農業技術

ジャガイモのスプレー液滴沈着を最適化するための新しい選択肢

アレクセイデミン 2月25 2022 所要時間

密集したジャガイモ作物の林冠の下でのノズルタイプの影響に関する情報はほとんどありません。細かいスプレーが好ましいという一般的な誤解があります。

作物の害虫、雑草、病気を防除するには農薬の散布が必要ですが、環境汚染への意識が業界の変化を促進しています。

最新のノズル設計は、スプレー範囲や製品の有効性を損なうことなく、スプレードリフトを最小限に抑えるスプレー品質を提供できます。スプレーしている間、複雑な相互作用について考えることが重要です。製品は最終結果の半分にすぎません。残りの半分は、タイミング、ノズルの選択、前進速度、ブームの安定性、ブームの高さ、水量、スプレー圧力、ノズルの角度、およびオペレーターによる細部への注意の変化から生じます。

ドリフトのリスクを減らしながら、除草剤、枯死殺菌剤、乾燥剤の結果を最大化することは、正しいノズル選択のエキサイティングな可能性です。スプレー塗布は、目的のターゲットに最適な液滴サイズを使用する場合に最も効果的です。キャノピー全体を適切なXNUMX次元でカバーすることが不可欠です。一般的な懸念事項として農薬スプレードリフトの増加に伴い、栽培者はより大きな液滴を生成するために空気封入ノズルにシフトしています。問題は、これが疫病または乾燥プログラムのいずれかで技術的有効性にどのように変換されるかということでした。

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密集したジャガイモ作物の林冠の下でのノズルタイプの影響に関する情報はほとんどありません。細かいスプレーが好ましいという一般的な誤解があります。理解の大部分は、穀物から外挿されたデータから得られたものであり、密集したジャガイモの天蓋内でその場で測定されたものではありません。ジャガイモ植物の林冠の構造は、敏感な隣接作物にしばしば近接していることと相まって、農薬の適切な投与にとって大きな障害となっています。ジャガイモの噴霧沈着の測定は、歴史的に、クロマトグラフィー、コーティングされたスライド、その他の蛍光測定技術、および水に敏感な紙を含む労働集約的な努力でした。

Helios SC蛍光黄色染料は、乾燥処理とともにスプレータンクに追加され、3つの異なるノズル（Lechler IDTA、400D XNUMX、Wilger、Guardian Air Twin）を介してスプレーされました。すべての処理は、クォーターブームセクションを使用してXNUMXヘクタールあたりXNUMXリットルで、ノズルキャリブレーションに合わせてXNUMXつの別々のパスで適用されました。

個々の葉は、Scorgieブームを備えたFastrac2170およびKnight2000リットルの取り外し可能な28mの商用噴霧器からのクォーターブームセクションを使用して、処理全体を通して複製され、フィールドとペアになったXNUMXつの植物から選択されました。

水量400ヘクタールあたりXNUMXリットルで評価されているノズルのキャリブレーションデータ

3バー時速6km –毎分2.0リットル

ウィルガー025DR 110

シンジェンタ3Dナインティ05

4バー時速5.5km –毎分1.85リットル

ガーディアンエアツイン04

レヒラー IDTA 120 04C

葉の被覆率の増加または林冠の浸透は、必ずしも技術的有効性の増加と一致するとは限りません！対象作物は、2年2021月XNUMX日の穏やかな朝に噴霧されたペントランドデルの種子作物でした。

家庭用電化製品の進歩により、超高解像度デスクトップイメージングの可能性が研究者にとって経済的な現実となっています。定量的な画像分析は現在技術的に可能ですが、最新の高解像度機能でそれを試みた人はまだほとんどいません。この研究では、XNUMXつのノズルタイプを介して適用された同じ乾燥処理の生物学的有効性の評価を組み合わせ、スプレー堆積を対比するためのデジタル化された分析方法を調査しました。葉は、蛍光灯の下でブラックボックスを使用してフィールド岬でデジタル写真を撮られました。数日後、ケンブリッジのシンジェンタがコンピューターソフトウェアを介して、林冠の深さ内での噴霧堆積と変動を分析しました。

ジャガイモの天蓋の奥深くにある液滴の堆積をより正確に理解することで、最終的にはスプレー方法の有効性をより完全に理解し、栽培者がスプレーの適用においてより効果的な選択を行えるようになります。乾燥性能に関連して、004つの異なる水流量（005対2対025x XNUMX）にわたるXNUMXつの商用設計（従来のフラットファン対空気含有物）のスプレー品質が確立されました。

XNUMXつのノズルはすべて、作物の急速な乾燥に関して同様に機能しました。

流量、圧力、およびターゲットの向きが大きな影響を及ぼします。下部キャノピーのカバレッジは、2 x 025フラットファンノズルの方が高かったが、アプリケーションは風のない日に適用されたことに注意する必要があります。条件がより厳しい場合、90％ドリフト低減ノズルはより堅牢であると予測されます。ジャガイモ作物を処理するときにスプレーパターンを傾けると、従来の垂直フラットファンノズルを使用したアプリケーションと比較して、スプレー堆積の効率を大幅に向上させることができます。結果は、スプレードリフトとカバレッジの間の明確なトレードオフを示しています。

栽培者のための実用的なヒント

デポジットの質は以下に依存します。

ターゲットゾーンの葉の面積
ターゲットの形状
垂直方向の植物構造は、水平方向に移動するスプレーの優れたコレクターです
水平方向の植物構造は、垂直方向に移動するスプレーの優れたコレクターですが、上部のキャノピーにのみ存在します。
適用方法
液滴の軌道
液滴のサイズと速度
スプレー量

以前の研究では、液滴のサイズが液滴の堆積に大きな影響を与えることが示されています。液滴サイズの範囲は、より高いレベルの作物キャノピー浸透をもたらす可能性があります。これは、疫病殺菌剤または葉面乾燥剤が作物の下部の林冠に確実に浸透するようにするために重要です。小から中程度の液滴は、一般的に最適なカバレッジのために望ましいと考えられていますが、ドリフトに対して脆弱です。

これは、ブームを横切る空気の動的な動きによって説明できます。噴霧の過程で、ノズルによって液体の連続シートが生成されるため、周囲の空気がブームの上部に持ち上げられます。空気の動的な動きにより、圧力が大幅に低下し、ブームの上に浮き上がります。これは、小さな液滴をらせん状に巻き込む効果があり、その結果、それらは上向きに吸引され、ブームの後ろに渦が形成され、最終的には近くの表面に堆積します。大きな液滴は、ノズルから放出されるように、軌道に沿って継続するのに十分な速度と運動量を持っていると便利です。

図1.植物全体の平均葉被覆率

観察された堆積パターンは、比較的高い塗布量率の結果をさらに示しています。上部と上部の天蓋への堆積が多い場合、乱気流および/または液滴の跳ね返りが重要になる場合があります。

以前の研究では、水量が増えると、全体的なカバレッジが向上することが示されています。疫病殺菌剤および乾燥製品の活動は、十分な適用範囲を獲得することに依存しています。

表1.0–平均プラントカバレッジ

ノズル	平均プラントカバレッジ
04レヒラーIDTA	38.77%
05 3D XNUMX	41.76%
025ウィルガー	40.28%
04ハイプロガーディアンエアツイン	19.43%

表2.0評価に使用したノズルの説明

04レヒラーIDTA

IDTAは、非対称のスプレー角度と流量を備えたフラットファンスプレージェットです。スプレーの方向は、垂直に対して前面に対して30度、背面に対して50度であり、高堆積物に関する多数のテストで最良の結果を示しています。フロントスプレー角度は120°で、スプレー量の60％を提供し、最適な濡れを実現するために、駆動方向のフロントへの液滴スペクトルがわずかに細かくなります。

後部スプレー角度は90°で、スプレー量の40％を提供し、より粗く、よりドリフトに強い液滴スペクトルを提供します。このバランスのとれた液滴スペクトルにより、良好なカバレッジが達成されます。 2.1〜4.0バールのこれらのノズルは、ドリフト低減のためのLERAP3スターノズルとして評価されています。 1.0〜2.0バールのこれらのノズルは、ドリフト低減のためのLERAP4スターノズルとして評価されています。空気誘導ノズルは、従来よりも実質的にドリフトが少ないが、ブームの高さが十分に制御されていない場合、空気誘導ノズルに関連するドリフト低減の利点は実現されない。

3D XNUMX

出口オリフィス形状の超微調整および低ドリフトスプレーチップ設計の他の側面により、新しいシンジェンタ3D3が生まれました。ドリフトを回避することで、すべての製品を目標と作物の中に保ち、適用中にスプレーパターンを乱す可能性のある突風の影響を軽減します。 XNUMXD XNUMXデザインの目的は、ターゲット領域全体で最も均一な分布を実現することです。

シンジェンタによると、通常のフラットファンノズルと比較した場合、ドリフトが90％減少します。葉の多い作物を貫通するように角度が付けられた新しいチップは、低ドリフトノズルで一般的な空気誘導タイプではなく、プレオリフィス設計です。パルス幅変調（PWM）システムで使用するように設計されています。枯死および発芽前除草剤スプレーに推奨される3D05 2022は、03年春に市販され、08からXNUMXまでのサイズを選択できます。

変化の脈動

パルス幅変調（PWM）は、ノズルのスプレーパターンを維持しながら、液滴のサイズと出力を制御するためのシステムです。 PWMは米国で何年も使用されてきましたが、英国ではまだ普及していません。これは、すべて同じ単一のノズルで、より効果的な小さな液滴で、より低い圧力で動作し、より高い圧力への高いドリフト制御を提供するのに理想的です。 PWMは、個別のノズルを切り替える代わりに、ソレノイドを使用して10つのノズルへの流れを制御し、10回/秒（ヘルツ、つまりXNUMXHzで示される）でオンまたはオフにします。

一定の圧力を維持しながらノズルのデューティサイクルとサイクル周波数を調整することによって流量を制御することは、圧力を調整することによって流量を制御するよりも明確な利点を提供します。ノズルをXNUMXつだけオフにすると、標準のシステムではアプリケーションが危険にさらされます-オーバーラップがあるため、効果的なカバレッジを得るには少なくともXNUMXつ必要です。 PWMノズルはそれ自体でこれを行うことができます。ノズルの出力をパルス化すると、圧力の変動が非常に少なく、流量が維持されます。

必要なリットル/秒の出力は、ノズルが開いたままの時間の長さによって維持されます-圧力の代わりにこれを変更すると、速度に一致するように出力が維持されます。同時に、液滴サイズを維持し、角度に影響を与えません。 PWMにより、XNUMXつのノズルでさまざまなアプリケーションに幅広い流量を提供できます。ベンチュリを使用しているため、空気誘導を除くすべての標準スプレーノズルで機能します。

メーカーは、PWMを使用してワイドブームの内側セクションと外側セクションのノズルを調整する「ターン補正」にも取り組んでいます。これにより、外縁の速度差を補正することにより、適切な適用率とカバレッジが維持されます。外縁は、旋回中に車両に近いノズルよりもはるかに速く移動します。

PWMスプレーには以下が含まれます：

個別のノズル制御。
オーバーラップとターン補正。
液滴サイズへの影響を最小限に抑えながら、迅速でリアルタイムの流量変化。

製品概要

適切な気象条件で動作し、緩衝地帯を使用すると、適切なノズルを選択することで、スプレードリフトの一般的な低減を実現できます。油圧ノズルは、スプレーパターン、角度、サイズの選択に関して非常に用途が広いです。

ノズルの選択は、ケースバイケースで行う必要があります。最適な製品の提供とパフォーマンスを確保するために、各運用パラメーターを考慮に入れます。噴霧器の出力、したがって製品の配送に影響を与える複雑な範囲の要因を考慮する必要があります。流量（水量）、操作圧力、ブームの高さ、製品の配合、濃度はすべて、スプレーの品質と製品の有効性に悪影響を与える可能性があります。ただし、最終的には、90％のドリフト低減ノズルによってより良いレベルのカバレッジが達成され、スプレー品質が粗いほど、ターゲット外のスプレードリフトが発生しにくくなります。

ノズルの設計開発は、重要な枯死防止を時間通りに提供するために貴重な追加のスプレー日数を与える可能性があります。最適ではない気象条件または敏感な作物に近接している場合、ドリフトのリスクは、従来のフラットファンノズルから放出される中程度から細かいスプレー品質の使用を無効にする可能性があります。

オペレーターがシーズンを通してLechlerIDTAノズルを使用した野生の花のストリップによって提供される視覚的なプロキシは、除草剤または乾燥剤の両方のドリフトを印象的に軽減しました。スプレーブームの中央部分に野生の花のストリップを播種し、ブランクのノズルを花の上に挿入しました。

スコティッシュ・アグロノミーは、モントローズ近郊のセント・サイラスにあるミルトン・オブ・マザーズ農場のジム・リード氏のご協力に感謝いたします。 McCain ジャガイモ、ピュージェストン、モントローズ；本研究の実施にあたり、オリバー・アインズワース（シンジェンタ）とハリー・フォードハム（シンジェンタ）が協力した。