] stopień pokrycia definiuje się jako stosunek
powierzchni papierka wodoczułego, która została pokryta cieczą użytkową do całkowitej
powierzchni badanej. Powszechne wykorzystanie tej metody jest podyktowane faktem, iż
jest ona stosunkowo prosta, szybka w realizacji, a także relatywnie tania [Hołownicki
2006].
W celu uzyskania wyników papierki wodoczułe poddawane są komputerowej
analizie obrazu [Abbaspour-Fard i in. 2008, Cunha i in. 2012, Fox i in. 2003, Lipiński,
Lipiński 2009, Thomson, Lyn 2011]. Metoda ta może być wykorzystywana nie tylko przy
oznaczaniu stopnia pokrycia próbników wodoczułych, ale również przy pomiarze
procentowej powierzchni uszkodzonych roślin przez szkodniki, np. na podstawie
21
przebarwień liści oraz przy analizie koncentracji nicieni pod rozpylaczem [Chojnacki,
Tomkiewicz 2008, Łuczycka 2002, Rut, Szwedziak 2008]. Możliwa jest również wizualna
ocena stopnia pokrycia dokonywana przez doświadczone osoby, na podstawie
wzorcowych skal bonitacyjnych [Fox i in. 2003].
Badania w uprawie ziemniaka przeprowadzone przez Lipińskiego i in. [2007]
wykazały, że usytuowanie papierka wodoczułego i rodzaj zastosowanego rozpylacza mają
wpływ na stopień pokrycia. Jednocześnie autorzy stwierdzili, iż pokrycie górnych warstw
roślin miało wartość znacznie wyższą niż warstw dolnych. Koszel i Sawa [2005, 2006]
natomiast zwrócili uwagę na wpływ zużycia rozpylacza i prędkości roboczej na stopień
pokrycia. Według nich wzrostowi stopnia zużycia rozpylacza towarzyszy wytwarzanie
kropli o większej średnicy oraz podwyższenie wypływu cieczy, co przekłada się na
zwiększenie pokrycia. W tym przypadku może dojść do pogorszenia jakości oprysku,
przyczyną czego jest zlewanie się kropel. Z kolei wzrost prędkości roboczej powodował
zmniejszenie badanego parametru.
Foqué i Nuyttens [2011a, 2011b] oraz Foqué i in. [2012] w swoich pracach
dokonali oceny stopnia pokrycia górnych i spodnich części blaszek liściowych
w ozdobnych roślinach doniczkowych, w zależności od sposobu ustawienia rozpylacza
i zastosowania pomocniczego strumienia powietrza. Największy stopień pokrycia górnych
części blaszek liściowych otrzymano dla pionowego ustawienia rozpylacza i zastosowania
techniki PSP. Nie uzyskano natomiast pokrycia spodnich części blaszek liściowych bez
zastosowania pomocniczego strumienia powietrza. Wyższe wartości stopnia pokrycia
otrzymano
dla
rozpylaczy
wytwarzających
krople
drobne
przy
zastosowaniu
pomocniczego strumienia powietrza, natomiast niższe z użyciem rozpylaczy eżektorowych
bez wspomagania pomocniczym strumieniem.
Z badań Kierzka i Wachowiaka [2007, 2009] wynika, że oprysk grubokroplisty
stosowany przy pomocy rozpylaczy Amistar AZ 110025 zapewnił dobre pokrycie roślin
ziemniaków. Dodanie adiuwantu oraz użycie dodatkowego strumienia powietrza nie
wykazały w tym przypadku zwiększenia stopnia pokrycia liści wierzchołkowych,
natomiast poprawiły jakość pokrycia górnej strony liści w dolnych partiach roślin.
Natomiast badania przeprowadzone na grupie rozpylaczy dwustrumieniowych wykazały,
że dodatek adiuwantu Atpolan Bio 80 EC korzystnie wpłynął na jakość pokrycia liści
spodnich.
Rozpylacze produkujące krople grube i bardzo grube pomimo swojej dużej
popularności mają jednak zasadniczą wadę. Wadą tą okazał się spadek skuteczności dla
22
herbicydu działającego kontaktowo, spowodowany zmniejszeniem stopnia pokrycia.
Szczególną sytuacją może okazać się oprysk roślin jednoliściennych, gdzie grube i ciężkie
krople obierające pionowy kierunek lotu w mniejszym stopniu osiadają na stromo
nachylonych powierzchniach. Natomiast drobne krople ulegają miejscowemu zawirowaniu
powietrza i dzięki temu łatwiej osadzają się na powierzchniach pionowych [Nilars i in.
2002].
Szewczyk i Wilczok [2008a] podjęli badania oddziaływania wiatru na stopień
pokrycia w warunkach polowych. Wyniki badań wykazały, że wysokość pracy rozpylaczy
w zakresie 0,4 – 0,6 m nie ma istotnego wpływu na badany parametr. Zwiększenie
prędkości wiatru wpłynęło znacznie jedynie na stopień pokrycia powierzchni pionowych
odjazdowych, natomiast większych zmian nie zauważono w przypadku powierzchni
poziomych i pionowych najazdowych.
Kolejnymi istotnymi badaniami okazały się prace Szewczyka [2010a] oraz
Szewczyka i in. [2011c], które polegały na określeniu wpływu kąta ustawienia rozpylaczy
w płaszczyźnie pionowej, równoległej do kierunku jazdy na stopień pokrycia badanych
powierzchni. Autorzy wykazali w nich, że istnieje możliwość uzyskania zwiększenia
stopnia pokrycia poprzez zmianę ustawienia rozpylacza na inne niż pionowe szczególnie
w przypadku opryskiwania powierzchni pionowych najazdowych. Zmiana ustawień
spowodowała wzrost stopnia pokrycia do 40% dla rozpylacza uniwersalnego i do 25% dla
rozpylacza eżektorowego.
Na podstawie przedstawionych prac badawczych można stwierdzić, że zagadnienia
dotyczące stopnia pokrycia opryskiwanych powierzchni nie są do końca poznane. Pomimo
podejmowania opisywanego tematu przez wielu autorów istnieje potrzeba kontynuowania
tego typu doświadczeń, podkreślając w szczególności aspekt niekorzystnego czynnika
atmosferycznego, jakim jest wiatr, panujący podczas wykonywania zabiegu ochrony
roślin.
2.5. Rozkład opadu rozpylonej cieczy
Uzyskanie
wysokiej
jakości
zabiegu,
zwiększenie
wydajności
oraz
zminimalizowanie zagrożeń, wynikających ze stosowania pestycydów to główne cele
stawiane współczesnej technice ochrony roślin [Szewczyk 2002]. Wiele uwagi poświęcono
badaniom rozkładu poprzecznego i podłużnego jako wskaźnika nierównomierności
23
rozkładu cieczy [Nowakowski 2007]. Wskaźnik ten istotny jest przy rozpatrywaniu
zużycia pestycydów oraz skuteczności zabiegów.
Równomierność rozkładu opadu cieczy zależy przede wszystkim od ustawienia
belki polowej oraz rozpylacza, a ponadto od ciśnienia roboczego, prędkości wiatru i kąta
odchylenia rozpylacza od pionu w płaszczyźnie symetrii rozpylonej strugi [Szewczyk
1998, Szewczyk i in. 2011b].
Gajtkowski i Czaczyk [2001] zwracają uwagę na odpowiednio dobraną dawkę
cieczy, rozpylacz, a także ciśnienie robocze. Według autorów to podstawa zapewnienia
jednorodności spektrum rozpylonej
cieczy oraz
zagwarantowanie odpowiednich
parametrów roboczych w zależności od wykonywanego zabiegu.
Zagadnieniem tym zajmowali się również Jeon i in. [2004], którzy omówili wpływ
wielkości kropel emitowanych przez rozpylacze. Przy wychyleniach belki polowej podczas
pracy opryskiwacza większą nierównomierność rozkładu poprzecznego i niższy stopień
pokrycia opryskiwanych powierzchni uzyskano podczas użycia oprysku grubokroplistego
w porównaniu z opryskiem drobnokroplistym.
Lardoux i in. [2007a, 2007b] udowodnili, że niejednolity ruch agregatu,
wywołujący wychylenia belki polowej w płaszczyźnie poziomej i pionowej przyczynia się
do nieopryskania roślin lub przedawkowania preparatu, zwłaszcza w okolicy rozpylaczy
położonych na końcach belki. Sytuacja ta może powodować jednocześnie zwiększenie
znoszenia cieczy poza opryskiwaną powierzchnię. Badaniami nad wpływem poziomych
ruchów belki opryskowej na rozkład podłużny rozpylonej cieczy zajmowali się również
Ooms i in. [2003]. Swoje doświadczenia autorzy prowadzili zarówno w warunkach
laboratoryjnych, jak i polowych.
Nowakowski i Chlebowski [2008] w swojej publikacji opisali wpływ ciśnienia
roboczego na zmianę kąta rozpylenia, który często stanowi o wysokości ustawienia belki
polowej nad opryskiwaną powierzchnią oraz ma wpływ na równomierność rozkładu
rozpylonej cieczy. Okazało się, że kąt ten podawany przez producentów jako niezmienny,
przyjmuje różne wartości pod wpływem zmiany ciśnienia roboczego. Wzrost ciśnienia
skutkował zwiększeniem kąta rozpylania. Zależność w większym stopniu dotyczy
rozpylaczy szczelinowych standardowych, aniżeli eżektorowych.
Sayinci i Bastaban [2011] przedstawili wyniki badań równomierności rozkładu,
jakie prowadzili dla 6 rodzajów rozpylaczy. Do badań wykorzystano 6 rodzajów
rozpylaczy. Ciśnienie cieczy dla rozpylaczy hydraulicznych wynosiło 4 bar, a dla
pozostałych - 1,5 bar. Wszystkie badania zostały przeprowadzone przy prędkości jazdy
24
6 km/h. Autorzy stwierdzili, że równomierność rozkładu cieczy z rozpylaczy, które
produkowały grube krople była bardziej jednorodna niż z rozpylaczy, które wytwarzały
drobne krople. Wartości CV rozpylaczy SD i RA były wyższe niż rozpylaczy
hydraulicznych.
Analizą rozkładu podłużnego w zależności od sposobu ustawienia rozpylacza
zajmowali się Szewczyk i in. [2011a]. Przedmiotem ich badań był rozpylacz HiSpeed 11003 firmy Agrotop, przeznaczony do dużych prędkości opryskiwania, ustawiony w pozycji
zalecanej przez producenta oraz odwrotnej – obrócony o kąt 180°. Jako główny parametr
do określenia charakterystyki opadu rozpylonej cieczy autorzy zastosowali wskaźnik
opadu cieczy (Wso). Wartość tego wskaźnika okazała się wyższa dla odwrotnego
ustawienia rozpylacza, co było szczególnie widoczne przy większych prędkościach
strumienia powietrza (4,5 i 6 m·s-1), działającego na rozpylone strugi.
Szewczyk i Wilczok [2008a] przedstawili wyniki badań, w których stwierdzili, że
rozpylona struga jest odchylana w kierunku działania strumienia powietrza. Aby
przeciwdziałać temu zjawisku i uzyskać opad cieczy bezpośrednio pod rozpylaczem należy
dokonać jego odchylenia w kierunku przeciwnym do działania wiatru. Szewczyk i Wilczok
[2007, 2008b] ponadto dokonali opracowania modelu matematycznego rozkładu
podłużnego
rozpylonej
cieczy.
Porównanie
wyników
rzeczywistych
rozkładów
z wynikami obliczeń teoretycznych wykazało duże podobieństwo. Doświadczenia
modelowe prowadzili również Agüera i in. [2006], którzy na podstawie wielkości
spektrum kropli rozpylonej strugi uzyskali wyniki w dużym stopniu pokrywające się
z badaniami rzeczywistymi. Zastosowanie tego typu metod badawczych może przyczynić
się do zmniejszenia pracochłonności oraz kosztów prowadzonych prac.
Szewczyk i Łuczycka [2010a] prowadzili badania nad rozkładem opadu rozpylonej
cieczy emitowanej z rozpylaczy dwustrumieniowych w tunelu aerodynamicznym. Na
podstawie doświadczeń stwierdzili, że największy wpływ na rozkład miał rodzaj użytego
rozpylacza (standardowy, eżektorowy) i prędkość strumienia powietrza, a ponadto zmiana
wysokości belki opryskowej. Szczególnym deformacjom ulegała rozpylona struga cieczy
po stronie nawietrznej, podczas gdy po stronie zawietrznej zachowywała swój
dotychczasowy kształt.
Zwarty łan roślin jest stanowi dużą przeszkodę dla równomiernego rozkładu
rozpylonej strugi cieczy i utrudnia przedostanie się jej w głąb. Poza doborem
odpowiedniego rozpylacza, niezwykle istotne jest poznanie indeksu liściowego uprawy,
fazy rozwoju roślin oraz wskaźnik ich budowy ściśle powiązany z wysokością
25
i szerokością rośliny [Zhu i in. 2002]. Kierzek [2002] zaproponował zastosowanie
odchylania strumienia powietrza, celem lepszej penetracji cieczy w zwartym łanie.
Przedstawione zagadnienia dotyczące rozkładu opadu rozpylonej cieczy wykazały
ważność tego problemu i wskazują na potrzebę kontynuowania badań mających na celu
wyznaczenie takich ustawień i parametrów pracy danych rozpylaczy, które umożliwią
uzyskanie jak najlepszych wyników rozkładu w warunkach działania zmiennego
strumienia powietrza.
2.6. Najnowsze rozwiązania stosowane we współczesnych opryskiwaczach
Sprzęt
wykorzystywany
w
rolnictwie
ulega
ciągłym
modyfikacjom
i udoskonaleniom. Sytuację taką zaobserwować można również w przypadku maszyn
i urządzeń służących do ochrony roślin. Unowocześnienia mają na celu przede wszystkim
zmniejszenie nakładów ekonomicznych i energetycznych, powinny zwiększyć wydajność
i efektywność pracy oraz poprawić jakość wykonywanych zabiegów. W dziedzinie
techniki opryskiwania szczególny nacisk kładzie się na zminimalizowanie negatywnych
skutków oddziaływania na środowisko zapewniając jednocześnie jak najlepszy rozkład
cieczy użytkowej na powierzchni chronionych roślin [Szewczyk 2010a].
Producenci opryskiwaczy, spełniając sugestie klientów, modyfikują niemal
wszystkie jego podzespoły, poczynając od zwiększania objętości zbiorników na ciecz
użytkową poprzez zaawansowane układy stabilizacji belki polowej, skończywszy na
sterowaniu pracą poszczególnych rozpylaczy z wykorzystaniem sygnału GPS. Jednym
z podstawowych parametrów wpływających na wydajność opryskiwacza jest pojemność
jego zbiornika. W przypadku opryskiwaczy zawieszanych mamy do czynienia ze
stosunkowo niewielkimi objętościami zbiorników, dochodzącymi do 1500 l. Dla
opryskiwaczy przyczepianych stosowane są dużo większe pojemności, wynoszące nawet
12 tys. l. Taka sytuacja powoduje jednak znacznie większe ugniatanie gleby, jak również
konieczność agregatowania tych maszyn z ciągnikami dużej mocy [Hołownicki 2002].
Oprócz dużych rozmiarów zbiorników cieczy bezpośredni wpływ na wydajność sprzętu do
ochrony roślin ma szerokość belki polowej. W najnowszych konstrukcjach opryskiwaczy
umożliwia ona wykonanie oprysku pasem o szerokości do 50 m. Konieczne jest wtedy
zastosowanie zaawansowanych układów aktywnej stabilizacji belki polowej zarówno
w płaszczyźnie pionowej, jak i poziomej. Jest ona niezbędna w celu uniknięcia
26
przedawkowania lub zmniejszenia dozowania środka ochrony roślin w różnych miejscach
chronionej uprawy.
Osiąganie coraz wyższych prędkości transportowych to również zadanie, jakie stoi
przed najnowszymi opryskiwaczami. Szybkie i sprawne przemieszczanie się pojazdu
z pola na pole przyczynia się do podniesienia jego wydajności dziennej. W chwili obecnej
oferowane są maszyny z osiami resorowanymi, wyposażone w odpowiednie układy
hamulcowe, osiągające prędkości transportowe rzędu 40 km/h [Lisowski 2007].
Zakład Agroinżynierii Instytutu Ogrodnictwa w Skierniewicach oraz AGROCOM
Polska stworzyli „nawigowany opryskiwacz do środowiskowo bezpiecznej ochrony sadów
EDAS”. Lokalizowanie opryskiwacza, pomiar prędkości i kierunku wiatru dokonywane za
pomocą anemometru ultradźwiękowego oraz automatyczna regulacja parametrów zabiegu
to niektóre zalety tej konstrukcji [Pawlicki, Feder 2010].
Kacprzyk i Żyłka [2010] oraz Kacprzyk [2010] przedstawili wyniki badań stopnia
pokrycia
powierzchni
poddanej
działaniu
strumienia
cząstek
elektroaerozolu
generowanego za pomocą pneumatycznej głowicy rozpylającej z naddźwiękowym
przepływem gazu (rys. 2.1). Uzyskane wyniki badań wykazały, że zastosowanie elektroaerozolu z elektryzacją cząstek skutkowało wzrostem stopnia pokrycia od 1,5 do 11 razy.
Największe, korzystne zmiany dotyczyły pokrycia dolnych powierzchni blaszek liści,
najczęściej atakowanych przez agrofagi.
Rys. 2.1. Trajektoria cząstek elektroaerozolu [źródło: Kacprzyk 2010]
Współpraca pomiędzy Instytutem Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii
Politechniki Wrocławskiej, firmą Telesto sp. z o.o. z Warszawy oraz Przemysłowym
Instytutem Maszyn Rolniczych w Poznaniu zaowocowała stworzeniem prototypowego
27
opryskiwacza rolniczego, działającego według nowatorskiej technologii oprysku.
Aplikacja cieczy użytkowej odbywa się z użyciem głowic rozpylających naddźwiękowych
z ładowaniem elektrostatycznym. Badania pokazały, że zastosowanie technologii
umożliwia lepszą penetrację zwartego i gęstego łanu [Wachowiak i in. 2011].
Ciekawym przykładem inteligentnego opryskiwacza jest model CASA – Crop
Adapted Spray Application. Opryskiwacz ten potrafi odczytywać na bieżąco podczas jazdy
zróżnicowaną zdrowotność roślin, ich zmienną wielkość i gęstość, różnorodność
warunków meteorologicznych, a także pozycję opryskiwacza w sadzie. Po analizie wyżej
wymienionych wielkości następuje w czasie rzeczywistym reakcja układu sterowania na
zmienność tych czynników odpowiednio regulując parametry pracy opryskiwacza, by
nanieść ciecz użytkową precyzyjnie, stosownie do aktualnych potrzeb oraz bezpiecznie dla
środowiska. Na rysunku 2.2 przedstawiono w formie graficznej istotę funkcjonowania
opryskiwacza CASA. Opryskiwacz ten łączy 3 najważniejsze aspekty działania: precyzja,
skuteczność i bezpieczeństwo. Aspekt precyzji wykorzystany jest dzięki możliwości
identyfikacji zainfekowanej tkanki roślin, zakres skuteczności uzyskano za pomocą
regulacji dawki i rozkładu cieczy w zależności od gęstości wysokości koron drzew,
natomiast poprzez dostosowanie parametrów opryskiwania w zależności od warunków
pogodowych i przyrodniczych zabieg jest bezpieczny dla środowiska [Doruchowski 2009].
Rys. 2.2. System CASA oparty na 3 elementach: CHS – czujnik zdrowotności roślin, CIS –
system identyfikacji upraw, EDAS – środowiskowo regulowana technika opryskiwania
[źródło: Doruchowski 2009]
28
Nieróbca i in. [2010] podkreślają istotną rolę wykorzystania systemu internetowego
do wspomagania decyzji o przeprowadzeniu zabiegu ochrony roślin. System oparty jest na
obliczonych progach ekonomicznej szkodliwości, a uwzględniane w nim są czynniki, takie
jak: faza rozwojowa roślin, stopień występowania agrofagów, odporność odmian, warunki
meteorologiczne oraz skuteczność pestycydów. Wyżej wymienione dane przydatne są
podczas planowania optymalnego terminu zabiegu, dawki i rodzaju preparatu.
Przedstawione rozwiązanie w połączeniu z wymaganiami Unii Europejskiej może
stanowić podstawę do opracowania krajowego systemu wspomagania decyzji.
Precyzyjny system pozycjonowania w połączeniu z nowoczesnymi systemami
wizyjnymi stwarzają możliwość automatycznej lokalizacji agrofagów w uprawach (np.
miejscowe pojawienie się chwastów) i wykonanie zabiegu w punktach, które tego
wymagają [Wachowiak, Kierzek 2010].
Tendencje
rozwojowe
w
dziedzinie
techniki
ochrony
roślin
zmierzają
w kierunku ciągłego minimalizowania kosztów produkcji produktów rolniczych oraz
ograniczania zagrożenia dla środowiska. Aby osiągnąć wyżej wymienione cele konieczna
będzie taka konstrukcja tej grupy maszyn, która umożliwi opryskiwanie tylko tych miejsc,
gdzie jest to konieczne, stosując niezbędną ilość danego pestycydu, w sposób
uwzględniający aktualne warunki pogodowe [Wachowiak, Kierzek 2010].
Rys. 2.3. Stabilizacja belek polowych: a - trapezowy, b - wahadłowy, c i d – aktywny
[źródło: Popławski, Szulc 2010]
29
Kierunki rozwoju techniki ochrony roślin wyznaczają również zespoły badawcze
finansowane przez czołowych producentów opryskiwaczy, którzy prześcigają się przy
wdrażaniu coraz to nowszych rozwiązań. Znajdują one odzwierciedlenie zarówno
w aspekcie ewolucji poszczególnych podzespołów, funkcjonalności, jak i w stylistyce –
wyglądzie zewnętrznym maszyny. Rozwiązania, które przedstawiają muszą sprostać
wysokim wymaganiom rolników poprzez poprawę komfortu pracy i jakości wykonanego
zabiegu. Ponadto powinny być bezpieczne zarówno dla samych użytkowników jak
i otaczającego środowiska.
Duży nacisk kładzie się obecnie na prace badawcze i konstrukcyjne mające na celu
usprawnienie systemów stabilizacji belki polowej. Nieprawidłowo działająca stabilizacja
przyczynia się do nierównomiernego pokrycia roślin cieczą użytkową, występowania
miejsc niedopryskanych, jak również przedawkowanych. Wielu autorów zwraca uwagę na
konieczność ograniczenia wpływu ruchów belki w poziomie, natomiast większość prac
konstrukcyjnych poświęcona została jedynie minimalizacji wahań w płaszczyźnie
pionowej. W układach stabilizacji belki wyróżnia się dwa układy zawieszenia: wahadłowy
i trapezowy oraz ich połączenia. W skład tych układów wchodzą m.in. elementy takie jak:
czujniki, sprężyny, siłowniki, amortyzatory. Konieczne jest kontynuowanie badań
w zakresie systemów stabilizacji z uwagi na to, że te stosowane aktualnie wymagają
ulepszenia [Lipiński i in. 2011, Szewczyk i in. 2010]. Na rysunku 2.3 przedstawiono
układy stabilizacji belek polowych.
Rys. 2.4. Trapezowo-równoległoboczny mechanizm z amortyzatorami teleskopowymi
[źródło: http://www.kuhn.com.pl]
30
Przykładem zaawansowanej konstrukcyjnie stabilizacji belki polowej jest
trapezowo-równoległoboczny system z amortyzatorami teleskopowymi Equilibra - firmy
Kuhn przedstawiony na rysunku 2.4 [http://www.kuhn.com.pl].
Rys. 2.5. Schemat amortyzacji osi Actiflex 2 [źródło: http://www.gregoire-besson.pl]
Do stabilnej pracy całej maszyny i ograniczeniu występowania wstrząsów belki
polowej stosuje się ponadto amortyzację osi. Przykładem takiego rozwiązania jest
amortyzacja Actiflex 2 stosowana w opryskiwaczach Berthoud, przedstawiona na rysunku
2.5. Przyczynia się do wzrostu jakości wykonanego zabiegu oraz poprawy komfortu jazdy
podczas dużych prędkości transportowych [http://www.gregoire-besson.pl].
Rys. 2.6. Zastosowanie czujników ultradźwiękowych [źródło: Popławski, Szulc 2010]
31
Zastosowanie czujników ultradźwiękowych, automatycznie utrzymujących całą
belkę polową w równej odległości od opryskiwanej powierzchni jest kolejnym elementem
wspomagającym prawidłową pracę, szczególnie przy znacznych szerokościach roboczych
(rys. 2.6). Układ ten może pracować w zadanej odległości od powierzchni podłoża lub od
powierzchni roślin, dzięki czemu możliwy jest również zabieg w nocy [Popławski, Szulc
2010].
Rys. 2.7. System AutoTerrain umożliwiający sterowanie belką polową, montowany
w opryskiwaczach Hardi [źródło: Agromechanika 2012]
Na rysunku 2.7 przedstawiono automatyczny system stabilizacji belki polowej,
który jest opcjonalnym wyposażeniem opryskiwaczy firmy Hardi i działa w oparciu o
czujniki ultradźwiękowe, natomiast na rysunku 2.8 pokazano schemat takiej konstrukcji
montowany w opryskiwaczach Amazone.
Rys. 2.8. Schemat montażu czujników ultradźwiękowych w opryskiwaczach Amazone
[źródło: http://www.amazone.pl]
32
Przykładem zastosowania elementów rolnictwa precyzyjnego
jest
system
identyfikacji GreenSeeker, czyli urządzenie wykrywające rośliny, które mają zostać
opryskane
[http://www.jsindustries.co.uk]. Przystosowany jest
on do
zmiennego
dawkowania azotu w czasie rzeczywistym. Rozmieszczenie elementów tego systemu na
belce polowej opryskiwacza przedstawiono na rysunku 2.9.
Rys. 2.9. Rozmieszczenie urządzeń GreenSeeker na belce polowej opryskiwacza [źródło:
http://www.jsindustries.co.uk]
Czujniki tego urządzenia działają przy pomocy znormalizowanego wskaźnika zieleni NDVI. Wskaźnik ten pokazuje kontrast między największym odbiciem w paśmie
podczerwonym (NIR) i największą absorpcją w paśmie czerwonym (RED). Obliczany jest
za pomocą wzoru 1.
NDVI 
R NIR  R RED
R NIR  R RED
(1)
gdzie:
RNIR - odbicie w paśmie podczerwonym
RRED - odbicie w paśmie czerwonym
33
Im wyższe odbicie światła w paśmie podczerwonym i niższe w paśmie czerwonym, tym
rośliny są bardziej zielone, a tym samym wartość wskaźnika większa [Kozłowska i in.
2004].
W większości nowoczesnych opryskiwaczy spotykamy się z rozbudowanymi
układami elektronicznymi, które potrafią realizować wiele funkcji kontrolnych
i sterujących. Zadaniem standardowego komputera jest sterowanie podstawowymi
parametrami oprysku na podstawie wprowadzonych danych oraz wskazań czujników.
Innym bardzo ważnym zadaniem tego podzespołu jest również możliwość współpracy
z
systemem pozycjonowania
satelitarnego
GPS.
Rozwiązanie
takie
umożliwia
automatyczne załączanie i wyłączanie poszczególnych sekcji rozpylaczy, by uniknąć
wzajemnie nakładających się oprysków. Szczególnie przydatne jest to na polach
o nieregularnych kształtach, a także przy precyzyjnym włączaniu i wyłączaniu
opryskiwacza na uwrociach [Ganzelmeier, Nordmeyer 2008].
Luck i in. [2011] zaprezentowali korzyści wynikające ze stosowania automatycznej
kontroli zasilania poszczególnych sekcji belki. Przyczynia się ona do zminimalizowania
błędów podczas aplikacji środka ochrony roślin, które mogą wynikać zarówno ze zmiany
prędkości jazdy agregatu, jak i ze skrętów opryskiwacza podczas pracy po łuku.
Rys. 2.10. Czujnikowy system monitorowania przepływu przez poszczególne rozpylacze
opryskiwacza [źródło: Agromechanika 2012]
Firma Lemken przedstawiła czujnikowy system monitorowania natężenia
przepływu przez poszczególne rozpylacze opryskiwacza. Rozwiązanie to umożliwia
szybką identyfikację zakłóceń w pracy dysz (rys. 2.10).
34
Rys. 2.11. Sposób regulacji strumienia powietrza w opryskiwaczach Hardi Twin [źródło:
http://www.hard-twin.com]
W celu uzyskania lepszego pokrycia gęstego łanu roślin cieczą oraz możliwości
użycia rozpylaczy drobnokroplistych przy wietrznej pogodzie stosuje się opryskiwacze
wyposażone w pomocniczy strumień powietrza (PSP). Firma Hardi od wielu lat
wykorzystuje technikę PSP w swoich opryskiwaczach, a ponadto wprowadziła
unowocześnienie tego systemu. Zmiany dotyczą możliwości regulacji kierunku rozpylania
i strumienia powietrza (rys. 2.11) w zależności od kierunku i prędkości wiatru, prędkości
roboczej, rozmiaru rozpylaczy, gęstości i wysokości roślin oraz charakteru zabiegu
[www.hardi-twin.com]. Na rysunku 2.12 natomiast przedstawiono konstrukcję, w której
zamiast rękawa powietrznego zastosowano tubę z blachy. Ma ona mniejszą objętość
i wolniej się zużywa, a poza tym dystrybucja powietrza jest większa i bardziej
równomierna,
dzięki
zainstalowaniu
kilku
wentylatorów
w
3
m
odstępach
[Agromechanika 2012].
35
Rys. 2.12. System AirFlowPlus firmy Agrifac [źródło: Skudlarski 2012]
Redukcję znoszenia, poprawę skuteczności zabiegów uzyskano po zastosowaniu
systemu Släpduk. Rozwiązanie zostało zaproponowane przez szwedzkich naukowców,
a dotyczy modyfikacji w obrębie belki polowej. Rozpylacze są zamontowane pod kątem
45º w kierunku przeciwnym do kierunku jazdy i są chronione przez linię plastykowych
osłon (rys. 2.13).
Rys. 2.13. System Släpduk [źródło: Stallinga i in. 2003]
36
Zmniejszenie znoszenia dzięki temu systemowi możliwe jest poprzez obniżenie wysokości
rozpylaczy nad opryskiwaną powierzchnią do 20 cm, co zaprezentowano na rysunku 2.14.
Podczas przejazdu linia osłon odchyla rośliny, dzięki czemu możliwa jest głębsza
penetracja łanu [Stallinga i in. 2003].
Rys. 2.14. Schemat działania systemu Släpduk [źródło: Stallinga i in. 2003]
Kolejnym ważnym osiągnięciem w nowoczesnych konstrukcjach opryskiwaczy
samojezdnych jest możliwość zmiany rozstawu kół ze stanowiska operatora, którą
uzyskano dzięki hydraulicznie regulowanej osi. Zdalną regulację kół zapewnia system
VariTrack, stosowany m.in. w opryskiwaczach Hardi Alpha. System ten umożliwia zmianę
rozstawu kół w zakresie od 1,80 do 2,25 m, przy zachowaniu prześwitu 1 m bez
konieczności zatrzymywania się oraz dodatkowych czynności obsługowych (rys. 2.15).
Rys. 2.15. Regulacja rozstawu kół układem VariTrack [źródło: Lisowski 2007]
Coraz częściej wykorzystywane w precyzyjnej ochronie roślin są zdjęcia lotnicze.
Na ich podstawie można dokonać, poprzez analizę komputerową, opracowania mapy
zachwaszczenia pól (rys. 2.16). Mapy te mogą być przydatne do oceny skuteczności
zabiegów oraz pozwalają na monitorowanie pojawienia się nowych stref zachwaszczenia.
37
Metoda ta umożliwia w znaczący sposób obniżenie kosztów zabiegu poprzez aplikację
preparatu za pomocą opryskiwacza wyposażonego w system GPS i moduł sterowania
dawką [Jensen i in. 2007, Pudełko i in 2009, Pudełko, Nieróbca 2010].
Rys. 2.16. Zdjęcia lotnicze z zaznaczonymi strefami trwałego zachwaszczenia [źródło:
Pudełko, Nieróbca 2010]
Rys. 2.17. Opryskiwacz Dammann Trac DT 2000 H Plus z czterema skrętnymi kołami
[źródło: http://www.dammannspuiten.nl]
Miller i in. [2004] opisali zalety samojezdnego opryskiwacza rolniczego
wyposażonego w układ, w którym cztery koła są skrętne. Na podstawie badań, jakie
38
przeprowadzili autorzy okazało się, że taki układ jezdny pozwala uzyskać lepszą
zwrotność maszyny, w konsekwencji czego otrzymano wzrost jej wydajności. Przykładem
takiej maszyny jest Dammann Trac DT 2000 H Plus (rys. 2.17).
Skrętny układ jezdny - Safe Track, zastosowany w opryskiwaczach przyczepianych
firmy Hardi w modelach Commander to rewolucyjne rozwiązanie ostatnich lat (rys. 2.18).
Zadaniem tego systemu jest poruszanie się opryskiwacza dokładnie po śladach kół
ciągnika. Safe Track zapewnia mały promień skrętu agregatu, przydatny szczególnie
podczas wyjeżdżania i wjeżdżania w ścieżki technologiczne przy uwrociach, zachowując
jednocześnie stabilność maszyny oraz minimalizując uszkodzenia roślin kołami
opryskiwacza [http://www.hardipolska.com].
Rys. 2.18. Schemat układu jezdnegoopryskiwacza Hardi Commander wyposażonego
w system Safe Track [źródło: http://www.hardipolska.com]
Szeroki pogląd na kierunki rozwoju maszyn rolniczych, a przede wszystkim
przedstawienie rozwiązań problemów z zakresu rolnictwa i techniki rolniczej ukazują
wszelkiego rodzaju wystawy i targi. Jedną z takich form jest Agritechnica, która jako
największa na świecie (ze względu na ilość wystawców) jest giełdą nowości dla branży
rolniczej. Na targach w Hanowerze w 2009 srebrnymi medalami wyróżniono również
wystawców, specjalizujących się w zakresie techniki ochrony roślin.
Firma Lemken została nagrodzona za bezstopniową regulację belki opryskiwacza
„VariExtend” przedstawioną na rysunku 2.19. Jest to konstrukcja wyposażona w składane
segmenty, dzięki którym szerokość robocza może być regulowana przez wysunięcie
poszczególnych elementów. Taki system jest w głównej mierze przydatny podczas
wystąpienia przeszkód na polu, takich jak: słupy energetyczne i telekomunikacyjne,
drzewa, gdzie możliwe jest znaczne ograniczenie konieczności zmiany przyjętego toru
jazdy. Rozwiązanie to ponadto umożliwia dopasowanie opryskiwacza do indywidualnego
39
rozstawu ścieżek technologicznych, co w dużym stopniu zwiększa uniwersalność takiego
opryskiwacza, np. w przypadku wykonywania usług dla rolnictwa.
Rys. 2.19. Belka polowa regulowana bezstopniowo [źródło: Popławski, Szulc 2010]
Kolejne wyróżnienie przypadło firmie Claas za zaprezentowanie inteligentnej bazy
stosowania środków chemicznych w połączeniu ze wsparciem decyzyjnym. Zestawienie
aktualnych, dopuszczonych do obrotu środków ochrony roślin z informacjami o gruncie,
zasobach i wymaganiami prawnymi pozwala na zaoszczędzenie czasu pracy. Opracowany
system bezpiecznie i efektywnie wspiera w doborze odpowiedniego preparatu, biorąc pod
uwagę m.in. miejsce aplikacji środka, dotychczasowe zabiegi, a także możliwe okresy
karencji.
Producent maszyn rolniczych John Deere w swoich najnowszych rozwiązaniach
dotyczących techniki ochrony roślin przedstawił system inteligentnego wsparcia
gospodarowania
cieczą
użytkową
opryskiwacza.
Zintegrowany
z
komputerem
pokładowym Tank Fill Calculator wylicza ilość wody i środka ochrony roślin potrzebnych
do każdorazowego napełnienia zbiornika, nawet jeśli nie został on do końca opróżniony.
Dane te są następnie drukowane na kartce. W rezultacie rozwiązanie to przyczyni się to do
zmniejszenia zakresu czynności, jakie musi wykonać użytkownik, a tym samym pozwoli
ograniczyć ryzyko związane z popełnieniem błędów.
Producenci Amazone i Dammann natomiast, wykorzystali wysokie natężenie
światła w diodach LED do podświetlenia dysz opryskiwaczy (rys. 2.20). Podczas oprysku
wykonywanego po zmierzchu rozwiązanie to zapewnia dobrą widoczność strumienia
cieczy, a tym samym pozwala na szybką lokalizację nieprawidłowo funkcjonujących
40
rozpylaczy. Ponadto zamontowane na końcach belki lampy w technologii LED
umożliwiają zidentyfikowanie przeszkody z odległości ok. 20 m [Szulc 2010].
Rys. 2.20. Opryskiwacz z belką polową wyposażoną w podświetlanie rozpylaczy diodami
LED [źródło: Agromechanika 2012]
Włoska firma ARAG zaprojektowała oryginalne rozwiązanie, dotyczące podziału
belki
polowej
na
poszczególne
sekcje.
Wykorzystując
elektrozawór
Seletron,
zamontowany na oprawie dysz istnieje możliwość niezależnego sterowania pracą
pojedynczego rozpylacza.
Rys. 2.21. Elektrozawór Seletron do niezależnego sterowania pojedynczego rozpylacza
[źródło: Skudlarski 2012]
Rozwiązanie to pozwala na precyzyjne włączanie i wyłączanie rozpylaczy, co
minimalizuje nakładanie się oprysku, szczególnie przy nieregularnych kształtach pól.
Ponadto przy zmianie prędkości opryskiwania system Seletron automatycznie wybiera
rozpylacze lub ich kombinacje w celu uzyskania wymaganego dozowania, utrzymując
ciśnienie robocze w optymalnych przedziałach, tym samym ograniczając zjawisko
znoszenia (rys. 2.21) [Skudlarski 2012].
41
Podczas wykonywania zabiegu ochrony roślin niezmiernie ważna jest prawidłowa
praca wszystkich rozpylaczy. Firmy Inuma, TeeJet i Lemken stworzyły system oparty na
kontroli pojedynczych rozpylaczy poprzez zainstalowanie czujników przepływu cieczy
przy każdym z nich. Połączenie sensorów TeeJet 750T z terminalem pozwala na
natychmiastową reakcję operatora po uzyskaniu informacji o niewłaściwie pracującym
rozpylaczu.
Dzięki
temu
zwiększa
się
produktywność
oraz
redukowane
jest
niebezpieczeństwo nieprawidłowego lub nieefektywnego zastosowania pestycydu.
Schemat takiego układu przestawiono na rysunku 2.22 [Rolniczy Przegląd Techniczny
2011].
Rys. 2.22. Układ indywidualnego monitorowania dysz w opryskiwaczu [źródło: Rolniczy
Przegląd Techniczny 2011]
Firma Amazone zastosowała w swoich opryskiwaczach nowy terminal o nazwie
Amapad, wyposażony w program „AcuraSpray”, który wskazuje optymalny moment
uzupełnienia cieczy użytkowej, redukując do minimum puste przejazdy maszyny po polu.
System zestawia pozostającą do opryskania powierzchnię pola i trasę przejazdu oraz
aktualną ilość cieczy w zbiorniku. Jeśli nie wystarcza ona do przejechania następnej
ścieżki, użytkownik informowany jest o konieczności uzupełnienia zbiornika (rys. 2.23).
42
Rys. 2.23. System AcuraSpray wskazujący optymalny moment uzupełnienia cieczy w
zbiorniku [źródło: Agromechanika 2012]
Rys. 2.24. Układ automatycznego mycia belki opryskiwacza [źródło: Rolniczy Przegląd
Techniczny 2011]
Ten sam producent opracował urządzenie BoomWash do automatycznego czyszczenia
belki opryskiwacza po zakończonym zabiegu. Proces mycia belki można przeprowadzić
bezpośrednio na polu, bez konieczności bezpośredniego kontaktu użytkownika z środkiem
ochrony roślin. Trwa on tylko 2 minuty, a ilość zużywanej wody nie przekracza 100 l.
Sposób pracy tego urządzenia przedstawiono na rysunku 2.24 [Agromechanika 2012].
W założenia stawiane przez rolnictwo precyzyjne wpisuje się również patent firmy
Agri Con. Dotyczy on ultradźwiękowych czujników (sensor P3) montowanych na belce
polowej opryskiwacza, które rejestrują wysokość roślin, ilość i położenie pięter liści oraz
43
biomasę. Na podstawie zebranych danych możliwe jest aplikowanie zmiennych ilości
środków ochrony roślin zależnie od aktualnych parametrów uprawianej rośliny (rys. 2.25)
[Rolniczy Przegląd Techniczny 2011].
Rys. 2.25. Ultradźwiękowy czujnik – sensor P3 [źródło: Rolniczy Przegląd Techniczny
2011]
Firma Agrotop skonstruowała narzędzie do automatycznego dozowania środków
ochrony roślin Quantofill M, pokazany na rysunku 2.26. Umożliwia on precyzyjne
dozowanie jednego lub kilku preparatów, które nie są mieszane w zbiorniku głównym.
Rys. 2.26. Narzędzie Quantofill M do automatycznego dozowania kilku środków ochrony
roślin w opryskiwaczu [źródło: Rolniczy Przegląd Techniczny 2011]
44
System ten dokonuje również samoczynnego czyszczenia układu po zakończeniu pracy
urządzenia. Przy pomocy tego urządzenia można też wypłukać pojemniki po ś.o.r.,
a roztwór z płukania odprowadzić do opryskiwacza [Rolniczy Przegląd Techniczny 2011].
Włoski producent podzespołów do opryskiwaczy, firma Idromeccanica Bertolini
S.p.a. wdrożył do produkcji nowy rodzaj pompy niskociśnieniowej serii Poly, wykonanej
w specjalnej technologii polipropylenowej. Technologia ta zapewnia wysoką odporność
pompy na kontakt z agresywnymi środkami ochrony roślin, co znacznie podnosi
żywotność jej pracy. Równomierność oprysku zapewnia wysoka wydajność, wynosząca
300 dm3·min-1 oraz ciśnienie robocze sięgające 1,5 MPa [Pawlicki, Feder 2010].
Państwowy Instytut Maszyn Rolniczych w Poznaniu w ostatnim czasie
zaprezentował dwa oryginalne wynalazki dotyczące obszaru techniki ochrony roślin.
Pierwszy
z
nich
dotyczył
rozwiązania
pt.
„Sposób
monitorowania
oprysku
agrotechnicznego polegający na wykrywaniu w atmosferze obecności substancji
chemicznych w postaci wodnych aerozoli i układ do stosowania tego sposobu” (rys. 2.27).
System ten wykorzystuje układ optyczny do pomiaru transmisji, w którym wykorzystano
elektroniczną modulację światła oraz liniowy przetwornik światło/napięcie [Chmielewski
2012].
Rys. 2.27. Sposób monitorowania oprysku agrotechnicznego i układ do stosowania tego
sposobu [źródło: Chmielewski 2012]
Drugi
wynalazek
dotyczył
koncepcji
pt.
„Sposób
pomiaru
oprysku
agrotechnicznego, w którym analizuje się części rośliny pokrytej substancjami
chemicznymi, zwłaszcza agrochemikaliami”. Zastosowanie tego sposobu pomiaru pozwala
45
m.in. na identyfikację i określenie ilości substancji podczas oprysku rośliny uprawnej
ś.o.r., jak również po procesie parowania i po wniknięciu agrochemikaliów w roślinę
[Chmielewski 2012].
Przedstawione w tym rozdziale najnowsze rozwiązania techniczne są dowodem
dużego zaangażowania producentów, konstruktorów oraz zespołów badawczych w prace
nad unowocześnieniem i ulepszeniem niemal wszystkich elementów składowych
opryskiwaczy. W każdym z tych elementów zauważa się dużą ingerencję układów
elektronicznych, które we współpracy z zaawansowanymi komputerami sterującymi
i systemem pozycjonowania GPS będą w stanie w pełni realizować założenia rolnictwa
precyzyjnego.
46
3. Sformułowanie problemu badawczego i celu pracy
Przeprowadzona na podstawie literatury analiza stanu wiedzy wskazuje na bardzo
szybki rozwój techniki ochrony roślin, przejawiający się wdrażaniem do produkcji szeregu
nowoczesnych rozwiązań. W wielu przypadkach jednak znacznie zwiększają one koszty
zakupu opryskiwacza, ograniczając tym samym zastosowanie tych rozwiązań w praktyce.
Dlatego niezmiernie ważna i uzasadniona wydaje się być kontynuacja badań nad prostymi
i tanimi metodami pozwalającymi osiągnąć zadowalającą jakość zabiegu.
Ciągle podkreślany problem ograniczenia ekologicznych i ekonomicznych strat
towarzyszących procesowi nanoszenia cieczy użytkowej na opryskiwane powierzchnie
sprawia, że konieczne jest zbadanie zależności pomiędzy parametrami konstrukcyjnymi
i
eksploatacyjnymi
rozpylacza
a
jakością
wykonanego
zabiegu
opryskiwania.
Dotychczasowe prace badawcze wykazały, że zmiana kąta ustawienia rozpylaczy na belce
polowej nie powoduje pogorszenia rozkładu poprzecznego cieczy użytkowej [Szewczyk
2010b, Wilczok 2008]. Na tej podstawie stwierdzono, iż możliwa i wskazana jest
kontynuacja badań związanych ze zmianą bazową kąta ustawienia rozpylaczy na belce
polowej przy zróżnicowanych warunkach eksploatacji, które mogą wynikać m.in.
z różnych prędkości stosowanych podczas opryskiwania czy występowania wiatru
atmosferycznego.
Powyższe względy sprawiły, że przyjęto następującą hipotezę badawczą H1:
Zmiana prędkości roboczej opryskiwacza ma wpływ na stopień pokrycia opryskiwanych
powierzchni.
Dlatego
też
celem
głównym
pracy
była
analiza
wpływu
parametrów
eksploatacyjnych, ustawień oraz warunków pracy wybranych rozpylaczy na podłużny
rozkład opadu rozpylonej cieczy i stopień pokrycia wybranych powierzchni opryskowych.
Podjęto zatem realizację badań, których celami szczegółowymi było:
1. Określenie wielkości kropel wytwarzanych przez wybrane rozpylacze przy
zmiennym ciśnieniu cieczy użytkowej.
2. Scharakteryzowanie rozkładu prędkości powietrza w tunelu aerodynamicznym
w płaszczyźnie umiejscowienia badanego rozpylacza.
3. Scharakteryzowanie podłużnego rozkładu opadu cieczy rozpylonej wybranymi
rozpylaczami w warunkach działania zmiennego strumienia powietrza dla
przyjętych poziomów ciśnień roboczych i kątów ustawienia rozpylacza.
47
4. Wyznaczenie wartości wskaźnika opadu cieczy (Wso) na podstawie analizy
uprzednio wykonanych rozkładów.
5. Opracowanie modelu matematycznego opisującego zależność wskaźnika opadu
cieczy od przyjętych parametrów i warunków pracy rozpylaczy.
6. Przeprowadzenie badań weryfikacyjnych zaproponowanego modelu wskaźnika
Wso.
7. Ocena stopnia pokrycia badanych powierzchni poziomych i pionowych dla
zmiennych ustawień i parametrów pracy rozpylaczy przy zachowaniu stałej dawki
cieczy użytkowej.
8. Dokonanie analizy uzyskanych wyników – wybór optymalnych parametrów pracy
badanych rozpylaczy przy analizowanych warunkach eksploatacyjnych.
48
4. Metodyka badań
4.1. Przedmiot i zakres badań
Realizacja ustalonych celów pracy wymagała przeprowadzenia wieloetapowych badań,
których ogólną koncepcję przedstawiono w formie schematu blokowego na rysunku 4.1.
Ogół czynników uwzględnianych we wszystkich etapach zestawiono w tabeli 4.1.
Badania wstępne
Pomiary wielkości kropel
Pomiary rozkładu prędkości
strumienia powietrza w tunelu
aerodynamicznym
Pomiary wiatru pozornego
nośnika rozpylaczy
Badania zasadnicze
Zmienne parametry:
Podłużny rozkład
opadu rozpylonej
cieczy
Rozpylacz
Ciśnienie p
Stopień pokrycia
opryskiwanych
powierzchni
Kąt ustawienia γ
Prędkość strumienia
powietrza vw
Prędkość nośnika
rozpylaczy v
Wyznaczenie wskaźnika opadu
rozpylonej cieczy Wso
Opracowanie modelu
matematycznego wskaźnika Wso
Wyznaczenie stopnia pokrycia opryskiwanych
powierzchni Psp: pionowej najazdowej
i odjazdowej, poziomej górnej i dolnej
Rys. 4.1. Schemat blokowy realizacji poszczególnych etapów badań
Początkowym etapem badań były pomiary spektrum kropli dziesięciu typów
rozpylaczy najczęściej używanych w uprawach polowych. Wszystkie zastosowane
rozpylacze były fabrycznie nowe, a ich parametry zestawiono w tabeli 4.2.
49
Tabela 4.1. Wykaz zmiennych przyjętych do badań
Zmienne niezależne
Rodzaj badań
Pomiar
wielkości kropel
Badania
rozkładu
podłużnego
Badania stopnia
pokrycia
opryskiwanych
powierzchni
Ciśnienie
robocze
[MPa]
Kąt
ustawienia
rozpylacza
[°]
0,2; 0,3; 0,4;
0,5; 0,6
-
0,2; 0,3; 0,4
-20; -10;
0;10; 20
0,2; 0,3; 0,4
-20; -10; 0;
10; 20
Prędkość
czołowego
strumienia
powietrza [m·s-1]
Prędkość
robocza
[m·s-1]
Zastosowane
rozpylacze
-
AXI 11002
AVI 11002
AVI TWIN 11002
DG TJ60 11002
IDK 12003
LU 12003
ID 12003
IDKT 12003
AP 11002
AZ-MM 11003
0; 1,1; 2,2; 3,3; 4,4
-
AXI 11002
AVI 11002
AVI TWIN 11002
DG TJ60 11002
-
1,1; 2,2;
3,3; 4,4
AXI 11002
AVI 11002
AVI TWIN 11002
DG TJ60 11002
-
Po przeprowadzeniu pomiarów i analizie otrzymanych wyników tego etapu
dokonano wyboru 4 typów rozpylaczy wykorzystywanych w dalszych badaniach.
Uzasadnienie
wyboru
tych
rozpylaczy
oraz
ciśnień
roboczych
przedstawiono
w podrozdziale 5.1.1.
W kolejnym etapie przeprowadzono dwa, równoległe badania zasadnicze, które
sprowadzały się do wyznaczenia podstawowych parametrów jakości pracy rozpylaczy:
rozkładu opadu rozpylonej cieczy oraz stopnia pokrycia opryskiwanych powierzchni.
W obrębie tego etapu wykonano również badania pomocnicze, które polegały na
określeniu rozkładu prędkości w tunelu aerodynamicznym oraz pomiarze wiatru
pozornego podczas pracy nośnika rozpylaczy. Tak wykonane pomiary charakteryzowały
warunki w jakich przeprowadzano badania zasadnicze.
Końcowym etapem było wyznaczenie wartości wskaźnika opadu rozpylonej cieczy
Wso oraz dokonanie oceny stopnia pokrycia opryskiwanych powierzchni, przy
uwzględnieniu założonych czynników. Wyniki ostatniego etapu badań poddano analizie
statystycznej, której celem było wykazanie wpływu czynników na jakość procesu
rozpylania.
50
Tabela 4.2. Charakterystyka rozpylaczy stosowanych w badaniach wstępnych
Oznaczenie
rozpylacza
Typ rozpylacza
Kąt
opryskiwania
[°]
Rozmiar
Producent
Natężenie wypływu
[dm3·min-1]*
AXI 11002
O szerokim
zakresie ciśnień
110
02
Albuz
0,80
AVI 11002
Eżektorowy
110
02
Albuz
0,80
AVI TWIN
11002
Eżektorowy
dwustrumieniowy
110
02
Albuz
0,80
DG TJ60
11002
Niskoznoszeniowy
dwustrumieniowy
110
02
TeeJet
0,79
IDK 12003
Eżektorowy
120
03
Lechler
1,19
LU 12003
Uniwersalny
120
03
Lechler
1,19
ID 12003
Eżektorowy
120
03
Lechler
1,19
IDKT 12003
Eżektorowy
dwustrumieniowy
120
03
Lechler
1,19
AP 11002
Standardowy
110
02
Agroplast
0,80
AZ-MM 11003
Niskoznoszeniowy
110
03
Bott
Leszno
1,20
* natężenie wypływu przy ciśnieniu 0,3 MPa wg danych producenta
4.2. Badania wstępne
4.2.1 Pomiar wielkości kropel
Zgodnie z założoną koncepcją badań, wybór rozpylaczy do badań zasadniczych
poprzedzony był określeniem wielkości kropel rozpylaczy najczęściej stosowanych
w uprawach polowych. Otrzymane wyniki umożliwiły wyodrębnienie czterech rozpylaczy
wytwarzających krople o założonej wielkości.
Do badań wstępnych wytypowano 10 typów rozpylaczy, których charakterystykę
przedstawiono w tabeli 4.2 w podrozdziale 4.1.
Do opisu wielkości kropel posłużono się medianą objętościową średnicy kropel
(VMD) oznaczaną jako Dv(50). Wielkość ta określa wymiar kropel, przy którym połowa
objętości rozpylanej cieczy zawiera krople mniejsze od zmierzonej wartości VMD,
a pozostałą część objętości zawiera krople większe. Ponadto wyznaczono wartości Dv(10)
i Dv(90), które określały wielkość kropel w sytuacji gdy 10 i 90% objętości rozpylanej
cieczy zawartych jest w kroplach o średnicy mniejszej niż wyznaczona. Rozpylacze
cechujące się niską wartością VMD wytwarzają dużą liczbę małych kropel o dużej
podatności na znoszenie, w przypadku dużych wartości VMD sytuacja jest odwrotna.
Wielkości Dv(10) i Dv(90) umożliwiły scharakteryzowanie szerszego zakresu wytwarzanych
51
kropel. Większe zbliżenie tych dwóch wartości do Dv(50), oznacza bardziej jednorodne
spektrum kropel produkowanych przez dany rozpylacz. W celu dokonania oceny jakości
rozpylenia cieczy posłużono się współczynnikiem RSF (Relative Span Factor), który
pozwala określić jednorodność kropel wytwarzanych przez dany rozpylacz [Nuyttens i in.
2009a]. Współczynnik ten wyraża się wzorem:
R SF 
Dv (90)  Dv (10)

Dv (50)
(2)
gdzie:
RSF - współczynnik jednorodności rozpylania [-],
Dv(90) - średnica, od której 10% objętości cieczy rozpylana jest na krople większe [μm],
Dv(10) - średnica, poniżej której 10% objętości cieczy rozpylana jest na krople mniejsze
[μm],
Dv(50) - mediana objętościowa średnicy kropel [μm].
Wyższe wartości tego współczynnika wskazują na większy rozrzut w wielkości kropel,
a mniejsze wartości – na wytwarzanie przez rozpylacz bardziej jednorodnych kropel, co
w praktyce jest szczególnie pożądane.
1200
Kategoria kropel:
Ekstremalnie
drobne/Bardzo
drobne (XF/VF)
Bardzo
drobne/Drobne
(VF/F)
Drobne/Średnie
(F/M)
1100
1000
900
Wielkość kropel [μm]
UC
800
XC
700
C
Średnie/Grube
(M/C)
M
Grube/Bardzo
grube (C/VC)
XF
Bardzo
grube/Ekstremalnie
grube (VC/XC)
Ekstremalnie
grube/Skrajnie
grube (XC/UC)
600
VC
500
400
300
F
200
VF
100
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Łączny udział objętościowy
Rys. 4.2. Klasyfikacja wielkości kropel [źródło: ANSI/ASAE S572.1, 2009]
52
Na rysunku 4.2 przedstawiono zakresy wielkości kropel (dla Dv(10), Dv(50) i Dv(90))
odpowiadające poszczególnym kategoriom kroplistości, zgodnie z normą ASAE S572.1.
Określenie wielkości kropel wytwarzanych przez rozpatrywane rozpylacze
wykonano w warunkach laboratoryjnych w Państwowym Instytucie Maszyn Rolniczych
w Poznaniu. Do tego celu wykorzystano laserowy analizator widma cząstek „Spraytec”
firmy Malvern Instruments.
Widok ogólny stanowiska badawczego przedstawiono na rysunku 4.3. Składało się
ono ze stołu laboratoryjnego (1), na którym umieszczony był analizator widma cząstek.
Badany rozpylacz mocowano w oprawie (3) przesuwającej się po prowadnicy (4). Taki
układ umożliwiał przemieszczanie rozpylacza względem analizatora (2). Wielkość kropel
rejestrowana była przez układ optyczny i zapisywana w komputerowym programie
rejestrującym. Wartość ciśnienia roboczego ustalono za pomocą elektronicznego
manometru (5) o dokładności 0,003 MPa i zakresie pomiarowym 30 MPa. Podczas badań
stosowano 5 poziomów ciśnienia roboczego: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 MPa. Uzyskane wyniki
pomiarów
posłużyły do
określenia
wartości
VMD,
Dv(10)
i Dv(90).
Badania
przeprowadzono przy stałej temperaturze powietrza wynoszącej 18ºC i wilgotności
względnej 70%. W doświadczeniu wykorzystano wodę wodociągową.
Rys. 4.3. Stanowisko do analizy wielkości kropel: 1 – stół laboratoryjny, 2 – analizator
widma cząstek, 3 – oprawa rozpylacza, 4 – prowadnica, 5 - manometr
53
4.2.2. Pomiar prędkości strumienia powietrza w tunelu aerodynamicznym
W celu scharakteryzowania rozkładu prędkości strumienia powietrza w całym
przekroju poprzecznym tunelu aerodynamicznego dokonywano pomiarów tego parametru
w płaszczyźnie przechodzącej przez punkt mocowania rozpylacza. Przeprowadzenie
pomiarów w tym miejscu przekroju tunelu wydaje się niezmiernie ważne, gdyż na tej
wysokości strumień powietrza bezpośrednio oddziałuje na rozpyloną strugę. Sposób
przeprowadzania pomiarów prędkości strumienia powietrza przedstawiono na rysunku 4.4.
Rys. 4.4. Umieszczenie przyrządu do pomiaru prędkości strumienia powietrza w tunelu
aerodynamicznym: 1 – sonda pomiarowa, 2 – mocowanie rozpylacza, 3 – statyw
pomiarowy
Przyrządem pomiarowym używanym do badań był anemometr skrzydełkowy CEM
DT-620 (rys. 4.5) o dokładności pomiarowej 0,01 m·s -1 i zakresie 0,40 - 30,00 m·s-1.
Rozmieszczenie punktów pomiarowych w przekroju poprzecznym tunelu przedstawiono
na rysunku 4.6. Były one rozstawione od siebie co 100 mm, odległość skrajnych punktów
od ściany tunelu również wynosiła 100 mm. Pozwalało to na wykonanie 81 pomiarów, na
podstawie których ustalana była wielkość szczeliny wlotowej wentylatora osiowego,
odpowiadająca zadanej prędkości. W celu ujednorodnienia strumienia powietrza w całym
przekroju tunelu powietrznego za wentylatorem zainstalowano prostownicę rurowowiązkową, składającą się z 68 rur o średnicy 100 mm i długości 200 mm.
54
Rys. 4.5. Anemometr skrzydełkowy CEM DT-620 użyty do pomiaru prędkości strumienia
powietrza w tunelu aerodynamicznym
Rys. 4.6. Schemat
aerodynamicznego
rozmieszczenia
punktów
pomiarowych
w przekroju
tunelu
4.3. Rozkład podłużny
Badania zostały przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych na stanowisku
pomiarowym do badań rozkładu podłużnego opadu rozpylonej cieczy, przedstawionym na
rysunku 4.7.
55
Rys. 4.7. Schemat stanowiska pomiarowego do badań rozkładu podłużnego rozpylonej
cieczy w warunkach działania strumienia powietrza: h – wysokość rozpylania,
vw – prędkość strumienia powietrza, γ – kąt odchylenia rozpylacza, 1 – wlot powietrza,
2 – zasuwy do regulacji prędkości strumienia powietrza, 3 – wentylator osiowy,
4 – prostownica rurowo-wiązkowa z siatkami homogenizującymi strumień powietrza,
5 – rozpylacz, 6 – stół rowkowy, 7 – tunel powietrzny
Rys. 4.8. Widok statywu umożliwiającego zmianę wartości kąta γ oraz wysokości
rozpylania
56
Bazowym elementem stanowiska był tunel powietrzny (7), w którym zamocowano
badany rozpylacz (5), z wykorzystaniem specjalnego statywu. Konstrukcja statywu
umożliwiała regulowanie wysokości rozpylania, a także pozwalała na zmianę kąta
ustawienia rozpylacza (γ) w płaszczyźnie pionowej, równoległej do osi tunelu (rys. 4.8).
Wysokość rozpylania wynosiła 0,5 m, wartość ta była zgodna z zaleceniami producentów
badanych rozpylaczy. Kąt γ odpowiadający odchyleniu rozpylanej strugi w kierunku
przeciwnym do działania strumienia powietrza przyjęto jako dodatni, natomiast kąt przy
którym odchylenie strugi było zgodne z działaniem strumienia powietrza - jako ujemny.
1
2
Rys. 4.9. Widok stanowiska do badań rozkładu podłużnego opadu rozpylonej cieczy: 1 –
manometr kontrolny, 2 - cylindry miarowe
Pod rozpylaczem znajdował się stół rowkowy o długości 4250 mm i szerokości
1000 mm. Na powierzchni stołu wykonane były równoległe rowki o rozstawie 50 mm.
Układ taki umożliwiał zebranie opadu rozpylonej cieczy z każdego rowka do osobnego
cylindra miarowego (rys. 4.9) o zakresie pomiarowym 30 - 250 ml i podziałce 2 ml.
W sytuacji, gdy objętość zawartej w cylindrach cieczy nie przekraczała 30 ml, przelewano
ją do cylindra miarowego o podziałce 1 ml i zakresie pomiarowym 5 – 50 ml lub 1 – 10
ml.
Pomiary rozkładu opadu rozpylonej cieczy przeprowadzane były na długości 1200
mm przed osią badanego rozpylacza oraz 1600 mm za osią rozpylacza. Czas trwania
pojedynczego pomiaru wynosił 60 sekund. Odczyt z poszczególnego cylindra miarowego
był dokonywany po upływie 2 minut od zakończenia pomiaru. Badania rozkładu
57
przeprowadzane były w trzech powtórzeniach, co przy zakładanych nastawach parametrów
zmiennych oznaczało wykonanie 900 pomiarów.
Do zasilania badanego rozpylacza cieczą użytkową, którą była woda wodociągowa
użyto opryskiwacza polowego napędzanego silnikiem elektrycznym. Ciśnienie cieczy
mierzono manometrem zainstalowanym na wysokości pracy badanego rozpylacza.
Średnica manometru wynosiła 80 mm, zakres pomiarowy 0 – 1,6 MPa, a podziałka - 0,02
MPa w badanym zakresie ciśnień. Strumień powietrza wytwarzany był przy pomocy
wentylatora osiowego, którego wydatek regulowano poprzez zmianę przekroju szczeliny
wlotowej.
4.4. Wskaźnik opadu cieczy (Wso)
Podczas wykonywania zabiegu opryskiwania wymagana jest sytuacja, w której jak
największa objętość rozpylonej cieczy trafiła na opryskiwany obiekt. W celu
scharakteryzowania opadu rozpylonej cieczy oraz określenia potencjalnych strat
wynikających z występowania strumienia powietrza, posłużono się wskaźnikiem opadu
cieczy Wso, obliczanym zgodnie ze wzorem 3.
Wso 
 V 100 [%]
i
(3)
Vc
gdzie:
ΣVi – suma objętość cieczy zebranej z całej powierzchni stołu rowkowego [ml],
Vc – całkowita objętość cieczy użyta w danym pomiarze [ml].
Równocześnie z pomiarami rozkładu podłużnego cieczy odbywały się pomiary
wskaźnika opadu rozpylonej cieczy, z zastosowaniem tych samych parametrów roboczych.
Ciecz zebraną ze wszystkich rynienek stołu rowkowego, przelewano do cylindra
miarowego o zakresie 100 – 1000 ml i podziałce 10 ml. Jednocześnie na zewnątrz tunelu
aerodynamicznego
dokonywano
pomiaru
całej
objętości
cieczy
wykorzystanej
w pojedynczym pomiarze (rys. 4.10).
58
Rys. 4.10. Widok układu pomiarowego służącego do określenia całkowitej objętości cieczy
użytej podczas pojedynczego badania
Do tego celu użyto drugiego rozpylacza, umieszczonego na tej samej wysokości
pracy co badany rozpylacz, a rozpylaną ciecz zbierano w cylindrze miarowym o zakresie
100 – 1000 ml i podziałce 10 ml. Dokonane wcześniej pomiary wstępne potwierdziły, iż
wydatek tak zainstalowanych rozpylaczy jest identyczny, dlatego możliwe było
zastosowanie tego układu pomiarowego do określenia całkowitej objętości cieczy
wykorzystanej w danym pomiarze.
4.5. Stopień pokrycia opryskiwanych powierzchni
Badania stopnia pokrycia opryskiwanych powierzchni wykonano w warunkach
laboratoryjnych na stanowisku badawczym umieszczonym w zamkniętej hali, która miała
70 m długości i 6 m wysokości. Szerokość hali w miejscu przeprowadzania doświadczenia
wynosiła 5,4 m. Taki sposób zainstalowania aparatury badawczej umożliwiał ograniczenie
wpływu zewnętrznych czynników na przebieg procesu opryskiwania. Prace badawcze
przeprowadzone były przy temperaturze powietrza mieszczącej się w przedziale 10 - 12°C
i wilgotności względnej powietrza 62 – 70%. Cieczą użytkową, wykorzystywaną
w pomiarach była woda wodociągowa. Posadzka w budynku wykonana była z betonu
gładkiego (maszynowego). Przymocowano do niej na stałe prowadnicę zbudowaną
z ceownika C50×30×3 o długości 30 m, po której przemieszczał się nośnik rozpylaczy.
Widok stanowiska przedstawiono na rysunku 4.11.
59
4
2
5
1
3
Rys. 4.11. Widok ogólny stanowiska do badań stopnia pokrycia: 1 – sztuczna roślina,
2 – nośnik rozpylaczy, 3 – prowadnica, 4 – rolki prowadzące, 5 – koła napędowe
Rys. 4.12. Schemat budowy nośnika rozpylaczy: 1 - rama, 2 - silnik napędowy, 3 przekładnia łańcuchowa, 4 - przekładnia pasowa, 5 - napinacz paska klinowego, 6 - koła
napędowe, 7 - rolki przednie i tylne prowadzące, 8 - anemometr, 9 - przełącznik kierunku
obrotów, 10 - zbiornik wody, 11 - załącznik pompy, 12 - pompa z silnikiem, 13 - zawór
odcinający, 14 - filtr, 15 - zawór regulacji ciśnienia, 16 - manometr, 17 - oprawy
rozpylaczy z zaworami przeciw kroplowymi [źródło: Szewczyk 2010b]
60
Schemat obrazujący szczegółową budowę nośnika rozpylaczy został przedstawiony
na rysunku 4.12. Konstrukcja jego wykonana była z profili aluminiowych, do których
przymocowane były koła napędowe oraz rolki prowadzące poruszające się w prowadnicy.
Układ taki zapewniał prostoliniowy ruch na całej długości pracy. Istotnym elementem
nośnika był wycinek belki polowej wyposażony w korpusy wielorozpylaczowe.
Konstrukcja stanowiska umożliwiała zmianę wysokości pracy rozpylaczy oraz kąta
ich ustawienia γ w płaszczyźnie pionowej, równoległej do kierunku jazdy. Wysokość
pracy wynosiła 0,5 m i wynikała z zaleceń producentów rozpylaczy użytych w badaniach.
Zakładane wartości kąta γ ustalano przy pomocy kątomierza zamocowanego w osi belki
polowej. Sposób ustawienia tego kąta przedstawiono na rysunku 4.13.
Rys. 4.13. Sposób ustawiania kąta γ
Stanowisko posiadało możliwość zmiany prędkości pracy, która była realizowana
z wykorzystaniem przetwornika częstotliwości. Dla prędkości 1,1 m·s -1 częstotliwość
ustalono na 12,50 Hz, dla prędkości 2,2 m·s-1 wynosiła 24,50 Hz, dla 3,3 m·s-1 – 36,50 Hz,
a dla 4,4 m·s-1 – 49 Hz. Wyznaczenia prędkości dokonywano na 10 metrowym odcinku
pomiarowym. Mierzono czas przejazdu nośnika z wykorzystaniem elektronicznego stopera
załączanego i wyłączanego przez czujnik krańcowy. Następnie, znając przebytą drogę
i czas potrzebny do jej pokonania dokonywano obliczeń prędkości pracy nośnika
(zamiennie
nazywaną
w
pracy prędkością
opryskiwania,
prędkością
roboczą).
61
Równocześnie z określaniem prędkości pracy dokonywany był pomiar prędkości wiatru
pozornego, wynikającego z ruchu roboczego stanowiska. Przeprowadzany był on na całym
odcinku pomiarowym przy użyciu anemometru umieszczonego na nośniku rozpylaczy.
Charakterystykę tego anemometru przedstawiono w podrozdziale 4.2.2.
Zamierzeniem doświadczeń było m.in. uzyskanie jednakowej dawki cieczy
w zakresie przyjętego ciśnienia roboczego dla różnych prędkości opryskiwania. Efekt ten
osiągnięto poprzez dostosowanie ilości przejazdów nośnika rozpylaczy do założonych
prędkości roboczych. Dzięki temu możliwe było uzyskanie niezmiennej dawki cieczy dla
każdego wariantu prędkości przejazdu oraz określenie wpływu wyłącznie prędkości
opryskiwania na stopień pokrycia opryskiwanych powierzchni. Sposób doboru ilości
przejazdów do prędkości roboczych przyjętych w badaniach oraz wynikające z nich dawki
cieczy przy poszczególnych poziomach ciśnienia przedstawiono w tabeli 4.3.
Tabela 4.3. Prędkości robocze i ilości przejazdów oraz odpowiadające im dawki cieczy
przy założonych poziomach ciśnienia roboczego
Ciśnienie cieczy
użytkowej [MPa]
0,2
0,3
0,4
Prędkość robocza [m·s-1]
Ilość przejazdów
nośnika
1,1
1
2,2
2
3,3
3
4,4
4
1,1
1
2,2
2
3,3
3
4,4
4
1,1
1
2,2
2
3,3
3
4,4
4
Dawka cieczy
[dm3·ha-1]
198
240
276
Nośnik rozpylaczy przemieszczał się wzdłuż prowadnicy z zadaną prędkością. Na
drodze przejazdu nośnika w obszarze odcinka pomiarowego umieszczone były 3 obiekty
imitujące rośliny (tzw. sztuczne rośliny).
Widok sztucznej rośliny wraz z oznaczonymi powierzchniami opryskowymi
przedstawiono na rysunku 4.14. Do każdej powierzchni wyszczególnionej na rysunku
przymocowano papierki wodoczułe WSP (Water Sensitive Paper) firmy Syngenta
o wymiarach 26 × 76 mm, które podlegały późniejszej analizie.
62
Rys. 4.14. Widok sztucznej rośliny z zaznaczonymi badanymi powierzchniami: 1  pionowa
najazdowa (Anj), 2  pionowa odjazdowa (Aoj), 3  pozioma górna (Apog), 4  pozioma
dolna (Apod)
Rys. 4.15. Schemat stanowiska pomiarowego do badań stopnia pokrycia: : a  odcinek
rozbiegowy, b  odcinek pomiarowy, c – odcinek końcowy, 1 – nośnik rozpylaczy,
2 – prowadnica, 3 – sztuczna roślina
Po przejeździe nośnika nad sztucznymi roślinami papierki wodoczułe zbierano
i przenoszono na 10 minut do pomieszczenia o wyższej temperaturze (20°C) w celu
całkowitego wyschnięcia. Następnie przypinano je do wcześniej przygotowanych
szablonów i zabezpieczano przed zawilgoceniem pozostawiając w suchym miejscu.
63
Rys. 4.16. Widok stanowiska do komputerowej analizy obrazu
Ocenę stopnia pokrycia opryskiwanych powierzchni przeprowadzono w Instytucie
Ogrodnictwa w Skierniewicach na stanowisku laboratoryjnym wyposażonym w mikroskop
Nikon MULTIZOOM AZ 100 oraz komputer z oprogramowaniem do analizy obrazu NIS
Elements Br. Widok stanowiska przestawiono na rysunku 4.16.
Rys. 4.17. Zrzut ekranu przedstawiający analizowany próbnik WSP
64
Powierzchnie papierka wodoczułego, które miały bezpośredni kontakt z cieczą
użytkową zmieniały swoje zabarwienie z koloru żółtego na granatowy. Obszary
zabarwione stanowiły podstawę do oznaczania powierzchni pokrytej przez krople. Stopień
pokrycia określano jako stosunek powierzchni zabarwionej do całej powierzchni
uwzględnianej w pomiarze. Do analizy przyjmowano losowo wybrany wycinek próbnika
o wymiarach 10 × 10 mm. Widok analizowanego próbnika przedstawiono na rysunku 4.17.
4.6. Statystyczne opracowanie wyników
Wyniki badań opracowano statystycznie przy zastosowaniu programu Statistica 9.1.
W celu oceny wpływu poszczególnych czynników na badane parametry konieczne było
przeprowadzenie wieloczynnikowej analizy wariancji (ANOVA). Z racji tego, że test ten
zaliczany jest do testów parametrycznych, konieczne było zweryfikowanie warunków jego
stosowalności. Pierwszy z warunków zakładał, że rozkłady danych są zgodne z rozkładem
normalnym, natomiast drugi dotyczył jednorodności wariancji w poszczególnych
populacjach danych. Do zweryfikowania przedstawionych warunków zastosowano test
Shapiro-Wilka (normalność rozkładu) oraz Levene’a (jednorodność wariancji). Wszystkie
wykonane testy przeprowadzano na poziomie istotności α = 0,05. W przypadku nie
spełnienia powyższych warunków parametryczny test analizy wariancji musiał być
zastąpiony
nieparametrycznym
testem
Kruskala-Wallisa.
Zarówno
w
teście
parametrycznym, jak i nieparametrycznym możliwe było przeprowadzenie testu
wielokrotnych porównań (jednorodności, homogeniczności grup), który miał za zadanie
wykazać, między którymi poziomami czynnika wystąpiły istotne różnice, bądź wyjaśnić
brak wpływu czynnika na analizowany parametr.
65
5. Wyniki badań i ich analiza
5.1. Badania wstępne
5.1.1. Pomiar wielkości kropel
Pomiary wielkości kropel wytwarzanych wybranymi rozpylaczami wykonane na
laserowym analizatorze widma cząstek „Spraytec” wykazały szerokie zróżnicowanie
wyników, w zależności od zadanego ciśnienia roboczego jak i zastosowanego typu
rozpylacza (tab. 5.1). Jednym z rozpylaczy, wytwarzających krople o najmniejszych
średnich wartościach, mierzonych wielkościami Dv(10), Dv(90) i VMD, był rozpylacz AXI
11002 firmy Albuz. Został on sklasyfikowany, zgodnie ze standardami normy ASAE
S572.1, jako rozpylacz drobnokroplisty w całym zakresie badanych ciśnień roboczych.
Cechował się on ponadto bardzo dobrym współczynnikiem jednorodności rozpylenia R SF
(od 1,04 do 1,09), również podczas pracy przy ciśnieniu roboczym przekraczającym
zalecania producenta (powyżej 0,4 MPa).
Tabela 5.1. Zestawienie charakterystycznych wielkości opisujących badane rozpylacze
przy przyjętych ciśnieniach roboczych
Rozpylacz
Ciśnienie
cieczy [MPa]
AXI 11002
AXI 11002
AXI 11002
AXI 11002
AXI 11002
AVI 11002
AVI 11002
AVI 11002
AVI 11002
AVI 11002
DG TJ60 11002
DG TJ60 11002
DG TJ60 11002
DG TJ60 11002
DG TJ60 11002
AVI TWIN 11002
AVI TWIN 11002
AVI TWIN 11002
AVI TWIN 11002
AVI TWIN 11002
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Wielkość kropel [μm]
Dv(10) Dv(50) (VMD) Dv(90)
RSF
Kategoria
kroplistości
111,2
97,99
90,39
83,98
79,5
223,1
188,2
168,8
159,2
157,2
148
133,4
124,7
122,2
119,9
238,9
193,2
177,6
168,1
155,6
1,04
1,05
1,05
1,08
1,09
1,56
1,50
1,44
1,41
1,42
1,16
1,08
1,06
1,01
0,98
1,36
1,29
1,21
1,16
1,13
drobne
drobne
drobne
drobne
drobne
ekstremalnie grube
bardzo grube
grube
grube
grube
średnie
średnie
średnie
średnie
średnie
ekstremalnie grube
bardzo grube
grube
grube
średnie
211,7
193,4
182,4
174,9
169,1
553,5
440
382,3
350,2
343,7
299,1
263,5
248,9
236,7
229,1
542,8
436,4
383,5
348,7
322,9
330,4
301
282,6
272,1
264
1084
850,1
720,1
651,6
643,8
495,9
417
387,5
361,7
344,9
978,5
754,1
640
573,9
518,8
66
Tabela 5.1. – c.d.
Rozpylacz
IDKT 12003
IDKT 12003
IDKT 12003
IDKT 12003
IDKT 12003
LU 12003
LU 12003
LU 12003
LU 12003
LU 12003
ID 12003
ID 12003
ID 12003
ID 12003
ID 12003
IDK 12003
IDK 12003
IDK 12003
IDK 12003
IDK 12003
AP 11002
AP 11002
AP 11002
AP 11002
AP 11002
AZ-MM 11003
AZ-MM 11003
AZ-MM 11003
AZ-MM 11003
AZ-MM 11003
Ciśnienie
cieczy [MPa]
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Wielkość kropel [μm]
Dv(10) Dv(50) (VMD) Dv(90)
RSF
Kategoria
kroplistości
253,8
203,5
187,5
176,3
154,3
124,2
106
96,13
68,8
67,74
252,3
202,6
180,7
164,8
157,4
204,3
173,3
155,7
144,2
134,4
215
203,6
183,2
169,1
155,3
135,8
118,2
108,1
104,8
98,9
1,30
1,26
1,20
1,17
1,14
0,99
1,00
1,04
1,44
1,43
1,53
1,51
1,49
1,50
1,49
1,38
1,35
1,33
1,29
1,28
2,14
1,51
1,49
1,45
1,47
1,19
1,17
1,17
1,15
1,16
ekstremalnie grube
bardzo grube
grube
grube
średnie
średnie
drobne
drobne
drobne
drobne
ekstremalnie grube
bardzo grube
bardzo grube
grube
grube
bardzo grube
grube
grube
średnie
średnie
ekstremalnie grube
bardzo grube
bardzo grube
grube
grube
średnie
średnie
drobne
drobne
drobne
553,6
439,8
395,3
360,5
318,2
236,1
212,5
203,3
155,5
153,5
626,3
493,7
432
381,5
362,6
457
371
331,2
307,6
288,3
558,2
491,5
437,3
389,6
357,9
271,4
240
224,5
217,5
206,8
973,2
757,5
662,4
597,2
517
357,2
318
307,9
292,8
287,7
1208
947,7
826,1
736,3
699,2
836,3
672,9
594,7
541,1
502
1411
945,2
835
735,5
680,3
457,8
398,5
370,6
355,7
338,6
Najwyższymi średnimi wartościami badanych wielkości charakteryzował się
rozpylacz ID 12003 firmy Lechler, który wytwarzał krople od grubych po ekstremalnie
grube w badanym przedziale ciśnień roboczych. Podczas rozpylania cieczy przez ten
rozpylacz przy ciśnieniu 0,3 MPa średnia wielkość kropel opisana wartością VMD
wynosiła 493,7 μm i ponad dwu i półkrotnie przewyższała wartość otrzymaną dla
rozpylacza AXI 11002 (193,4 μm). Jednorodność kropel wytwarzanych przez rozpylacz ID
12003 wyrażona współczynnikiem RSF wynosiła od 1,49 do 1,53 w zależności od
zastosowanego ciśnienia. Wzrost ciśnienia roboczego skutkował zawsze zmniejszeniem
wielkości średnich kropel emitowanych przez badane rozpylacze.
67
Objętość całkowita [%]
Rozkład objętości kropel [%]
a)
Średnica kropel [μm]
Objętość całkowita [%]
Rozkład objętości kropel [%]
b)
Średnica kropel [μm]
Objętość całkowita [%]
Rozkład objętości kropel [%]
c)
Średnica kropel [μm]
Objętość całkowita [%]
Rozkład objętości kropel [%]
d)
Średnica kropel [μm]
Rys. 5.1. Spektrum kropel wytwarzanych przy ciśnieniu roboczym 0,3 MPa przez
rozpylacze: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN 11002
68
W większości przypadków wystąpiła poprawa współczynnika jednorodności
rozpylenia w wyniku zwiększania ciśnienia roboczego za wyjątkiem rozpylaczy AXI
11002 i LU 12003, u których stwierdzono zmniejszenie jednorodności.
Rozpylacze użyte w pomiarze wielkości kropel charakteryzowały się odmiennymi
kątami rozpylenia cieczy (110 i 120°) oraz występowały w niejednakowych rozmiarach
(02 i 03) co różnicowało je m.in. pod względem wielkości wydatku jednostkowego.
Z powyższych względów do dalszych badań zaplanowanych w niniejszej pracy wybrano
rozpylacze tego samego rozmiaru i posiadających ten sam kąt rozpylenia: AXI 11002, AVI
11002, AVI TWIN 11002 i DG TJ60 11002. Spektrum wielkości kropel wytwarzanych
przez te rozpylacze dla przykładowego ciśnienia roboczego (0,3 MPa) zilustrowano na
rysunku 5.1.
Z przedstawionych wykresów możliwe jest odczytanie ilości objętości cieczy
wytwarzanej w danej frakcji i na jej podstawie dokonanie oceny przydatności
poszczególnego rozpylacza do ściśle określonego typu zabiegu ochrony roślin. Frakcje
kropel mniejsze niż 100 μm mogą stanowić zagrożenie podczas stosowania środków
ochrony
roślin
wynikające
m.in.
ze
znoszenia
cieczy
czy
jej
odparowania
w niekorzystnych warunkach atmosferycznych takich jak niska wilgotność powietrza czy
wysoka temperatura. Z kolei frakcje kropli większe niż 500 μm również uważane są jako
niekorzystne, gdyż przy dużym ich udziale może dochodzić do ociekania cieczy z roślin,
osiadania jej na podłożu czy obniżenia stopnia pokrycia opryskiwanych upraw [Czaczyk
2012a, Kierzek 2011].
Wybrane rozpylacze, wykazywały między sobą duże zróżnicowanie wielkości
emitowanych kropel, dlatego szczególnie uzasadnione wydawało się użycie ich
w zasadniczych etapach badań doświadczalnych. Spodziewanym efektem tych badań
będzie ocena jakości pracy rozpylaczy oraz określenie indywidualnych zakresów ich
stosowalności przy danych warunkach eksploatacyjnych
5.1.2. Pomiar prędkości strumienia powietrza w tunelu aerodynamicznym
Wyniki pomiarów prędkości strumienia powietrza w określonych punktach
przekroju poprzecznego tunelu aerodynamicznego przedstawione zostały na rysunku 5.2.
Prędkością przyjętą do badań była prędkość uzyskiwana w samym środku przekroju
poprzecznym tunelu, a więc w miejscu mocowania badanego rozpylacza.
69
[m
]
0,3
0,2
0,1
0,1
vw [m·s-1]
h
3-3,6
2,4-3
1,8-2,4
0,8 ,7
0
0,6 5
0, 4
0, 3
h
[m
0, 2
]
0,
0,1
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,
0,8 9
[m
0,5 4
0,
]
0,3
0,2
0,1
6,4
5,6
4,8
4
3,2
2,4
1,6
0,8
0
0,9
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
vw [m·s-1]
d)
vw [m·s-1]
4,8
4,2
3,6
3
2,4
1,8
1,2
0,6
0
0,9
0,8 7
0, 6
0,
0,7
0,8 7
0,
h
0,6 5
0,
[m
]
0,4
0,3
0,2
0,1
0,1
0,2
0,3
0,
0,8 9
m
]
0,4
vw [m·s-1]
c)
vw [m·s-1]
0,2
0,3
0,6
2,4-2,8
2-2,4
1,6-2
1,2-1,6
s[
h
0,5 4
0,
0,5
3,2
2,8
2,4
2
1,6
1,2
0,8
0,4
0
0,9
m
]
0,8 ,7
0 ,6
0
0,
0,8 9
0,7
vw [m·s-1]
b)
s[
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,9
1,2-1,4
1-1,2
0,8-1
s[
m
]
vw [m·s-1]
a)
0,4
4-4,8
3,2-4
2,4-3,2
0,5
0,6
0,7
0,
0,8 9
s[
m
]
vw [m·s-1]
Rys. 5.2. Rozkład prędkości przepływu strumienia powietrza w miejscu rozpylania cieczy
dla następujących prędkości: a) 1,1; b) 2,2; c) 3,3; d) 4,4 m·s-1; h – wysokość tunelu,
s – szerokość tunelu, vw – prędkość strumienia powietrza
Zainstalowanie w tunelu aerodynamicznym prostownicy rurowo-wiązkowej oraz
siatek homogenizujących strumień powietrza spowodowało, iż różnice prędkości
przepływu w badanym przekroju nie były znaczące z punktu widzenia warunków
przeprowadzonych badań.
Wartości prędkości powietrza były tak ustalane, aby uzyskać możliwie jak
największą jednorodność przepływu szczególnie w miejscu bezpośredniego kontaktu
strumienia z rozpyloną cieczą. Otrzymane w ten sposób przedziały prędkości strumienia
powietrza, działającego na rozpyloną strugę zestawiono w tabeli 5.2.
70
Tabela 5.2. Zestawienie przedziałów prędkości strumienia powietrza działających na
rozpyloną strugę cieczy
Prędkość strumienia powietrza
przyjęta do badań [m·s-1]
Przedział uzyskanej
prędkości [m·s-1]
1,1
1,0 – 1,3
2,2
1,8 – 2,2
3,3
2,6 – 3,5
4,4
3,6 – 4,6
Na podstawie danych przedstawionych w powyższej tabeli wykazano, że
maksymalne różnice w prędkości strumienia powietrza nie przekraczały 21% prędkości
przyjętej do badań.
5.2. Rozkład podłużny
Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów opracowano krzywe obrazujące
podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy. Na wykresach przedstawionych na rysunkach
5.3 – 5.22 oś „x” stanowiła długość stołu rowkowego. Płaszczyzna pionowa przechodząca
przez miejsce mocowania rozpylacza dzieliła stół rowkowy na dwie części: nawietrzną
oznaczoną jako ujemną i zawietrzną – jako dodatnią. Natomiast na osi „y” pokazano
stosunek cieczy zmierzonej w danym punkcie pomiarowym (z jednego cylindra
miarowego) do całkowitej objętości wykorzystanej do pomiaru. Przedstawione wykresy
dotyczą jedynie wyników badań dla przykładowego ciśnienia roboczego (0,3 MPa), które
wydają się być przez autora najbardziej reprezentatywne, gdyż ukazują charakterystyczne
zależności, wspólne dla pozostałych wartości ciśnień.
71
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.3. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta
γ = -20° i ciśnienia p = 0,3 MPa
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.4. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta
γ = -10° i ciśnienia p = 0,3 MPa
72
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.5. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta γ = 0°
i ciśnienia p = 0,3 MPa
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.6. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta
γ = 10° i ciśnienia p = 0,3 MPa
73
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.7. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta
γ = 20° i ciśnienia p = 0,3 MPa
Na wykresach 5.3 – 5.7 przedstawiono zależność między prędkością strumienia
powietrza oraz kątem ustawienia rozpylacza na podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy
dla rozpylacza AXI 11002. Analizując powyższe przebiegi zaobserwować można, że
najwyższe wartości (ekstrema) opadu rozpylonej cieczy na opryskiwaną powierzchnię
uzyskiwane są dla pionowego ustawienia rozpylacza w przypadku, gdy na rozpyloną ciecz
nie działa strumień powietrza. W takich warunkach i przy takim ustawieniu rozpylacza
cała objętość rozpylonej cieczy znajduje się pod rozpylaczem, na długości stołu nie
przekraczającej 0,7 m. Wówczas rozkład cieczy zbliżony jest do normalnego.
W momencie zastosowania i stopniowego zwiększania prędkości strumienia
powietrza zaobserwować można osiąganie zdecydowanie niższych wartości opadu na
korzyść rozszerzenia podstawy krzywej rozkładu (wzdłuż osi „x”). W tym przypadku
obserwowany rozkład rozpylonej cieczy znacznie odbiega od rozkładu normalnego.
Jednocześnie następuje wyraźne przesunięcie objętości rozpylonej cieczy zgodnie
z kierunkiem działania wiatru, na stronę zawietrzną osi rozpylacza. Sytuacji takiej można
w pewnym stopniu przeciwdziałać, a mianowicie poprzez zmianę ustawienia rozpylacza
z kątów ujemnych na dodatnie. Ponadto stwierdzić można, że im większa prędkość
strumienia powietrza, tym większe powinno być wychylenie rozpylacza „pod wiatr”, czyli
w stronę dodatnich wartości kąta γ. Na przykład dla prędkości wiatru 2,2 i 3,3 m·s -1
najbardziej korzystny wydaje się kąt ustawienia rozpylacza równy 10°, dzięki któremu
74
możliwe jest uzyskanie rozkładu opadu cieczy bezpośrednio pod badanym rozpylaczem.
Jednak i w tym przypadku nieunikniony pozostaje efekt rozmycia cieczy w wyniku
działania strumienia powietrza.
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.8. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta
γ = -20° i ciśnienia p = 0,3 MPa
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.9. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta
γ = -10° i ciśnienia p = 0,3 MPa
75
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.10. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta
γ = 0° i ciśnienia p = 0,3 MPa
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.11. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta
γ = 10° i ciśnienia p = 0,3 MPa
76
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,35
0,30
Vi/Vc [-]
0,25
0,20
vw
0,15
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.12. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta
γ = 20° i ciśnienia p = 0,3 MPa
W przypadku rozpylacza AVI 11002 (rozkłady przedstawione na rysunkach 5.8 –
5.12) kształt przebiegów jest zbliżony do omawianego wcześniej rozpylacza. Pewne
różnice dostrzegane są jednak po stronie zawietrznej przy długości stołu powyżej 0,6 m.
Przykładowo na długości wynoszącej 0,8 m analizowana wartość dla pionowo
ustawionego rozpylacza AVI 11002 przy największej prędkości strumienia powietrza
dochodzi do 0,0062, podczas gdy dla poprzednio opisywanego rozpylacza wynosiła
0,0124. Ponadto zaobserwować można, że maksymalne wartości rozkładu (ekstrema)
osiągane przez rozpylacz AVI 11002 są wyższe niż dla rozpylacza AXI 11002. Osiągane
różnice dla prędkości wiatru 4,4 m·s-1 i kąta γ równego 20° przekraczały 100%.
77
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,20
Vi/Vc [-]
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.13. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = -20° i ciśnienia p = 0,3 MPa
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,20
Vi/Vc [-]
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.14. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = -10° i ciśnienia p = 0,3 MPa
78
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,20
Vi/Vc [-]
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.15. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = 0° i ciśnienia p = 0,3 MPa
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,20
Vi/Vc [-]
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.16. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = 10° i ciśnienia p = 0,3 MPa
79
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,20
Vi/Vc [-]
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.17. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = 20° i ciśnienia p = 0,3 MPa
Odmienna sytuacja występuje przy zastosowaniu rozpylacza DG TJ60 11002
(rysunki 5.13 – 5.17). Zasadnicza różnica dotyczy charakteru rozkładu wynikającego
z konstrukcji rozpylacza. W przeciwieństwie do rozpylaczy jednostrumieniowych
obserwujemy dwa ekstrema w odległości od siebie nie przekraczającej 0,6 m. Wartości
ekstremów były jednak znacznie niższe niż w przypadku rozpylaczy jednostrumieniowych,
co wynikało z faktu rozdzielenia przez rozpylacz całej objętości cieczy na dwa osobne
strumienie. Podobnie jak w przypadku poprzednio omawianej grupy rozpylaczy,
zastosowanie strumienia powietrza i stopniowe zwiększanie jego prędkości powoduje
obniżenie maksymalnych wartości rozkładu i wystąpienie rozmycia w kierunku
zawietrznym. Dostrzec można również, że przy większych prędkościach strumienia
powietrza wyższe ekstrema opadu uzyskiwane są dla tej strugi cieczy, która przyjmuje
położenie najbardziej zbliżone do pionowego.
80
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,30
0,25
Vi/Vc [-]
0,20
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.18. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = -20° i ciśnienia p = 0,3 MPa
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,30
0,25
Vi/Vc [-]
0,20
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.19. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = -10° i ciśnienia p = 0,3 MPa
81
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,30
0,25
Vi/Vc [-]
0,20
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.20. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = 0° i ciśnienia p = 0,3 MPa
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
0,30
0,25
Vi/Vc [-]
0,20
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.21. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = 10° i ciśnienia p = 0,3 MPa
82
vw [m·s-1]
0
1,1
2,2
3,3
0,4
0,6
4,4
0,30
0,25
Vi/Vc [-]
0,20
0,15
vw
0,10
0,05
0,00
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
l [m]
Rys. 5.22. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = 20° i ciśnienia p = 0,3 MPa
Drugi z analizowanych rozpylaczy dwustrumieniowych (rozkłady przedstawione na
rysunkach 5.18 – 5.22 charakteryzował się wyższymi maksymalnymi wartościami opadu
niż rozpylacz DG TJ60 11002, co mogło być spowodowane wytwarzaniem kropli
o znacznie większej średnicy opisanej wielkością VMD. W tym przypadku obserwuje się
ponadto wyraźne wyodrębnienie poszczególnych strug rozpylanej cieczy. Wartości
badanego parametru na długości stołu rowkowego pomiędzy strugami dla nominalnego
ustawienia rozpylacza przy maksymalnej prędkości wiatru są mniejsze niż w przypadku
poprzedniego rozpylacza (DG TJ60 11002) o blisko 50%. Dodatkowo zaobserwowano
występowanie mniejszego rozmycia po stronie zawietrznej omawianego rozpylacza. Dla
przykładu, na długości stołu rowkowego wynoszącej 1 m analizowana wartość dla
pionowo ustawionego rozpylacza AVI TWIN 11002 przy największej prędkości wiatru
była mniejsza o ponad 53% niż w przypadku rozpylacza DG TJ60 11002.
5.3. Wskaźnik opadu cieczy (Wso)
Wyniki badań wskaźnika opadu rozpylonej cieczy Wso (dla przyjętych warunków
i parametrów pracy użytych rozpylaczy) w odniesieniu do poszczególnych ciśnień
roboczych przedstawione zostały na rysunkach 5.23 - 5.25.
83
a)
-1
vw [m·s ]
0
1,1
2,2
3,3
b)
4,4
Wso [%]
Wso [%]
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
-20
-10
0
10
20
-20
γ [°]
-1
vw [m·s ]
d)
0
1,1
2,2
3,3
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
Wso [%]
Wso [%]
c)
-20
-10
-1
vw [m·s ]
0
γ [°]
10
20
0
1,1
2,2
3,3
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
-10
-1
vw [m·s ]
0
10
γ [°]
0
1,1
2,2
3,3
20
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
-20
-10
0
10
20
γ [°]
Rys. 5.23. Wskaźnik opadu cieczy Wso przy ciśnieniu roboczym 0,2 MPa dla rozpylaczy:
a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN 11002
Na rysunku 5.23 zobrazowano wykresy słupkowe, na których zestawiono wartości
wskaźnika Wso dla badanych rozpylaczy przy ciśnieniu roboczym wynoszącym 0,2 MPa.
Na przedstawionych wykresach zaobserwować można, że wartość wskaźnika W so dla
wszystkich rozpylaczy jest największa w sytuacji, gdy na rozpyloną strugę cieczy nie
działa strumień powietrza. Wraz ze wzrostem prędkości wiatru maleje objętość cieczy
odzyskiwanej z powierzchni stołu rowkowego. Zależność ta widoczna jest dla wszystkich
użytych w badaniach rozpylaczy, jednak znacznie mniejsze spadki wskaźnika widoczne są
dla rozpylaczy eżektorowych wytwarzających krople ekstremalnie grube dla omawianego
ciśnienia roboczego. Przykładowo udział odzyskanej objętości cieczy przy wietrze 0 m·s -1
i nominalnym ustawieniu rozpylacza AXI 11002 wynosi 97%, a dla rozpylacza AVI 11002
99%, z kolei przy największej wartości strumienia powietrza dysproporcje między tymi
rozpylaczami zwiększają się i wynoszą odpowiednio: dla AXI 11002 – 72%, dla AVI
11002 – 93%.
84
a)
b)
-1
0
1,1
2,2
3,3
-1
vw [m·s ]
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
Wso [%]
Wso [%]
vw [m·s ]
-20
-10
0
10
0
20
-20
-10
0
1,1
2,2
3,3
d)
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
-20
-10
3,3
4,4
10
20
γ [°]
Wso [%]
Wso [%]
-1
vw [m·s ]
2,2
0
γ [°]
c)
1,1
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
0
10
-1
vw [m·s ]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
20
-20
γ [°]
-10
0
10
γ [°]
20
Rys. 5.24. Wskaźnik opadu cieczy Wso przy ciśnieniu roboczym 0,3 MPa dla rozpylaczy:
a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN 11002
-1
vw [m·s ]
0
1,1
2,2
3,3
b)
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
Wso [%]
Wso [%]
a)
-20
-10
0
10
-1
vw [m·s ]
0
20
-20
-10
-1
vw [m·s ]
0
1,1
2,2
2,2
3,3
0
γ [°]
c)
1,1
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
10
20
γ [°]
3,3
d)
4,4
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
-1
vw [m·s ]
0
1,1
2,2
3,3
4,4
Wso [%]
Wso [%]
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
-20
-10
0
γ [°]
10
20
-20
-10
0
10
20
γ [°]
Rys. 5.25. Wskaźnik opadu cieczy Wso przy ciśnieniu roboczym 0,4 MPa dla rozpylaczy:
a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN 11002
85
W przypadku ciśnienia roboczego 0,3 MPa (zastawienia na rysunku 5.24)
zależności między prędkością, zastosowanym rozpylaczem a wskaźnikiem W so zostały
zachowane jak przy niższym poziomie ciśnienia roboczego. Rozpatrując najwyższą
prędkość strumienia powietrza (4,4 m·s -1) działającą na rozpyloną strugę cieczy, to
największą wartość wskaźnika opadu cieczy (ponad 92%) zaobserwowano dla rozpylacza
AVI 11002 ustawionego pod kątem 10°, a najmniejszą (62%) dla AXI 11002 i kąta
γ = -20°.
Wyniki pomiarów wskaźnika Wso przy najwyższym ciśnieniu roboczym,
przedstawione na rysunku 5.25, wydają się potwierdzać poprzednio opisane zależności.
Dostrzec ponadto można, że zwiększaniu ciśnienia roboczego towarzyszy niewielki spadek
analizowanego wskaźnika. Sytuacja taka mogła być spowodowana wytwarzaniem przez
rozpylacze kropel o mniejszych średnicach VMD.
Statystyczne opracowanie wyników badań wskaźnika Wso
W celu określenia wpływu przyjętych czynników na wartość wskaźnika opadu
cieczy Wso przeprowadzono wieloczynnikową analizę wariancji na poziomie istotności
α = 0,05. Taka analiza mogła być wykonana po uprzednim wykazaniu zgodności danych
z rozkładem normalnym i jednorodności wariancji poszczególnych populacji. Na
podstawie przeprowadzonych testów Shapiro-Wilka oraz Levene’a stwierdzono, że
wszystkie populacje cechowały się rozkładami zgodnymi z normalnymi, jak również
jednorodnością wariancji. Możliwe było zatem zastosowanie wieloczynnikowej analizy
wariancji, której wyniki przedstawiono w tabeli 5.3.
Tabela 5.3. Wyniki wieloczynnikowej analizy wariancji wskaźnika Wso
Liczba stopni
swobody
Wartość
testu F
Wartość p
Rozpylacz
3
883,8
0,0001
Ciśnienie robocze
2
40,1
0,0004
Prędkość strumienia powietrza
4
564,8
0,0001
Kąt ustawienia rozpylacza
4
4,9
0,0006
Czynnik
Na podstawie danych przedstawionych w tabeli 5.3 wykazano, że ciśnienie
robocze, prędkość strumienia powietrza, zastosowany rozpylacz jak i kąt jego ustawienia
istotnie wpływały na wartość wskaźnika Wso.
86
Test porównań wielokrotnych przeprowadzony dla wskaźnika opadu cieczy
wykazał, że w obszarze pierwszych trzech czynników (rozpylacz, ciśnienie robocze
i prędkość strumienia powietrza) wystąpiły osobne grupy jednorodne. Pomiędzy każdym
z rozpylaczy wystąpiły istotne różnice. Analogiczna zależność zachodziła dla ciśnienia
roboczego i prędkości strumienia powietrza. Stwierdzono ponadto, że wartość wskaźnika
Wso przy kącie ustawienia rozpylacza -20° jest istotnie różna niż w przypadku pozostałych
kątów.
5.3.1. Opracowanie empirycznego modelu wskaźnika opadu cieczy
Analiza uzyskanych wyników badań rozkładu podłużnego rozpylonej cieczy
wykazała potrzebę opracowania narzędzia, przy pomocy którego możliwe byłoby
określenie wielkości wskaźnika opadu cieczy Wso w zależności od panujących warunków
i zadanych parametrów pracy. Wiedza na temat wartości wskaźnika Wso, wydaje się być
wysoce istotną podczas wykonywania zabiegu ochrony roślin, gdyż stanowi pośrednią
ocenę potencjalnego znoszenia cieczy użytkowej. Jest to niezmiernie ważne w aspekcie
skuteczności biologicznej oprysku, jak i możliwości wystąpienia skażenia środowiska.
Powyższe względy sprawiły, że podjęto próbę opracowania modelu empirycznego
opartego na przedstawionych wcześniej wynikach badań wskaźnika opadu cieczy W so.
Zgodnie z wynikami analizy statystycznej, analizowany parametr zależał od następujących
czynników przyjętych do badań: rodzaj rozpylacza, ciśnienie cieczy użytkowej, prędkość
strumienia powietrza, kąt ustawienia rozpylacza.
Podczas zmiany ciśnienia roboczego, jak również przy zastosowaniu odmiennej
konstrukcji bądź rozmiaru rozpylacza, zmienia się wielkość wytwarzanych kropel
opisywana wielkością VMD. Przekłada się to również na zmianę wartości wskaźnika W so.
W związku z tym przyjęto założenie, którego celem było wprowadzenie nowego czynnika
(VMD), będącego wynikiem dwóch danych wejściowych: rodzaju rozpylacza i ciśnienia
roboczego. Zastosowanie tak zaplanowanego modelu empirycznego nie ograniczałoby się
tylko do jednego rozpylacza (konkretnego typu i rozmiaru), ale mogłoby być
wykorzystywane w przypadku innych rozpylaczy, dla których znana jest mediana
objętościowa średnicy kropel (VMD).
W związku z powyższym rozpatrywany wskaźnik opadu cieczy Wso uzależniony
był od następujących zmiennych niezależnych:
 VMD [μm] – mediana objętościowa średnicy kropel, VMD  <182; 553>,
87
 vw [m·s-1] – prędkość strumienia powietrza, vw = {0; 1,1; 2,2; 3,3; 4,4},
 γ [°] – kąt ustawienia rozpylacza, γ = {-20; -10; 0; 10; 20}.
Przed przystąpieniem do zasadniczej części opracowania modelu empirycznego
konieczne było przeprowadzenie analizy statystycznej, której celem było wykazanie
istotnego wpływu (bądź braku wpływu) wyżej wymienionych czynników na wartość
wskaźnika opadu cieczy Wso. Wykonany test zgodności rozkładów cechy z rozkładem
normalnym oraz test jednorodności wariancji wykazały, że do oceny statystycznej możliwe
było
wykorzystanie
testów
parametrycznych.
Dlatego
też
przeprowadzono
wieloczynnikową analizę wariancji na poziomie istotności α = 0,05 (tab. 5.4).
Tabela 5.4. Wyniki wieloczynnikowej analizy wariancji dla modelu wskaźnika Wso
Liczba stopni
swobody
Wartość
testu F
Wartość p
Mediana objętościowa
średnicy kropel
11
253,7
0,0001
Prędkość strumienia powietrza
4
573,1
0,0002
Kąt ustawienia rozpylacza
4
5,0
0,0005
Czynnik
Zgodnie z wynikami przedstawionymi w powyższej tabeli stwierdzono istotny
wpływ wszystkich przyjętych do badań czynników na wartość wskaźnika W so.
Wyniki wcześniej przeprowadzonych badań wskaźnika opadu cieczy W so zostały
opracowane z wykorzystaniem programu TableCurve 3D, przy pomocy którego
sformułowano równanie płaszczyzny opisujące zależności analizowanego parametru od
przyjętych zmiennych niezależnych. Ostatecznie model empiryczny pozwalający szacować
wartość wskaźnika opadu cieczy przyjmuje następującą postać:
Wso  79  0,016γ  0,0031γ 2  39,3v w  56,5ln(VMD) 
 0,5v 2  4,5(ln(VMD)) 2  5,9vln(VMD)
(4)
Współczynnik determinacji R2 = 0,926.
Na rysunku 5.26 zestawiono wykresy płaszczyzn symulujące wartości wskaźnika
Wso w zależności od założonych zmiennych niezależnych.
88
a)
b)
c)
d)
e)
Rys. 5.26. Zależność wskaźnika opadu cieczy od prędkości strumienia powietrza i mediany
objętościowej średnicy kropel dla kąta ustawienia rozpylacza: a) -20°, b) -10°, c) 0°,
d) 10°, e) 20°
Analizując przedstawione wykresy, zaobserwować można, że zwiększenie
prędkości strumienia powietrza skutkuje wyraźnym spadkiem wartości wskaźnika W so.
89
Taka sama tendencja obserwowana jest w przypadku zmniejszenia mediany objętościowej
średnicy kropel (VMD). Rozpatrując przebiegi analizowanego wskaźnika dla większych
prędkości strumienia powietrza, można zauważyć, że najbardziej optymalne ustawienie
rozpylacza utrzymuje się w zakresie 0-10°. Wtedy to dostrzegane są najmniejsze spadki
wartości wskaźnika opadu cieczy wynikające ze zmiany kroplistości i prędkości wiatru.
Aby sprawdzić czy opracowany model wskaźnika opadu cieczy ma zastosowanie
również dla innych rozpylaczy, których mediana objętościowa średnicy kropel mieści się
w założonym przedziale, przeprowadzono badania weryfikacyjne. Wykorzystano do tego
celu kilka losowo wybranych rozpylaczy stosowanych w uprawach polowych i wykonano
pomiary wielkości kropel na wcześniej opisanym stanowisku. Następnie przeprowadzono
dla tych rozpylaczy badania wskaźnika opadu cieczy według przyjętej metodyki.
W pomiarach zastosowano ciśnienie robocze 0,3 MPa, trzy ustawienia rozpylacza (-20, 0,
20°) oraz trzy prędkości strumienia powietrza: 1,5, 3,0, 4,4 m·s-1. W tabeli 5.5 dokonano
porównania wyników wskaźnika Wso uzyskanych w badaniach laboratoryjnych
z wynikami otrzymanymi przy pomocy opracowanego modelu.
Tabela 5.5. Zestawienie wartości wskaźnika Wso uzyskanych w badaniach laboratoryjnych
i modelowych dla różnych parametrów pracy wybranych rozpylaczy
Oznaczenie
rozpylacza,
producent
VMD1
[μm]
vw [m·s-1]
1,5
IDKT 12003
Lechler
440
3,0
4,4
1,5
IDK 12003
Lechler
374
3,0
4,4
1
Kąt γ [°]
Wskaźnik Wso
doświadczalny [%]
Wskaźnik Wso
modelowy [%]
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
93,8
95,0
94,3
92,5
91,8
92,6
89,7
90,8
90,4
88,2
89,8
91,1
87,4
88,3
88,5
83,9
85,6
84,3
92,7
94,2
93,3
91,0
92,5
91,6
91,4
93,0
92,0
90,8
92,4
91,5
87,7
89,2
88,3
86,8
88,3
87,4
Mediana objętościowa średnicy kropel dla ciśnienia roboczego 0,3 MPa
90
Tabela 5.5. – c.d.
Oznaczenie
rozpylacza,
producent
VMD1
[μm]
vw [m·s-1]
1,5
DG TJ 11004VP
TeeJet
285
3,0
4,4
1,5
CVI 11002
Albuz
329
3,0
4,4
1,5
LU 12003
Lechler
214
3,0
4,4
1,5
AI 11002VS
TeeJet
518
3,0
4,4
1
Kąt γ [°]
Wskaźnik Wso
doświadczalny [%]
Wskaźnik Wso
modelowy [%]
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
-20
0
20
86,4
87,0
87,6
78,6
81,5
79,8
74,1
76,2
75,7
89,9
90,5
90,1
83,8
85,8
84,0
76,1
78,3
78,8
81,3
83,2
83,6
73,2
74,8
75,7
68,1
69,3
68,0
94,8
95,3
95,5
92,8
93,4
94,0
90,7
91,3
91,2
87,2
88,8
87,9
81,7
83,2
82,3
78,5
80,1
79,2
87,2
88,8
87,9
81,7
83,2
82,3
78,5
80,1
79,2
82,7
84,3
83,3
74,6
76,2
75,3
69,1
70,7
69,7
94,3
95,8
94,9
94,0
95,6
94,6
95,8
97,4
96,4
Mediana objętościowa średnicy kropel dla ciśnienia roboczego 0,3 MPa
Analizując dane zawarte w powyższej tabeli zaobserwować można, że wartości
wskaźników otrzymane w wyniku pomiarów oraz obliczone przy pomocy zaproponowanej
91
formuły matematycznej są bardzo zbliżone do siebie. Największe różnice w wartościach
analizowanego parametru wynosiły nieco ponad 6% i wystąpiły dla nominalnie
ustawionego rozpylacza AI 11002VS przy prędkości strumienia powietrza 4,4 m·s-1. Warto
dodać, że rozpylacz ten wytwarzał największe krople, opisane wielkością VMD, spośród
wszystkich przyjętych do badań weryfikujących rozpylaczy. Natomiast najmniejsze
różnice w wartościach rozpatrywanego parametru (poniżej 1%) dostrzec można
w przypadku rozpylacza IDK 12003 ustawionego pod kątem 20° przy prędkości strumienia
powietrza równej 3,0 m·s-1.
Na podstawie analizy wyników badań wskaźnika opadu cieczy jak i późniejszych
badań weryfikacyjnych stwierdzić można, iż zasadne wydaje się rozszerzenie
stosowalności zaproponowanego w pracy modelu wskaźnika Wso również na inne
rozpylacze zalecane w uprawach polowych. Zdaniem autora wyżej opisany model można,
wykorzystać do szacowania z dużym przybliżeniem wartości wskaźnika Wso dla
zmiennych niezależnych zawartych w przedziałach:
 VMD [μm] – mediana objętościowa średnicy kropel, VMD  <182; 553>,
 vw [m·s-1] – prędkość strumienia powietrza, vw  <0; 1,1; 2,2; 3,3; 4,4>,
 γ [°] – kąt ustawienia rozpylacza, γ  <-20; -10; 0; 10; 20>.
5.4. Stopień pokrycia opryskiwanych powierzchni
Zarówno przed, jak i w trakcie wykonywania badań stopnia pokrycia
przeprowadzano pomiary prędkości nośnika rozpylaczy oraz prędkości wiatru pozornego,
mające na celu ustabilizowanie i sprecyzowanie warunków badań. Wyniki pięciu losowo
wybranych pomiarów dla każdego przyjętego poziomu prędkości nośnika rozpylaczy
przedstawiono w tabeli 5.6.
Zgodnie z założoną koncepcją, jako jeden z celów realizowanych badań przyjęto
wyznaczenie stopnia pokrycia opryskiwanych powierzchni: poziomej górnej (Apog),
poziomej dolnej (Apod), pionowej najazdowej (Anj) i pionowej odjazdowej (Aoj). Na
rysunkach 5.26 – 5.34 przedstawiono wyniki stopnia pokrycia analizowanych powierzchni
przy różnym ustawieniu badanych rozpylaczy dla trzech wartości ciśnień roboczych
i czterech prędkości nośnika. Podczas wstępnej analizy wyników badań okazało się, że
powierzchnia pozioma dolna w żadnym z badanych przypadków nie została pokryta cieczą
użytkową. Z powyższego względu pominięto przedstawianie wyników dotyczących tej
92
powierzchni opryskowej, nie uwzględniano jej również przy statystycznym opracowaniu
wyników badań.
Tabela 5.6. Wyniki pomiarów prędkości nośnika rozpylaczy i wiatru pozornego
Numer
pomiaru
Częstotliwość
prądu [Hz]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
12,50
12,50
12,50
12,50
12,50
24,50
24,50
24,50
24,50
24,50
36,50
36,50
36,50
36,50
36,50
49,00
49,00
49,00
49,00
49,00
Czas
przejazdu
odcinka
10 m [s]
9,15
9,08
9,02
9,22
8,96
4,55
4,64
4,53
4,52
4,57
3,05
3,07
3,02
2,99
3,04
2,25
2,28
2,23
2,30
2,26
Prędkość
nośnika
[m·s-1]
1,09
1,10
1,11
1,08
1,12
2,20
2,16
2,21
2,21
2,19
3,28
3,26
3,31
3,34
3,29
4,44
4,39
4,48
4,35
4,42
Średnia
prędkość
nośnika
[m·s-1]
1,10
2,19
3,30
4,42
Prędkość
wiatru
pozornego
[m·s-1]
1,01
1,00
1,03
0,96
1,02
1,99
2,03
1,94
1,96
1,98
3,03
2,97
3,00
3,05
3,01
4,03
4,11
3,98
4,05
4,01
Średnia prędkość
wiatru pozornego
[m·s-1]
1,00
1,98
3,01
4,04
Ciśnienie robocze 0,2 MPa
Zgodnie z przyjętą koncepcją realizacji badań dawka cieczy użytkowej na hektar
przy ciśnieniu roboczym 0,2 MPa wynosiła 198 dm3·ha-1, a wydatek pojedynczego
rozpylacza 0,66 dm3·min-1.
Wyniki stopnia pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) przy zmiennych
ustawieniach badanych rozpylaczy oraz różnych prędkościach nośnika zestawiono na
rysunku 5.27.
93
1,1
2,2
3,3
b)
4,4
70
70
60
60
50
50
Psp [%]
Psp [%]
a) v [m·s-1]
40
30
1,1
20
10
4,4
0
-20
-10
0
10
20
-20
-10
γ [°]
v [m·s-1]
1,1
2,2
0
10
20
γ [°]
3,3
d)
4,4
70
70
60
60
50
50
Psp [%]
Psp [%]
3,3
30
10
c)
2,2
40
20
0
v [m·s-1]
40
30
1,1
2,2
3,3
4,4
40
30
20
20
10
10
0
v [m·s-1]
0
-20
-10
0
10
γ [°]
20
-20
-10
0
γ [°]
10
20
Rys. 5.27. Stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) przy ciśnieniu roboczym
0,2 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN
11002
Analiza danych przedstawionych na wykresach słupkowych (rys. 5.27) pozwala
stwierdzić, że wartość stopnia pokrycia tej powierzchni utrzymywała się na zbliżonym
poziomie, niezależnie od zmian prędkości nośnika, jak i zmian kąta ustawienia rozpylaczy.
Wyraźne różnice w wartościach badanego parametru (niekiedy przekraczające 100%)
zaobserwowano natomiast pomiędzy typami zastosowanych rozpylaczy. Znacznie wyższe
wartości stopnia pokrycia dostrzec można w przypadku rozpylaczy wytwarzających krople
drobne (AXI 11002) oraz średnie (DG TJ60 11002) w porównaniu z rozpylaczami
produkującymi krople ekstremalnie grube (AVI 11002, AVI TWIN 11002), przy
rozpatrywanym ciśnieniu roboczym.
Najniższy stopień pokrycia, wynoszący 29,7%, otrzymano przy użyciu rozpylacza
AVI TWIN 11002, dla prędkości nośnika 1,1 m·s -1 i kąta ustawienia -20°. Natomiast
najwyższym stopniem pokrycia (64,5%) charakteryzowały się powierzchnie opryskiwane
z prędkością 3,3 m·s-1 przy zastosowaniu rozpylacza AXI 11002 ustawionego pod kątem
20°.
94
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
b)
4,4
25
25
20
20
Psp [%]
Psp [%]
a)
15
10
5
-20
2,2
3,3
4,4
15
10
-10
0
10
0
20
-20
γ [°]
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
d)
4,4
25
25
20
20
Psp [%]
Psp [%]
1,1
5
0
c)
v [m·s-1]
15
10
5
v [m·s-1]
-10
1,1
0
10
γ [°]
2,2
3,3
20
4,4
15
10
5
0
-20
-10
0
γ [°]
10
20
0
-20
-10
0
γ [°]
10
20
Rys. 5.28. Stopień pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (Anj) przy ciśnieniu
roboczym 0,2 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002
Wartości stopnia pokrycia dla powierzchni pionowej najazdowej (A nj) przy różnych
parametrach pracy przyjętych rozpylaczy zilustrowano na rysunku 5.28.
Na podstawie analizy danych przedstawionych na powyższych wykresach dostrzec
można wyraźny wpływ ustawienia rozpylacza, jak również prędkości nośnika na stopień
pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (Anj). Wraz ze wzrostem prędkości roboczej
zaobserwować można tendencję do wzrostu stopnia pokrycia rozpatrywanej powierzchni
opryskowej dla wszystkich użytych w badaniach rozpylaczy. Zmiana ustawienia
rozpylaczy z kątów ujemnych na dodatnie skutkowała zwiększeniem wartości
analizowanego parametru. Tendencja ta zachowana była dla wszystkich badanych
rozpylaczy, jednak większe zmiany stopnia pokrycia, wynikające ze zmian kąta
ustawienia, widoczne były dla rozpylaczy jednostrumieniowych (AXI 11002 i AVI
11002). Rozpylacze DG TJ60 11002 i AVI TWIN 11002, z uwagi na wytwarzanie dwóch
strumieni cieczy charakteryzowały się występowaniem mniejszych różnic w stopniu
pokrycia, wynikających ze zmiany prędkości roboczej i kąta ustawienia γ.
95
Najwyższą wartość analizowanego parametru (23,6%) zaobserwowano dla
rozpylacza AVI 11002 ustawionego pod kątem 20° przy prędkości roboczej 4,4 m·s -1.
Najmniejsze pokrycie, a w zasadzie jego brak (wartość zerowa), wystąpiło również dla
rozpylacza AVI 11002. W tym przypadku rozpylacz ustawiony był pod kątem -20°,
a prędkości opryskiwania wynosiły 1,1 i 2,2 m·s -1.
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
b)
4,4
20
20
16
16
Psp [%]
Psp [%]
a)
12
8
2,2
3,3
4,4
8
4
0
0
-20
v [m·s-1]
-10
1,1
0
10
γ [°]
2,2
20
-20
-10
0
10
20
γ [°]
3,3
d)
4,4
20
20
16
16
Psp [%]
Psp [%]
1,1
12
4
c)
v [m·s-1]
12
8
4
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
4,4
12
8
4
0
0
-20
-10
0
10
20
γ [°]
-20
-10
0
γ [°]
10
20
Rys. 5.29. Stopień pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (Aoj) przy ciśnieniu
roboczym 0,2 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002
Na rysunku 5.29 zobrazowano wykresy słupkowe, na których zestawiono wartości
stopnia pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (Aoj) przy zmiennych ustawieniach
rozpylaczy oraz różnych prędkościach roboczych.
Tendencje zmian stopnia pokrycia są odwrotne jak dla poprzednio opisywanej
powierzchni opryskowej. W tym przypadku wzrost prędkości opryskiwania skutkował
spadkiem wartości analizowanego parametru dla wszystkich rozpylaczy. Z kolei zmiana
ustawienia rozpylaczy z kątów dodatnich na ujemne powodowała wzrost stopnia pokrycia
badanej powierzchni.
Najwyższa wartość stopnia pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (A oj) była
znacznie niższa niż dla poprzednio analizowanej powierzchni i wynosiła 15,6%. Sytuacja
taka wystąpiła przy prędkości nośnika 1,1 m·s-1 z zastosowaniem rozpylacza AXI 11002
96
ustawionego pod kątem -20°. Najniższa natomiast wartość stopnia pokrycia wynosiła
0,1%. Zaobserwowano ją dla rozpylacza AVI 11002 przy prędkości roboczej 2,2 m·s -1
i kącie ustawienia równym 10°.
Podobnie jak przy poprzednio analizowanej powierzchni opryskowej mniejsze
dysproporcje w stopniu pokrycia, wynikające ze zmian prędkości roboczej i kąta
ustawienia γ zaobserwowano dla rozpylaczy o konstrukcji dwustrumieniowej.
Oceny wpływu czynników (rodzaju rozpylacza i kąta jego ustawienia oraz
prędkości roboczej) na stopień pokrycia każdej z powierzchni opryskowej dla ciśnienia
cieczy użytkowej 0,2 MPa przeprowadzono z wykorzystaniem testu Kruskala-Wallisa. Na
podstawie
wcześniej
przeprowadzonych
testów
normalności
(Shapiro-Wilka)
i jednorodności wariancji (Levene’a) na poziomie istotności α = 0,05 stwierdzono bowiem,
że warunki stosowalności wieloczynnikowej analizy wariancji nie zostały spełnione.
W tabeli 5.7 przedstawiono wyniki nieparametrycznego testu Kruskala-Wallisa dla
ciśnienia roboczego równego 0,2 MPa i wszystkich analizowanych powierzchni
opryskowych.
Tabela 5.7. Wyniki testu Kruskala-Wallisa dla stopnia pokrycia badanych powierzchni
opryskowych i ciśnienia roboczego 0,2 MPa
Powierzchnia
pozioma górna (Apog)
Powierzchnia pionowa
najazdowa (Anj)
Powierzchnia pionowa
odjazdowa (Aoj)
Wartość
testu H
Wartość p
Wartość
testu H
Wartość p
Wartość
testu H
Wartość p
189,77
0,0001
56,75
0,0003
34,93
0,0002
Prędkość nośnika
rozpylaczy
1,12
0,7714
26,21
0,0002
28,01
0,0001
Kąt ustawienia
rozpylacza
4,06
0,3982
97,51
0,0001
128,70
0,0007
Czynnik
Rozpylacz
Z przedstawionych danych wynika, że założone czynniki cechowały się istotnym
wpływem na wartość analizowanych parametrów na poziomie istotności α = 0,05, wyjątek
stanowił brak wpływu istotności prędkości nośnika rozpylaczy i kąta ustawienia
rozpylacza na stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej.
Test porównań wielokrotnych przeprowadzony dla powierzchni poziomej górnej
wykazał, że wystąpiły istotne różnice pomiędzy wszystkimi analizowanymi rozpylaczami,
poza brakiem istotnych różnic między rozpylaczem AVI 11002 a AVI TWIN 11002. Dla
pozostałych zmiennych grupujących (prędkość nośnika i kąt ustawienia) nie stwierdzono
97
istotnych różnic między poszczególnymi ich poziomami, co tłumaczy brak istotności
wpływu tych czynników.
Dla drugiej z badanych powierzchni (pionowa najazdowa) wykazano brak istotnych
różnic w wartościach stopnia pokrycia pomiędzy rozpylaczem DG TJ60 11002 a AVI
11002. We wszystkich pozostałych kombinacjach wystąpiły istotne różnice. W przypadku
prędkości nośnika rozpylaczy istotne różnice w wartościach analizowanego parametru
wystąpiły między parami: 1,1 a 3,3, 1,1 a 4,4 oraz 2,2 a 4,4 m·s-1. Dla ostatniego czynnika
(kąt ustawienia rozpylacza) nieistotne się jedynie pary: -20 i -10, -10 i 0, 0 i 10, 10 i 20°.
W przypadku powierzchni pionowej odjazdowej test porównań wielokrotnych dla
pierwszego czynnika (rodzaj rozpylacza) wykazał brak istotnego wpływu na stopień
pokrycia tej powierzchni jedynie między rozpylaczem AVI TWIN 11002 a AXI 11002
i DG TJ60 11002. Między pozostałymi rozpylaczami wystąpiły istotne różnice. Dla
prędkości nośnika różnice dotyczyły tych samych par jak przy poprzednio omawianej
powierzchni opryskowej. Ponadto stwierdzono brak istotnych różnic w stopniu pokrycia
jedynie między następującymi kątami ustawienia rozpylacza: 0 a 10 oraz 10 a 20°
Ciśnienie robocze 0,3 MPa
Wyniki stopnia pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) dla przyjętych
parametrów pracy badanych rozpylaczy zobrazowano na rysunku 5.30.
Na podstawie danych przedstawionych na poniższych wykresach można stwierdzić,
że wartość stopnia pokrycia powierzchni poziomej górnej kształtuje się na zbliżonym
poziomie w obrębie poszczególnych rozpylaczy. Podobnie jak w przypadku poprzednio
opisywanego ciśnienia roboczego tendencja ta zachowana jest niezależnie od zmian
prędkości nośnika czy kąta ustawienia rozpylaczy. Niższe wartości analizowanego
parametru otrzymano dla rozpylaczy eżektorowych (AVI 11002 i AVI TWIN 11002)
wytwarzających krople bardzo grube w porównaniu z rozpylaczami produkującymi krople
drobne (AXI 11002) i średnie (DG TJ60 11002) przy omawianym ciśnieniu roboczym.
Widoczne są ponadto różnice w wartościach stopnia pokrycia wynikającego m.in.
z większej dawki cieczy użytkowej (240 dm3·ha-1) uzyskiwanej przy ciśnieniu roboczym
0,3 MPa. Największe zmiany zaobserwowano dla rozpylacza DG TJ60 11002, gdzie
średnie pokrycie rozpatrywanej powierzchni wzrosło o ponad 31% w stosunku do ciśnienia
0,2 MPa. Najmniejszymi różnicami, wynikającymi ze zmiany ciśnienia roboczego
charakteryzował się natomiast rozpylacz AVI TWIN 11002, dla którego wartość średniego
stopnia pokrycia zwiększyła się tylko o 7%. W przypadku dwóch pozostałych rozpylaczy
98
wzrost badanego parametru wynosił odpowiednio: dla AXI 11002 28%, dla AVI 11002 –
19%.
a)
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
b)
4,4
Psp [%]
Psp [%]
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20
-10
0
10
v [m·s-1]
20
-20
γ [°]
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
-10
0
-10
10
v [m·s-1]
d)
4,4
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20
2,2
3,3
4,4
0
10
20
γ [°]
Psp [%]
Psp [%]
c)
1,1
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1,1
2,2
3,3
4,4
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
20
γ [°]
-20
-10
0
γ [°]
10
20
Rys. 5.30. Stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) przy ciśnieniu roboczym
0,3 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN
11002
Największe pokrycie powierzchni poziomej górnej (83,3%) uzyskano dla
rozpylacza AXI 11002 ustawionego pod kątem 10° przy najwyższej prędkości
opryskiwania. Natomiast najniższą wartość analizowanego parametru (32,6%) otrzymano
przy prędkości roboczej 1,1 m·s -1 dla rozpylacza AVI TWIN 11002 ustawionego pod
kątem -10°.
Na rysunku 5.31 przedstawiono wykresy słupkowe, na których zestawiono wartości
stopnia pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (Anj) przy zmiennych ustawieniach
rozpylaczy oraz różnych prędkościach opryskiwania.
Charakter zmian wartości stopnia pokrycia dla analizowanej powierzchni był
podobny jak w przypadku poprzednio rozpatrywanego ciśnienia roboczego. Wraz ze
wzrostem prędkości nośnika i zmianą ustawienia rozpylaczy z kątów ujemnych na
dodatnie można było zaobserwować tendencje do wzrostu stopnia pokrycia. Zależności te
99
były bardziej widoczne w przypadku rozpylaczy jednostrumieniowych (AXI 11002 i AVI
11002).
Obserwuje się ponadto pewne różnice w stopniu pokrycia powierzchni pionowej
najazdowej w porównaniu z poprzednio omawianym ciśnieniem, wynikające m.in. ze
zwiększenia dawki cieczy użytkowej do 240 dm3∙ha-1. Największe zmiany otrzymano przy
użyciu rozpylacza AXI 11002, dla którego średnie pokrycie analizowanej powierzchni
wzrosło o ponad 21%. Najmniejsze różnice, wynikające ze zmiany ciśnienia roboczego
widoczne były dla rozpylacza AVI TWIN 11002 – wzrost średniego pokrycia
o niecałe 4%. W przypadku rozpylacza AVI 11002 przyrost ten wynosił niecałe 9%.
Wyjątek stanowił jedynie rozpylacz DG TJ60 11002, gdzie mimo zwiększenia ciśnienia
roboczego z 0,2 do 0,3 MPa zaobserwowano spadek średniego pokrycia powierzchni
pionowej najazdowej o ponad 10%.
v [m·s-1]
b)
1,1
2,2
3,3
v [m·s-1]
4,4
30
30
25
25
20
20
Psp [%]
Psp [%]
a)
15
10
3,3
4,4
10
5
0
-20
-10
0
10
0
20
-20
γ [°]
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
d)
4,4
30
30
25
25
20
20
Psp [%]
Psp [%]
2,2
15
5
c)
1,1
15
10
5
-10
v [m·s-1]
0
10
γ [°]
1,1
2,2
3,3
20
4,4
15
10
5
0
0
-20
-10
0
γ [°]
10
20
-20
-10
0
10
20
γ [°]
Rys. 5.31. Stopień pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (Anj) przy ciśnieniu
roboczym 0,3 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002
Najwyższe pokrycie badanej powierzchni (25%) uzyskano przy największej
prędkości roboczej dla rozpylacza AVI 11002 ustawionego pod kątem 20°. Najniższą
100
wartość stopnia pokrycia otrzymano natomiast przy użyciu rozpylacza AXI 11002
ustawionego pod kątem -20°, dla prędkości nośnika 2,2 m·s-1. Wynosiła ona 0,2%.
Wyniki stopnia pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (Aoj) przy zmiennych
ustawieniach badanych rozpylaczy oraz różnych prędkościach nośnika zestawiono na
rysunku 5.32.
Analiza danych przedstawionych na wykresach słupkowych (rys. 5.32) pozwala
stwierdzić, że tendencje zmian stopnia pokrycia były odwrotne jak w przypadku
poprzednio omawianej powierzchni. W tym przypadku wzrost prędkości strumienia
powietrza, jak i zmiana ustawienia rozpylaczy z kątów ujemnych na dodatnie powodowała
spadek wartości analizowanego parametru.
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
b)
4,4
v [m·s-1]
20
20
16
16
Psp [%]
Psp [%]
a)
12
8
1,1
4,4
12
8
0
0
-20
-10
0
10
-20
20
-10
0
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
d)
4,4
20
16
16
Psp [%]
20
12
8
4
10
20
γ [°]
γ [°]
Psp [%]
3,3
4
4
c)
2,2
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
4,4
12
8
4
0
0
-20
-10
0
γ [°]
10
20
-20
-10
0
10
20
γ [°]
Rys. 5.32. Stopień pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (Aoj) przy ciśnieniu
roboczym 0,3 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002
Podobnie jak dla poprzednio omawianych powierzchni opryskowych również
i w tym przypadku zaobserwowano wzrost stopnia pokrycia powierzchni pionowej
odjazdowej (Aoj). Wynikał on z większej dawki cieczy użytkowej na hektar na skutek
zmiany ciśnienia roboczego z 0,2 do 0,3 MPa. Największy przyrost średniego stopnia
pokrycia wystąpił dla rozpylacza DG TJ60 11002 i wynosił ponad 63%, natomiast dla
101
rozpylaczy AVI TWIN 11002
i AXI 11002 odpowiednio o 36% i 40%. Wyjątek
zaobserwowano jedynie dla rozpylacza AVI 11002, w przypadku którego średni stopień
pokrycia w stosunku do poprzednio omawianego ciśnienia roboczego zmalał o niecały
punkt procentowy (z 2,7 do 1,8%). Stanowiło to jednak zmianę analizowanego parametru
o ponad 33%..
Najwyższy stopień pokrycia (17%) powierzchni pionowej odjazdowej wystąpił
przy prędkości roboczej 1,1 m·s-1 dla rozpylacza AXI 11002 ustawionego pod kątem -20°.
Natomiast najniższe pokrycie tej powierzchni (brak pokrycia) zaobserwowano dla dwóch
prędkości nośnika (1,1 i 2,2 m·s-1) przy użyciu rozpylacza AVI 11002 ustawionego pod
kątem 20°.
Podobnie jak dla poprzednio rozpatrywanego ciśnienia roboczego, warunki
stosowalności wieloczynnikowej analizy wariancji nie zostały spełnione. Przeprowadzono
zatem analizę statystyczną wykorzystującą test Kruskala-Wallisa. Wyniki tego testu dla
ciśnienia roboczego 0,3 MPa i wszystkich badanych powierzchni zestawiono w tabeli 5.8.
Analiza ta została przeprowadzona również na poziomie istotności α = 0,05.
Tabela 5.8. Wyniki testu Kruskala-Wallisa dla stopnia pokrycia badanych powierzchni
opryskowych i ciśnienia roboczego 0,3 MPa
Powierzchnia
pozioma górna (Apog)
Powierzchnia pionowa
najazdowa (Anj)
Powierzchnia pionowa
odjazdowa (Aoj)
Wartość
testu H
Wartość p
Wartość
testu H
Wartość p
Wartość
testu H
Wartość p
215,69
0,0002
53,91
0,0005
91,91
0,0003
Prędkość nośnika
rozpylaczy
1,10
0,7780
18,64
0,0003
10,05
0,0181
Kąt ustawienia
rozpylacza
0,13
0,9979
111,09
0,0003
107,63
0,0006
Czynnik
Rozpylacz
Z danych przedstawionych w powyższej tabeli zaobserwować można, że jedynie
prędkość nośnika rozpylaczy i kąt ustawienia rozpylacza nie miał istotnego wpływu na
stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog). We wszystkich innych przypadkach
stwierdzono istotny wpływ przyjętych czynników na analizowane parametry.
Test porównań wielokrotnych dla powierzchni poziomej górnej wykazał istotne
różnice w wartościach stopnia pokrycia dla każdego z badanych rozpylaczy. W przypadku
pozostałych czynników (prędkość nośnika i kąt ustawienia) nie wystąpiły istotne różnice
102
między poszczególnymi ich poziomami, co uzasadnia brak wpływu tych czynników na
wartość stopnia pokrycia rozpatrywanej powierzchni.
Analizując powierzchnię pionową najazdową stwierdzono, że istotny wpływ na
wartość stopnia porycia tej powierzchni wystąpił między rozpylaczami: AXI 11002 a AVI
TWIN 11002, AVI 11002 a AVI TWIN 11002 oraz DG TJ60 11002 a AVI TWIN 11002.
W przypadku prędkości nośnika rozpylaczy istotne różnice w wartościach analizowanego
parametru wykazano między następującymi prędkościami: 1,1 a 3,3, 1,1 a 4,4 oraz 2,2
a 4,4 m·s-1. Ponadto stwierdzono, że nie wystąpiły istotne różnice w stopniu pokrycia
między następującymi kątami ustawienia rozpylacza: -20 a -10, -10 a 0 oraz 10 a 20°.
W przypadku powierzchni pionowej odjazdowej test porównań wielokrotnych
wykazał brak istotnego wpływu na wartość stopnia pokrycia jedynie między rozpylaczem
AXI 11002 a AVI TWIN 11002. Dla drugiego czynnika (prędkość nośnika) istotne różnice
wystąpiły tylko między prędkością 1,1 a 4,4 m·s-1. Rozpatrując ustawienia rozpylacza
istotne różnice w stopniu pokrycia omawianej powierzchni stwierdzono dla następujących
par kątów: -20 a 0, -20 a 10, -20 a 20, -10 a 10, -10 a 20 oraz 0 a 20°.
Ciśnienie robocze 0,4 MPa
Najwyższym ciśnieniem roboczym przyjętym do badań stopnia pokrycia
opryskiwanych powierzchni było ciśnienie cieczy 0,4 MPa, przy którym dawka cieczy
użytkowej na hektar wynosiła 276 dm3·ha-1, a wydatek pojedynczego rozpylacza 0,92
dm3·min-1.
Wyniki stopnia pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) dla zmiennych
ustawień badanych rozpylaczy oraz różnych prędkości nośnika zilustrowano na rysunku
5.33.
Na podstawie danych przedstawionych na poniższych wykresach można stwierdzić,
że wartość stopnia pokrycia, podobnie jak przy poprzednio omawianych ciśnieniach
roboczych, utrzymywała się na zbliżonym poziomie w obrębie jednego rozpylacza.
Rozpylacze eżektorowe, wytwarzające krople grube przy analizowanym ciśnieniu
roboczym, charakteryzowały się zdecydowanie niższym stopniem pokrycia niż pozostałe.
Zwiększenie ciśnienia roboczego z 0,3 do 0,4 MPa, a tym samym zmiana dawki
cieczy użytkowej na hektar (z 240 do 276 dm3·ha-1) skutkowała osiąganiem wyższych
wartości średniego stopnia pokrycia dla wszystkich przyjętych do badań rozpylaczy.
Największy przyrost (o ponad 35%) wystąpił w przypadku rozpylacza AVI TWIN 11002,
103
a najmniejszy (o niecałe 2%) dla AXI 11002. Średni stopień pokrycia dla pozostałych
rozpylaczy był większy o blisko 30%.
v [m·s-1]
2,2
3,3
b)
4,4
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20
c)
-10
v [m·s-1]
1,1
0
10
γ [°]
2,2
3,3
20
-20
d)
4,4
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20
-10
0
10
v [m·s-1]
20
γ [°]
1,1
2,2
3,3
4,4
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Psp [%]
Psp [%]
1,1
Psp [%]
Psp [%]
a)
v [m·s-1]
-10
1,1
0
10
γ [°]
2,2
3,3
20
4,4
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20
-10
0
10
20
γ [°]
Rys. 5.33. Stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) przy ciśnieniu roboczym
0,4 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN
11002
Najwyższą
wartość
analizowanego
parametru
(pokrycie
ponad
83%)
zaobserwowano przy największej prędkości roboczej dla rozpylacza AXI 11002
ustawionego pod kątem -10°. Z kolei dla prędkości nośnika równej 2,2 m·s -1 i rozpylacza
AVI TWIN 11002 ustawionego pod kątem 10° stopień pokrycia był najniższy i wynosił
niecałe 45%.
Wyniki stopnia pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (Anj) dla przyjętych
parametrów pracy badanych rozpylaczy przedstawiono na rysunku 5.34.
Analizując dane zawarte na poniższych wykresach można stwierdzić, że charakter
zmian wartości stopnia pokrycia tej powierzchni jest analogiczny jak dla poprzednio
rozpatrywanych ciśnień roboczych. Wzrost prędkości roboczej oraz zmiana ustawienia
rozpylacza z kątów ujemnych na dodatnie skutkowała zwiększeniem wartości
analizowanego parametru, przy czym najmniejsze zmiany (dysproporcje) zaobserwowano
dla rozpylaczy dwustrumieniowych.
104
v [m·s-1]
b)
1,1
2,2
3,3
v [m·s-1]
4,4
30
30
25
25
20
20
Psp [%]
Psp [%]
a)
15
10
1,1
4,4
15
10
0
0
-20
-10
0
10
-20
20
-10
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
d)
4,4
30
25
25
20
20
Psp [%]
30
15
10
5
0
10
20
γ [°]
γ [°]
Psp [%]
3,3
5
5
c)
2,2
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
4,4
15
10
5
0
0
-20
-10
0
10
20
γ [°]
-20
-10
0
γ [°]
10
20
Rys. 5.34. Stopień pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (Anj) przy ciśnieniu
roboczym 0,4 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002
Podobnie jak w przypadku poprzednio omawianej powierzchni opryskowej, przy
zmianie ciśnienia roboczego z 0,3 do 0,4 MPa uzyskano wyższe wartości średniego stopnia
pokrycia dla wszystkich badanych rozpylaczy. Największy przyrost dotyczył rozpylacza
AXI 11002 (o ponad 50%), a najmniejszy (o niecałe 4%) DG TJ60 11002. Średni stopień
pokrycia w przypadku pozostałych rozpylaczy był wyższy o ponad 15%.
Najwyższą wartość analizowanego parametru (pokrycie 26,5%) zaobserwowano
dla rozpylacza AVI 11002 ustawionego pod kątem 20° przy maksymalnej prędkości
roboczej. Najmniejsze pokrycie (0,8%) wystąpiło również dla rozpylacza AVI 11002.
W tym przypadku rozpylacz ustawiony był pod kątem -20°, a prędkość opryskiwania
wynosiła 1,1 m·s-1.
Na rysunku 5.35 zobrazowano wykresy słupkowe, na których przedstawiono
wartości stopnia pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (A oj) dla zmiennych ustawień
rozpylaczy oraz różnych prędkości roboczych.
105
b)
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
4,4
30
30
25
25
20
20
Psp [%]
Psp [%]
a)
15
1,1
2,2
3,3
4,4
15
10
10
5
5
0
0
-20
c)
-10
v [m·s-1]
1,1
0
10
γ [°]
2,2
3,3
-20
20
d)
4,4
30
30
25
25
20
20
15
-10
0
10
20
γ [°]
Psp [%]
Psp [%]
v [m·s-1]
v [m·s-1]
1,1
2,2
3,3
4,4
15
10
10
5
5
0
0
-20
-10
0
10
20
-20
-10
0
10
20
γ [°]
γ [°]
Rys. 5.35. Stopień pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (Aoj) przy ciśnieniu
roboczym 0,4 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002
Analiza danych przedstawionych na powyższych wykresach pozwala stwierdzić, że
tendencje zmian stopnia pokrycia dla powierzchni pionowej odjazdowej są analogiczne jak
dla
dwóch
poprzednio
rozpatrywanych
ciśnień
roboczych.
Wyższe
wartości
analizowanego parametru uzyskano wraz ze zmniejszeniem prędkości nośnika jak i ze
zmianą ustawienia rozpylaczy z kątów dodatnich na ujemne.
W przypadku wszystkich badanych rozpylaczy zaobserwowano wzrost średniego
pokrycia omawianej powierzchni opryskowej przy zmianie ciśnienia roboczego z 0,3 do
0,4 MPa. Największy przyrost (o 111%) wystąpił dla rozpylacza AVI 11002, była to
jednak zmiana o zaledwie dwa punkty procentowe (z 1,8 do 3,8%). Najmniejszy wzrost
wartości średniego stopnia pokrycia, wynikający ze zmiany ciśnienia roboczego, wystąpił
dla rozpylacza AVI TWIN 11002 i wynosił 24%. W przypadku dwóch pozostałych
rozpylaczy badany parametru zmienił się odpowiednio: dla AXI 11002 o 26%, dla DG
TJ60 11002 – o ponad 47%.
Największe pokrycie powierzchni pionowej odjazdowej (26,5%) uzyskano dla
rozpylacza AXI 11002 ustawionego pod kątem -20° przy najniższej prędkości
106
opryskiwania. Natomiast najmniejszą wartość analizowanego parametru (0,4%) otrzymano
przy tej samej prędkości roboczej dla rozpylacza AVI 11002 ustawionego pod kątem 20°.
Analizę statystyczną dla najwyższego poziomu ciśnienia roboczego wykonano
w sposób analogiczny jak w poprzednio opisywanych przypadkach. W tabeli 5.9
zamieszczono wyniki testu Kruskala-Wallisa dla wszystkich trzech analizowanych
powierzchni.
Tabela 5.9. Wyniki testu Kruskala-Wallisa dla stopnia pokrycia badanych powierzchni
opryskowych i ciśnienia roboczego 0,4 MPa
Powierzchnia
pozioma górna (Apog)
Powierzchnia pionowa
najazdowa (Anj)
Powierzchnia pionowa
odjazdowa (Aoj)
Wartość
testu H
Wartość p
Wartość
testu H
Wartość p
Wartość
testu H
Wartość p
191,59
0,0001
51,06
0,0003
79,28
0,0004
Prędkość nośnika
rozpylaczy
5,37
0,1466
21,52
0,0001
15,15
0,0017
Kąt ustawienia
rozpylacza
1,20
0,8784
106,27
0,0002
110,71
0,0001
Czynnik
Rozpylacz
Analogicznie jak w przypadku ciśnienia 0,3 MPa wykazano istotny wpływ
wszystkich przyjętych do badań czynników, poza brakiem istotności wpływu prędkości
nośnika i kąta ustawienia rozpylacza na stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej
(Apog).
Dla pierwszej z analizowanych powierzchni (Apog) Rozpatrując wyniki analizy
w obrębie powierzchni poziomej górnej nie zaobserwowano
istotnych różnic
w wartościach analizowanego parametru jedynie między rozpylaczem AXI 11002 a DG TJ
1102. W przypadku dwóch pozostałych czynników test porównań wielokrotnych nie
wykazał istotnych różnic między poszczególnymi ich poziomami, co potwierdza brak
istotności wpływu tych czynników na wartość analizowanego parametru, analogicznie jak
to miało miejsce w przypadku dwóch poprzednio omawianych ciśnień roboczych.
Test porównań wielokrotnych dla powierzchni pionowej najazdowej wykazał
istotne różnice w wartościach stopnia pokrycia między rozpylaczami: AVI TWIN 11002
a AXI 11002, AVI TWIN 11002 a AVI 11002 oraz AVI TWIN 11002 a DG TJ60 11002.
Dla drugiego z czynników istotne różnice wystąpiły między dwoma parami prędkości: 1,1
a 4,4 oraz 2,2 a 4,4 m·s-1. W obrębie trzeciego czynnika (kąt ustawienia rozpylacza) nie
zaobserwowano istotnych różnic pomiędzy następującymi kątami ustawienia: -20 a -10,
-10 a 0, 10 a 20º. Pozostałe pary kątów miały istotny wpływ na wartość analizowanego
107
parametru. Dla pozostałych par kątów stwierdzono istotne różnice w wartościach
analizowanego parametru.
Rozpatrując wyniki analizy w obrębie powierzchni pionowej odjazdowej wykazano
brak istotnego wpływu na wartość stopnia pokrycia jedynie między rozpylaczem AXI
11002 a AVI TWIN 11002. Między pozostałymi rozpylaczami wystąpiły statystycznie
istotne różnice. Dla drugiego czynnika (prędkość nośnika) istotne różnice dotyczyły dwóch
par prędkości: 1,1 i 3,3 oraz 1,1 i 4,4 m·s-1. Biorąc pod uwagę ustawienie rozpylacza, brak
istotnego wpływu w stopniu pokrycia omawianej powierzchni stwierdzono dla
następujących par kątów: -10 a 0, 0 a 10 oraz 10 a 20°.
108
6. Dyskusja wyników
Problematyka dotycząca określania spektrum kropel wytwarzanych przez
rozpylacze była tematem wielu publikacji. W pracach tych, podobnie jak w badaniach
własnych autora, analizowano podstawowe wielkości charakteryzujące jakość rozpylania
cieczy: średnice Dv(10) i Dv(90), mediana objętościowa średnicy kropel (VMD) oraz
współczynnik jednorodności rozpylania (R SF lub RS). Wielkości te mogły być wyznaczane
przy pomocy różnych technik – zasadnicza różnica dotyczyła typu zastosowanego
analizatora widma cząstek. Z uwagi na to, że przeprowadzenie badań odmiennymi
technikami miało na celu wyznaczenie tych samych parametrów, zasadne wydaje się
porównanie wyników uzyskanych przez innych badaczy.
Na podstawie badań własnych autora możliwe było zakwalifikowanie przyjętych
rozpylaczy do odpowiednich klas jakości rozpylenia (według normy ASAE S572.1).
Porównywalne rezultaty otrzymał Czaczyk [2012a], który dokonał charakterystyki
rozpylenia wybranych rozpylaczy przy użyciu dyfrakcyjnego analizatora wielkości cząstek
SympaTec® HELOS Vario. Wyniki jego pomiarów są zgodne z wynikami otrzymanymi
przez autora na analizatorze widma cząstek Spraytec i dotyczą rozpylaczy: AXI 11002,
AVI 11002, AVI TWIN 11002 oraz AZ-MM 11003. Ponadto w badaniach własnych autor
wykazał, że wraz ze wzrostem ciśnienia roboczego cieczy wystąpiło zmniejszenie mediany
objętościowej średnicy kropel (VMD) dla wszystkich rozpatrywanych rozpylaczy.
Zasadnicze różnice w wielkości produkowanych kropel wykazywano w przypadku różnej
konstrukcji rozpylaczy:
najmniejsze średnice kropel otrzymano dla rozpylaczy
standardowych, a kolejno z kryzą wstępną (antyznoszeniowych) oraz ze zwężką
Venturi’ego (eżektorowych). Analogiczne rezultaty znajdują się w licznych pracach
podejmujących temat wielkości kropel wytwarzanych przez rozpylacze [Balsari i in. 2007,
Czaczyk i Szulc 2012, Nuyttens i in. 2007, Nuyttens i in. 2009b, Schleier i in. 2010].
Wyżej opisane zależności występują również w przypadku rozpylaczy stosowanych
w uprawach sadowniczych [Czaczyk 2012b, Hewitt 2008, Jamar i in. 2010].
Bardzo ważnym parametrem przy określaniu spektrum kropel wytwarzanych przez
rozpylacze jest współczynnik jednorodności rozpylenia (RS lub RSF) [Guler i in. 2007,
Kierzek 2011]. Wartości tego współczynnika wyznaczone przez autora dla badanych
rozpylaczy w większości przypadków były analogiczne z wynikami otrzymanymi przez
Czaczyka [2012a]. Znaczne różnice rozpatrywanego współczynnika (dochodzące do 37%)
wystąpiły jedynie w przypadku rozpylacza AXI 11002. Rozbieżności te mogły być
109
wynikiem różnego stopnia zużycia rozpylaczy wykorzystanych w pomiarach. Parametr ten
może zmieniać się również pod wpływem twardości wody oraz dodatku do cieczy
adiuwanta [Hoffmann i in. 2008, Klein i in. 2008, Miller i in. 2008, Ratajkiewicz, Kierzek
2005].
Wyniki badań autora dotyczące rozkładu podłużnego z wykorzystaniem rozpylaczy
jednostrumieniowych znajdują potwierdzenie w wynikach uzyskanych przez Szewczyka
[2010b] i Wilczoka [2008]. Autor zaobserwował, że wraz ze wzrostem prędkości
strumienia powietrza występuje spadek maksymalnej wartości opadu cieczy (ekstremum
opadu), przy czym znacznie większe spadki widoczne są dla rozpylaczy standardowych
i uniwersalnych w porównaniu z rozpylaczami eżektorowymi. Opisana sytuacja powoduje
jednocześnie przesunięcie i rozszerzenie podstaw rozkładów w kierunku zgodnym
z kierunkiem wiatru. W celu redukcji niekorzystnych skutków tego zjawiska autor
zaproponował optymalne ustawienie kąta γ w zależności od zastosowanego rozpylacza
i prędkości działającego strumienia powietrza. Proponowane wartości kątów są
analogiczne jak w pracach Szewczyka [2010b] i Wilczoka [2008].
Przeprowadzone przez autora badania dla rozpylaczy dwustrumieniowych
wykazały, że ich charakter rozkładu podłużnego był odmienny niż w przypadku
rozpylaczy jednostrumieniowych. Na skutek działania strumienia powietrza największej
deformacji i rozmyciu ulegał strumień po stronie nawietrznej. Tendencja ta była bardziej
widoczna dla rozpylaczy wytwarzających krople o mniejszej średnicy. Uzyskane przez
autora zależności są zgodne z wynikami badań przedstawionymi w dostępnej literaturze
[Szewczyk, Łuczycka 2010a, Szewczyk i in. 2011a, Szewczyk i in. 2011b].
Wyniki badań dotyczące wartości wskaźnika opadu cieczy wykazały, że wraz ze
wzrostem prędkości strumienia powietrza działającego na rozpyloną strugę zaobserwować
można spadek wartości wskaźnika Wso. Ponadto niższe wartości analizowanego parametru
otrzymano podczas zwiększania ciśnienia roboczego cieczy, co mogło być spowodowane
wytwarzaniem przez rozpylacze kropel o mniejszej średnicy. Sytuacja ta znajduje swoją
analogię w odniesieniu do zastosowanych rozpylaczy, gdzie zdecydowanie wyższe
wartości wskaźnika Wso występowały dla rozpylaczy eżektorowych aniżeli dla
standardowych. Przedstawione tendencje mają potwierdzenie w wynikach zawartych
w literaturze [Szewczyk 2010b, Szewczyk i in. 2011a, Szewczyk i in. 2011b]. Autorzy
podkreślają ponadto praktyczne możliwości wykorzystania omawianego wskaźnika m.in.
do szybkiego szacowania ilości cieczy ulegającej potencjalnemu zniesieniu, które może
powstać przy danych warunkach atmosferycznych (prędkość wiatru).
110
Zależności uzyskane przez autora, dotyczące omawianego wskaźnika znalazły
również potwierdzenie w pracy Szewczyka i Łuczyckiej [2010b]. W pracy tej
przedstawiono wyniki badań wskaźnika Wso podczas działania strumienia powietrza pod
różnym kątem. Tendencje zmian analizowanego parametru przy wszystkich kierunkach
działania strumienia powietrza są takie same. Ponadto autorzy w swojej pracy wykazali, że
najwyższą wartość wskaźnika Wso uzyskuje się w sytuacji, gdy na rozpyloną strugę działa
wiatr o kierunku prostopadłym do ruchu opryskiwacza.
Szybkie oszacowanie wartości wskaźnika Wso, a tym samym określenie
potencjalnego znoszenia cieczy, może mieć w praktyce niezmiernie duże znaczenie.
Widoczne jest to szczególnie wtedy, gdy występuje potrzeba podjęcia decyzji o wyborze
odpowiedniego rodzaju rozpylacza i parametrów jego pracy. Poszukiwano zatem
narzędzia, które pomogłoby w wykonaniu zabiegu ochrony roślin optymalnie
w konkretnych warunkach pogodowych (przy wiejącym wietrze) oraz przy ograniczeniu
strat cieczy użytkowej. W związku z powyższym przydatne wydawało się być
opracowanie modelu wskaźnika opadu cieczy opisanego w badaniach autora.
Zaproponowany model nawiązuje do modelu przedstawionego przez Szewczyka [2010b].
Jako jedno z głównych założeń modelu autor przyjął, iż wartość rozpatrywanego
wskaźnika wyraźnie uzależniona jest od prędkości strumienia powietrza i kroplistości
rozpylonej strugi. Wzrost prędkości strumienia i zmniejszenie mediany objętościowej
średnicy kropel (VMD)
powoduje
spadek
wartości wskaźnika
opadu
cieczy.
W odróżnieniu od badań własnych autora, Szewczyk [2010b] do badań modelowych
przyjął określone poziomy ciśnienia roboczego, które wydają się być tożsame
z uzyskiwaniem przez użyte rozpylacze różnych wielkości kropel i potwierdzają wyżej
opisaną zależność (wyższe ciśnienie robocze powoduje spadek wartości wskaźnika Wso).
Ponadto Szewczyk [2010b] w swoich badaniach określił dodatkowo wpływ wysokości
ustawienia rozpylacza na wskaźnik opadu cieczy i zaobserwował następującą zależność:
wzrost wysokości opryskiwania skutkuje spadkiem wartości analizowanego wskaźnika.
Różnice przy zmianie wysokości opryskiwania z 0,4 do 0,6 m przekraczały 20 punktów
procentowych.
Badania rozpylaczy, oparte wyłącznie na analizie charakterystyki rozkładu opadu
cieczy i wskaźnika Wso nie stanowią jednak dostatecznej podstawy do oceny jakości pracy
danego rozpylacza, a w rezultacie skuteczności zabiegu. Niezwykle ważna jest ponadto
ocena stopnia pokrycia opryskiwanych powierzchni. Do analizy tego parametru, podobnie
jak w badaniach autora, większość badaczy używało próbników w postaci papierków
111
wodoczułych (WSP), które są stosunkowo tanie i wygodne w stosowaniu [Foqué, Nuyttens
2011a, Godyń i in. 2008, Szewczyk i in. 2011c]. Przy ocenie stopnia pokrycia mogą być
wykorzystane, obok wyżej wymienionego próbnika, szkło i papier woskowy [Kierzek
2011]. Otrzymane przez autora wartości stopnia pokrycia są analogiczne jak w pracy
Kierzka [2011]. Wykazał on, że przy zastosowaniu papieru woskowego pokrycie
opryskiwanych powierzchni jest kilkukrotnie niższe niż w porównaniu z dwoma
poprzednio wspomnianymi próbnikami. Dodatkowo istotną informacją, obok oceny
stopnia pokrycia, może okazać się pomiar liczby kropel przypadająca na jednostkę
powierzchni próbnika [Cunha i in. 2012, Kierzek 2011, Soroka i in. 2011]. Wyniki tych
pomiarów w pewien sposób powiązane są ze stopniem pokrycia: większe krople powodują
większe ślady na próbniku, jednakże ich mniejsza liczba na jednostce powierzchni wpływa
na obniżenie stopnia pokrycia.
Wyniki badań stopnia pokrycia w odniesieniu do powierzchni opryskowej
poziomej górnej nie do końca są zbieżne z wynikami zawartymi w dostępnej literaturze.
W badaniach autora zauważalna jest tendencja do osiągania wyższych wartości tego
parametru dla rozpylaczy wytwarzających krople o mniejszej średnicy i jest ona
analogiczna z wynikami uzyskanymi przez innych autorów [Foqué i Nuyttens 2011a,
Kierzek 2011, Kierzek, Wachowiak 2009]. Różnice natomiast widoczne są w odniesieniu
do pracy Szewczyka [2010a], w której mimo użycia rozpylacza eżektorowego (IDK
12004VP) autor uzyskiwał z reguły wyższy stopień pokrycia niż przy zastosowaniu
rozpylacza uniwersalnego (XR 11002VP). Było to prawdopodobnie spowodowane
użyciem do badań różnych rozmiarów rozpylaczy, co w konsekwencji oznaczało
wykonanie oprysku z odmiennymi dawkami cieczy użytkowej. Pewną odmienność
wyników uzyskanych przez autora w porównaniu do wyników innych badaczy
zaobserwowano również w odniesieniu do oceny wpływu prędkości opryskiwania na
stopień pokrycia rozpatrywanej powierzchni [Szewczyk, Łuczycka 2011, Szewczyk i in.
2011c, Szewczyk 2010a]. Wykazano w nich, że zwiększenie prędkości powoduje znaczny
spadek wartości pokrycia, natomiast w wynikach autora parametr ten utrzymywał się na
zbliżonym poziomie. Sytuacja taka wynikała z faktu, iż autor w badaniach własnych
stosował wielokrotną ilość przejazdów, uzależnioną od prędkości roboczej tak, aby
uzyskać jednakową dawkę cieczy we wszystkich pomiarach. Pozostałe zależności wydają
się nawiązywać do wyników w wyżej wymienionych pracach.
Analiza wyników badań własnych, dotyczących stopnia pokrycia opryskiwanych
powierzchni pionowych (najazdowych i odjazdowych) wykazuje wyraźny wpływ
112
odchylenia rozpylonej strugi na stopień pokrycia tych powierzchni. Ustawienie rozpylacza
w kierunku kątów dodatnich („do przodu”) powodowało z reguły zwiększenie stopnia
pokrycia powierzchni pionowej najazdowej, natomiast przestawienie w kierunku kątów
ujemnych – wzrost pokrycia powierzchni odjazdowej. Warto podkreślić, iż zdecydowanie
wyższe wartości analizowanego parametru występowały dla powierzchni najazdowej
(w porównaniu z odjazdową), co może wynikać z kierunku przemieszczania opryskiwacza.
Takie tendencje mają potwierdzenie w dostępnej literaturze [Szewczyk 2010a, Szewczyk
2010b, Szewczyk, Łuczycka 2011, Szewczyk i in. 2011c, Szewczyk i in. 2012].
Analiza wyników badań autora, dotyczące stopnia pokrycia powierzchni poziomej
dolnej wykazała brak występowania śladów pokrycia tej powierzchni opryskowej przez
różne typy rozpylaczy, zarówno jedno- jak i dwustrumieniowe. Opisane zależności są
zgodne z wynikami przedstawionymi przez Szewczyka i Łuczycką [2011], Szewczyka i in.
[2011c] oraz Szewczyka i in. [2012]. Nieco odmienne wyniki przedstawione zostały
w pracach Kierzka i Wachowiaka [2007, 2009], w których zaobserwowano pokrycie
spodnich blaszek liściowych, szczególnie przy zastosowaniu rozpylaczy drobnokroplistych
dwustrumieniowych z dodatkiem adiutanta. Sytuacja taka mogła być spowodowana
przeprowadzaniem doświadczeń na żywych roślinach (w uprawie ziemniaka) oraz tym, że
spodnie części liści ziemniaka nie zawsze musiały stanowić powierzchnie stricte poziome,
tak jak to miało miejsce w badaniach autora. Ponadto podczas oprysku żywych roślin
przypuszczalnie dochodziło do niewielkich ruchów liści, wynikających z wykonywania
samego zabiegu opryskiwania, co również mogło powodować zmianę ich orientacji
(ekspozycji). Natomiast w badaniach przeprowadzonych przez Foqué i Nuyttensa [2011a]
pokrycie dolnych stron blaszek liściowych roślin doniczkowych wystąpiło dopiero
w przypadku zastosowania pomocniczego strumienia powietrza.
113
7. Wnioski
Przeprowadzone
badania
i
analiza
uzyskanych
wyników
pozwoliły
na
sformułowanie następujących wniosków:
1. Na podstawie analizy spektrum kropel wytwarzanych przez przyjęte do badań
rozpylacze można stwierdzić, że ich wielkość, mierzona wartościami Dv(10), Dv(90)
i VMD zależała od konstrukcji danego rozpylacza, a także od ciśnienia cieczy
użytkowej. Rozpylacze eżektorowe wytwarzały krople, których VMD była ponad
dwukrotnie wyższa niż w przypadku rozpylaczy standardowych. Natomiast wzrost
ciśnienia roboczego powodował zmniejszenie średnicy kropel dla każdego
rozpylacza. Zmiana ciśnienia cieczy z 0,2 do 0,6 MPa skutkowała spadkiem
wartości VMD, w przypadku badanych rozpylaczy średnio o 34%.
2. Analiza
pomiarów
prędkości
strumienia
powietrza
w
przekroju
tunelu
aerodynamicznego wykazała, że przy zainstalowaniu prostownicy rurowowiązkowej i siatek homogenizujących, maksymalne różnice w prędkości strumienia
powietrza działającego na rozpyloną strugę cieczy nie przekraczały 21% prędkości
przyjętej do badań. Na tej podstawie można uznać strumień powietrza jako
wystarczająco jednorodny do przeprowadzenia badań rozkładu.
3. Podłużny rozkład rozpylonej cieczy zależał od konstrukcji rozpylacza. Wyższe
ekstrema
rozkładów
opadu
cieczy
zaobserwowano
dla
rozpylaczy
jednostrumieniowych. Podczas zwiększania prędkości strumienia powietrza
rozpylacze eżektorowe w większym stopniu zachowywały swój pierwotny kształt
rozkładu w porównaniu z pozostałymi rozpylaczami. Ponadto dla największej
prędkości strumienia powietrza przestawienie rozpylacza o kąt 20°, przeciwnie do
kierunku wiatru, skutkowało uzyskaniem bardziej symetrycznego rozkładu
podłużnego opadu cieczy, koncentrującego się bezpośrednio pod rozpylaczem.
W przypadku prędkości 2,2 oraz 3,3 m·s-1 najbardziej korzystny okazał się kąt
γ równy 10°.
4. Najwyższe wartości wskaźnika opadu cieczy stwierdzono dla rozpylaczy
eżektorowych wytwarzających krople bardzo grube. Zwiększenie prędkości
strumienia powietrza, jak również ciśnienia roboczego spowodowało obniżenie
wartości tego wskaźnika dla wszystkich typów rozpylaczy. Po zastosowaniu
maksymalnej prędkości strumienia powietrza (4,4 m·s-1), największą wartość
wskaźnika (94%) otrzymano dla rozpylacza AVI 11002 przy ciśnieniu 0,2 MPa
114
i ustawionego pod kątem 10°, natomiast najmniejszą (61%) uzyskano dla AXI
11002, przy ciśnieniu 0,3 MPa i kącie γ = 10°.
5. Opracowany model wskaźnika opadu cieczy stanowi przydatne narzędzie do oceny
potencjalnego znoszenia cieczy użytkowej. Znając podstawowe parametry pracy
rozpylaczy i panujące warunki atmosferyczne (prędkość wiatru) możliwe jest
dokonanie szybkiego oszacowania wartości wskaźnika Wso, a tym samym
wielkości opadu rozpylonej cieczy na opryskiwane obiekty.
6. Odchylenie rozpylaczy w kierunku jazdy, jak również zwiększenie prędkości
roboczej spowodowało wzrost stopnia pokrycia powierzchni najazdowych.
Odwrotną zależność zaobserwowano dla powierzchni odjazdowych. Jednocześnie
mniejsze różnice w stopniu pokrycia tych powierzchni, wynikające ze zmiany kąta
γ,
zaobserwowano
dla
rozpylaczy
dwustrumieniowych,
a
większe
dla
jednostrumieniowych. Wynika to z konstrukcji rozpylaczy dwustrumieniowych
i tym samym potwierdza ich przydatność do ochrony pionowych części roślin.
7. Najwyższą wartością stopnia pokrycia powierzchni poziomej górnej (83%)
charakteryzował się rozpylacz AXI 11002 przy prędkości roboczej 3,3 m·s-1,
ciśnieniu 0,4 MPa i kącie γ = -10°. Wytwarzał on krople o najmniejszej średnicy
VMD. W odniesieniu do powierzchni poziomej dolnej w żadnym z badanych
przypadków nie zanotowano śladów pokrycia cieczą użytkową.
8. Wyniki analizy statystycznej wykazały istotny wpływ przyjętych do badań
czynników na analizowane parametry, za wyjątkiem braku istotności wpływu
ustawienia i prędkości pracy rozpylaczy na pokrycie powierzchni poziomej górnej
(w zakresie przyjętych do badań ciśnień roboczych).
9. Na podstawie wniosków wynikających z analizy wyników przeprowadzonych
badań można uznać, że przyjęta hipoteza badawcza H1 została w części
potwierdzona. Zmiana prędkości roboczej opryskiwacza ma bowiem wpływ (na
poziomie istotności α = 0,05) na stopień pokrycia powierzchni pionowych,
natomiast nie ma istotnego wpływu na wartość stopnia pokrycia powierzchni
poziomych.
115
8. Spis literatury
1.
Abbaspour-Fard M. H., Daneshjoo A., Aghkhani M. H., Arian M. 2008.
Introducing easy to use and accurate image processing object detection algorithms
suitable for sprayer calibration and other similar purposes. Journal of Agricultural
Machinery Science, 4(2), 199-204.
2.
Agromechanika. 2012, 3(71), 24-26.
3.
Agüera F., Aguilar F., Aguilar F. J., Aguilar M. A., Carvajar F. 2006. Atomization
Characteristics of Hydraulic Nozzles Using Fractal Geometry. Trans. of the
ASABE, 49(3), 581-587.
4.
Bahrouni H., Sinfort C., Hamza E. 2008. Evaluation of Pesticides Losses During
Cereal Crop Spraying in Tunisian Conditions. Journal of Agricultural Machinery
Science, 4(2), 215-220.
5.
Balsari P., Marucco P., Tamagnone M. 2005. A System to Access the Mass
Balance of Spray Applied to Tree Crops. Trans. of the ASAE, 48(5), 1689-1694.
6.
Balsari P., Marucco P., Tamagnone M. 2007. A test bench for the classification
boom sprayers according to drift risk. Crop Protection, 26(10), 1482-1489.
7.
Bouchard M. F., Chevrier J., Harley K. G., Kogut K., Vedar M., Calderon N.,
Trujillo C., Johnson C., Bradman A., Barr D., Eskenazi B. 2011. Prenatal exposure
to organophosphate pesticides and IQ in 7 – year – old children. Environmental
Health Perspectives, 119(8), 1189-1195.
8.
Brandt V. A., Moon S., Ehlers J., Methner M. M., Struttmann T. 2001. Exposure to
endosulfan in farmers: two case studies. American Journal of Industrial Medicine,
39(6), 643-649.
9.
Buckley J. D., Meadows A. T., Kadin M. E., Le Beau M. M., Siegel S., Robison L.
L. 2000. Pesticide exposures in children with non – Hodgkin Lymphoma. Cancer,
11(89), 2315-2321.
10. Chmielewski R. 2012. Sukcesy wynalazków PIMR na międzynarodowych
wystawach innowacji. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 1, 10-12.
11. Chojnacki J., Tomkiewicz D. 2008. Ocena koncentracji owadobójczych nicieni
w cieczy roboczej za pomocą komputerowej analizy obrazu. Inżynieria Rolnicza,
10(108), 31-38.
116
12. Cunha M., Carvalho C., Marcal A. R. S. 2012. Assessing the ability of image
processing software to analyse spray quality on water-sensitive papers used as
artificial targets. Biosystems Engineering, 111, 11-23.
13. Czaczyk Z. 2011. Nierównomierność rozkładu poprzecznego cieczy i podatność
wybranych rozpylaczy szczelinowych na zużycie. Technika Rolnicza Ogrodnicza
Leśna, 5, 16-18.
14. Czaczyk
Z.
2012a.
Charakterystyka
użytkowa
wybranych
rozpylaczy
płaskostrumieniowych do ochrony upraw polowych. Journal of Research and
Applications in Agricultural Engineering, 57(2), 31-40.
15. Czaczyk Z. 2012b. Charakterystyka użytkowa wybranych rozpylaczy do ochrony
upraw przestrzennych. Journal of Research and Applications in Agricultural
Engineering, 57(2), 23-30.
16. Czaczyk Z., Szulc T. 2012. Charakterystyka użytkowa i produkcyjna wybranych
rozpylaczy płaskostrumieniowych. Journal of Research and Applications in
Agricultural Engineering, 57(2), 52-59.
17. Dąbrowski Z., Majewski M. 2010. Stan wiedzy i stosowanych praktyk ochrony
roślin przez różne grupy producentów a wymagania integrowanej ochrony roślin –
czy
wystąpiły
zmiany
w
ostatnich
pięciu
latach.
Progress
in
Plant
Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 50(3), 1143-1152.
18. Derksen R. C., Zhu H., Fox D. R., Brazee D. R., Krause C. R. 2007. Coverage and
Drift Produced by Air Induction and Conventional Hydraulic Nozzles Used for
Orchard Applications. Trans. of the ASABE, 50(5), 1493-1501.
19. Derksen R. C., Frantz J., Ranger C. M., Locke C., Zhu H., Krause C. R. 2008.
Comparing Greenhouse Handgun Delivery to Poinsettias by Spray Volume and
Quality. Trans. of the ASABE, 51(1), 27-35.
20. Dobrzańska B., Dobrzański G., Kiełczewski D. 2009. Ochrona środowiska
przyrodniczego. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa. ISBN 978-83-0115495-0.
21. Doruchowski G. 2009. Koncepcja inteligentnego opryskiwacza sadowniczego
CASA. Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały Konferencyjne, 25-31.
22. Dyrektywa Rady 2000/29/WE z dnia 8 maja 2000 r. w sprawie środków
ochronnych przed wprowadzaniem do Wspólnoty organizmów szkodliwych dla
roślin lub produktów roślinnych i przed ich rozprzestrzenianiem się we
Wspólnocie.
117
23. Falger P., Jaworski R. 2011. Udział kosztów chemicznej ochrony roślin
w wybranych uprawach polowych w latach 2003 – 2009. Progress in Plant
Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 51(4), 1455-1463.
24. Fietsam J. F. W., Young B. G., Steffen R. W. 2004. Differential Response of
Herbicide Drift Reduction Nozzles to Drift Control Agents with Glyphosate. Trans.
of the ASAE, 47(5), 1405-1411.
25. Foqué D., Nuyttens D. 2011a. Effects of nozzle type and spray angle on spray
deposition in ivy pot plants. Pest Management Science, 67(2), 199-208.
26. Foqué D., Nuyttens D. 2011b. Effect of air support and spray angle on coarse
droplet sprays in ivy pot plants. Trans. of ASABE, 54(2), 409-416.
27. Foqué D., Pieters J. G., Nuyttens D. 2012. Spray deposition and distribution in
a bay laurel crop as affected by nozzle type, air assistance and spray direction when
using vertical spray booms. Crop Protection, 41, 77-87.
28. Fox R. D., Derksen R. C., Krause C. R., Cooper J. A., Őzkan H. E. 2003. Visual
and image system measurement of spray deposits using water-sensitive paper.
Appl. Eng. Agric., 19(5), 549-552.
29. Fritz B. K., 2006. Meteorological Effects on Deposition and Drift of Aerially
Applied Sprays. Trans. of the ASABE, 49(5), 1295-1301.
30. Gajtkowski A., Czaczyk Z. 2001. Laboratory Tests on Beet Spraying Quality. Sci.
Papers Agric. Univ. Pozn. Agricult., 2, 59-67.
31. Ganzelmeier H., Nordmeyer H. 2008. Innovationen in der Applikationstechnik.
DPG Spectrum Phytomedizin. ISBN 978-3-941261-00-6, 138-149.
32. Gnusowski B., Nowacka A., Walorczyk S., Drożdżyński D. 2010. Pozostałości
środków ochrony roślin w próbkach płodów rolnych pobieranych zgodnie ze
wspólnotowym programem kontroli. Progress in Plant Protection/Postępy
w Ochronie Roślin, 50(4), 1897-1902.
33. Godyń A., Hołownicki R., Doruchowski G. 2008. Ocena rozkładu cieczy
opryskowej w sadzie jabłoniowym wykonana za pomocą papieru wodnoczułego.
Inżynieria Rolnicza, 4(102), 299-305.
34. Gościański M., Kośmicki Z., Mielec K. 2005. Skażone chemicznie części maszyn
rolniczych wykonane z tworzyw sztucznych. Journal of Research and Applications
in Agricultural Engineering, 50(4), 32-38.
118
35. Grosicka-Maciąg E. 2011. Biologiczne skutki stresu oksydacyjnego wywołanego
działaniem pestycydów. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 65, 357366.
36. Guler H., Zhu H., Özkan H. E., Derksen R. C., Yu Y., Krause C. R. 2007. Spray
characteristics and drift reduction potential with air induction and conventional flatfan nozzles. Transactions of the ASABE, 50(3), 745−754.
37. GUS 2009. Rocznik statystyczny rolnictwa 2009. Departament Rolnictwa. ISSN
2080-8798.
38. GUS 2010. Ochrona Środowiska 2010. Departament Badań Regionalnych
i Środowiska. ISSN 0867-3217.
39. GUS 2012. Rolnictwo w 2011 roku. Departament Rolnictwa. ISSN 1507-9724.
40. Hewitt A. J. 2008. Droplet size spectra classification categories in aerial application
scenarios. Crop Protection, 27(9), 1284-1288.
41. Hoffmann W. C., Bagley W. E., Fritz B. K., Lan Y., Martin D. E. 2008. Effects of
water hardness on spray droplet size under aerial application conditions. Applied
Engineering in Agriculture, 24(1), 11-14.
42. Hołownicki R. 2002. Aktualne tendencje w technice ochrony roślin – opryskiwacze
i podzespoły. Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały Konferencyjne, 1930.
43. Hołownicki R. 2004. Perspektywy zastosowania koncepcji Rolnictwa Precyzyjnego
w ochronie roślin. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 44(1),
104-113.
44. Hołownicki R. 2006. Technika opryskiwania roślin dla praktyków. Wydawnictwo
Plantpress Kraków. ISBN 83-89874-50-4.
45. Hołownicki R., Doruchowski G. 2006. Rola techniki opryskiwania w ograniczaniu
skażenia środowiska środkami ochrony roślin. Inżynieria Rolnicza, 5(80), 239-247.
46. Hołownicki R. 2007. Miejsce agroinżynierii w rozwoju produkcji ogrodniczej
w Polsce. Inżynieria Rolnicza, 11, 135-146.
47. Hołownicki R., Doruchowski G., Godyń A., Świechowski W. 2011. Strefy
ochronne podczas stosowania środków ochrony roślin. Problemy Inżynierii
Rolniczej, 4, 69-79.
48. Idziak R. 2004. Adiuwanty w ochronie kukurydzy przed chwastami. Kukurydza,
2(24), 18-22.
119
49. Jamar L., Mostade O., Huyghebaert B., Pigeon O., Lateur M. 2010. Comparative
performance of recycling tunnel and conventional sprayers using standard and driftmitigating nozzles in dwarf apple orchards. Crop Protection, 29(6), 561-566.
50. Jensen T., Apan A., Young F., Zeller L. 2007. Detecting the attributes of a wheat
crop using digital imagery acquired from a low-altitude platform. Computers and
Electronics in Agriculture, 59, 66-77.
51. Jeon H. J., Womac A. R., Gunn J., 2004. Sprayer Boom Dynamic Effects on
Application Uniformity. Trans. of the ASAE, 47(3), 647-658.
52. Kacprzyk R. 2010. Elektroaerozole – wytwarzanie i zastosowanie w ochronie
roślin. Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały Konferencyjne, 133-141.
53. Kacprzyk R., Żyłka P. 2010. Wytwarzanie elektroaerozoli w naddźwiękowych
głowicach rozpylających. Przegląd Elektrotechniczny, 11b, 233-236.
54. Kamiński E., Kruk I. 2011. Sposoby zapobiegania znoszeniu cieczy roboczej
podczas zabiegów ochrony roślin. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 4, 25-26.
55. Kennedy M., Ellis M., Miller P. 2012. BREAM: A probabilistic Bystander and
Resident Exposure Assessment Model of spray drift from an agricultural boom
sprayer. Computers and Electronics in Agriculture, 88, 63-71.
56. Kierzek R. 2002. Wpływ wielkości kropel wytwarzanych przez różne rozpylacze
na skuteczność zwalczania chwastów w jęczmieniu jarym. J. Plant. Prot. Res.,
42(1), 23-35.
57. Kierzek R., Wachowiak M. 2007. Wpływ nowych typów rozpylaczy na jakość
pokrycia roślin ziemniaków. Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały
Konferencyjne, 107-111.
58. Kierzek R., Wachowiak M., Kaczmarek S., Krawczyk R. 2009. Wpływ techniki
ochrony roślin na skuteczność wykonywanych zabiegów. Problemy Inżynierii
Rolniczej, 2, 75-81.
59. Kierzek R., Wachowiak M. 2009. Wpływ nowych typów rozpylaczy na jakość
pokrycia roślin ziemniaków cieczą użytkową. Progress in Plant Protection/Postępy
w Ochronie Roślin, 49 (3), 1145-1149.
60. Kierzek R. 2011. Reakcja roślin jednoliściennych na herbicydy w zależności od
techniki opryskiwania i właściwości cieczy użytkowej. Wydawnictwo IOR-PIB.
ISSN 1730-038X.
120
61. Klein R., Golus J., Cox A. 2008. Spray droplets size and how it is affected by
pesticide formulation, concentrations, carriers, nozzle tips, pressure and additives.
Aspects of Applied Biology, 84, 231-237.
62. Kołodziejczyk R. 2007. Stan badań opryskiwaczy w Polsce w latach 2000-2007.
Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały Konferencyjne, 69-74.
63. Koszel M., Sawa J. 2005. Wpływ zużycia rozpylaczy płaskostrumieniowych na
wielkość śladów kropel. Problemy Inżynierii Rolniczej, 2, 17-23.
64. Koszel
M.,
Sawa
J.
2006.
Wpływ
parametrów
pracy
rozpylaczy
płaskostrumieniowych na spektrum śladu kropli. Inżynieria Rolnicza, 5, 313-319.
65. Kozłowska T., Kosiński K., Kwiecień R., Ziaja W. 2004. Zastosowanie wskaźnika
NDVI do wyróżniania łąk o różnym poziomie użytkowania i uwilgotnienia. WodaŚrodowisko-Obszary Wiejskie, t. 4 z. 1(10), 201-218.
66. Krawczyk R. 2006. Aspekty stosowania obniżonych dawek herbicydów w zbożach
jarych. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 46(1), 223-231.
67. Krawczyk R. 2007. Wpływ terminu stosowania zredukowanych dawek herbicydów
w zbożach jarych na efektywność zwalczania chwastów. Progress in Plant
Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 47(3), 151-158.
68. Krawczyk R. 2008. Obniżona dawka herbicydu – uwarunkowania, badania
i praktyka. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 48(2), 621627.
69. Kucharski M. 2007. Pozostałości herbicydów w płodach rolnych – badania
monitoringowe z lat 1993 - 2006. Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały
Konferencyjne, 45-50.
70. Lardoux Y., Sinfort C., Enfaltand P., Sevila F. 2007a. Test Method for Boom
Suspension Influence on Spray Distribution. Part I: Experimental Study of
Pesticide Application under a Moving Boom. Biosystems Engineering, 96(1), 2939.
71. Lardoux Y., Sinfort C., Enfaltand P., Sevila F. 2007b. Test Method for Boom
Suspension Influence on Spray Distribution. Part II: Validation and Use of a Spray
Distribution Model. Biosystems Engineering, 96(2), 161-168.
72. Lesmes-Fabian C., García-Santos G., Leuenbergerd F., Nuyttens D., Bindera C.
2012. Dermal exposure assessment of pesticide use: The case of sprayers in potato
farms in the Colombian highlands. Science of The Total Environment, 430, 202208.
121
73. Lipiński A., Choszcz D., Konopka S. 2007. Ocena rozpylaczy do oprysku
ziemniaków w aspekcie równomierności pokrycia roślin cieczą. Inżynieria
Rolnicza, 9(97), 135-141.
74. Lipiński A. 2009. Nowe możliwości wykorzystania papierków wodnoczułych do
oceny jakości oprysku. Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały
Konferencyjne, 124-128.
75. Lipiński A. J., Lipiński S. 2009. Automatyczna ocena jakości oprysku na podstawie
śladów kropel przy użyciu komputerowej analizy obrazu. Inżynieria Rolnicza,
5(114), 163-168.
76. Lipiński A. J., Sobotka M., Lipiński S. 2011. Przegląd systemów stabilizacji belek
polowych opryskiwaczy. Inżynieria Rolnicza, 8(133), 181-187.
77. Lisowski A. 2007. Samojezdne opryskiwacze polowe. Dobra Uprawa, 30, 8-11.
78. Luck J. D., Sharda A., Pitla S. K., Fulton J. P., Shearer S. A. 2011. A case study
concerning the effects of controller response and turning movements on application
rate uniformity with a self propelled sprayer. Transaction of ASABE, 54(2), 423431.
79. Łozowicka B. 2010. Studium nad pozostałościami środków ochrony roślin
w płodach rolnych północno-wschodniej Polski. Wydawnictwo IOR-PIB. ISSN
1730-038X.
80. Łozowicka B. 2011. Zatrucia pszczół środkami ochrony roślin i biocydami (20092010). Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 51(1), 71-76.
81. Łuczycka D. 2002. Wykorzystanie komputerowej analizy obrazu do oceny stopnia
uszkodzenia roślin przez szkodniki. Racjonalna Technika Ochrony Roślin.
Materiały Konferencyjne, 201-205.
82. Mackay N., Terry A., Arnold D., Pepper T., Price O., Mason P. 2004. Approaches
and Tools for Higher Tier Assessment of Environmental Fate. Defra contract
PL0546.
83. Mandato S., Rondet E., Delaplace G., Barkouti A., Galet L., Accart P., Ruiz T.,
Cuq B. 2012. Liquids' atomization with two different nozzles: Modeling of the
effects of some processing and formulation conditions by dimensional analysis.
Powder Technology, 224, 323-330.
84. Matysiak K. 2008. Ocena stosowania obniżonych dawek wybranych herbicydów
z grupy sulfonylomoczników w pszenicy jarej i jęczmieniu jarym. Progress in Plant
Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 48(3), 1150-1155.
122
85. Miller M. A., Steward B. L., Westphalen M. L. 2004. Effects of multi-mode fourwheel steering on sprayer machine performance. Transactions of the ASAE, 47(2),
385−395.
86. Miller P. C. H., Tuck C. R., Murphy S. , da Costa Ferreira M. 2008. Measurements
of the droplet velocities in sprays produced by different designs of agricultural
spray nozzle. European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems,
Como Lake, Italy, 8-10 September. Paper ID ILASS08-8-5.
87. Neumeister L. 2003. Pesticide Action Handbook. A Guide for Central and Eastern
European NGOs ...and others. PAN Germany. ISBN 3-9808321-7-1.
88. Nielsen H. 2005. Danish Pesticide Use Reduction Programme - to Benefit the
Environment and the Heath.. PAN Europe. ISBN 87-89843-80-0.
89. Nieróbca A., Zaliwski A., Horoszkiewicz-Janka J. 2010. Rozwój internetowego
systemu wspomagania decyzji w ochronie zbóż. Inżynieria Rolnicza, 7(125), 167173.
90. Nilars E., Taylor B., Kappel D. 2002. Effect of nozzles on the quality of spray
application. Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały Konferencyjne, 135147.
91. Norma ANSI/ASAE S572.1 MAR2009. Spray Nozzle Classification by Droplet
Spectra. American Society of Agricultural and Biological Engineers.
92. Nowacka A., Gnusowski B. 2010. Ocena ryzyka zagrożenia zdrowia ludzi
pozostałościami środków ochrony roślin w polskich płodach rolnych w roku 2009.
Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 50(4), 1938-1946.
93. Nowakowski T. 2005. System Släpduk – skuteczna ochrona roślin. Technika
Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 11, 6-10.
94. Nowakowski T. 2007. Współdziałanie wybranych parametrów oprysku na
współczynnik zmienności rozkładu poprzecznego cieczy. Inżynieria Rolnicza,
3(91), 135-141.
95. Nowakowski T., Chlebowski J. 2008. Wpływ ciśnienia cieczy i konstrukcji
rozpylaczy płaskostrumieniowych na kąt rozpylenia. Inżynieria Rolnicza, 1(99),
319-323.
96. Nuyttens D., Baetens K., De Schampheleieand M., Sonck B. 2007. Effect of nozzle
type, size and pressure on spray droplet characteristics. Biosystems Engineering,
97(3), 333-345.
123
97. Nuyttens D., Dhoop M., De Blauwer V., Hermann O., Hubrechts W., Mestdagh I.,
Dekeyser D. 2009a. Drift-reducing nozzles and their biological efficacy. Commun
Agric Appl Biol Sci, 74(1), 47-55.
98. Nuyttens D., de Schampheleire M., Verboven P., Brusselman E., Dekeyser D.
2009b. Droplet size-velocity characteristics of agricultural sprays Transactions of
the ASABE, 52(5), 1471-1480.
99. Ooms D., Ruter R., Lebeau F., Destain M-F. 2003. Impact of the horizontal
movements of a sprayer boom on the longitudinal spray distribution in field
conditions. Crop Protection, 22, 813-820.
100. Orzechowski Z., Prywer J. 2008. Wytwarzanie i zastosowanie rozpylonej cieczy.
WNT Warszawa. ISBN 978-83-204-3416-3.
101. Oszmiańska M., Mielczarek M. 2006. Ochrona środowiska w gospodarstwach
chłopskich. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Nr 540,
Rolnictwo, 137, 409-414.
102. Őzkan H. E. 2008. Technological Solution to Problems Associated with
Application of Pesticides Jor. of Agricultural Machines Sciences, 4(2), 193-198.
103. Őzkan H. E. 2009. Current Status and Future Trends in Pesticide Application
Technology. Proceedings of CIGR V conference, Technology and Management to
Increase the Efficiency in Sustainable Agricultural Systems, Rosario, Argentina,
1-10.
104. Pawlicki T., Feder S. 2010. Gold medals winners of the international trade fair of
agricultural mechanization » Polagra – Premiery 2010«. Journal of Research and
Applications in Agricultural Engineering, 55(2), 66 - 77.
105. Poulsen M., Wenneker M., Withagen J., Christensen H. 2012. Pesticide residues in
individual versus composite samples of apples after fine or coarse spray quality
application. Crop Protection, 35, 5-14.
106. Popławski Z., Szulc T. 2010. Innowacyjne rozwiązania w technice ochrony roślin.
Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 1, 17-22.
107. Poskrobko
B.
2007.
Zarządzanie
środowiskiem.
Polskie
Wydawnictwo
Ekonomiczne. Warszawa 2007. ISBN 978-83-208-1713-3.
108. Pudełko R., Nieróbca A., Kozyra J. 2009. Zaawansowane analizy zdjęć lotniczych
do wyznaczania zasięgu stref zagrożonych chorobami podstawy źdźbła. Problemy
Inżynierii Rolniczej, 4, 103-108.
124
109. Pudełko
R.,
Nieróbca
A.
2010.
Rejestracja
zachwaszczenia
metodami
teledetekcyjnymi. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 50(4)
1869-1873.
110. Pruszyński S. 2003. Ochrona roślin – spojrzenie w przyszłość. Racjonalna
Technika Ochrony Roślin. Materiały Konferencyjne, 5-16.
111. Pruszyński S.,
Mrówczyński M.,
Pruszyński G.
2008.
Ochrona roślin
w integrowanej technologii produkcji rolniczej. Problemy Inżynierii Rolniczej.
Poznań, 1, 87-98.
112. Pruszyński S. 2010. Stan obecny i przewidywane kierunki zmian w ochronie roślin
do 2020 roku. Studia i raporty IUNG – PIB. Puławy 14, 207-242.
113. Ratajkiewicz H., Kierzek R. 2005. Effect of water hardness on droplet spectrum of
spray solution including selected fungicides. Annual Review of Agricultural
Engineering. ISSN 1429-303X, Vol. 4/1, 333-340.
114. Rolniczy Przegląd Techniczny 2011. Medale Agritechnica 2011, 12(154), 12-21.
115. Rowiński R. S. 2002. Kwestie standaryzacji metod w badaniach nad znoszeniem.
Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały konferencyjne, 94-103.
116. Rozporządzenie Komisji (UE) Nr 544/2011 z dnia 10 czerwca 2011 r. wykonujące
rozporządzenie
Parlamentu
Europejskiego
i
Rady
(WE)
nr
1107/2009
w odniesieniu do wymogów dotyczących danych dla substancji czynnych.
117. Rozporządzenie Komisji (UE) NR 545/2011 z dnia 10 czerwca 2011 r. wykonujące
rozporządzenie
Parlamentu
Europejskiego
i
Rady
(WE)
nr
1107/2009
w odniesieniu do wymogów dotyczących danych dla środków ochrony roślin.
118. Rozporządzenie Komisji (UE) NR 546/2011 z dnia 10 czerwca 2011 r. wykonujące
rozporządzenie
Parlamentu
Europejskiego
i
Rady
(WE)
nr
1107/2009
w odniesieniu do jednolitych zasad oceny i udzielania zezwolenia na środki
ochrony roślin.
119. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dn. 16 grudnia 2010 (Dz. U.
z dn. 30 grudnia 2010) w sprawie szkoleń w zakresie ochrony roślin.
120. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 7 września 2007 r.
w sprawie upoważnienia jednostek organizacyjnych do opracowywania ocen
i raportów dotyczących środków ochrony roślin.
121. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 17 maja 2005 r.
w sprawie zakresu badań, informacji i danych dotyczących środka ochrony roślin
i substancji aktywnej oraz zasad sporządzania ich ceny.
125
122. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dn. 24 czerwca 2002 r.
w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy stosowaniu i magazynowaniu
środków ochrony roślin oraz nawozów mineralnych i organiczno-mineralnych.
123. Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju wsi z dnia 5 marca 2002 r. (wraz
z późn. zm.) w sprawie terminów, w których podmiot posiadający zezwolenie na
dopuszczenie środka ochrony roślin do obrotu i stosowania jest obowiązany do
przedstawienia wyników badan, informacji, danych, ocen oraz kart charakterystyki
substancji aktywnej i środka ochrony roślin.
124. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn. 16 kwietnia 2004 roku w sprawie
najwyższych dopuszczalnych poziomów pozostałości chemicznych środków
ochrony roślin, które mogą znajdować się w środkach spożywczych lub na ich
powierzchni.
125. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady WE Nr 1107/2009 z dn. 21
października 2009 dotyczące wprowadzania do obrotu środków ochrony roślin.
126. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1185/2009 z dn. 25
listopada 2009 r. w sprawie statystyk dotyczących pestycydów.
127. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady nr 396/2005 z dn. 23 lutego
2005 w sprawie najwyższych dopuszczalnych poziomów pozostałości pestycydów
w żywności i paszy pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz na ich powierzchni.
128. Rozporządzenie Prezesa Rady Ministrów z dnia 20 stycznia 2005 r. w sprawie
nadania inspektorom Inspekcji Weterynaryjnej, Inspekcji Jakości Handlowej
Artykułów Rolno-Spożywczych oraz Państwowej Inspekcji Ochrony Roślin
i Nasiennictwa uprawnień do nakładania grzywien w drodze mandatu karnego.
129. Rut J., Szwedziak K. 2008. Zastosowanie akwizycji obrazu do szacowania strat
w uprawie ziemniaka. Inżynieria Rolnicza, 7(105), 179-184.
130. Rzeźnik C., Rybacki P. 2009. Wyniki badań zwrotu opakowań po środkach
ochrony roślin. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 4, 12-14.
131. Salyani M., Sweeb R. D., Farooq M. 2006. Comparison of String and Ribbon
Samplers in Orchard Spray Applications. Trans. of the ASAE, 49(6), 1705-1710.
132. Salyani M., Farooq M., Sweeb R. D. 2007. Spray Deposition and Mass Balance in
Citrus Orchard Applications. Trans. of the ASAE, 50(6), 1963-1969.
126
133. Sayinci B., Bastaban S. 2011. Spray distribution uniformity of different types of
nozzles and its spray deposition in potato plant. African Journal of Agricultural
Research, 6(2), 352-362.
134. Sánchez-Hermosilla J., Rincón V. J., Páez F., Fernández M. 2012. Comparative
spray deposits by manually pulled trolley sprayer and a spray gun in greenhouse
tomato crops. Crop Protection, 31, 119-124.
135. Schleier J., Preftakes C., Peterson R. 2010. The effect of fluorescent tracers on
droplet spectrum, viscosity, and density of pesticide formulations. Journal of
Environmental Science and Heath, 45, 621-625.
136. Siłowiecki S. 2001. Jak zabezpieczyć środowisko przed emisją chemicznych
środków ochrony roślin? Materiały konferencyjne „Ochrona roślin a ochrona
środowiska w Polsce i Unii Europejskiej”, 19-26.
137. Skudlarski J. 2012. Najnowsze rozwiązania w technice ochrony roślin.
Agromechanika, 3(71), 28 - 32.
138. Soroka S. V., Skuriat A. F., Shantyr V. A. 2011. Wykorzystanie zabiegów
lotniczych przeciwko kompleksowi szkodliwych organizmów w uprawach
rolniczych na Białorusi. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin,
51(4), 1485-1489.
139. Stainier C., Destain M-F., Schiffers B., Lebeau F. 2006. Droplet size spectra and
drift effect of two phenmedipham formulations and four adjuvant mixtures. Crop
Protection, 25, 1238-1243.
140. Stallinga H., Michielsen J. M. G. P., van Velde P., van de Zande J. C. 2003.
Driftreductie door gebruik van het Släpduksysteem. Agrotechnology and Food
Innovations B.V., Report nr. 005, 1-33.
141. Stallinga H., Michielsen J. M. G. P., van Velde P., van de Zande J. C. 2004. Effect
of Sprayer Speed on Spray Drift. A&F Report. Wageningen, Holandia, 129-142.
142. Stobiecki S. 2006. Systemy gromadzenia danych o sprzedaży i zużyciu środków
ochrony roślin w Polsce na tle wymogów Unii Europejskiej. Stan obecny
i perspektywy. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 46(1), 463469.
143. Stobiecki S., Siłowiecki A, Miszczyk M., Stadniczuk M. 2010. Kontrola jakości
środków ochrony roślin w Polsce. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie
Roślin, 50(3), 1188-1194.
127
144. Szewczyk A. 1998. Wpływ parametrów pracy opryskiwacza na położenie belki
polowej w płaszczyźnie pionowej. Problemy Inżynierii Rolniczej, 454(1), 201-206.
145. Szewczyk A. 2000. Parametry pracy opryskiwacza polowego a jakość pracy.
Racjonalna Technika Ochrony Roślin. Materiały Konferencyjne, 163-173.
146. Szewczyk A., 2002. The impact of sprayer work parameters on field beam position
in a vertical plane for some tractor-attached sprayers. Maintenance and Reliability
PAN Lublin, 3(15), 13-18.
147. Szewczyk A., Wilczok G. 2007. Teoretyczny i rzeczywisty rozkład cieczy dla
wybranych parametrów ustawienia rozpylacza. Inżynieria Rolnicza, 9(96), 265271.
148. Szewczyk A., Wilczok G. 2008a. Wpływ wiatru na równomierność dystrybucji
cieczy użytkowej przy użyciu opryskiwacza polowego. Inżynieria Rolnicza,
5(103), 307-314.
149. Szewczyk A., Wilczok G. 2008b. Teoretyczny opis rozkładu rozpylonej cieczy
w warunkach działania czołowego strumienia powietrza. Inżynieria Rolnicza,
5(103), 292-299.
150. Szewczyk A., Łuczycka D. 2010a. Rozkład opadu rozpylonej cieczy wybranymi
rozpylaczami dwustrumieniowymi w warunkach działania czołowego strumienia
powietrza. Inżynieria Rolnicza, 4(122), 213-220.
151. Szewczyk A., Łuczycka D. 2010b. Wpływ kierunku wiatru na opad rozpylonej
strugi cieczy użytkowej podczas opryskiwania płaskich upraw polowych.
Inżynieria Rolnicza, 2(120), 209-215.
152. Szewczyk A. 2010a. Wpływ ustawienia wybranych rozpylaczy na stopień pokrycia
opryskiwanych powierzchni. Inżynieria Rolnicza, 2(120), 201-207.
153. Szewczyk A. 2010b. Analiza ustawienia, parametrów i warunków pracy rozpylacza
w aspekcie jakości opryskiwania upraw polowych. Wydawnictwo Uniwersytetu
Przyrodniczego we Wrocławiu. ISSN 1898-151.
154. Szewczyk A., Owsiak Z., Lejman K., Rojek G. 2010. Wpływ wybranych
parametrów i warunków pracy opryskiwacza na położenie belki polowej
w płaszczyźnie poziomej. Inżynieria Rolnicza, 2(120), 217-224.
155. Szewczyk A., Łuczycka D. 2011. Ocena stopnia pokrycia opryskiwanych
powierzchni
asymetrycznym
rozpylaczem
dwustrumieniowym.
Inżynieria
Rolnicza, 9(134), 247-254.
128
156. Szewczyk A., Łuczycka D., Rojek G. 2011a. Wpływ parametrów rozpylania
i ustawienia wybranego rozpylacza dwustrumieniowego na rozkład opadu
rozpylanej cieczy. Inżynieria Rolnicza, 4(129), 273-281.
157. Szewczyk A., Łuczycka D., Rojek G. 2011b. Analiza porównawcza rozkładu opadu
cieczy rozpylonej wybranymi rozpylaczami dwustrumieniowymi. Inżynieria
Rolnicza, 9(134), 255-262.
158. Szewczyk A., Łuczycka D., Lejman K. 2011c. Wpływ parametrów opryskiwania
wybranym rozpylaczem dwustrumieniowym na stopień pokrycia opryskiwanych
obiektów. Inżynieria Rolnicza, 4(129), 265-271.
159. Szewczyk A., Łuczycka D., Cieniawska B., Rojek G. 2012. Porównanie stopnia
pokrycia obiektów opryskiwanych wybranymi rozpylaczami eżektorowymi – jedno
i dwustrumieniowym. Inżynieria Rolnicza, 2(136), 325-334.
160. Szulc T. 2010. »Agritechnica 2009« Agricultural engineering exhibition. Journal of
Research and Applications in Agricultural Engineering, 55(2), 97-100.
161. Thomson S. J., Lyn M. E. 2011. Environmental and spray mixture effects on
droplet size represented by water-sensitive paper used in drift studies. Trans. of the
ASABE, 54(3), 803-807.
162. Ustawa o ochronie roślin z dnia 18 grudnia 2003 Dz. U. 2008 Nr 133 Poz. 849
z późn. zm.
163. Vajs S., Leskošek G., Simončič A., Lešnik M. 2008. Comparison of the
effectiveness of standard and drift-reducing nozzles for control of some winter
wheat diseases. Journal of Plant Diseases and Protection, 115(1), 23-31.
164. Van de Zande J. C., Achten V. T. J. M. 2005. Precision Agriculture in Plant
Protection Technique. Annu. Rev. of Agrc. Eng., 4(1), 218-228.
165. Van de Zande J. C., Stallinga H., Michielsen J. M. G. P., Van Velde P. 2005. Effect
of Sprayer Speed on Spray Drift. Annu. Rev. of Agrc. Eng., 4(1), 129-142.
166. Van de Zande J. C., Huijsmans J. F. M., Porskamp H. A. J., Michielsen J. M. G. P.,
Stallinga H., Holterman H. J., de Jong A. 2008. Spray techniques: how to optimize
spray deposition and minimize spray drift. Environmentalist 28, 9-17.
167. Wachowiak M., Kierzek R. 2010. Tendencje w rozwoju techniki ochrony roślin wybrane zagadnienia. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin,
50(4), 1661-1670.
168. Wachowiak M., Kierzek R., Kacprzyk R. 2011. Wykorzystanie metody
opryskiwania elektroaerozolowego do zwalczania agrofagów w uprawach zwartych
129
i wysokich. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 51(4), 14971504.
169. Walczak F. 2010. Monitoring agrofagów dla potrzeb integrowanej ochrony roślin
uprawnych. Fragmenta Agronomia, 27(4), 147-154.
170. Walczak F. Bandyk A., Jakubowska M., Roik K., Tratwal A., Złotkowski J.,
Heryng I., Gajewski M. 2011. Nasilenie występowania niektórych chorób
i szkodników roślin uprawnych w Polsce w roku 2010. Progress in Plant
Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 51(1), 133-152.
171. Walesiuk A., Wojewódzka-Żelezniakowicz M., Halim N., Łukasik-Głębocka M.,
Czaban S. L., Myćko G., Pazio L., Ładny J. R. 2010. Zatrucia środkami ochrony
roślin. Postępy nauk medycznych, 9, 729-735.
172. Wenneker M., Heijne B., Van De Zande J. C. 2006. Ograniczenie znoszenia cieczy
podczas opryskiwania sadów w Holandii. Racjonalna Technika Ochrony Roślin.
Materiały Konferencyjne, 163-176.
173. Wilczok G. 2008. Analiza rozkładu cieczy roboczej podczas opryskiwania
w zmiennych warunkach pracy rozpylaczy. Rozprawa doktorska. Instytut Inżynierii
Rolniczej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
174. Woźnica Z. 2003. Współdziałanie adiuwantów a skuteczność chwastobójcza
herbicydów. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 43(1), 473497.
175. Wrzosek J., Gworek B., Maciaszek D. 2009. Środki ochrony roślin w aspekcie
ochrony środowiska. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 39, 75-88.
176. Wspólnotowa polityka w zakresie zrównoważonego wykorzystania pestycydów.
Uzasadnienie strategii. 2007. Urząd Oficjalnych Publikacji Wspólnot Europejskich.
ISBN 92-79-03221-6.
177. Zasiewski P. 2001. Kryteria i dobór optymalnych parametrów pracy opryskiwaczy
ciągnikowych. Część I – Opryskiwacze polowe. Racjonalna Technika Ochrony
Roślin. Materiały Konferencyjne, 190-197.
178. Zhu H., Rowland D. L., Dorner J. W., Derksen R. C. 2002. Infuence of Plant
Structure, Orifice Size and Nozzle Inclination on Spray Penetration into Peanut
Canopy. Trans. of the ASAE, 45(5), 1295-1301.
130
Materiały źródłowe on-line:
http://www.kuhn.com.pl
http://www.gregoire-besson.pl
http://www.amazone.pl
http://www.jsindustries.co.uk
http://www.hardipolska.com
http://www.dammannspuiten.nl
http://www.dammann-technik.de
131
Spis tabel
Tabela 4.1. Wykaz zmiennych przyjętych do badań .......................................................... 50
Tabela 4.2. Charakterystyka rozpylaczy stosowanych w badaniach wstępnych ................ 51
Tabela 4.3. Prędkości robocze i ilości przejazdów oraz odpowiadające im dawki cieczy
przy założonych poziomach ciśnienia roboczego.............................................................. 62
Tabela 5.1. Zestawienie charakterystycznych wielkości opisujących badane rozpylacze
przy przyjętych ciśnieniach roboczych ............................................................................. 66
Tabela 5.2. Zestawienie przedziałów prędkości strumienia powietrza działających na
rozpyloną strugę cieczy ................................................................................................... 71
Tabela 5.3. Wyniki wieloczynnikowej analizy wariancji wskaźnika Wso ............................ 86
Tabela 5.4. Wyniki wieloczynnikowej analizy wariancji dla modelu wskaźnika Wso ......... 88
Tabela 5.5. Zestawienie wartości wskaźnika Wso uzyskanych w badaniach laboratoryjnych
i modelowych dla różnych parametrów pracy wybranych rozpylaczy ............................... 90
Tabela 5.6. Wyniki pomiarów prędkości nośnika rozpylaczy i wiatru pozornego .............. 93
Tabela 5.7. Wyniki testu Kruskala-Wallisa dla stopnia pokrycia badanych powierzchni
opryskowych i ciśnienia roboczego 0,2 MPa.................................................................... 97
Tabela 5.8. Wyniki testu Kruskala-Wallisa dla stopnia pokrycia badanych powierzchni
opryskowych i ciśnienia roboczego 0,3 MPa.................................................................. 102
Tabela 5.9. Wyniki testu Kruskala-Wallisa dla stopnia pokrycia badanych powierzchni
opryskowych i ciśnienia roboczego 0,4 MPa.................................................................. 107
132
Spis rysunków
Rys. 1.1. Sprzedaż środków ochrony roślin w masie towarowej [źródło: GUS 2009, GUS
2010, GUS 2012] .............................................................................................................. 8
Rys. 1.2. Sprzedaż poszczególnych rodzajów środków ochrony roślin w masie towarowej
[Źródło: GUS 2009, GUS 2010, GUS 2012] ...................................................................... 8
Rys. 2.1. Trajektoria cząstek elektroaerozolu [źródło: Kacprzyk 2010] ............................ 27
Rys. 2.2. System CASA oparty na 3 elementach: CHS – czujnik zdrowotności roślin, CIS –
system identyfikacji upraw, EDAS – środowiskowo regulowana technika opryskiwania
[źródło: Doruchowski 2009] ........................................................................................... 28
Rys. 2.3. Stabilizacja belek polowych: a - trapezowy, b - wahadłowy, c i d – aktywny
[źródło: Popławski, Szulc 2010] ...................................................................................... 29
Rys. 2.4. Trapezowo-równoległoboczny mechanizm z amortyzatorami teleskopowymi
[źródło: http://www.kuhn.com.pl] .................................................................................... 30
Rys. 2.5. Schemat amortyzacji osi Actiflex 2 [źródło: http://www.gregoire-besson.pl] ..... 31
Rys. 2.6. Zastosowanie czujników ultradźwiękowych [źródło: Popławski, Szulc 2010] .... 31
Rys. 2.7. System AutoTerrain umożliwiający sterowanie belką polową, montowany w
opryskiwaczach Hardi [źródło: Agromechanika 2012] .................................................... 32
Rys. 2.8. Schemat montażu czujników ultradźwiękowych w opryskiwaczach Amazone
[źródło: http://www.amazone.pl] ..................................................................................... 32
Rys. 2.9. Rozmieszczenie urządzeń GreenSeeker na belce polowej opryskiwacza [źródło:
http://www.jsindustries.co.uk] ......................................................................................... 33
Rys. 2.10. Czujnikowy system monitorowania przepływu przez poszczególne rozpylacze
opryskiwacza [źródło: Agromechanika 2012] .................................................................. 34
Rys. 2.11. Sposób regulacji strumienia powietrza w opryskiwaczach Hardi Twin [źródło:
http://www.hard-twin.com] .............................................................................................. 35
Rys. 2.12. System AirFlowPlus firmy Agrifac [źródło: Skudlarski 2012] .......................... 36
Rys. 2.13. System Släpduk [źródło: Stallinga i in. 2003] .................................................. 36
Rys. 2.14. Schemat działania systemu Släpduk [źródło: Stallinga i in. 2003] ................... 37
Rys. 2.15. Regulacja rozstawu kół układem VariTrack [źródło: Lisowski 2007] ............... 37
Rys. 2.16. Zdjęcia lotnicze z zaznaczonymi strefami trwałego zachwaszczenia [źródło:
Pudełko, Nieróbca 2010] ................................................................................................. 38
133
Rys. 2.17. Opryskiwacz Dammann Trac DT 2000 H Plus z czterema skrętnymi kołami
[źródło: http://www.dammannspuiten.nl] ........................................................................ 38
Rys. 2.18. Schemat układu jezdnegoopryskiwacza Hardi Commander wyposażonego w
system Safe Track [źródło: http://www.hardipolska.com] ................................................ 39
Rys. 2.19. Belka polowa regulowana bezstopniowo [źródło: Popławski, Szulc 2010]....... 40
Rys. 2.20. Opryskiwacz z belką polową wyposażoną w podświetlanie rozpylaczy diodami
LED [źródło: Agromechanika 2012] ............................................................................... 41
Rys. 2.21. Elektrozawór Seletron do niezależnego sterowania pojedynczego rozpylacza
[źródło: Skudlarski 2012] ................................................................................................ 41
Rys. 2.22. Układ indywidualnego monitorowania dysz w opryskiwaczu [źródło: Rolniczy
Przegląd Techniczny 2011] ............................................................................................. 42
Rys. 2.23. System AcuraSpray wskazujący optymalny moment uzupełnienia cieczy w
zbiorniku [źródło: Agromechanika 2012] ........................................................................ 43
Rys. 2.24. Układ automatycznego mycia belki opryskiwacza [źródło: Rolniczy Przegląd
Techniczny 2011] ............................................................................................................ 43
Rys. 2.25. Ultradźwiękowy czujnik – sensor P3 [źródło: Rolniczy Przegląd Techniczny
2011]............................................................................................................................... 44
Rys. 2.26. Narzędzie Quantofill M do automatycznego dozowania kilku środków ochrony
roślin w opryskiwaczu [źródło: Rolniczy Przegląd Techniczny 2011] .............................. 44
Rys. 2.27. Sposób monitorowania oprysku agrotechnicznego i układ do stosowania tego
sposobu [źródło: Chmielewski 2012] ............................................................................... 45
Rys. 4.1. Schemat blokowy realizacji poszczególnych etapów badań ................................ 49
Rys. 4.2. Klasyfikacja wielkości kropel [źródło: ANSI/ASAE S572.1, 2009] ..................... 52
Rys. 4.3. Stanowisko do analizy wielkości kropel: 1 – stół laboratoryjny, 2 – analizator
widma cząstek, 3 – oprawa rozpylacza, 4 – prowadnica, 5 - manometr........................... 53
Rys. 4.4. Umieszczenie przyrządu do pomiaru prędkości strumienia powietrza w tunelu
aerodynamicznym: 1 – sonda pomiarowa, 2 – mocowanie rozpylacza, 3 – statyw
pomiarowy ...................................................................................................................... 54
Rys. 4.5. Anemometr skrzydełkowy CEM DT-620 użyty do pomiaru prędkości strumienia
powietrza w tunelu aerodynamicznym ............................................................................. 55
Rys. 4.6. Schemat rozmieszczenia punktów pomiarowych w przekroju tunelu
aerodynamicznego ........................................................................................................... 55
134
Rys. 4.7. Schemat stanowiska pomiarowego do badań rozkładu podłużnego rozpylonej
cieczy w warunkach działania strumienia powietrza: h – wysokość rozpylania, vw –
prędkość strumienia powietrza, γ – kąt odchylenia rozpylacza, 1 – wlot powietrza, 2 –
zasuwy do regulacji prędkości strumienia powietrza, 3 – wentylator osiowy, 4 –
prostownica rurowo-wiązkowa z siatkami homogenizującymi strumień powietrza, 5 –
rozpylacz, 6 – stół rowkowy, 7 – tunel powietrzny ............................................................ 56
Rys. 4.8. Widok statywu umożliwiającego znamię wartości kąta γ oraz wysokości
rozpylania ....................................................................................................................... 56
Rys. 4.9. Widok stanowiska do badań rozkładu podłużnego opadu rozpylonej cieczy: 1 –
manometr kontrolny, 2 - cylindry miarowe ...................................................................... 57
Rys. 4.10. Widok układu pomiarowego służącego do określenia całkowitej objętości cieczy
użytej podczas pojedynczego badania .............................................................................. 59
Rys. 4.11. Widok ogólny stanowiska do badań stopnia pokrycia: 1 – sztuczna roślina, 2 –
nośnik rozpylaczy, 3 – prowadnica, 4 – rolki prowadzące, 5 – koła napędowe ................. 60
Rys. 4.12. Schemat budowy nośnika rozpylaczy: 1 - rama, 2 - silnik napędowy, 3 przekładnia łańcuchowa, 4 - przekładnia pasowa, 5 - napinacz paska klinowego, 6 - koła
napędowe, 7 - rolki przednie i tylne prowadzące, 8 - anemometr, 9 - przełącznik kierunku
obrotów, 10 - zbiornik wody, 11 - załącznik pompy, 12 - pompa z silnikiem, 13 - zawór
odcinający, 14 - filtr, 15 - zawór regulacji ciśnienia, 16 - manometr, 17 - oprawy
rozpylaczy z zaworami przeciw kroplowymi [źródło: Szewczyk 2010b] ............................ 60
Rys. 4.13. Sposób ustawiania kąta γ................................................................................. 61
Rys. 4.14. Widok sztucznej rośliny z zaznaczonymi badanymi powierzchniami: 1  pionowa
najazdowa (Anj), 2  pionowa odjazdowa (Aoj), 3  pozioma górna (Apog), 4  pozioma
dolna (Apod) ..................................................................................................................... 63
Rys. 4.15. Schemat stanowiska pomiarowego do badań stopnia pokrycia: : a  odcinek
rozbiegowy, b  odcinek pomiarowy, c – odcinek końcowy, 1 – nośnik rozpylaczy, 2 –
prowadnica, 3 – sztuczna roślina ..................................................................................... 63
Rys. 4.16. Widok stanowiska do komputerowej analizy obrazu ........................................ 64
Rys. 4.17. Zrzut z ekranu przedstawiający widok analizowanego próbnika WSP .............. 64
Rys. 5.1. Spektrum kropel wytwarzanych przy ciśnieniu roboczym 0,3 MPa przez
rozpylacze: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN 11002 .......... 68
135
Rys. 5.2. Rozkład prędkości przepływu strumienia powietrza w miejscu rozpylania cieczy
dla następujących prędkości: a) 1,1; b) 2,2; c) 3,3; d) 4,4 m·s-1; h – wysokość tunelu, s –
szerokość tunelu, vw – prędkość strumienia powietrza ...................................................... 70
Rys. 5.3. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta γ = 20° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................. 72
Rys. 5.4. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta γ = 10° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................. 72
Rys. 5.5. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta γ = 0°
i ciśnienia p = 0,3 MPa ................................................................................................... 73
Rys. 5.6. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta γ =
10° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................. 73
Rys. 5.7. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AXI 11002, kąta γ =
20° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................. 74
Rys. 5.8. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta γ = 20° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................. 75
Rys. 5.9. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta γ = 10° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................. 75
Rys. 5.10. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta γ =
0° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................... 76
Rys. 5.11. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta γ =
10° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................. 76
Rys. 5.12. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI 11002, kąta γ =
20° i ciśnienia p = 0,3 MPa ............................................................................................. 77
Rys. 5.13. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = -20° i ciśnienia p = 0,3 MPa ..................................................................................... 78
Rys. 5.14. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = -10° i ciśnienia p = 0,3 MPa ..................................................................................... 78
Rys. 5.15. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = 0° i ciśnienia p = 0,3 MPa ......................................................................................... 79
Rys. 5.16. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = 10° i ciśnienia p = 0,3 MPa ....................................................................................... 79
Rys. 5.17. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza DG TJ60 11002, kąta
γ = 20° i ciśnienia p = 0,3 MPa ....................................................................................... 80
136
Rys. 5.18. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = -20° i ciśnienia p = 0,3 MPa ..................................................................................... 81
Rys. 5.19. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = -10° i ciśnienia p = 0,3 MPa ..................................................................................... 81
Rys. 5.20. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = 0° i ciśnienia p = 0,3 MPa ......................................................................................... 82
Rys. 5.21. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = 10° i ciśnienia p = 0,3 MPa ....................................................................................... 82
Rys. 5.22. Podłużny rozkład opadu rozpylonej cieczy dla rozpylacza AVI TWIN 11002, kąta
γ = 20° i ciśnienia p = 0,3 MPa ....................................................................................... 83
Rys. 5.23. Wskaźnik opadu cieczy Wso przy ciśnieniu roboczym 0,2 MPa dla rozpylaczy: a)
AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN 11002 ................................. 84
Rys. 5.24. Wskaźnik opadu cieczy Wso przy ciśnieniu roboczym 0,3 MPa dla rozpylaczy: a)
AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN 11002 ................................. 85
Rys. 5.25. Wskaźnik opadu cieczy Wso przy ciśnieniu roboczym 0,4 MPa dla rozpylaczy: a)
AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN 11002 ................................. 85
Rys. 5.26. Zależność wskaźnika opadu cieczy od prędkości strumienia powietrza i mediany
objętościowej średnicy kropel dla kąta ustawienia rozpylacza: a) -20°, b) -10°, c) 0°, d)
10°, e) 20° ....................................................................................................................... 89
Rys. 5.27. Stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) przy ciśnieniu roboczym
0,2 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN
11002 .............................................................................................................................. 94
Rys. 5.28. Stopień pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (A nj) przy ciśnieniu
roboczym 0,2 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002 .................................................................................................................... 95
Rys. 5.29. Stopień pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (Aoj) przy ciśnieniu
roboczym 0,2 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002 .................................................................................................................... 96
Rys. 5.30. Stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) przy ciśnieniu roboczym
0,3 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN
11002 .............................................................................................................................. 99
Rys. 5.31. Stopień pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (Anj) przy ciśnieniu
roboczym 0,3 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002 .................................................................................................................. 100
137
Rys. 5.32. Stopień pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (Aoj) przy ciśnieniu
roboczym 0,3 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002 .................................................................................................................. 101
Rys. 5.33. Stopień pokrycia powierzchni poziomej górnej (Apog) przy ciśnieniu roboczym
0,4 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI TWIN
11002 ............................................................................................................................ 104
Rys. 5.34. Stopień pokrycia powierzchni pionowej najazdowej (A nj) przy ciśnieniu
roboczym 0,4 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002 .................................................................................................................. 105
Rys. 5.35. Stopień pokrycia powierzchni pionowej odjazdowej (A oj) przy ciśnieniu
roboczym 0,4 MPa dla rozpylaczy: a) AXI 11002, b) AVI 11002, c) DG TJ60 11002, d) AVI
TWIN 11002 .................................................................................................................. 106
138