Stroje pro ochranu rostlin mají v zemědělské výrobě své nenahraditelné místo. Můžeme bez nadsázky konstatovat, že jejich význam neustále vzrůstá, především díky rozšiřování minimalizačních technologií zpracování půdy. V poslední době dochází k podstatnému rozšíření těchto technologií do stále většího počtu zemědělských podniků, lišících se velikostí obhospodařované plochy orné půdy.
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.
Opatření přímé ochrany
Z hlediska aplikační techniky nás budou dále zajímat opatření přímé ochrany rostlin.
Mezi přímé způsoby ochrany patří fyzikální způsoby (mechanické či termické hubení plevelů), biologické způsoby (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. Hladina škodlivosti je dosažena, 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, dodržováním 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.
Základní typy postřikovačů
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 povrchu 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.
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 s větší výměrou 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 předurčují 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, filtry
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 byla dávka 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.
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 na minimálně dvě sekce, častěji však na více sekcí podle záběru aplikačního rámu. Držáky trysek mohou být jednoduché
– pro jednu trysku, nebo vícenásobné.
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 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.
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 vůči úletu vlivem větru. Tato hrubá atomizace znamená pokles 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.
Omezení úletu kapaliny
Způsoby omezení úletu aplikační kapaliny při zásahu jsou v dnešní době velice aktuálním tématem jednak z ekonomických, jednak 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 µm, 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.
Nejpropracovanější a nejpoužívanější je systém TWIN firmy Hardi, který je na trhu více než 20 let. 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 zvýšení produktivity 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.
Rychlost a „turbotryska“
Důsledkem potřeby větší denní výkonnosti jsou zvyšující se rychlosti postřikovačů.
Zatímco dříve jezdily postřikovače rychlostí 6 km/h, dnes je požadavek na rychlost 15 km/h.
Při vyšší rychlosti se mění úhel, pod kterým aplikovaná látka dopadá na rostlinu. Následkem toho jsou pak zadní části rostlin hůře ošetřené a může docházet také k úletu postřikové kapaliny. Na tyto skutečnosti reagoval výrobce tryskou TurboDrop HiSpeed.
Tato tryska má opět dvě štěrbiny, tentokrát však umístěné pod asymetrickým úhlem. Jedna štěrbina stříká pod velkým úhlem vzad, druhá pod malým úhlem vpřed. Nastavení úhlu trysek odpovídá pojezdové rychlosti 15 až 16 km/h. Výsledkem je rovnoměrně ošetřená přední i zadní část rostliny včetně klasů a šikmých listových ploch. Vhodná je pro aplikace fungicidů, insekticidů či postemergentních herbicidů.
Trysky TurboDrop HiSpeed jsou ideální volbou pro podniky, které potřebují aplikovat postřiky při vyšších rychlostech. I při těchto podmínkách zajišťují špičkovou účinnost.
Trysky TurboDrop HiSpeed, které najdete u postřikovačů firky Agrio Křemže, mají řadu kladných vlastností:
zajišťují oboustranné ošetření klasů i při vysoké pojezdové rychlosti,
při ošetření porostu proti klasovým chorobám zůstává účinná látka tam, kde má, tedy v horní třetině porostu,
umožňují aplikaci i za silného větru,
díky snížené dávce vody docilují vyššího denního výkonu a vyšší koncentrace přípravku,
při ošetření cukrovky proti plevelům (od 4. listu) jsou přípravkem zasaženy i zastíněné plevele,
docilují lepší účinnosti při aplikaci kontaktních insekticidů.
Trendy v aplikační technice
Ve strojích na ochranu rostlin je výrazný trend k samojízdným strojům. Zatímco prodeje tažené a nesené techniky jsou přibližně stejné jako v loňském roce, u samojízdných strojů je očekáván velký nárůst (řádově v desítkách procent v rámci evropského trhu).
U nesených postřikovačů může rám dosáhnout šířky až 28 metrů a nádrž velikosti až 1900 litrů. Traktory, ke kterým jsou nesené postřikovače agregovány, obvykle potřebují další přední závaží pro dosažení optimálního rozložení sil na nápravy a zajištěné bezpečnosti při přejezdech po komunikacích. U návěsných postřikovačů výrobci nabízejí stroje s pracovní šířkou až 51 m a nádrž o objemu až 14 000 litrů.
Dalším trendem u postřikovačů je zvyšování pojezdové rychlosti, čímž lze dosáhnout vyšší plošné výkonnosti při aplikaci. Moderní technika s velkým pracovním záběrem a stabilní vazbou mezi rychlostí a průtokem kapaliny dosahuje i při vyšších rychlostech stále kvalitní distribuce a dobré penetrace postřikové kapaliny do porostu. V některých případech může při vyšších rychlostech docházet k úletu postřikové kapaliny – zejména na hranicích pozemku. Proto je doporučené na souvrati a okraji pozemku používat nižší pracovní rychlost než při aplikaci „uvnitř“ pozemku. Někteří výrobci mohou vybavovat rámy postřikovače s kuželem osvětlení pomocí LED pro práce ve večerních a nočních hodinách, kdy je obrazec výstřikové kapaliny dobře viditelný a obsluha má přehled o celém rámu. Důležité je vybrat správnou trysku, neboť ta rozhoduje o finální kvalitě aplikace a zároveň může značně snížit úlet kapaliny do okolí. Sortiment nízkoúletových trysek je velice široký a nabízí je každý výrobce aplikační techniky.
Velkou příležitostí a výzvou pro ochranu plodin v budoucnosti je stále precizní zemědělství. Snahou je cílená aplikace zásahu tam, kde je opravdu potřeba, bez zbytečné aplikace na okolní nezasažené části porostu. To může vést ke značným úsporám v přípravcích na ochranu rostlin (20 až 60 %), a tím k celkovému zlepšení nákladové bilance rostlinné výroby. Při zavádění precizního zemědělství v zemědělské praxi se pokračuje v off-line i on-line metodách. Největším problémem zemědělství je detekce heterogenity porostu a variability v požadované dávce pesticidu (Direct Injection).
Postřikovače jsou již dnes většinou vybaveny elektronickým ovládacím zařízením. Elektronika může také plnit další funkce – asistenční systémy snižují únavu řidiče a zlepšují celkovou kvalitu práce. To platí zejména pro provoz a řízení zařízení na ochranu rostlin s velkým pracovním záběrem ve vysokých rychlostech. Obvody a funkce sledování jednotlivých trysek, stejně jako softwarové moduly pro minimalizaci zbytkového množství, je možné zmínit jako příklad nejnovější. Dále je nutné zmínit variabilní elektronická zařízení na základě Iso-Bus, která tvoří kompatibilní rozhraní mezi terminálem traktoru a řídicí jednotkou pracovního stroje. Mnoho funkcí, které jsou nyní integrovány do řídicí jednotky postřikovače, se může ovládat a zobrazovat s využitím odpovídající grafiky na velkém displeji terminálu traktoru. Mohou se zobrazovat grafické výstupy pracovních úkolů a navigační trasy pro přesnou aplikaci bez přestřiků.
Automatické nastavení sekcí rámu usnadňuje práci řidiče, stejně jako přesnější aplikaci. K nastavení vypínání jednotlivých sekcí v případě práce na pozemku nepravidelného tvaru lze s úspěchem využít satelitní navigaci. Výrobci poskytují přesnost řízení „trať-provoz“ asi 10 až 30 cm, což jsou velmi realistické hodnoty.
Důležité pro dobrou distribuci a smáčení cílového prostoru je dostatečné paralelní vedení postřikovacího rámu. S rostoucí šířkou anebo se zvyšující se rychlosti jízdy je ruční ovládání rámu stále obtížnější.
Automatické čisticí zařízení, které šetří čas a zabraňuje poškození rostlin při přechodu na jinou plodinu nebo jiný přípravek, je další ukázkou zlepšení pracovních podmínek a pohodlí operátora.
Závěr
Na konci roku 2011 mají vstoupit v platnost dvě směrnice Evropské unie – 2009/127/ES a 2009/128/ES, které harmonizují pravidla pro novou a použitou aplikační techniku na ochranu rostlin.
Výše uvedené směrnice EU neobsahují podrobné technické specifikace, ale místo toho odkazují na specifikaci obecných požadavků harmonizované evropské normy.
Příslušné standardizační aktivity ISO jsou v plném proudu. Nicméně existují oprávněné pochybnosti o tom, zda uvedené normy budou k dispozici včas.
Další vývoj v oblasti senzorů, elektroniky a software zemědělské aplikace vede ke zvýšení automatizace pracovních procesů v rostlinné výrobě s cílem dosáhnout kvality práce, vyšší efektivity, přesnější a k životnímu prostředí šetrnější aplikaci i úspoře nákladů.
Klíčové informace
– Dávkování pesticidů cíleně na plochu by mělo být co nejpřesnější a jejich použití je potřeba s ohledem na zemědělce, spotřebitele
a životní prostředí omezit na nezbytně nutné množství.
– V žádném případě nesmí dojít k zasažení okolních kultur
a ostatních necílových ploch.
– Veškeré aplikační zásahy je nutné pečlivě evidovat podle předpisů.
– Moderní postřikovače vybavené inteligentním technickým řešením mohou významně přispět ke snížení administrativní zátěže při evidenci aplikačních zásahů.
Ing. Jiří Mašek, Ph.D.
Česká zemědělská univerzita v Praze
Technická fakulta
katedra zemědělských strojů
