Precyzyjna ochrona roślin cz. 1

Od pewnego czasu coraz częściej słychać głosy mówiące o konieczności ograniczenia chemicznej ochrony roślin i zużycia nawozów mineralnych. Spróbujmy więc spojrzeć na ten temat od strony typowo technicznej, bez wchodzenia w politykę i kwestie światopoglądu.

Moim zdaniem, całkowita rezygnacja z dobrodziejstw jakie przez ostatnie lata dostarczył nam przemysł chemiczny, jest mało prawdopodobna. Nie mam oczywiście nic do rolnictwa ekologicznego, wręcz przeciwnie, bardzo szanuję i doceniam trud jaki wkładają w swoją pracę rolnicy uprawiający w ten sposób. Miało być bez tematów światopoglądowych, więc podsumujmy to w ten sposób: ochrona chemiczna, wykonana zgodnie ze sztuką jest bezpieczna. Poza tym, stosując mniej lub bardziej zaawansowane rozwiązania rolnictwa precyzyjnego (a już szczególnie rolnictwa 4.0) możemy w mniejszym lub większym stopniu ograniczyć ilość zużywanych pestycydów przy zachowaniu skuteczności ich działania. Przejdźmy zatem do konkretów.

Słowem wstępu

Praktycznie w każdym opryskiwaczu polowym ręczne sterowanie zaworem ciśnieniowym i rozdzielaczem można zastąpić przez elektrozawory i prosty (lub nieco bardziej zaawansowany) terminal sterujący. Kilka słów wyjaśnienia dla czytelników, którzy nigdy wcześniej nie zgłębiali zasady działania opryskiwacza. Ilość cieczy jaka trafia na pole (lub liście drzew i innych krzewów) zależy głównie od zastosowanych rozpylaczy, ciśnienia cieczy i prędkości jazdy. Podczas pracy z opryskiwaczem, w ciągniku powinniśmy utrzymywać stałą prędkość obrotową silnika, a więc prędkość jazdy i wydatek pompy również powinny utrzymywać się na stałym poziomie. Rozpylacze dobieramy zwykle przed rozpoczęciem pracy, więc ostatnim parametrem na jaki mamy wpływ jest ciśnienie cieczy. Do regulacji jego wartości służy zawór przelewowy, a aktualną wartość możemy odczytać z manometru. W Internecie bez problemu znajdziemy kolorową tabelę, z której odczytamy prędkość jazdy i ciśnienie cieczy konieczne do uzyskania oczekiwanej dawki cieczy na hektar. Potem napełniamy zbiornik, dodajemy chemikalia i odpowiednio regulujemy ciśnienie cieczy. W kolejnym kroku, wreszcie możemy ruszyć w pole. Cały problem polega na tym, że z góry zakładamy utrzymanie prędkości jazdy na stałym poziomie. W praktyce jest to prawie niemożliwe do uzyskania. Prędkość jazdy pod górkę i z górki będzie się różnić. A ciśnienie cały czas pozostanie na stałym poziomie. Tym samym, dawka będzie mogła być zawyżona lub zaniżona.

Ochrona roślin – proste sterowanie elektroniczne

Co innego jeśli w układzie sterowania opryskiwacza, ciśnienie zostanie powiązane z prędkością jazdy. W tym celu stosuje się czujnik prędkości jazdy oraz elektrozawór przelewowy. Sterownik przelicza sygnał z czujnika prędkości na odpowiednią wartość ciśnienia. Co najważniejsze układ reaguje na zmiany prędkości niemal natychmiast. Spotkałem się z opinią, że stosując nawet najprostszy układ regulacji można oszczędzić do 30% cieczy. Oczywiście idąc dalej i stosując bardziej zaawansowane układy, można oszczędzić więcej cieczy. Przy wykorzystaniu sygnału z nawigacji satelitarnej można w łatwy sposób oznaczać już opryskane obszary. Następnie jeśli belka polowa znajdzie się nad już opryskanym obszarem, to odpowiednie rozpylacze powinny zostać wyłączone. W mniej skomplikowanych rozwiązaniach (napisałbym prostszych, ale chyba nadużywam tego słowa) rozpylacze są zgrupowane po kilka sztuk. Oczywiście można sterować również pojedynczymi rozpylaczami, dzięki czemu uzyskujemy większą precyzję, ale też wyższe koszty zakupu.

Oprysk pulsacyjny

Bardziej zaawansowany technicznie system to tzw. oprysk pulsacyjny. Zamiast głowic z kilkoma rozpylaczami, na belce polowej znajdziemy pojedyncze rozpylacze współpracujące z elektrozaworami. Zawory mogą otwierać i zamykać się kilkanaście razy w ciągu sekundy (np. 20 razy). Dzięki temu, przy zastosowaniu jednego rozpylacza, można uzyskać szeroki zakres wielkości kropel i dawki cieczy. Wielkość kropel powinniśmy dobierać do rodzaju wykonywanego zabiegu. Przykładowo dla fungicydów (czyli oprysków przeciwko chorobom grzybowym) krople powinny być jak najmniejsze. Dla odmiany, w przypadku zabiegów doglebowych, krople powinny być jak największe. Wybór jest bardzo łatwy, wystarczy wpisać oczekiwane wartości rozmiaru kropel i dawki cieczy w terminalu sterującym. Poza tym, oprysk pulsacyjny pozwala na niezależne sterowanie wydatkiem każdego rozpylacza. Tę funkcję można wykorzystać np. do równomiernego oprysku na zakrętach, uwrociach itp. W tego typu przypadkach, rozpylacze, które znajdują się dalej od środka belki polowej pokonują większą odległość niż te położone bliżej środka. Gdybym jakkolwiek lubił sport, porównałbym to do biegaczy na bieżni. W sumie to już to zrobiłem, więc biegacz który biegnie po zewnętrznym torze (chyba tak to się nazywa) pokonuje większą drogę niż ten biegnący po wewnętrznej. Wracając do opryskiwaczy, dzięki możliwości niezależnej regulacji, sterownik będzie tak dobierał czas otwarcia poszczególnych zaworów aby utrzymać jednakowy wydatek.

Miało być krótko i przyjemnie, ale wyszło jak zawsze. Jeśli dotrwaliście do tego miejsca to już niebawem zapraszam do części drugiej!