Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 50 (4) 2010

TENDENCJE W ROZWOJU TECHNIKI OCHRONY ROŚLIN
– WYBRANE ZAGADNIENIA

M

AREK

W

ACHOWIAK

,

R

OMAN

K

IERZEK

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy
Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań
[e-mail]

I. WSTĘP

Ochrona upraw przed chorobami, szkodnikami i chwastami wymaga zawsze stoso-

wania specjalnych urządzeń aplikacyjnych i właściwej techniki ochrony roślin. Prak-
tycznie nie ma środka ochrony roślin (ś.o.r.), który można by stosować bez użycia od-
powiednich do tego celu urządzeń technicznych i sprzętu do wykonywania zabiegów.
Możliwości praktycznego wykorzystania postępu w ochronie roślin są więc silnie uza-
leżnione od technicznego wyposażenia gospodarstw rolniczych, sadowniczych i ogrod-
niczych. Do najczęściej stosowanych sposobów aplikacji ś.o.r. należy: zaprawianie
materiału rozmnożeniowego, opryskiwanie upraw polowych oraz opryskiwanie upraw
sadowniczych. Każdy z tych sposobów stosowania środków wymaga zupełnie innych
urządzeń technicznych. Sprzęt do skutecznej realizacji zadań ochrony roślin na prze-
strzeni ostatnich lat ulega istotnym zmianom i unowocześnieniom. Tak, jak przebiega
postęp techniczny we wszystkich dziedzinach gospodarki, tak ma to swoje odzwiercie-
dlenie w technice rolniczej. Dotyczy to także wszystkich uznanych od lat sposobów
dozowania i nanoszenia ś.o.r.

II. ZAPRAWIANIE

Obserwując kierunki rozwoju techniki stosowania zapraw w świecie należy stwier-

dzić, że przeważa tendencja konstruowania zaprawiarek do zaprawiania półsuchego
i inkrustowania. Z uwagi na mniejszą skuteczność zaprawiania na sucho, a także na
zagrożenia personelu podczas prac z zaprawami pylistymi, ogranicza się do minimum
stosowanie zapraw suchych. Prawie równolegle rozwijane są dwa typy konstrukcji
zaprawiarek tzw. porcjowych oraz zaprawiarek o ruchu ciągłym.

Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 50 (4) 2010

1662

W zaprawiarkach porcjowych dozowanie jednej lub kolejno kilku zapraw następu-

je na określoną masę materiału siewnego będącego w ruchu. Zaprawiarki takie za-
pewniają bardzo wysoką precyzję dozowania zapraw, a odpowiedni czas mieszania
gwarantuje właściwe pokrycie całej powierzchni ziarna lub nasion. Możliwość stoso-
wania jednocześnie, lub kolejno po sobie kilku środków chemicznych pozwala na
uzyskanie nasion inkrustowanych, co gwarantuje najbardziej efektywne i bezpieczne
wykorzystanie ś.o.r.

Zaprawiarki o ruchu ciągłym pracują systemem stałego dozowania ziarna i zaprawy.

Ciekła zaprawa rozpylana jest przez wirującą tarczę (rozpylacz rotacyjny) na przesypu-
jące się nasiona, a dokładne pokrycie nasion zaprawą następuje w przenośniku ślima-
kowym lub

w obrotowych bębnach. Nanoszenie cieczy odbywać się może także za

pomocą rozpylaczy pneumatycznych, wykorzystujących strumień powietrza do dozo-
wania dawką zaprawy

.

Zaprawiarki takie charakteryzują się większą wydajnością, lecz

mają pewne ograniczenia związane ze stosowaniem kolejno po sobie kilku zapraw.
W takiej sytuacji najczęściej polecane jest agregowanie ze sobą kilku maszyn w spe-
cjalną linię połączoną hermetycznymi przenośnikami połączonymi z urządzeniami do
ważenia
i pakowania zaprawionego materiału siewnego.

Najnowsze rozwiązania techniczne firm produkujących zaprawiarki w świecie cha-

rakteryzują się elektronicznym systemem kontroli w precyzyjnym dozowaniu ziarna
i zapraw oraz w pełni bezpiecznymi liniami transportu zaprawionych ziaren i nasion.
Dużą wagę przywiązuje się również do automatyzacji poszczególnych operacji techno-
logicznych w całym procesie zaprawiania.

III. OCHRONA UPRAW POLOWYCH

Podstawową zasadą wykonania skutecznego zabiegu ochrony roślin poprzez opry-

skiwanie, jest precyzyjnie naniesienie rozpylonej cieczy użytkowej na traktowane
obiekty, w taki sposób, aby ś.o.r. został możliwie równomiernie zdeponowany na całą
powierzchnię chronioną, poszczególne części roślin lub też właściwie naniesiony na
zwalczane organizmy szkodliwe (Wachowiak i Kierzek 2004). Nowoczesna ochrona
roślin stawia wysokie wymagania między innymi technice ochrony roślin, ze szczegól-
nym naciskiem na precyzyjną i przyjazną środowisku technikę opryskiwania. W prakty-
ce do opryskiwania roślin polowych wykorzystuje się wiele typów ciągnikowych opry-
skiwaczy zawieszanych, przyczepianych czy samojezdnych. Pojemność zbiorników
opryskiwaczy polowych zawieszanych wynosi od 200 do 800 l (najczęściej 400 l), na-
tomiast opryskiwaczy przyczepianych najczęściej 1 000, 2 000 lub 2 500 l. Opryskiwa-
cze wyposażone są w belki polowe o szerokościach roboczych wynoszących zazwyczaj
12 lub 18 metrów, chociaż spotyka się także belki polowe o szerokości 8, 10 i 13,5 m.
Niektóre typy opryskiwaczy z belkami o szerokości roboczej 18 metrów lub szerszymi
mają możliwość stabilizacji belki (wahliwy układ belki) w stosunku do poziomu opry-
skiwanej powierzchni.

Postęp w konstrukcji opryskiwaczy odbywa się wielu kierunkach i dotyczy większo-

ści istotnych podzespołów tych maszyn. Dotyczy to budowy przede wszystkim takich

Tendencje w rozwoju techniki ochrony roślin

1663

rozwiązań, które zapewniają jak największą efektywność i precyzję nanoszenia ś.o.r. na
traktowane obiekty, przy zachowaniu gwarancji, że rozpylona ciecz nie zostanie prze-
niesiona poza obszar wyznaczony do zabiegu. Takie działania dotyczą np.:
– zapewnienia stałego stężenia cieczy poprzez bardzo precyzyjne systemy przygoto-

wania roztworu i ciągłego mieszania,

– zapewnienia bezawaryjnej pracy wszystkich układów opryskiwacza, aby nie dopu-

ścić do sytuacji awaryjnych niebezpiecznych dla środowiska naturalnego,

– uzyskania równomiernego nanoszenia rozpylonej cieczy na powierzchnię poprzez

poprawę stabilizacji poprzecznej i podłużnej belek polowych,

– uzyskania równomiernego nanoszenia rozpylonej cieczy na powierzchnię gleby czy

chronionych roślin poprzez dobór właściwych rozpylaczy przystosowanych do da-
nego typu zabiegu i warunków panujących na plantacji (faza wzrostu roślin, rodzaj
stosowanego środka, warunki meteorologiczne, itp.).
Coraz popularniejszym wyposażeniem najnowszych opryskiwaczy są systemy pre-

cyzyjnego dozowania różnych komponentów (np. ś.o.r.) do cieczy użytkowej. W roz-
wiązaniu tym skoncentrowane środki chemiczne są bezpośrednio wtryskiwane i mie-
szane z czystą wodą przed samym opryskiem z belki polowej. Bezpośredni wtrysk
oznacza, że zbiornik główny, zawierający czystą wodę, zawsze pozostaje czysty i wolny
od środków chemicznych. Proces wtrysku preparatu odbywa się w specjalnych zbiorni-
kach, a operator może szybko przełączyć z jednego środka chemicznego na inny bez
konieczności czyszczenia i przepłukiwania zbiornika głównego. Po zakończeniu zabie-
gu nie ma żadnych pozostałości z wymieszanych produktów (cała ciecz użytkowa wy-
pryskana), a niewykorzystane skoncentrowane preparaty pozostają bezpieczne w spe-
cjalnych zbiornikach, które można w przyszłości wykorzystać do kolejnych zabiegów.

Na rynku dostępne są różne systemy precyzyjnego dozowania preparatów. Niektóre

rozwiązania pozwalają na sporządzania cieczy użytkowej składającej się nawet z kilku
różnych preparatów, nawozów lub innych komponentów (np. Hardi TuboFiller). Jesz-
cze inne rozwiązania, już w trakcie wykonywania zabiegu umożliwiają precyzyjne
odmierzanie niezbędnych ilości preparatów i aplikowanie ich tylko tam, gdzie jest to
konieczne (system dozowania czterech różnych preparatów pod nazwą VarioJnject).
Trzeba pamiętać, że te wszystkie rozwiązania najbardziej rozwinięte pod względem
technologicznym zanim trafią do masowej produkcji są poddawane szczegółowej oce-
nie na powtarzalność i precyzję dozowania oraz wytwarzania pożądanych stężeń cieczy
użytkowej. W opryskiwaczach wyposażonych w bardzo szerokie belki polowe dużym
utrudnieniem w precyzyjnym aplikowaniu cieczy użytkowej, składającej się niekiedy
z kilku zmieniających się komponentów, jest często opóźniona reakcja urządzenia na
konieczność szybkiego dostarczenia właściwej cieczy użytkowej do wszystkich rozpy-
laczy na całej belce polowej. Dodatkowo podczas opryskiwania plantacji w sposób
wybiórczy (tylko tam, gdzie występują agrofagi lub jest ich liczniejsze nasilenie) z uży-
ciem cieczy o różnym stężeniu i składzie chemicznym, mogą pojawić się trudności we
właściwym odmierzaniu i dozowaniu preparatów.

W dziedzinie konstrukcji nowoczesnych rozpylaczy postęp w ostatnich latach jest

szczególnie widoczny. Rozpylacze mają bezpośredni wpływ na skuteczność biologiczną
stosowanych ś.o.r. Wielkość i ilość wytwarzanych przez nie kropli wpływa istotnie na
skuteczność zabiegów, a także na możliwość stosowania optymalnych dawek prepara-
tów i bezpieczeństwo dla środowiska naturalnego (Kierzek i Wachowiak 2005). Uzy-
skanie odpowiedniej wielkości kropli i stopnia pokrycia opryskiwanych powierzchni

Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 50 (4) 2010

1664

w dużym stopniu zależy od typu rozpylaczy oraz ciśnienia roboczego (Gajtkowski
i wsp. 2006). Powszechnie stosowane w ochronie upraw polowych są rozpylacze szcze-
linowe nazywane też często rozpylaczami płaskostrumieniowymi. Rozpylacze mogą
być w wersji standardowej, w wersji o podwyższonej równomierności rozpylania, anty-
znoszeniowe, uderzeniowe czy eżektorowe.

Mniej popularne są różne rozwiązania rozpylaczy pneumatycznych lub mieszanych

np. AirJet. Głównym elementem tego układu są rozpylacze dwuczynnikowe AirJet,
składające się z korpusów z podwójnym systemem zasilania (głównym kanałem dostar-
czana jest ciecz użytkowa, a kanałem w bocznej ścianie korpusu strumień powietrza)
i rozpylaczy właściwych o szerokim płaskim strumieniu (popularnie zwane uderzenio-
wymi). W skład zestawu wchodzą także wymienne wkładki (kryzy o różnych rozmia-
rach), regulujące przepływ cieczy użytkowej do rozpylaczy. Powietrze do instalacji
dostarczane jest pod zmiennym ciśnieniem ze specjalnej sprężarki umieszczonej na
konstrukcji opryskiwacza. Dzięki regulacji ciśnienia cieczy i powietrza wielkość wytwa-
rzanych kropel może być kontrolowana w szerokim zakresie dawkowania cieczy. System
ten zalecany jest do aplikacji bardzo małych dawek cieczy na hektar (50–100 l/ha) i od-
znacza się bardzo dobrą penetracją zwartych łanów roślin. Dużym udogodnieniem pod-
czas pracy jest możliwość wytwarzania różnych wielkości kropel, w zależności od ak-
tualnych warunków na polu.

Nowym kierunkiem w rozwoju rozpylaczy szczelinowych było poszukiwanie moż-

liwości polepszenia dystrybucji i precyzji nanoszenia cieczy na opryskiwane rośliny.
Tak powstały rozpylacze szczelinowe dwustrumieniowe, o dwóch płaskich, wachlarzo-
wych strumieniach cieczy, najczęściej tworzących względem siebie kąt 60°. Jeden skie-
rowany w kierunku jazdy, a drugi do tyłu, co zapewnia dobre i równomierne pokrycie
zarówno poziomych, jak i pionowych powierzchni roślin (każda roślina w trakcie za-
biegu opryskiwana jest dwoma strumieniami cieczy). Pierwsze tego typu urządzenia
powstały kilkanaście lat temu, ale dopiero w ostatnim czasie zyskały szersze uznanie
wśród użytkowników i plantatorów. Rozpylacze dwustrumieniowe wymagają bowiem
bardzo dobrego systemu filtrowania cieczy, gdyż ich szczeliny rozpylające są dwukrot-
nie mniejsze (dla tego samego wymiaru) niż w standardowym rozpylaczu jednostru-
mieniowym.

Dotychczas dużym ograniczeniem w szerszym wykorzystaniu standardowych roz-

pylaczy dwustrumieniowych była większa podatność na znoszenie i szybkie odparo-
wywanie kropel, szczególnie w niesprzyjających warunkach pogodowych (silniejszy
wiatr, niska wilgotność, wyższa temperatura). Wydatek cieczy z rozpylacza o podwój-
nym strumieniu jest taki sam, jak o pojedynczym strumieniu, ale z dwóch mniejszych
szczelin wydobywają się krople znacznie mniejsze niż z jednej standardowej. Udosko-
naloną wersją rozpylaczy szczelinowych dwustrumieniowych są niedawno wprowadzo-
ne na rynek rozpylacze o podwójnym strumieniu płaskim z zabezpieczeniem przed
znoszeniem. Połączenie zalet rozpylaczy eżektorowych (redukcja znoszenia, dobra
penetracja zwartego łanu) z bardzo dobrym stopniem bocznego pokrycia roślin, jak
w tradycyjnych rozpylaczach dwustrumieniowych (drobnokropliste opryskiwanie) wy-
korzystano przy konstruowaniu eżektorowych rozpylaczy dwustrumieniowych. Zaletą
tego typu rozpylaczy jest ich uniwersalność zastosowania. Dwa niezależne strumienie
cieczy skierowane ukośnie poprawiają pokrycie i penetrację łanu, a system zwiększania
objętości kropel poprzez ich napowietrzanie sprawia, że krople opuszczające rozpylacz
są mniej podatne na znoszenie. Jeszcze inną korzyścią może być możliwość wykony-

Tendencje w rozwoju techniki ochrony roślin

1665

wania skutecznego i bezpiecznego zabiegu w warunkach znacznie niższej wilgotności
powietrza i wyższych temperatur, gdyż większe krople nie ulegają tak szybkiemu odpa-
rowaniu, a szybciej docierają do różnych partii roślin.

W rozwoju techniki ochrony roślin obserwuje się, że coraz popularniejsze stają się

opryskiwacze z pomocniczym strumieniem powietrza (PSP), a wśród nich opryskiwa-
cze rękawowe. Opryskiwacze rękawowe wyposażone są w specjalnej konstrukcji belkę
polową, której ważnym elementem jest lekka i długa rura powietrzna wykonana najczę-
ściej z tworzywa sztucznego o długości równej belce polowej i o średnicy od kilkunastu
do kilkudziesięciu centymetrów (w zależności od typu danego rozwiązania). Rura, po-
pularnie nazywana rękawem, napełniana jest powietrzem ze specjalnej konstrukcji wen-
tylatora (w niektórych modelach dwóch wentylatorów) o dużej wydajności. W dolnej
części rękawa znajdują się specjalne otwory lub szczeliny, przez które wydostają się
strumienie powietrza o odpowiednim wydatku jednostkowym powietrza, ustalanym
w zakresie dostosowanym do poszczególnych zastosowań. Powietrze to jest tak ukie-
runkowane, aby mogło przechwycić krople cieczy wytwarzane przez rozpylacze szcze-
linowe, wirowe lub pneumatyczne usytuowane poniżej rękawa. Strumień powietrza
z rękawa w niewielkim stopniu wpływa na wielkość kropli wytwarzanych przez rozpy-
lacze, ale decyduje o ich prędkości i kierunku przemieszczania w głąb opryskiwanych
obiektów. Krople mają bowiem nadaną bardzo dużą energię początkową i potrafią sku-
tecznie penetrować nawet bardzo zwarte łany roślin, co prowadzi do bardzo dobrego
pokrycia liści preparatem i to na obydwu stronach blaszek liściowych. W zwalczaniu
wielu agrofagów bardzo ważne jest naniesienie środka także na dolną stronę blaszek
liściowych. Ze wszystkich znanych i stosowanych w praktyce rolniczej urządzeń opry-
skiwacze rękawowe spełniają ten warunek najlepiej. Bardzo istotną zaletą stosowania

opryskiwaczy rękawowych jest poprawa bezpieczeństwa wykonywania zabiegu poprzez
obniżenie powietrznej emisji cieczy użytkowej do środowiska naturalnego. Zagrożenie
znoszeniem, jakie często występuje podczas wykonywania zabiegów ochrony roślin
(w porównywalnych warunkach meteorologicznych), jest znacznie ograniczone dzięki
regulowanej sile strumienia powietrza z wentylatorów. Bardzo mała odległość belki
polowej od roślin w czasie opryskiwania oraz transportowanie kropli przez kontrolowa-
ny strumień powietrza w głąb łanu powoduje rozchylanie się łanu, co w efekcie powala
na bardziej precyzyjne naniesienie preparatu na całą powierzchnię roślin. Opryskiwacz
wyposażony w pomocniczy strumień powietrza może być z powodzeniem wykorzysty-
wany do zabiegów wykonywanych w mniej sprzyjających warunkach wietrznych, gdy
prędkość wiatru dochodzi nawet do 8 m/s (Gajtkowski 2001).

Opryskiwacze samojezdne mają zwartą budowę (osie w bliskiej odległości od sie-

bie), dzięki czemu można nimi łatwiej wykonywać manewry na polu oraz bardzo pre-
cyzyjnie prowadzić jednym śladem na uwrociach. Ponadto dzięki temu rozwiązaniu
unika się szkód powstających z ugniatania roślin na uwrociach oraz możliwe jest wyko-
nywanie nawrotów o bardzo małym promieniu skrętu. W wielu konstrukcjach zastoso-
wano napęd na cztery koła z funkcją niezależnego sterowania każdym kołem. Indywi-
dualny napęd na każde koło pozwala uzyskać większe prześwity (brak osi poprzecznej).
W nowoczesnych opryskiwaczach samojezdnych najczęściej stosuje się napędy hydro-
statyczne umożliwiające bezstopniową zmianę prędkości jazdy. Układ napędowy jest
najczęściej dwustopniowy. Dzięki temu istnieje możliwość zmiany prędkości jazdy

Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 50 (4) 2010

1666

opryskiwacza w trakcie wykonywania prac polowych, jak i podczas transportu po dro-
gach publicznych. Zakres stosowanych prędkości roboczych na polu najczęściej waha
się od 5 do 15 km/h, natomiast maksymalne prędkości transportowe nie przekraczają
40 km/h. W opryskiwaczach samojezdnych można zmieniać rozstaw kół dostosowując
go do konkretnej uprawy, czy też szerokości ścieżek przejazdowych.

W nowoczesnych opryskiwaczach coraz częściej montowane są specjalne urządze-

nia komputerowe pełniące funkcje kontrolno-pomiarowe pozwalające na zachowanie,
w czasie całego zabiegu, stałego zaplanowanego wydatku cieczy na hektar niezależnie
od prędkości jazdy. Prostsze, a zarazem tańsze to urządzenia kontrolne informujące
operatora o aktualnych parametrach pracy opryskiwacza i o ewentualnych odchyleniach
od parametrów ustalonych w czasie kalibracji opryskiwacza. Bardziej skomplikowane
pozwalają na automatyczną korektę odchyleń, co zapewnia utrzymanie założonych
parametrów w całym cyklu wykonywania zabiegu.

Najbardziej dynamicznie rozwija się postęp w ułatwianiu operatorowi zachowania

precyzyjnej szerokości roboczej po kolejnych nawrotach. W ciągu kilku lat rolnicy
uzyskali dostęp do specjalistycznych urządzeń wykorzystujących systemy nawigacji
satelitarnej GPS, które znacznie ułatwiają pracę na końcach plantacji w czasie wykony-
wania nawrotów, a także podczas przejazdu po plantacji, na której nie ma ścieżek tech-
nologicznych. Jeszcze bardziej system GPS okazał się przydatny do zabiegów wyko-
nywanych w późnych godzinach wieczornych lub w porze nocnej.

IV. OCHRONA UPRAW SADOWNICZYCH

W ochronie sadów w ostatnich latach postęp w technice stosowania ś.o.r. jest szcze-

gólnie widoczny. Odejście od technologii opryskiwania wszystkich roślin w sadzie
jednakowym stężeniem ś.o.r przy zróżnicowanej, lecz bardzo dużej ilości cieczy dosto-
sowanej do wielkości i ulistnienia drzew doprowadził do szybkiego rozwoju konstrukcji
nowych opryskiwaczy. W zasadzie wszystkie opryskiwacze używane w sadownictwie
są obecnie opryskiwaczami wykorzystującymi pomocniczy strumień powietrza. Naj-
bardziej popularne opryskiwacze to tzw. wentylatorowe wykorzystujące powietrze do
transportu rozpylonej cieczy w korony drzew lub szpalery krzewów. W nowszych mo-
delach opryskiwacze takie zostały zmodyfikowane do opryskiwaczy tzw. deflektoro-
wych, w których (w zależności od konstrukcji) mamy możliwość dopasowania kształtu
strumienia rozpylonej cieczy do pokroju drzew i krzewów w sadzie. Jeszcze większe
możliwości regulacji w tym zakresie zapewniają opryskiwacze z kierowanym strumie-
niem rozpylonej cieczy. Operator takiego sprzętu ma pełen zakres regulacji kształtu
strumienia rozpylonej cieczy w zależności od pokroju nasadzeń. Jednocześnie dobór
rozpylaczy i ciśnień roboczych daje możliwości sterowania wielkością stosowanych
kropel w czasie zabiegu i ilością stosowanej cieczy użytkowej na hektar. Opryskiwa-
cze takiej konstrukcji są najbardziej przydatne w ograniczaniu zakresu emisji ś.o.r.
poza obiekty przeznaczone do opryskiwania. Najbardziej efektywne w stosowaniu
ś.o.r., a zarazem najbardziej bezpieczne dla środowiska naturalnego okazały się tzw.
opryskiwacze tunelowe, należące do grupy opryskiwaczy recyrkulacyjnych, w któ-
rych następuje wyłapywanie niewykorzystanej cieczy opryskowej i jej ponowne
wprowadzenie do zbiornika opryskiwacza. Taki sprzęt może być wykorzystywany do

Tendencje w rozwoju techniki ochrony roślin

1667

opryskiwania niższych drzew, o odpowiednim pokroju koron. Opryskiwacze takie
nadają się do ochrony np. nowych, odpowiednio prowadzonych nasadzeń drzew i regu-
larnie przycinanych.

Nowe kierunki rozwoju konstrukcji opryskiwaczy sadowniczych, które można ob-

serwować w postaci prototypów, to aparaty wyposażone w systemy identyfikacji opry-
skiwanych obiektów. Zestawy kamer lub innych czujników zamontowane na opryski-
waczu rozpoznają w czasie przejazdu w sadzie kształty koron drzew (lub ich brak),
a elektroniczne systemy natychmiast zamieniają te informacje na rozkazy dla zestawów
rozpylaczy, które w danej chwili mają pracować, a które mają zostać zamknięte. Sprzęt
taki wyposażony jest zawsze w głowice, w których zamontowanych jest wiele różnych
typów rozpylaczy, do których ciecz doprowadzana jest poprzez indywidualne zawory
elektryczne lub pneumatyczne. Możliwość sterowania tymi zaworami automatycznie,
poprzez elektroniczny system komputera zamontowanego na opryskiwaczu, pozwala na
dostosowanie rodzaju opryskiwania do warunków panujących w sadzie w czasie zabie-
gu. Systemy takie uwzględniają np. siłę i kierunek wiatru, temperaturę i wilgotność
powietrza oraz modyfikują wielkość kropli opryskiwania poprzez właściwy dobór roz-
pylaczy w momencie opryskiwania.

V. PRECYZYJNA TECHNIKA OCHRONY

UPRAW POLOWYCH I SADOWNICZYCH

Ten termin przypisany został do pewnej procedury technicznego stosowania zabie-

gów ochronnych tylko w tym miejscu plantacji, drzewa, rośliny, gdzie jest to konieczne,
stosowania optymalnej ilości środka niezbędnej do ograniczenia agrofaga i wykonania
zabiegu w optymalnym terminie. Realizacja takiego programu ochrony roślin jest ma-
rzeniem pracowników nauki, konstruktorów sprzętu i rolników od wielu lat.

Jednym ze sposobów takiej optymalizacji procesu opryskiwania jest możliwość

bezpiecznego i skutecznego wykonywania zabiegu z użyciem mniejszych ilości cieczy
użytkowej na hektar. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy zastosowana technika ochrony
pozwala na precyzyjną regulację parametrów pracy opryskiwacza i uzyskiwanie rów-
nomiernego naniesienia cieczy na opryskiwane rośliny, w zróżnicowanych warunkach
agrotechnicznych i pogodowych. Istotnym wkładem w możliwości poszerzenia zakresu
regulacji dawki cieczy było wprowadzenie na rynek 4-rozpylaczowej głowicy VarioSe-
lect z pneumatycznym odcinaniem dopływu cieczy do pojedynczych rozpylaczy. Po-
przez kombinację liczby i rozmiaru pracujących rozpylaczy, a także korektę ciśnienia
roboczego można uzyskać szeroki zakres regulacji dawkowania ilością cieczy użytko-
wej (50–1 000 l/ha). W trakcie wykonywania zabiegu zmiany kierunku i prędkości
wiatru są bardzo częste. Przykładem możliwości ograniczania szkodliwego wpływu
wiatru na rozpylane krople cieczy jest użycie systemu VarioWindSelect – automatycz-
nej zamiany rodzaju rozpylacza w zależności od chwilowej prędkości wiatru. Gdy na-
stępuje przekroczenie granicznej prędkości wiatru, to odcinany jest dopływ cieczy do
rozpylaczy standardowych (drobne i średnie krople) i jednocześnie ciecz jest kierowana
do rozpylaczy eżektorowych wytwarzających krople grube. Zastosowanie w praktyce

Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 50 (4) 2010

1668

tej koncepcji zapewnia efektywniejsze nanoszenie cieczy na opryskiwane obiekty,
a przez to poprawia się skuteczność zabiegu i bezpieczeństwo dla środowiska.

Rozwój technologiczny w fitofarmacji, jak i w technice rolniczej wsparty możliwo-

ścią zastosowania najnowszych osiągnięć elektroniki, obejmującą analizę obrazu uzy-
skanego z kamer naziemnych, lotniczych, satelitarnych oraz szybkie przetwarzanie
i przesyłanie danych spowodował, że realizacja tych zamierzeń staje się realna. Donie-
sienia Lipy (1998) wskazywały na możliwości automatycznego pozycjonowania za
pomocą systemu GPS i rozpoznawania obiektów przeznaczonych do zabiegu ochronne-
go. W tym czasie istniała możliwość pozycjonowania obiektów na plantacji z dokładno-
ścią kilku metrów. Hołownicki (2004) przedstawia możliwości precyzyjnego nanosze-
nia środków ochrony w sadach, gdzie ilość stosowanej cieczy będzie automatycznie
korygowana za pomocą kamer, systemu komputerowego i zespołu sterującego pracą
rozpylaczy i kierowana tylko w te miejsca sadu, gdzie występują obiekty do ochrony.
Poza tym nowoczesne systemy wizyjne w połączeniu z precyzyjnym, o dokładności
kilkudziesięciu lub kilkunastu centymetrów systemem pozycjonowania stwarzają realne
możliwości automatycznego lokalizowania agrofagów na plantacjach (np. punktowe
skupiska chwastów) i wykonywania zabiegów tylko w miejscach, które zabiegu wyma-
gają i taką ilością ś.o.r., jaka do tego celu jest optymalna.

Obecnie można stwierdzić, że takie opryskiwacze realnie powstają, dokładność po-

zycjonowania urządzeń jest jeszcze wyższa, a badania zmierzają w takim kierunku, aby
można było automatycznie wykrywać występowanie agrofagów (np. chwastów dwuli-
ściennych w zbożach) z pewnej odległości i automatycznie podejmować decyzje
o zwalczaniu tylko w miejscu bezpośredniego zagrożenia i dawką środka adekwatną do
potrzeb (Gil i wsp. 2007; Doruchowski 2009a; Marucco i wsp. 2009).

W opryskiwaczach sadowniczych systemy takie najczęściej realizowane są w formie

„on line”, gdzie opryskiwacz wyposażony w precyzyjny system z korekcją sygnału
DGPS o dokładności do około 2 cm w swoim komputerze ma wczytaną mapę sadu ze
wszystkimi obiektami wymagającymi np. zachowania pewnych stref ochronnych. Sys-
tem czujników spektralnych i ultradźwiękowych zamontowanych na opryskiwaczu
służy do rozpoznawania obiektów do ochrony oraz dopasowywania kształtu i wielkości
strumienia rozpylonej cieczy do wielkości chronionego obiektu (Doruchowski 2009b).
Kiedy opryskiwacz znajduje się w strefie ochronnej (brak drzew) rozpylacze są wyłą-
czane, a gdy znajdzie się w strefie zwiększonego ryzyka znoszenia system sterujący
dokona automatycznej zmiany rozpylaczy drobnokroplistych na grubokropliste.

W ochronie upraw polowych konstrukcje opryskiwaczy do wybiórczego traktowania

obiektów do opryskiwania przebiegają dwutorowo (Wachowiak i Kierzek 2004). Jedne
pracują także systemem „on line” (w czasie rzeczywistym), w których obiekty rozpo-
znawane są na polu przez układy czujników, które uruchamiają natychmiast poprzez
oprogramowanie komputera opryskiwacza właściwe rozpylacze na belce polowej. Dru-
ga koncepcja polega na wykorzystaniu zdjęć cyfrowych pola wykonanych przez sateli-
tę, z samolotu, bądź z nisko latających samolotów bezzałogowych. Mapy takie wczyty-
wane są do systemu komputerowego opryskiwacza, którego system GPS pozwala na
precyzyjną lokalizację na polu, co skutkuje właściwą reakcją elektronicznego układu
sterowania pracą rozpylaczy. System zdjęć wydaje się bardziej realny w praktycznym
zastosowaniu ze względu na niższe koszty budowy poszczególnych opryskiwaczy,

Tendencje w rozwoju techniki ochrony roślin

1669

które mogą korzystać ze zdjęć bardzo wysokiej jakości wykonanych przez specjalizują-
ce się w tym instytucje.

Zagadnieniem, nad którym pracuje się od wielu lat, a które ciągle oczekuje prak-

tycznego rozwiązania jest sprawa automatycznego (realizowanego przez urządzenia
rejestrujące) rozpoznawania stanu zagrożenia roślin przez poszczególne agrofagi. Próby
zastosowania systemów kamer, detektorów i przeróżnych sensorów wskazują na duże
możliwości wykrywania niektórych chwastów czy szkodników. Obiecujące wydają się
również możliwości bezkontaktowego oceniania stresu roślin wywołanych przez nie-
które czynniki siedliskowe i chorobowe. Uzyskanie wiarygodnych wyników rozpozna-
wania poszczególnych agrofagów umożliwiłoby dalsze udoskonalanie aparatury ochro-
ny roślin w kierunku robotyzacji wykonywanych zabiegów.

VI. PODSUMOWANIE

Postęp techniczny we wszystkich dziedzinach gospodarki w ostatnich latach przy-

czynił się do rozwoju badań nad bezpieczną i efektywną techniką ochrony roślin przed
agrofagami. Należy się spodziewać, że dalszy rozwój technologiczny z tej dziedziny
stanie się ważnym czynnikiem ograniczającym koszty produkcji rolniczej i zagrożenia
dla środowiska. Podstawową zasadą w nowoczesnej i precyzyjnej technice ochrony
będzie opryskiwanie tylko tych miejsc, obiektów lub powierzchni, gdzie jest to ko-
nieczne, a także stosowanie ś.o.r. tylko w takiej ilości, jaka jest niezbędna, zachowując
przy tym zasadę ograniczania emisji środków ochrony do środowiska.

VII. LITERATURA

Doruchowski G. 2009a. Koncepcja inteligentnego opryskiwacza sadowniczego CASA (Crop

Adapter Spray Application). Materiały z VIII Konferencji „Racjonalna technika ochrony ro-
ślin”. Skierniewice, 14–15 października 2009: 25–27.

Doruchowski G. 2009b. Ograniczenie zagrożeń dla środowiska przez automatyczną regulację

parametrów pracy opryskiwacza w zależności od uwarunkowań środowiskowych – system
EDAS (Environmentally Dependent Application System) jako element inteligentnego opry-
skiwacza CASA. Materiały z VIII Konferencji „Racjonalna technika ochrony roślin”. Skier-
niewice, 14–15 października 2009: 28–31.

Gajtkowski A. 2001. Spraying of wheat by field sprayer equipped with an air sleeve and grift

guard nozzles. J. Plant Protection Res. 41 (3): 223–228.

Gajtkowski A., Migdalska-Kustosik P., Bzdęga W. 2006. Quality evaluation of working with drift

guard nozzles and air induction nozzles in maize spraying. J. Plant Protection Res. 46 (4):
379–385.

Gil E., Escola A., Rosell J.R., Panas S., Val L. 2007. Variable rate application of plant protection

products in vineyard using ultrasonic sensors. Crop Protection 26 (8): 1287–1297.

Hołownicki R. 2004. Perspektywy zastosowania koncepcji rolnictwa precyzyjnego w ochronie

roślin. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 44 (1): 104–114.

Kierzek R., Wachowiak M. 2005. Effect of spray application parameters and adjuvants on reten-

tion and performance of foliage applied herbicides. Annu. Rev. Agric. Eng. 4 (1): 355–363.

Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 50 (4) 2010

1670

Lipa J.J. 1998. Precyzyjna ochrona roślin – nowe technologie i metody zabiegów. Prog. Plant

Protection/Post. Ochr. Roślin 38 (1): 23–29.

Marucco P., Balsari P., Tomagnone M. 2009. Crop identification system (CIS) as a component of

Casa sprayer. Materiały z VIII Konferencji „Racjonalna technika ochrony roślin”. Skiernie-
wice, 14–15 października 2009: 41–53.

Wachowiak M., Kierzek R. 2004. Rola techniki opryskiwania w precyzyjnym stosowaniu środ-

ków ochrony roślin. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 44 (1): 478–485.

M

AREK

W

ACHOWIAK

,

R

OMAN

K

IERZEK

PROGRESS IN PLANT PROTECTION TECHNIQUES – SELECTED ISSUES

SUMMARY

Plant protection against diseases, pests and weeds requires a special equipment and proper
pesticide application technique. Technical progress of economy in last years favoured the deve-
lopment of studies on safety and effective plant protection techniques against agrophages. Further
technological development in this area is an important factor to reduce costs of agricultural pro-
duction as well as environment threat. Fundamental principles of modern, precise plant protection
techniques are: spraying treatment performed only on necessary objects and areas, using plant
protection products only in quantities needed with a simultaneous respect to limited emission of
preparations to the environment.
Key words: spray equipment, sprayer, plant protection technique, precision application, pesticide