Cílem ochrany rostlin je uchránění kultur před chorobami, škůdci a pleveli. Obecně se vždy výlučně jednalo o zabránění větším výpadkům sklizně. Tento aspekt zesílil a dostal se do popředí v době úsilí o racionalizaci ochranných zásahů. Velkých změn doznaly metody ochrany rostlin – od jednoduchých technických zásahů se postupně přešlo na použití syntetických prostředků pro hubení škodlivých organismů.
Je nutné si uvědomit, že každý syntetický preparát je přírodě vnucená cizí látka, a i když přípravek není sám o sobě toxický pro člověka, zvíře či rostlinu, může přesto narušit nežádoucím způsobem přirozený ekosystém. Určitým řešením tohoto problému je integrovaná ochrana rostlin.
Integrovaná ochrana rostlin je způsob, který využívá všechny ekonomické, ekologické a toxikologicky přijatelné metody k regulaci škodlivých organismů a jejich udržení pod hladinou škodlivosti s přednostním záměrným využíváním přirozených omezujících faktorů. V podstatě jde o to, aby se ochrana rostlin nebrala jako izolovaná pracovní operace, ale byla chápána v souvislostech se všemi pěstitelskými opatřeními.
Všechna opatření směřující k dosažení produkce zdravějších potravin se musí vzájemně sladit tak, aby byla podpořena přirozená odolnost plodin, udržena úrodnost půdy a chráněna rozmanitost živočišných i rostlinných druhů. Přednostně by se měly využívat přirozené ochranné faktory. Teprve když tato opatření nedostačují, lze uvažovat o přímých metodách ochrany.
Pro integrovanou zemědělskou produkci jsou důležité následují prvky:
– volba stanoviště,
– střídání plodin,
– výběr odrůd,
– příprava půdy k setí a způsob obdělávání půdy,
– termín setí (výsadby), hustota a hloubka setí,
– hnojení,
– údržba okolí polí (okraje pozemku),
– opatření přímé ochrany.
Přímé způsoby ochrany
Z hlediska aplikační techniky nás budou dále zajímat opatření přímé ochrany rostlin. Mezi ně patří fyzikální způsoby (mechanické či termické hubení plevelů), biologické metody (množení či periodická introdukce užitečných organismů do porostu) a chemická ochrana (aplikace syntetických látek – pesticidů).
Klíčový význam při rozhodování o zásahu mají termíny – hladina škodlivosti a práh škodlivosti. Hladiny škodlivosti je dosaženo, když zvýšení výnosu vlivem určitého zásahu má stejnou hodnotu jako vynaložené náklady. Práh škodlivosti je taková populační hustota škodlivých organismů, která opravňuje k provedení ochranného zásahu, aby nedošlo k překročení hladiny škodlivosti.
Ochrana zemědělských kultur před působením plevelů, různých chorob i škůdců přináší značné zvýšení zemědělské produkce. Ochranu rostlin je však třeba chápat v plné šíři, zejména jako prevenci proti výskytu škodlivých činitelů, a nikoliv jen jako léčebný zásah. Prevence, tedy nepřímý způsob ochrany rostlin, je dána dodržováním agrotechnických lhůt, osevních postupů, výběrem kvalitního osiva a volbou odrůdy.
I přes všechnu prevenci se však neobejdeme bez kvalitních strojů na ochranu rostlin, kterými zajistíme dobrý zdravotní stav porostu, a tím také vysoký výnos. Z tohoto je jasné, že bez strojů na ochranu rostlin nemůže být rostlinná výroba efektivní.
Zmlžování a rosení
Zmlžování je rozptylování tekutého pesticidu bez jeho předchozího ředění na ošetřovanou plochu v dávce do 5 l/ha, s kapkami o velikosti do 0,05 mm. Částice jsou charakteristické svou nepatrnou hmotností a malou rychlostí klesání. Proto lze ve volné přírodě použít pouze tzv. těžké mlhy s rozměrem částic 0,02 – 0,05 mm. Pro uzavřené objekty, např. skleníky, lze aplikovat i lehké mlhy s kapkami menšími než 0,02 mm. Jelikož je jejich použití výrazně závislé na klimatických podmínkách, prakticky se pro klasickou ochranu polních plodin v současné době nepoužívají.
Rosení je ošetřování rostlin, při kterém je minimálně 80 % kapaliny rozptýleno na kapky o velikosti 0,025 – 0,125 mm. Kromě toho je pro rosení charakteristické použití přípravku o vyšší koncentraci, nižší spotřeba nosné látky a uplatnění pneumatického nebo hydropneumatického rozptylu kapaliny. Menší kapky jsou v prostoru méně stabilní a hůře sedimentují. Do porostů jsou vnášeny proudem vzduchu od ventilátoru, který jim uděluje potřebnou energii. Vzduch je zároveň nosným médiem pro dopravu kapek na ošetřovanou plochu. Průměr kapek při rosení závisí na povrchovém napětí postřikové kapaliny, použité trysce, pracovním tlaku kapaliny a na rychlosti proudu vzduchu.
Rosiče jsou určeny především pro ošetřování kulisových kultur, tedy sadů, vinic či chmelnic.
Aplikace pesticidů a ochrana prostředí
Podle velikosti plochy, kterou zemědělský podnik obhospodařuje, si může zemědělec vybrat z několika typů postřikovačů – jsou to postřikovače nesené, návěsné a samojízdné s vlastním energetickým zdrojem.
Tyto stroje se liší jak objemem zásobní nádrže, který se pohybuje od 400 do 14 000 l postřikové kapaliny, tak záběrem aplikačního rámu, který výrobci nabízejí v rozmezí od 10 do 38 a dokonce i 50 m. U ochrany rostlin je jasný směr vývoje k přesnému dávkování přípravků, stejně tak další zlepšování techniky odvozené ze systému precizního zemědělství. Výrobci tak nabízejí moderní stroje na ochranu rostlin vybavené nejmodernější technikou. Vysoká účinnost pesticidů je velmi podmíněna vlastnostmi strojů na chemickou ochranu rostlin. Je třeba přesně stanovit dávku ochranné látky, dodržet zadanou koncentraci roztoku, rovnoměrnost aplikace na povrchu půdy či ošetřovaných rostlin a vyloučit úlet pracovní kapaliny za hranice ošetřovaného pozemku.
Snahou světových výrobců strojů na ochranu rostlin je dosáhnout toho, aby jejich stroje vyhovovaly tvrdým požadavkům ekologické bezpečnosti, především však zajištění kvality aplikace pesticidů.
Dnes vstupuje do popředí otázka snižování dávek pesticidů lokálně diferencovanou aplikací, která vede ke snížení ekologické zátěže životního prostředí a také ke snižování nákladů na ochranu rostlin.
Nesené, návěsné a samojízdné postřikovače
Postřikovače nesené na tříbodovém závěsu traktoru jsou nabízeny s objemem nádrže od 400 do 1400 litrů a šířkou pracovního záběru až 24 m. Jsou lehce ovladatelné a využití moderních technologií i v těchto jednoduchých strojích spolu se spojením s lehkými traktory a malými přepravními časy umožňuje dosažení vysokých plošných výkonů.
Postřikovače návěsné splňují díky svým parametrům (objem nádrže až 14 000 l a šířka ramen až 36 m) podmínky pro využití v podnicích hospodařících na větší výměře půdy. Pozornost je v tomto případě věnována ramenům, neboť při tak velkém záběru je nutná jejich stabilizace.
Při práci na svahu je neocenitelným pomocníkem automatické přestavování sklonu, které zajistí kopírování terénu a dodržení rovnoměrnosti dávky. U těchto strojů lze využít technologii přímé injektáže pesticidů a variabilní dávky hnojení dusíkem pomocí N-Senzoru.
Nejvýkonnější technikou pro ochranu rostlin je skupina samojízdných strojů. Objem hlavní nádrže až 12 000 l a úctyhodný záběr aplikačního rámu až 36 (50) m předurčuje tyto stroje pro podniky služeb a zemědělské podniky, které ošetřují ročně několik tisíc hektarů. Samozřejmostí u těchto strojů je vybavení palubním počítačem a dálkově řízené nastavování průběhu aplikačního procesu. U zmíněných postřikovačů je použití moderních technologií systému precizního zemědělství doporučováno nejvíce.
Podíl návěsných a samojízdných postřikovačů v posledních letech prudce stoupá. Je to dáno především nejvyšší úrovní komfortu obsluhy, precizním dávkováním, minimalizací úletu postřikové kapaliny při aplikaci.
Výkonné stroje na ochranu rostlin jsou dnes zpravidla vybaveny počítači pro řízení postřikové dávky. Trend jasně směřuje k používání komunikačního kanálu na bázi ISO-Bus. Elektronika v tomto případě zajistí funkčnost, produktivitu a komfortní ovládání. Samozřejmostí je stále častější využívání GPS technologií.
Nádrž, čerpadlo a filtrace
Zásobní nádrže na postřikovou kapalinu se v dnešní době vyrábějí pouze z plastu, který odolává jak agresivnímu prostředí aplikačních látek, tak i případnému mechanickému zatížení. Nádrž má v horní části plnicí a kontrolní otvor. Jsou do ní přivedeny všechny potřebné armatury – především sací potrubí a míchací zařízení.
Soudobé postřikovače jsou často vybaveny přídavnou nádrží na čistou vodu, která se po provedené aplikaci použije k propláchnutí nádrže a rozvodů. Dále bývá součástí kapalinového rozvodu naplavovací nádržka, do které se nalije nebo nasype přípravek, který je poté kapalinou dopraven do nádrže a rozmíchán. Pro dodržení koncentrace během celé doby práce je postřikovač vybaven míchacím zařízením, nejčastěji pracujícím na hydraulickém principu. Tak nedochází k sedimentaci ani špatně rozpustných látek a oddělování jednotlivých frakcí postřikových emulzí.
Důležitým prvkem všech postřikovačů je čerpadlo, které dopravuje postřikovou kapalinu k tryskám. Čerpadla mohou být pístová, plunžrová, odstředivá nebo membránová. Velikost průtoku čerpadla je závislá na počtu trysek, čím větší záběr, tím musí mít čerpadlo větší výkonnost. Pro správnou aplikaci je nutné zajistit rovnoměrný průtok, aby dávka byla po celou dobu nastavení konstantní.
Neméně důležitou funkci zastávají v obvodu filtry, neboť čistota postřikové kapaliny je klíčovou vlastností pro dosažení kvalitního zásahu. Nečistoty a špatně rozpuštěné pesticidy mohou vést k ucpávání trysek a následně k nerovnoměrné aplikaci se všemi důsledky pro ošetřovanou rostlinu i životní prostředí.
Ve většině případů je filtrace řešena jako několikastupňová (4 – 5 stupňů), která zajišťuje bezchybnou funkci trysek. Prvním stupněm je i nadále filtr na vstupu do nádrže, druhý filtr se nachází v sání před čerpadlem a chrání citlivé části čerpadla. Za čerpadlem ve výtlaku je tlakový filtr a filtry před vstupem do jednotlivých sekcí rámu. Posledním stupněm čištění kapaliny jsou filtry před každou tryskou.
U filtrů umístěných ve výtlačné části obvodu je nutné respektovat jejich číselné nebo barevné značení (odpovídá použitým tryskám), aby nedošlo ke změně nastavovacích charakteristik.
Držáky trysek
Kapalinový rozvod je složen z hadic, armatur, regulačních prvků a držáků jednotlivých trysek. Díky tomuto obvodu jsou funkčně propojeny jednotlivé části postřikovače a zároveň je umožněno ovládání jednotlivých funkčních okruhů postřikovače.
Držáky trysek jsou umístěné na trubce v aplikačním rámu nebo v samostatných držácích, pokud je kapalina rozváděna pomocí hadic. Jsou rozděleny minimálně na dvě sekce, častěji však na více sekcí podle záběru aplikačního rámu.
Držáky trysek mohou být jednoduché – pro jednu trysku, nebo vícenásobné až pro pět trysek. Pro volbu funkce jednotlivých okruhů je použit blok sekčních ventilů, které umožňují ovládání funkcí jednotlivých sekcí.
K nastavování tlaku v systému je použit regulační tlakový ventil, kterým se podle zvoleného typu trysek a pojezdové rychlosti soupravy nastavuje tlak pro dodržení požadované dávky postřiku.
Jednotlivé ventily mohou být ovládány ručně přímo na postřikovači, nebo pomocí ovládacího terminálu dálkově.
Aplikační rám
Velice důležitým prvkem postřikovače je aplikační rám. Pracovní šířka rámu je běžně 36 m, v některých případech i 50 m a patří mezi nejvíce namáhané části stroje, především při větších záběrech.
Rám musí umožňovat skládání do pracovní a zpět do transportní polohy, výškové nastavení nad povrchem půdy, stabilizaci rovnoběžně s povrchem půdy pro zachování rovnoměrné dávky postřiku.
Ramena bývají vybavena bezpečnostním vyklápěním vnějších sekcí jištěných pružinou, individuálním naklápěním ramen, antivychylovacím mechanismem, individuálním naklápěním ramen levé/pravé, kyvadlovým závěsem ramen s tlumiči kmitů a vratným mechanismem, zámkem mezi jednotlivými sekcemi ramen a jsou vybavena i celkovým naklápěním ramen. Ramena mohou být vyrobena z ocelových profilů nebo mnohem častěji z lehkých slitin, většinou z duralu. V poslední době se začínají uplatňovat kompozitové materiály, které nabízejí mnohem lepší vlastnosti než konvenčně používané konstrukční materiály. Jsou to např. karbonové aplikační rámy od firmy AKP.
Trysky
Trysky jsou nejdůležitějším prvkem rozhodujícím o kvalitě postřiku. Podle způsobu tříštění proudu kapaliny se rozdělují na hydraulické, rotační a pneumatické. Nejrozšířenější je skupina trysek hydraulických. Do této skupiny patří štěrbinové, nárazové, vířivé a víceotvorové trysky. Štěrbinové trysky jsou nejčastěji používané pro plošný postřik. Kapalina je rozptylována do vějířovitého zásahového obrazce s rozptylovým úhlem 110° nebo 80°. Nárazové trysky jsou určeny pro aplikaci systémových herbicidů a kapalných hnojiv při hnojení na list. Víceotvorové trysky jsou určeny především pro aplikaci kapalných hnojiv. V závislosti na počtu otvorů mohou vytvářet kapky o velikosti 1 – 3 mm. Vířivé trysky s kuželovým výstřikovým obrazcem jsou vhodné především pro aplikaci fungicidů a insekticidů pro celoplošný postřik.
Trysky s plochou charakteristikou vytvářejí velmi jemné kapičkové spektrum. Jsou vhodné pro většinu pesticidů díky jejich rovnoměrné distribuci postřikové kapaliny.
Nízkoúletové trysky jsou vybaveny omezovačem, který způsobuje snížení podílu nejjemnějších kapiček v kapičkovém spektru, čímž je postřiková kapalina opouštějící trysku méně citlivá na úlet vlivem větru.
Injektorové trysky jsou charakteristické hrubou atomizací kapičkového spektra. Dvěma bočními otvory v trysce je dovnitř nasáván vzduch, který se uvnitř smíchává s kapalinou a dochází k tvorbě poměrně hrubého kapičkového spektra, které je odolné úletu vlivem větru. Tato hrubá atomizace znamená snížení počtu kapek, což v důsledku vede ke snížení pokryvnosti.
Trysky pro aplikaci tekutých hnojiv vytvářejí podle typu 1, 3 nebo 5 souvislých proudů kapaliny, které zabraňují popálení porostu.
Úlet postřikové kapaliny a provoz postřikovačů
Způsoby omezení úletu aplikační kapaliny při zásahu jsou v dnešní době velice aktuálním tématem jednak z ekonomických, ale také především z ekologických důvodů.
Nejjednodušším a zároveň nejlevnějším způsobem, jak zabránit úletu kapaliny, je použití trysek, které vytváří jen malý podíl kapek s rozměrem pod 100 mm, jež jsou označovány jako trysky antidriftové.
Dalším velmi rozšířeným způsobem je využití řízené asistence proudu vzduchu. Jsou známy tři způsoby – Kyndestofte, Rau-Degania a Hardi TWIN. Rozdíl mezi nimi je v úhlu nastavení trysek a směru proudu vzduchu.
Nejpropracovanějším a nejpoužívanějším je systém TWIN firmy Hardi, který letos oslavil již 20. výročí uvedení na trh. Princip je velice jednoduchý – trysky s úhlem výstřiku 110° s plochou charakteristikou vstřikují kapalinu do souvislé vzduchové clony v pevně nastaveném úhlu. To zajišťuje rovnoměrnou distribuci postřikové kapaliny a optimální využití této vzduchové podpory.
Úhlové nastavení trysek se vzduchovou clonou eliminuje změny směru větru a optimalizuje umístění postřiku na rostlinách. Tento systém umožňuje při postřiku použít vyšší aplikační rychlost, redukovanou dávku vody, kontrolu úletu postřikové kapaliny a umožňuje zvýšit produktivitu práce.
Díky správnému umístění proudu vzduchu vůči tryskám omezí systém TWIN citlivost na vítr a zajistí tak rovnoměrnou distribuci postřikové kapaliny na všechna místa dané plodiny. Snížení dávky vody na 50 – 70 l/ha vyžaduje méně časté plnění postřikovače, čímž eliminujeme ztrátové časy a zvyšujeme efektivitu práce.
U tohoto systému pracujícího s podporou vzduchu jsou na výložníkových ramenech uloženy dva ventilátory o průměru 630 mm, které vytvářejí silný proud vzduchu, jenž je přiváděn do rukávců levého a pravého výložníku. Průtok vzduchu je až 2000 m3/h a maximální rychlost proudícího vzduchu je 35 m/s.
Pro správnou funkci podpory vzduchu je důležitá možnost změny úhlu výstupu vzduchu a tryskami. Toto nastavení je variabilní v rozsahu 40° vpřed a 30° vzad. Nastavení správného úhlu mezi tryskami a vzduchem je velice důležité z hlediska cílového zasažení škodlivého činitele v porostu.
Seřízení postřikovačů
Obecně platí, že o dávce u postřikovačů rozhoduje pojezdová rychlost, nastavení tlaku v systému a volba trysky, která ovlivňuje objemový průtok kapaliny. Pokud je postřikovač vybaven synchronizací rychlosti, při její změně dochází k automatickému přestavení systému pro zachování nastavené měrné dávky.
Většina výkonných postřikovačů vybavených elektronickou řídicí jednotkou je tímto systémem vybavena.
U postřikovačů, které toto zařízení nemají, je bezpodmínečně nutné dodržovat pracovní rychlost, jinak dochází při zvýšení rychlosti k poklesu měrné dávky a naopak při snížení pojezdové rychlosti ke zvyšování dávky, jež má za následek poškození ošetřovaných rostlin.
Průtok kapaliny tryskou je závislý na ploše průřezu otvoru trysky, jeho tvaru a tlaku kapaliny.
Průtok je dán charakteristickou vlastností trysky. Proto pro každou trysku jsou stanoveny seřizovací tabulky pro daný tlak a pojezdovou rychlost. Na regulačním tlakovém ventilu se dále nastavuje tlak systému podle seřizovacích tabulek. Platí zásada, že čím je větší tlak, tím dochází ke vzniku většího podílu kapek o velikosti pod 100 mm, čímž se zvětšuje možnost úletu postřikové kapaliny. Pro správnou dávku je dále ještě nutné dodržet správnou pracovní výšku nad porostem 0,5 až 0,7 m podle typu trysky a výšky ošetřovaného porostu. Dále je nutné dodržovat pracovní záběr, aby nedocházelo k nadměrnému překrývání záběrů, kdy dochází ke zdvojnásobení dávky postřiku v daném místě překrytí, případné vynechání nebo nenavázání jízdy negativně ovlivňuje porost díky ošetření nízkou dávkou.
Dalším důležitým prvkem je volba množství nosného média, vody. Množství vody je závislé jednak na doporučení výrobce pesticidu, ale i na růstové fázi a druhu ošetřovaných rostlin. Při seřizování postřikovače se sleduje takové nastavení, které zabezpečí co největší účinnost zásahu a neohrozí životní prostředí.
Trendy v technice pro postřikovače
Velký důraz je dnes kladen na eliminaci úletu drobných částic, kterou se výrobci snaží řešit různými způsoby. Jednou z cest je eliminace tvorby malých částic při výstupu kapaliny z trysky. Toho lze dosáhnout tzv. nízkoúletovými tryskami, nebo použitím injektorových trysek s pasivním přisáváním vzduchu. Tyto trysky lze s úspěchem použít při zhoršených povětrnostních podmínkách, nebo tam, kde je třeba zabránit úletu např. do sousední kultury.
Dalším, již dlouhou dobu používaným systémem, je využití podpory vzduchu. Proud vzduchu od ventilátoru je pouze podpůrným prvkem (nejedná se zde o pneumatické tříštění proudu kapaliny), který zabraňuje úletu postřikové kapaliny a zajišťuje její lepší vnesení do porostu. To umožní snížení dávky pesticidu, které vede ke zlepšení ekonomické bilance hospodaření a naplňuje Zásady správné zemědělské praxe.
Samozřejmostí vývoje techniky je zavádění elektronických řídicích systémů do ovládání jednotlivých částí postřikovače. Jedná se o palubní počítače postřikovačů, nebo využití palubních počítačů traktorů, které jsou schopny komunikovat s postřikovačem pomocí sběrnice ISO-Bus.
Poslední novinky
Posledními novinkami, které byly na výstavě Agritechnica 2009 v Hannoveru představeny a oceněny stříbrnými medailemi, jsou systémy nočního osvětlení jednotlivých trysek pro aplikaci za tmy a aplikační rám s plynule měnitelnou šířkou záběru.
Systém osvětlení jednotlivých trysek představila firma Amazone a Dammann. Obě firmy řeší osvětlení pomocí vysocesvítivých LED diod. Velkou výhodou je, že výstřikový obrazec je zřetelně viditelný a je možné velice snadno rozeznat poruchu a trysku vyměnit. Další výhodou je plné osvětlení šířky ramen, které vede ke zlepšení orientace zejména na členitých pozemcích, kdy lze za snížené viditelnosti přehlédnout překážku či špatně odhadnout vzdálenost překážky od konce aplikačního rámu.
Plynule měnitelný záběr aplikačního rámu nabízí firma Lemken. Aplikační rám je tvořen několika posuvnými segmenty, které lze vůči sobě plynule posouvat a měnit tak pracovní šířku záběru. Další stříbrnou medaili v oblasti aplikační techniky obdržel John Deere za vylepšení funkcí u postřikovačů řady JD 700i a JD 800i.
Klíčové informace
- Stroje na ochranu rostlin můžeme rozdělit do skupin podle velikosti částic vzniklých při rozptylu:
- postřikovače – průměr částic 0,15 až 0,5 mm (přičemž minimálně 80 % kapek musí mít průměr nad 0,15 mm),
- rosiče – průměr částic 0,05 až 0,15 m,
- zmlžovače – vytvářejí tzv. lehkou mlhu o velikosti částic do 0,02 mm anebo těžkou mlhu s částicemi 0,02 až 0,05 mm.
Ing. Jiří Mašek, Ph.D.
Česká zemědělská univerzita v Praze
Technická fakulta
Katedra zemědělských strojů
