Парадокси при ультрамалооб’ємному внесенні препаратів: погляд на проблему очима агронома із захисту рослин. Частина перша
Важливими факторами, що обмежують поширення у світі дистанційно пілотованих повітряних систем, є мала вантажність, ультрамалооб’ємне внесення, відсутність формуляцій засобів захисту під ультрамалооб’ємне внесення, малий розмір крапель (до 150 мкм), що викликає сильний дрейф препаратів. Мілкі краплі до 150 мкм не мають власної енергії та рухаються разом із повітряною масою, у яку вони потрапляють. Якщо вітряно, вони рухаються за вітром. Якщо повітря турбулентне, вони рухаються вгору і вниз. Якщо атмосфера стабільна, плавуча фракція залишається у висоті та концентрується. Дрейф краплі відбувається, коли енергія зміщення перевищує енергію краплі. Комбінація маси до 150 мкм та швидкості краплі не може протистояти енергії, яку представляє рухоме повітря.
За допомогою цієї статті пропонуємо зануритись в проблему дрейфу препаратів під час обприскування, взаємозалежності розміру краплі та діючої речовини на якість обприскування, а також порівняємо ультрамооб’ємне обприскування з малооб’ємним та великооб’ємним.
Розмір краплі: чому це важливо
NB: Спеціалісти із захисту на основі даних за останні 100 років визначили, що приблизно розмір краплі 200-300 мкм при виливі 100-200 л/га робочого розчину, швидкості вітру до 5 м/с, температурі 10-25 С, вологості повітря вище 60%, висоті штанги до рослини 25-50 см, швидкості техніки до 20 км/год є базовими параметрами роботи до обприскування, які протистоять дрейфу препарату.
Якщо стане вітряніше чи зміниться розмір краплі менш як 200 мкм, збільшиться відстань від штанги з форсунками до рослини та зросте швидкість руху техніки, то знадобиться більший розмір крапель 400-500 мкм, щоб протистояти зносу препарату, а також доведеться збільшити норму виливу робочого розчину 400-500 л/га для дотримання необхідної щільності покриття рослин.
NB: Звісно, краплі повинні прилипати до поверхні, тому існують обмеження у розмірі крапель. Зменшення розміру виливу менш як 50 л/га без зменшення розміру крапель менш ніж 150 мкм погіршує якість обприскування та щільність покриття поверхні, а зменшення розміру крапель менш як 150 мкм збільшує знос засобу захисту.
Як правило, дистанційно пілотовані повітряні системи мають такі стандартні параметри внесення: висота польоту — 4-5 м, швидкість польоту — 6-8 м/с (21,6-28,8 км/год) (1 м/с дорівнює 3,6 км/год або 1 км/год = 0,278 м/с), розмір краплі — 130-150 мкм, робоча ширина 8-8,5 м, вилив робочого розчину 5-6 до 10 л/га. Такі параметри внесення дистанційними пілотованими повітряними системами виходять далеко за базові параметри внесення препаратів та не протистоять дрейфу засобів захисту. Немає легкого розв’язання проблеми.
Розпилення — це гра з обмеженими можливостями
Знос препарату залишається єдиним здатним обмежити безпечне застосування пестицидів. Знос розчину засобів захисту є однією з головних проблем сільського господарства.
NB: Дрейф препарату — це повітряний рух і ненавмисне осадження пестициду за межами цільової зони. Окрім того, що це незаконно, є багато вагомих причин уникати цього. Дрейф можна виміряти у фінансових втратах, пов’язаних з марно витраченими пестицидами, втраченим часом і зниженням якості/кількості врожаю.
У Канаді й у багатьох країнах все ще заборонено застосовувати звичайні ЗЗР за допомогою дистанційно пілотованих повітряних систем, і це може залишатися таким ще деякий час. Основна причина полягає в тому, що Регуляторне агентство боротьби зі шкідниками (PMRA) оголосило дрони унікальним методом застосування, окремим від наземного обприскування та розпилення повітря з пілотованих літаків. Це спричинило потребу в даних оцінки ризику щодо дрейфу обприскування, ефективності, впливу на сторонніх осіб, рослини. Це справедливе рішення — дрони створюють більш дрібне розбризкування, ніж будь-яка інша наявна система, використовуючи потенційно менші об’єми води.
Більшість сучасних засобів захисту розраховані на певну концентрацію поверхнево-активних речовин і продуктів, які взаємодіють з поверхнями рослин або змінюють ефективність дрейфу. Зміна цього показника в 5 разів може призвести до небажаних наслідків.
Знос крапель може відбуватися для всіх розпилювачів, і це відбувається впродовж декількох хвилин після проходження розпилення. Водночас дрейф парів обмежений активними інгредієнтами, які є леткими, тобто можуть випаровуватися із сухих поверхонь після нанесення.
NB: Дрейф пари відбувається після завершення внесення препарату і може тривати кілька днів.
Однією з найважливіших проблем сільського господарства є знос розчину препарату
Виділяють дрейф частинок і дрейф парів. Фізичний дрейф — це початковий рух крапель пестициду поза цільовою метою. Це відбувається під час застосування, і, як правило, в масштабі десятків метрів. Існує вторинний компонент фізичного дрейфу, коли особливо дрібні краплі (або випарені залишки крапель) залишаються у повітрі впродовж більш тривалого періоду часу, протягом якого вони можуть рухатися латерально за допомогою вітру або вертикально за допомогою тепла та турбулентності.
Дрейф парів — це рух парів пестицидів поза цільовим призначенням. Це функція хімічного складу продукту (тиск пари) і температури поверхні. Опади (повторне зволоження) також можуть впливати на втрату пари. Якщо пара захоплюється легким вітерцем, рухається вниз під час термічної інверсії або перерозподіляється в опадах, рух може досягати кілометрів. Деякі гербіциди, класифіковані як регулятори росту (2,4-D, дикамба, триклопір, клопіралід, кломазол, амінопіралід, МЦПА), а також трикетони (мезотріон, темботріон), певні десиканти з діючою речовиною дикват добре відомі через вищий ризик дрейфу парів, пов’язаний з їх використанням, коли склад гербіциду або погодні умови підвищують летючість. Це означає, що вони самостійно перетворюються з рідкої або твердої фази в парову відповідно до температури.
NB: Фізико-хімічні властивості діючої речовини визначаються під час синтезу та первинних її випробувань. Такі властивості, як температури плавлення і кипіння, летючість, розчинність у воді та перетворення в різних середовищах, необхідно знати насамперед для розроблення технології виробництва промислових форм і методів визначення пестицидів у навколишньому середовищі. Під час застосування ЗЗР в агрономії найважливішими є летючість діючої речовини, розчинність у воді, стійкість у біологічних середовищах. З урахуванням летючості й токсичності пестицидів добирають засоби індивідуального захисту органів дихання та прогнозують розподіл пестициду в закритих приміщеннях (фумігаційна дія).
Знос неможливо повністю усунути, але можна значно зменшити ступінь і вплив
Дослідження та моделювання показали, що є три найбільші фактори, які знаходяться під контролем оператора: швидкість вітру (тобто сума швидкості вітру та швидкості руху), висота штанги, розмір краплі. Таким чином, ступінь і вплив дрейфу можна значно зменшити, дотримуючись цих вказівок: 1) Зменшить відстань між штангою і ціллю. Для внесення гербіцидів це означає опускання штанги на найменшу можливу висоту. Бувають винятки, але правильне емпіричне правило полягає в тому, що висота штанги повинна бути приблизно такою ж, як і відстань між форсунками; 2) Використовуйте найгрубіший ефективний розмір крапель, який зазвичай досягається за допомогою форсунок, що зменшують дрейф, наприклад повітряної індукції.
Зрозумійте потенційну шкоду, яку можуть завдати нецільові гербіциди, і включіть це в плани під час вибору гербіциду. По можливості вибирайте гербіциди з низьким ризиком летючості. Уникайте таких продуктів, як дикамба, поблизу сприйнятливих культур (виноград, помідори, перець, солодка картопля, тютюн, соя тощо) або теплиць. Інші синтетичні ауксини, такі як 2,4-D, не обов’язково є леткими, але дуже низькі дози надзвичайно шкідливі для садових культур.
Сергій ХАБЛАК, агроном, доктор біологічних наук, Інститут харчової біотехнології та геноміки
Аби не пропустити найцікавішого, підписуйтесь на наш канал-Telegram
