Úvod / Informácie / Ochrana rastlín / Odborné články

Nové spôsoby a techniky pre chemickú ochranu rastlín

27-03-2019
S použitím dostupných zdrojov spracoval: doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc. | jozef.dudak@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Stroje využívané pri chemickej ochrane rastlín majú v poľnohospodárskej výrobe stále svoje nenahraditeľné miesto. Môžeme bez preháňania povedať, že ich význam neustále rastie, aj „vďaka“ rozširovaniu rôznych minimalizačných a pôdoochranných technológií obrábania pôdy.

Podľa zaužívanej definície je cieľom ochrany rastlín „ochrániť kultúrne rastliny pred chorobami, škodcami a burinami“. Všeobecne vždy pri ochrane rastlín išlo výlučne o zabránenie väčším výpadkom úrody. Tento aspekt postupom času silnel, avšak v súčasnosti sa dostáva do popredia aj trend racionalizácie ochranných zásahov. K veľkým zmenám došlo tak v oblasti metód ochrany rastlín, ako aj v oblasti konštrukcie techniky, ktorá sa v rámci jednotlivých metód používa. Ochrana poľnohospodárskych plodín pred pôsobením burín, rôznych chorôb aj škodcov bola vždy považovaná za opatrenie, ktoré predovšetkým prináša značné zvýšenie kvantity aj kvality poľnohospodárskej produkcie. Ochranu rastlín je však potrebné chápať v plnej šírke, najmä ako prevenciu proti výskytu škodlivých činiteľov a nie len ako liečebný zásah. Prevencia, teda nepriamy spôsob ochrany rastlín, je daná dodržiavaním agrotechnických termínov, dodržiavaním osevných postupov, výberom kvalitného osiva a voľbou odrody. Aj napriek všetkej prevencii sa však nezaobídeme bez použitia rôznych chemických prípravkov, vo všeobecnosti označovaných ako pesticídy. Používanie chemických prípravkov tak aj v súčasnosti patrí medzi najrozšírenejšie a najúčinnejšie spôsoby ochrany rastlín.

Chemická ochrana porastov pestovaných poľných plodín sa stala nevyhnutnou súčasťou ich agrotechniky. Určite by bolo lepšie, keby sme mohli na poliach pestovať rôznorodé plodiny ekologicky a nepoužívať žiadnu chémiu. Lenže žijeme v 21. storočí, kedy počet obyvateľov atakuje osemmiliardovú hranicu a uživiť takéto množstvo ľudí formou ekologickej výroby potravín je nemysliteľné. Z dôvodu čoraz intenzívnejšieho tlaku rôznych škodlivých činiteľov, ale aj vo vzťahu k platnej legislatíve, je preto nevyhnutné pri pestovaní poľných plodín využívať pesticídy a pri ich aplikácii je potrebná vhodne vybavená a hlavne efektívne využívaná aplikačná technika, za pomoci ktorej zabezpečíme dobrý zdravotný stav porastu a tým aj vysokú úrodu. Z tohto je jasné, že bez strojov na ochranu rastlín nemôže byť rastlinná výroba efektívna.

Požiadavky na znižovanie dávok pesticídov

Technický rozvoj prináša nové spôsoby a techniky ochrany rastlín, ktoré eliminujú, prípadne úplne vylučujú používanie pesticídov. V ekologickom poľnohospodárstve ako aj v komunálnej oblasti sú to napríklad mechanické spôsoby (motyky, kefy...) a termické spôsoby (oheň, horúca para, infračervené žiarenie) ochrany rastlín. Známe sú aj rôzne biologické spôsoby ochrany hlavne pred živočíšnymi škodcami.

Výhodou chemických opatrení pri ochrane rastlín je však to, že v krátkom čase môžeme modernými strojmi ošetriť veľké plochy, čo umožňuje vykonať potrebné zákroky včas, t.j. vtedy, keď sú porasty najviac ohrozené chorobami alebo škodcami. Prednosťou chemických metód je aj to, že sú väčšinou jednoduché aj keď nie práve najlacnejšie. Samotná prax nám však potvrdzuje, že aj chemický spôsob ochrany je úspešný len vtedy, keď je vhodne doplnený ostatnými spôsobmi.

Obr. 1

Obr. 1: Aktuálny vývoj v oblasti techniky na ochranu rastlín sa zameriava predovšetkým na presné dávkovanie pesticídov
foto: https://rno.sk/wp-content/uploads/sites/11/2018/07/repka2-2018-SK-min.pdf

Už v roku 2004 bol vyhlásený „Program redukcie používania chemických prípravkov na ochranu rastlín“, ktorého cieľom je obmedzenie používania pesticídov na nevyhnutnú mieru, obzvlášť chemických prostriedkov, zamedzenie zbytočných zásahov a intenzívnejšie využívanie nechemických metód ochrany rastlín. Aj to je jednou z ciest na znižovanie množstva reziduí chemických látok v potravinách a zaťažovania životného prostredia. Tento program má 19 samostatných opatrení, ktoré zahŕňajú povinnosti, akými sú napr. aj dôsledné zlepšovanie technického stavu strojov na ochranu rastlín a používanie prípravkov v zmysle precízneho poľnohospodárstva. Väčšina prijatých opatrení sa v priebehu času od prijatia uvedeného Programu... prejavila v konštrukcii modernej aplikačnej techniky, ako aj v niektorých ďalších opatreniach, predovšetkým vo vzťahu k legislatíve, týkajúcej sa prevádzky techniky na ochranu rastlín.

V súvislosti s prijatými opatreniami na redukciu používania pesticídov pri ochrane rastlín bolo možné zaregistrovať, že aj v konštrukcii postrekovačov nastal pokrok, najmä pokiaľ ide o znižovanie dávok pesticídov používaných pri ochrane rastlín, ako aj pokiaľ ide o presnosť aplikácie. Aj súčasná ponuka postrekovačov sa orientuje na stroje pracujúce s nízkymi dávkami pesticídov, vyššou účinnosťou nosného média (voda a vzduch) a na systémy umožňujúce injekčné dávkovanie a cielenú (presnú) aplikáciu

Pri chemickej ochrane rastlín sa v súčasnosti používajú postrekovače s moderným konštrukčným prevedením. Moderné postrekovače majú za úlohu šetrnou cestou ničiť buriny bez poškodzovania poľnohospodárskej plodiny, resp. minimálne zasahovať kultúrnu plodinu. Pri určovaní vhodného postrekovača v poľnohospodárstve je potrebné brať do úvahy, že:

  • buriny sa na poľnohospodárskych pôdach vyskytujú nesúrodo,
  • deliace plochy s nepatrným výskytom burín sa nemajú ošetrovať herbicídmi,
  • zhluky burín sú najviac trvalé,
  • vhodnými agrotechnickými opatreniami sa dá ušetriť až 90 % herbicídov.

Pri uplatňovaní moderných metód používaných v poľnohospodárstve na ochranu rastlín je potrebné predovšetkým poznať nepriateľa kultúrnej plodiny - burinu, a na tom základe uplatňovať i moderné prvky v konštrukcií postrekovačov.

Obecné trendy pri vývoji techniky na ochranu rastlín

Aktuálny vývoj v oblasti techniky na ochranu rastlín sa zameriava predovšetkým na presné dávkovanie pesticídov, rovnako tak ako na zvyšovanie efektivity prevádzky danej techniky s využitím prvkov precízneho poľnohospodárstva. Trend v ochrane rastlín je jasný - aplikovať pokiaľ možno za optimálnych podmienok a počas veľmi krátkej doby ošetriť maximálnu plochu a byť na poli „v správnom čase“. Systém v logistike označovaný ako „Just In Time“ sa preto uplatňuje aj pri prevádzke techniky na ochranu rastlín a znamená použitie správneho prípravku v optimálnej dávke, v optimálnej rastovej fáze a za optimálnych klimatických podmienok. Ďalšie trendy vo vývoji techniky sú okrem zvyšovania výkonnosti zameriavané na technológie minimalizujúce negatívny vplyv chemickej ochrany na životné prostredie. Čím ďalej tým viac sa hovorí o cielenej aplikácii prípravkov na ochranu rastlín šetrnej voči životnému prostrediu, pri ktorej čoraz významnejšiu a možno napísať, že kľúčovú úlohu zohráva práve prevádzkovaná technika. Nakoľko trendom pri ochrane rastlín je využívanie čoraz koncentrovanejších prípravkov pri ich nižšej aplikačnej dávke, narastajú požiadavky na rast presnosti samotnej aplikačnej techniky.

Podľa dostupných informácii vychádzajúcich z podkladov firiem, ktoré na trh ponúkajú prípravky na ochranu rastlín, dnes existujú aj také prípravky, ktorých sa aplikuje na 10 000 m2 (1 ha) v postrekovej kvapaline z roztoku 250 litrov vody iba 20 gramov (napr. prípravok proti burinám - herbicíd zo skupiny sulfonyl močovina). Pre požadovaný účinok v tomto prípade postačuje prípravok plošne „stopovo“ rozdeliť a ten potom účinkuje tak, že naruší látkovú výmenu príslušných burín natoľko, že uschnú. Vlastná účinná látka pritom predstavuje iba 10 až 20% prípravku. Iné prípravky na ochranu rastlín sa najčastejšie aplikujú v množstve 0,5 až 2 litre v roztoku 250 litrov vody na hektár.

Obr. 2

Obr. 2: Samohybný postrekovač predstavuje efektívne riešenie, najmä ak bude pracovať na väčších pozemkoch
foto: https://rno.sk/wp-content/uploads/sites/11/2018/07/repka2-2018-SK-min.pdf

Pokiaľ ide o znižovanie dávok pesticídov používaných pri ochrane rastlín ako aj presnosť samotnej aplikácie, v oblasti konštrukcie postrekovačov sa v posledných rokoch dosiahol značný pokrok. Aj aktuálna ponuka postrekovačov sa orientuje na stroje umožňujúce ďalšie znižovanie dávok pesticídov, zvýšenie účinnosti nosného média (voda a vzduch), alebo sú vyvíjané a ponúkané systémy umožňujúce injekčné dávkovanie a cielenú (presnú) aplikáciu.

Niektoré firmy, ktoré sa zaoberajú vývojom moderných strojových súčastí pre postrekovače sa zameriavajú na aspekty, ktoré môžeme zhrnúť do štyroch bodov, a to:

  • automatické zachytenie buriny pomocou digitálnych kamier,
  • vytvorenie aplikačných kariet na základe škodlivej expanzie,
  • špecificky rázna aplikácia herbicídov s postrekovačom na ochranu rastlín riadená GPS,
  • dokumentácia o ošetrených častiach jednotlivých pestovateľských plôch.

Vývoj techniky používanej pri chemickej ochrane rastlín sa aktuálne uberá súbežne v dvoch smeroch. Prvý smer využíva doteraz vyvíjané koncepcie strojov, ktoré sú doplňované zdokonalenými automatizačnými prvkami a predovšetkým modernými systémami pre ovládanie činnosti dýz. Zlepšuje sa hlavne presnosť ich funkcie, zjednodušuje nastavovanie a ovládanie. Plnia sa tak kvalitatívne požiadavky pri dosahovaní rovnomernej aplikácie na celom ošetrovanom pozemku. Druhým smerom vývoja sú technológie ošetrovania len tých miest na pozemku, kde sa nachádza škodlivý činiteľ. Na zvyšnej ploche sa pesticídy neaplikujú vôbec, alebo len v zníženej dávke. Možno hovoriť o prechode zo systému integrovanej ochrany rastlín k systému  precíznemu hospodárenia. Ponuka a možnosti technických prostriedkov, ktoré nachádzajú svoje uplatnenie v špecializovanom odbore ochrany rastlín, tak vo väčšine prípadov už teraz prekračujú aktuálne požiadavky praxe.

Pre správny systém ochrany rastlín je v praxi nutné spojiť viac rôznych disciplín. Počnúc predpoveďou počasia a modelovaním jeho vývoja, výberom správnych dýz postrekovača a využitím GPS navigácie pri práci stroja až po možnosť využitia dronov či poľných robotov pre zber dát o stave porastu. Avšak základom ochrany rastlín aj v súčasnosti je používanie postrekovačov rôznej konštrukcie.

Rôzne konštrukcie postrekovačov

Hlavne v západoeurópskych podmienkach, ale aj v niektorých podnikov s menšou výmerou pôdy, sú stálicou v počte predaných kusov postrekovače nesené na trojbodovom závese traktora. Tieto postrekovače majú pracovný záber až 28 m pri objeme nádrže až do 1800 litrov. Samozrejmosťou môže byť voliteľné vybavenie všetkými súčasnými elektronickými systémami. Takáto súprava môže dosahovať veľkú plošnú výkonnosť pri dobrej manévrovateľnosti a minime pojazdenej plochy porastu. Objem nádrže je však u týchto postrekovačov limitujúcim prvkom.

V našich podmienkach sú najviac využívané návesné postrekovače, ktoré spĺňajú vďaka svojim parametrom (objem nádrže až 14 000 l a šírka ramien až 42 m) požiadavky pre využitie v podnikoch hospodáriacich s väčšou výmerou pôdy. Pozornosť je v tomto prípade potrebné venovať hlavne riešeniu zavesenia postrekovacieho rámu, nakoľko pri tak veľkom zábere je nutná najmä jeho kvalitná stabilizácia. Zváženie účelnosti a využiteľnosti návesného prevedenia postrekovača pre aplikáciu prípravkov je tiež veľmi dôležité. Nie vždy a v každých podmienkach nasadenia je totiž návesný postrekovač vhodným riešením. Najmä pri používaní vo vyšších plodinách, ako je kukurica, slnečnica, ale aj repka vo fáze ich plného rastu a dozrievania, sú návesné postrekovače znevýhodnené nižšou svetlou výškou nielen samotného postrekovača, ale najmä traktora.

Podiel návesných a najmä samohybných postrekovačov v posledných rokoch prudko stúpa. Je to dané predovšetkým najvyššou úrovňou komfortu obsluhy, precíznym dávkovaním, minimalizáciou úletu postrekovej kvapaliny pri aplikácii i ďalšími faktormi.

Výkonné stroje na ochranu rastlín sú dnes bez výnimky vybavené počítačmi pre riadenie postrekovej dávky. Trendom je používanie komunikačného kanála na báze ISOBUS. Elektronika v tomto prípade zabezpečuje funkčnosť, produktivitu a komfortné ovládanie s minimalizáciou prípadných chýb obsluhy. Samozrejmosťou je dnes aj využívanie GPS technológií.

Počítačové riadenie regulácie

Elektronika integrovaná do poľnohospodárskych strojov jednoznačne zlepšila ich funkčnosť, produktivitu a komfort. Tá zahrňuje i GPS (Global Positioning System), ktorý umožňuje presné určenie polohy traktora alebo postrekovača. Dnešný trend hovorí o postrekovačoch s ISO-BUS (samostatné autonómne technické riešenia každého výrobcu sú už prežité). Výrobcovia veľmi rýchlo spoznali rozvíjajúci sa potenciál medzi sebou komunikujúcich rôznych modulov, ktorých štandardom je ISO 11783. Práve ISOBUS umožňuje obsluhovať a riadiť stroje priamo z kabíny traktora. Prenosy dát medzi počítačom traktora a „kancelárskym“ počítačom sa uskutočňujú už na báze štandardu. Preto sa môžu prostredníctvom tohto prenosu zadávať objednávky, plánovať práce na poli - napr. o aký konkrétny úkon sa jedná, u ktorého zákazníka, na akom stroji, s akým vodičom a aké množstvo. Objednávky sa štandardizujú vo formáte XML a mobilne sa môžu prenášať napr. USB kľúčom. Po uskutočnení objednávky sa práca zaprotokoluje a uložené a vyhodnotené výsledky sa prenesú do centrálneho počítača. ISOBUS so štandardnou prepojovacou jednotkou umožňuje domácemu softvéru byť kompatibilným so všetkými mobilnými systémami. Mobilný systém riadi komunikáciu s vodičom, zaznamenáva aktuálnu pozíciu pomocou GPS prijímača a všetko porovnáva s dodanou aplikačnou kartou. Súčasne sa doplní v prevádzkovom denníku GPS pozícia a čas. Stroje osadené takýmto systémom sa môžu v plnej miere využiť pre precízne poľnohospodárstvo. Pripojené stroje je tak možné zaradiť do precízneho poľnohospodárstva. ISOBUS vytvára predpoklad využitia ekonomicky výhodnej technológie precízneho poľnohospodárstva a spĺňa vysoké nároky na prácu na poli.

Presné dávkovanie a zníženie spotreby pesticídov sa bude realizovať prostredníctvom elektronických zariadení riadených počítačom. Očakáva sa veľké množstvo elektronicky ovládaných funkcií: automatická regulácia šírky záberu, úvraťový manažment, automatická regulácia pracovných jázd (navigácia), systém udržiavania jazdných stôp, ako aj systém paralelných jázd. Nové systémy pre ukladanie údajov umožnia riadenie a dokumentovanie súboru opatrení na ochranu rastlín.

Ďalšími vylepšeniami sa vyznačujú rámy postrekovačov v oblasti ich stability pri aplikácii a nové systémy ovládania rámov sú tiež cieľom vývoja výrobcov tejto skupiny techniky. K vylepšeniam došlo aj v oblasti systémov automatického vyrovnávania postrekovacích rámov pri práci na svahu a zariadení na tlmenie kmitov. Pri nočnej práci je dôležité z hľadiska kontroly osvetlenie jednotlivých dýz. Vo vývoji sú aj postrekovače plne elektricky ovládané.

Rámcové predpisy EÚ podporujú trvalé používanie prípravkov na ochranu rastlín. Legislatívne požiadavky na ekologicky priaznivejšie používanie pesticídov si však vyžadujú neustále zdokonaľovanie strojov na ochranu rastlín. Vylepšovanie technických prostriedkov pre ochranu rastlín v zmysle ochrany životného prostredia, obsluhujúceho personálu a spotrebiteľa je preto prvoradou požiadavkou.

Hlavnou potrebou sa javí zlepšenie prostriedkov pre ochranu rastlín v zmysle ekologickej, prevádzkovej a spotrebiteľskej bezpečnosti. Aj z uvedeného dôvodu sú rozširované riešenia umožňujúce znižovať dávky pesticídov a zvyšovať ich účinnosť pracujúce na princípoch injekčného dávkovania pesticídov a s podporou vzduchu. Široké uplatnenie elektronických prvkov integrovaných na báze GPS a D-GPS umožňuje precíznu prácu postrekovačov v systémoch presného poľnohospodárstva. Prevládajúcim trendom uplatňovaným pri vývoji a konštrukcii novej techniky pre oblasť ochrany rastlín je široké uplatňovanie elektroniky a informačných technológií, čo vedie k zvyšovaniu kvality práce a výkonnosti strojov pri súčasnom vysokom komforte obsluhy, riadenia a monitorovania práce strojov.

Záver

Trendy v konštrukcii aplikačnej techniky ukazujú cestu, ako eliminovať negatívne vplyvy na životné prostredie vyplývajúce z používania pesticídov na jednej strane a na druhej strane ako dosiahnuť potrebnú rentabilitu výroby. Najmä pri chemickej ochrane rastlín je potrebné mať stále na pamäti, že ide v podstate o aplikáciu pre životné prostredie neprirodzených látok a je potrebné ju používať najlepšie len v nevyhnutnom rozsahu. Každý poľnohospodár vie, že pre aplikáciu pesticídov a hlavne insekticídov v čase kvitnutia poľných plodín musia byť dodržiavané prísne pravidlá. Používanie všetkých chemických látok preto v súčasnosti podlieha prepracovanej legislatíve a musí zodpovedať slovenským a európskym normám. V tejto súvislosti je potrebné uviesť, že legislatívne podmienky nielen v Európe, ale prakticky už na celom svete, sa rýchlo sprísňujú a tento trend bude pokračovať aj do budúcna.

Aktuálne pri vývoji postrekovačov platí trend smerujúci k presnému dávkovaniu prípravkov, rovnako tak trend smerujúci k ďalšiemu zlepšovaniu práce techniky, ktorý sa odvíja od systému presného poľnohospodárstva. Ďalším už dlhodobo známym trendom pri vývoji techniky na ochranu rastlín je zvyšovanie plošnej výkonnosti, a to pomocou rastúcich pracovných záberov ramien postrekovačov a zväčšovaním objemov nádrží. Aj tieto technické parametre aplikačných strojov prispievajú k zvyšovaniu efektívnosti ich práce a významne môžu vplývať aj na potrebné znižovanie nákladov spojených s chemickou ochranou poľných plodín.