Новые технологии опрыскивания сада

Демонстрация многорядного опрыскивателя на исследовательской выставке Международной ассоциации производителей фруктовых деревьев в Уотерпорте, штат Нью-Йорк (США)

На прошедшей в апреле в г. Геленджике IV международной конференции «Абрикос» на тему «Настоящее и будущее садоводства РФ» рассматривались различные технологии, применяемые в отрасли, в т. ч. новые приемы опрыскивания интенсивных садов. В продолжение этой актуальной для садоводов темы публикуем рекомендации исследователя из Корнеллского университета Эндрю Лэндерса (США), как сделать процесс опрыскивания более эффективным.

Способы распыления

Ученые и агрономы-практики едины во мнении, что  медленный поток воздуха с рабочей смесью, исходящий из форсунок опрыскивателя, создает завихрения и покрывает площадь всего яблока.

На снимках (фото 1, 2) показано, как свойство гидродинамики, известное как эффект пограничного слоя, может влиять на опрыскивание яблока. При более высокой скорости воздуха (фото 1) большинство капель спрея проходит мимо яблока. При низкой скорости воздуха, когда пограничный слой тоньше, капли спрея облетают яблоко и попадают на его обратную сторону (фото 2).

Покрытие яблок при снижении скорости потока

Таким образом, главная задача при опрыскивании -  подобрать скорость и объём воздуха в соответствии со стадией роста  кроны фруктового дерева. Слишком мало воздуха приводит к плохому проникновению, а слишком много — к разбрызгиванию и недостаточному нанесению раствора там, где он нужен. Последнее утверждение кажется нелогичным, но еще в 1904 году  немецкий физик  Людвиг Прандтль совершил революцию в гидродинамике, выдвинув теорию о том, что высокая скорость потока воздуха в жидкости расходится вокруг объекта, когда достигает его, а затем снова сходится позади него. Нетронутая область на задней стороне объекта и позади него называется пограничным слоем. Чем выше скорость воздуха и чем круглее объект, например яблоко,  тем больше пограничный слой.

Кроме того, большая крона традиционного фруктового сада создаёт больше турбулентности. Когда поток воздуха попадает на дерево, турбулентность в кроне приводит к тому, что капли выпадают из облака распыления и прилипают к плодам и листьям.

«В современных насаждениях с очень узкими  деревьями, хорошо управляемыми кронами, которые обрезают летом, и открытыми яблоками у нас больше нет  турбулентности воздуха», — говорит Лэндерс.

Струя распылителя при этом направляется вперёд, а не прилипает к дереву. Это означает, что садоводам нужно по-другому подходить к применению химикатов, продолжает исследователь, особенно с учётом того, что опрыскиватели в любом случае обеспечивают лишь от 55 до 65 процентов покрытия, что приводит к огромным потерям рабочего раствора.

Инновации в опрыскивании

Лэндерс уже запатентовал технологию жалюзи: металлическую панель, которую можно установить на традиционный пневматический опрыскиватель для регулировки воздушного потока. Сейчас он и его научный сотрудник Томас Паллеха изучают способы оценки плотности навеса, чтобы уменьшить воздушный поток там, где он не нужен.

Садоводы часто  не могут отрегулировать поток воздуха в кроне и увидеть, что струя воздуха с рабочим раствором попадает на другую ее сторону.

В ходе опыта исследователи прикрепили к опрыскивателю несколько ультразвуковых датчиков, чтобы собирать информацию об объёме и плотности кроны для предотвращения лишнего расхода рабочего раствора. Ведь садоводам известно, что  для редкой кроны требуется гораздо меньше опрыскиваний.

Датчики работают как микрофон и приёмник, отправляя  высокочастотные звуковые волны. Звук, попадая на листья,  отражается и возвращается к приёмнику. Если в ветвях или листьях есть просветы, звук проходит сквозь них, предоставляя информацию о просветах в кроне.

Эти датчики также контролируют скорость вентилятора. По словам Лэндерса, предыдущие исследования с однорядным распылителем показали достаточный охват, когда воздух выходит из вентилятора со скоростью 7 миль в час (10 км/ч). Распылители Airblast обычно распыляют струю со скоростью до 190 миль в час (270 км/ч).

В целом поток воздуха регулируется таким образом, чтобы распыление происходило в пределах навеса, что позволяет сократить расход воды со 100 галлонов (800 л) до 65 (500 л) на акр. Это довольно значительное количество.

«Мы всё равно постарались бы придерживаться, того количества препарата, которое указано на этикетке тары, — продолжает Лэндерс. — Мы не сторонники экономии на продукте, потому что понимаем: уменьшая количество препарата, рискуем получить низкую прибыль».

Кроме экономии рабочего раствора применение датчиков на однорядном опрыскивателе на фруктовой ферме Ламонт в Альбионе, штат Нью-Йорк, позволило сократить количество опрыскиваний до одного на каждый второй ряд, что, по словам совладельца Рода Фэрроу, дало возможность сэкономить 50 % топлива.

Исследовательская группа так же успешно применила датчики на традиционном пневматическом распылителе, оснащённом системой жалюзи.

Исследователи из Корнеллского университета показывают, как установка серии ультразвуковых датчиков на опрыскиватель позволяет получать информацию о просветах в кронах деревьев и, управляя вентилятором, снижать скорость воздушного потока

Конструкции опрыскивателей для обработки интенсивных садов

Исследователи разработали систему циркуляции воздуха в кронах деревьев, которая ещё проходит испытания. Небольшой треугольный датчик под названием Electro-leaf имитирует лист в кроне, вибрируя при попадании на него воздушного потока и отправляя сигнал для регулировки скорости вентилятора.

Чтобы иметь больше возможностей для регулировки объёма распыления, Лэндерс также рекомендует использовать сгруппированные форсунки. Подключение опрыскивателя к блоку из четырёх форсунок с цветовой маркировкой, каждая из которых распыляет с разной скоростью, позволяет  комбинировать их в разных сочетаниях для получения до семи различных скоростей распыления.

Блоки форсунок можно использовать при наличии различий в кронах деревьев. Например, при посадке небольших деревьев рядом с крупными, взрослыми или при наличии участков с разными сортами, для которых требуются разные нормы внесения. По его словам, подобные насадки обычно используются на штанговых опрыскивателях на Среднем Западе США.

Как видим, технологии опрыскивания садов не стоят на месте. В странах с развитой аграрной отраслью  активно ведутся работы по созданию новых технологий обработки сада. Мы будем следить за новостями в сфере опрыскивания и знакомить читателей с наиболее интересными инновационными разработками.

Шеннон Денини (журнал «Good Fruit Grower») 

Перевел Д. БЕЛЫЙ