Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Stroje a zariadenia / Príprava pôdy a pestovanie plodín

Postrekovače a ich konštrukčné prvky

27-05-2019
S použitím dostupných zdrojov spracoval: doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc. | jozef.dudak@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra

Účinnosť pesticídov je podstatne ovplyvňovaná vlastnosťami strojov na aplikáciu chemických prípravkov na ochranu rastlín. Tieto prostriedky musia zaručiť presné dávkovanie chemikálie, udržiavať zadanú koncentráciu roztoku, rovnomerne aplikovať chemický prípravok na povrch pôdy alebo ošetrovaných rastlín a vylúčiť úlet chemického prípravku za hranice ošetrovaného pozemku. Okrem toho musí vyhovovať stále prísnejším požiadavkám ekologickej bezpečnosti.

Pri chemickej ochrane rastlín tzv. plošným spôsobom sú využívané najmä postrekovače. Ide o technické prostriedky vyznačujúce sa špecifickou konštrukciou, systémami a funkciami, ktoré im pomáhajú spĺňať všetky nároky, ktoré sú na ne kladené. O aké nároky ide? Predovšetkým, aby aplikovali presnú dávku postrekovej kvapaliny rovnomerne na pozemok alebo ošetrovaný porast a aby bol vylúčený úlet. Trendom v aplikačnej technike je znižovanie dávok pesticídov používaných v ochrane rastlín, a naopak zvyšovanie presnosti aplikácie. Dôležitou témou zostáva aj ochrana zdravia obsluhy stroja.

Súčasné postrekovače sú vybavované nádržami o kapacitách od 400 do 12 000 litrov a ramenami dĺžky od 10 do 51 metrov. Postrekovače nesené na trojbodovom závese traktora majú nádrže s objemom do 1 800 litrov a ramená o dĺžkach do 28 metrov. Návesné postrekovače s objemom nádrže do 12 000 litrov majú ramená s dĺžkou až 51 metrov. Samohybné postrekovače majú nádrže s objemom až 9 000 litrov a ramená s dĺžkou až 42 metrov. Sú vybavované palubným počítačom a diaľkovo riadeným nastavovaním priebehu aplikačného procesu. U týchto postrekovačov sa odporúča používať moderné technológie systému precízneho poľnohospodárstva.

Nádrže a čerpadlá postrekovačov

Jedným zo základných parametrov, ktorý definuje postrekovač, je objem jeho zásobnej nádrže. Čím väčšia nádrž, tým menej prestojov a časov, kedy postrekovač potrebuje ochranný prípravok doplniť. Všeobecným trendom je preto zväčšovanie nádrží postrekovačov. To však prináša iné negatíva v zmysle ťažšieho stroja s nutnosťou robustnejšej konštrukcie. Vyššia hmotnosť stroja však sebou nesie napríklad negatívny dopad na utuženie pôdy. Ten je možné kompenzovať napríklad širšími kolesami.

Zásobné nádrže na postrekovú kvapalinu sa v súčasnosti vyrábajú predovšetkým z plastu, ktorý odoláva ako agresívnemu prostrediu aplikačných látok, ako aj prípadnému mechanickému zaťaženiu. Nádrž má v hornej časti plniaci a kontrolný otvor. Sú do nej privedené všetky potrebné armatúry - predovšetkým sacie potrubie a miešacie zariadenia.

Súčasné postrekovače sú často vybavené prídavnou nádržou na čistú vodu, ktorá sa po vykonanej aplikácii použije na prepláchnutie nádrže a rozvodov. Ďalej býva súčasťou kvapalinového rozvodu naplavovacia nádržka, do ktorej sa naleje alebo nasype prípravok, ktorý je potom kvapalinou dopravený do nádrže a rozmiešaný. Pre dodržanie koncentrácie počas celej doby práce je postrekovač vybavený miešacím zariadením, najčastejšie pracujúcim na hydraulickom princípe. Tak nedochádza k sedimentácii ani zle rozpustných látok a oddeľovaniu jednotlivých frakcií postrekových emulzií.

Nádrže sú montované tak, aby ťažisko stroja bolo v čo najmenšej výške nad terénom (s ohľadom na stabilitu stroja na svahu). Vnútorné usporiadanie nádrže musí zaisťovať dosiahnutie čo najmenšieho zvyškového množstva kvapaliny v nádrži po ukončení aplikácie.

Nesmie chýbať čerpadlo

Dôležitým prvkom všetkých postrekovačov je čerpadlo, ktoré dopravuje postrekovú kvapalinu k dýzam. Veľkosť prietoku čerpadla je závislá na počte dýz, čím väčšia šírka ramien postrekovača, tým musí mať čerpadlo väčšiu výkonnosť. Pre správnu aplikáciu je nutné zabezpečiť rovnomerný prietok, aby dávka bola po celý čas nastavenia konštantná.

Používajú sa čerpadlá membránové, piestové a s úspechom sa používajú aj čerpadlá odstredivé. Práve u odstredivých čerpadiel je možné využiť systém regulácie množstva dávky postrekovej látky na tzv. objemovom princípe. Ide o plynulú reguláciu prietoku čerpadla pri takmer konštantnom tlaku. Tento princíp je výrobne a technologicky drahší, ako bežné systémy regulácie na báze regulácie tlaku pomocou tlakového ventilu, ale pre nasadenie veľkých profesionálnych strojov je výhodný.

Požadovaná je aj kvalitná filtrácia

Nemenej dôležitú funkciu zastávajú v obvode filtre, pretože čistota postrekovej kvapaliny je kľúčovou vlastnosťou pre dosiahnutie kvalitného zásahu. Nečistoty a zle rozpustené pesticídy môžu viesť k upchávaniu dýz a následne k nerovnomernej aplikácii so všetkými dôsledkami pre ošetrovanú rastlinu i životné prostredie. Vo väčšine prípadov je filtrácia riešená ako niekoľkostupňová (4 až 5 stupňov) a zabezpečuje bezchybnú funkciu dýz. Prvým stupňom je aj naďalej filter na vstupe do nádrže, druhý filter sa nachádza v saní pred čerpadlom a chráni citlivé časti čerpadla. Za čerpadlom vo výtlaku je tlakový filter a filtre pred vstupom do jednotlivých sekcií rámu. Posledným stupňom čistenia kvapaliny sú filtre pred každou dýzou. Pre filtre umiestnené vo výtlačnej časti obvodu je nutné rešpektovať ich číselné alebo farebné značenie (zodpovedá použitým dýzam), aby nedošlo k zmene nastavovacích charakteristík.

Ramená postrekovača majú namáhavú prácu

Ďalším kľúčovým konštrukčným prvkom, podľa ktorého si poľnohospodár vyberá postrekovač, je pracovný záber ramien. Pracovná šírka rámu je bežne 36 m a v niektorých prípadoch aj 50 m a patrí medzi najviac namáhané časti stroja, predovšetkým pri väčších záberoch. Rám musí umožňovať skladanie do pracovnej a späť do transportnej polohy, výškové nastavenie nad povrchom pôdy, stabilizáciu rovnobežne s povrchom pôdy pre zachovanie rovnomerné dávky postreku. Ramená bývajú vybavené bezpečnostným vyklápaním vonkajších sekcií istených pružinou, individuálnym naklápaním ramien, antivychylovacím mechanizmom, individuálnym naklápaním ramien ľavé / pravé, kyvadlovým závesom ramien s tlmičmi kmitov a vratným mechanizmom, zámkom medzi jednotlivými sekciami ramien a sú vybavené aj celkovým naklápaním ramien. Ramená sú najnamáhanejšie častí stroja a na ich výrobu sa používajú ľahké konštrukcie z uzavretých tenkostenných oceľových profilov, alebo oveľa častejšie z ľahkých zliatin, väčšinou z duralu či dokonca kompozitov (karbónové).

Rozvod kvapaliny

Kvapalinový rozvod je zložený z hadíc, armatúr, regulačných prvkov a držiakov jednotlivých dýz. Vďaka vytvorenému obvodu sú funkčne prepojené jednotlivé časti postrekovača a zároveň je umožnené ovládanie jednotlivých funkčných okruhov postrekovača. Rozvod kvapaliny musí umožniť v momente začiatku aplikácie prívod postrekovej kvapaliny v požadovanej koncentrácii a množstve ku všetkým dýzam. Držiaky dýz sú umiestnené na rúrke v aplikačnom ráme alebo v samostatných držiakoch, ku ktorým je kvapalina rozvádzaná pomocou hadíc. Sú rozdelené na minimálne dve sekcie, častejšie však na viac sekcií podľa záberu aplikačného rámu. Držiaky dýz môžu byť jednoduché - pre jednu dýzu, alebo viacnásobné až pre 5 dýz. Pre voľbu funkcie jednotlivých okruhov je použitý blok sekčných ventilov, ktoré umožňujú ovládanie funkcií jednotlivých sekcií. Pre nastavovanie tlaku v systéme je použitý regulačný tlakový ventil, ktorým sa podľa zvoleného typu dýz a pojazdovej rýchlosti súpravy nastavuje tlak pre dodržanie požadovanej dávky postreku. Jednotlivé ventily môžu byť ovládané ručne priamo na postrekovači alebo pomocou ovládacieho terminálu diaľkovo.

Dýzy

Dýzy sú najdôležitejším prvkom rozhodujúcim o kvalite postreku. Na ramenách sú umiestnené dýzy štandardne po 50 niekedy aj po 25 cm. Podľa spôsobu trieštenia prúdu kvapaliny sa rozdeľujú na hydraulické, rotačné a pneumatické. Najrozšírenejšia je skupina dýz hydraulických. Do tejto skupiny patria štrbinové, nárazové, vírivé a viacotvorové dýzy. Štrbinové dýzy sú najčastejšie používané pre plošný postrek. Kvapalina je rozptyľovaná do vejárového zásahového obrazca s rozptylovým uhlom 110 ° alebo 80 °. Nárazové dýzy sú určené pre aplikáciu systémových herbicídov a kvapalných hnojív pri hnojení na list. Viacotvorové dýzy sú určené predovšetkým pre aplikáciu kvapalných hnojív. V závislosti od počtu otvorov môžu vytvárať kvapky s veľkosťou 1-3 mm. Vírivé dýzy s kužeľovým výstrekovým obrazcom sú vhodné predovšetkým pre aplikáciu fungicídov a insekticídov pre celoplošný postrek. Dýzy s plochou charakteristikou vytvárajú veľmi jemné kvapôčkové spektrum. Sú vhodné pre väčšinu pesticídov vďaka ich rovnomernej distribúcii postrekovej kvapaliny. Nízkoúletové dýzy sú vybavené obmedzovačom, ktorý spôsobuje zníženie podielu najjemnejších kvapôčok v kvapkovom spektre, čím je postreková kvapalina opúšťajúca dýzu menej citlivá na úlet vplyvom vetra. Dýzy injektora sú charakteristické hrubou atomizáciou kvapkového spektra. Dvoma bočnými otvory v dýze je dovnútra nasávaný vzduch, ktorý sa vo vnútri zmiešava s kvapalinou a dochádza k tvorbe pomerne hrubého kvapkového spektra, ktoré je odolné voči úletu vplyvom vetra. Táto hrubá atomizácia znamená zníženie počtu kvapiek, čo v konečnom dôsledku vedie k zníženiu pokryvnosti. Dýzy pre aplikáciu tekutých hnojív vytvárajú podľa typu 1, 3 alebo 5 súvislých prúdov kvapaliny, ktoré zabraňujú popáleniu porastu.

Precízna aplikácia a bezpečnosť

V posledných rokoch je zrejmým trendom znižovanie dávok pesticídov používaných v ochrane rastlín a zvyšovanie presnosti aplikácie. Veľký dôraz sa kladie na elimináciu úletu drobných častíc. Používajú sa nízkoúletové dýzy obmedzujúce úlet prípravku a injektorové dýzy s pasívnym nasávaním vzduchu. Už dlhší čas sa používa podpora vzduchu, kedy je postrekovač vybavený ventilátorom a rozvodom vzduchu v celej šírke ramien. Ďalším technickým riešením je priblíženie ramien čo najbližšie k porastu. Udržiavanie výšky ramien nad porastom alebo nad povrchom pôdy má za úlohu systém využívajúci ultrazvukové senzory. Stráži nastavenú výšku ramien a reguluje ich polohu na základe informácií zo senzorov. Presnosť je možné ďalej vylepšiť pomocou technológií využívajúcich GPS navigáciu. Okrem automatického navádzania postrekovačov je dnes už častým vybavením automatické vypínanie sekcií, a dokonca aj jednotlivých dýz. Postrekovače sú dnes bežne vybavované ISOBUS kompatibilnými palubnými terminálmi, ktoré sprostredkovávajú komunikáciu so strojom a cez ktoré sa riadia všetky procesy. Zaujímavá je aj téma variabilnej dávky aplikovaného postreku. To zatiaľ dobre funguje u aplikácie hnojív s použitím dát z N-senzorov. Dôraz na bezpečnosť obsluhy je vidieť v inováciách kabín pre samohybné postrekovače, kde je už štandardom kabína kategórie IV.  

Záver

Rozvoj techniky pre chemickú ochranu rastlín ide súbežne v dvoch smeroch. Prvý smer využíva súčasné stroje a ich doplňovanie zdokonalenými automatizačnými prvkami a predovšetkým modernými dýzami. Zlepšuje sa tak ich presnosť nastavovania, ovládania a funkcie. Plnia sa tak kvalitatívne požiadavky pri dosahovaní rovnomernej aplikácie na celom pozemku. Druhým smerom sú technológie lokálne diferencovaného ošetrovania len tých miest na pozemku, kde sa nachádza škodlivý činiteľ. Na zostávajúcej ploche sa pesticídy neaplikujú vôbec alebo pri zníženom dávkovaní. Možno hovoriť o prechode integrovanej ochrany rastlín k systému precision farming, tzn. k precíznemu hospodáreniu.

Ponuka a možnosti technických prostriedkov špecializovaného odboru ochrany rastlín už prekračujú požiadavky praxe. Technológie v rastlinnej výrobe vytvárajú lepšie a vyrovnanejšie podmienky pre šetrné hospodárenie v krajine aj pre lepšie využitie vkladaných investícií. Do času, kým sa vytvoria podmienky s prepracovanými systémami lokálne diferencovanej aplikácie chemických prípravkov v rámci jedného pozemku, je nevyhnutné používať disponibilné postrekovacie stroje za sprísnených prevádzkových a bezpečnostných podmienok.