감자에서 스프레이 액적 침착을 최적화하기 위한 새로운 선택

빽빽한 감자 작물 캐노피 아래에 있는 노즐 ​​유형의 영향에 대한 정보는 거의 없습니다. 미세한 스프레이가 선호된다는 대중적인 오해가 있습니다. 

농작물 해충, 잡초 및 질병을 방제하려면 살충제 적용이 필요하지만 환경 오염에 대한 인식으로 인해 산업 변화가 촉진되고 있습니다.

최신 노즐 설계는 스프레이 적용 범위나 제품 효능을 저하시키지 않으면서 스프레이 드리프트를 최소화하는 스프레이 품질을 제공할 수 있습니다. 스프레이하는 동안 복잡한 상호 작용을 생각하는 것이 중요합니다. 제품은 최종 결과의 절반에 불과합니다. 나머지 절반은 타이밍, 노즐 선택, 전진 속도, 붐 안정성, 붐 높이, 물량, 스프레이 압력, 노즐 각도 및 작업자의 세부 사항에 대한 관심의 순열에서 비롯됩니다.

드리프트 위험을 줄이면서 제초제, 마름병 살균제 및 건조제의 결과를 최대화하는 것은 올바른 노즐 선택의 흥미로운 잠재력입니다. 스프레이 도포는 의도한 대상에 대한 최적의 물방울 크기를 활용할 때 가장 효과적입니다. 캐노피 전체에 걸쳐 적절하고 XNUMX차원적인 적용 범위를 확보하는 것이 필수적입니다. 일반적인 관심사로 농약 스프레이 드리프트가 증가함에 따라 재배자들은 더 큰 방울을 생성하기 위해 공기 포함 노즐로 전환했습니다. 문제는 이것이 역병이나 건조 프로그램에서 기술적 효능으로 어떻게 변환되는지였습니다.

밀도가 높은 감자 작물 캐노피 아래 노즐 유형의 영향에 대한 정보는 거의 없습니다. 미세한 스프레이가 선호된다는 대중적인 오해가 있습니다. 대부분의 이해는 밀집된 감자 캐노피 내에서 현장에서 측정되지 않고 곡물에서 외삽된 데이터에서 비롯되었습니다. 민감한 이웃 작물과 종종 근접해 있는 감자 식물 캐노피의 구조는 농약을 적절하게 투여하는 데 엄청난 장애물을 만듭니다. 감자의 분무 침전 측정은 역사적으로 크로마토그래피, 코팅 슬라이드, 기타 형광 측정 기술 및 물에 민감한 종이를 포함하는 노동 집약적인 노력이었습니다.

Helios SC 형광 노란색 염료를 건조 처리와 함께 스프레이 탱크에 추가하고 Lechler IDTA, 3D ninety, Wilger 및 Guardian Air Twin의 400가지 노즐을 통해 스프레이했습니다. 모든 처리는 노즐 보정에 맞춰 정렬된 두 개의 개별 패스에서 쿼터 붐 섹션을 사용하여 Ha당 XNUMX리터로 적용되었습니다.

Scorgie 붐이 장착된 Fastrac 2170 & Knight 2000 리터 탈착식 28m 상업용 분무기의 쿼터 붐 섹션을 사용하여 처리 과정 전반에 걸쳐 현장에서 복제된 XNUMX개의 식물에서 개별 잎을 선택하고 짝을 이루었습니다.

Ha 물 용량당 400리터로 평가되는 노즐에 대한 교정 데이터 

3 Bar 시속 6km – 분당 2.0리터

윌거 025 DR 110

신젠타 3D 나인티 05

4 바 시속 5.5km – 분당 1.85리터

가디언 에어 트윈 04

레흘러 IDTA 120 04C

나뭇잎을 덮거나 캐노피를 관통하는 정도가 기술적인 효율성의 증가와 항상 일치하는 것은 아닙니다! 대상 작물은 2년 2021월 XNUMX일 고요한 아침에 살포된 펜틀랜드 델의 종자 작물이었습니다.

가전제품의 발전으로 초고해상도 데스크탑 이미징이 연구자에게 경제적 현실이 되었습니다. 정량적 이미지 분석은 이제 기술적으로 가능하지만 현대적인 고해상도 기능으로 이를 시도한 사람은 거의 없습니다. 이 연구에서는 XNUMX가지 노즐 유형을 통해 적용된 동일한 건조 처리의 생물학적 효능에 대한 평가를 결합하고 스프레이 침착 대조를 위한 디지털화된 분석 방법을 조사했습니다. 나뭇잎은 형광등 아래에서 블랙박스를 사용하여 들판 곶에서 디지털 방식으로 촬영되었습니다. 캐노피 깊이 내에서의 스프레이 침착 및 변화는 며칠 후 캠브리지에 있는 Syngenta의 컴퓨터 소프트웨어를 통해 분석되었습니다.

감자 캐노피 내부 깊숙한 곳에 물방울이 쌓이는 것을 더 정확하게 이해하면 궁극적으로 스프레이 방법의 효능을 훨씬 더 완벽하게 이해할 수 있으며 재배자가 스프레이 적용에 있어 더 효과적인 선택을 할 수 있습니다. 두 가지 서로 다른 물 유속(004 vs 005 vs 2x 025)에 걸쳐 XNUMX가지 상업용 디자인(기존 평면 팬 vs 공기 포함)의 스프레이 품질이 건조 성능과 관련하여 확립되었습니다.

XNUMX개의 노즐 모두 작물의 빠른 건조 측면에서 유사하게 수행되었습니다.

유속, 압력 및 목표 방향은 중요한 영향을 미칩니다. 하부 캐노피의 적용 범위는 2 x 025 플랫 팬 노즐을 사용하여 더 높았지만 이 적용은 바람이 없는 날에 적용되었다는 점에 유의해야 합니다. 조건이 더 까다롭다면 90% 드리프트 감소 노즐이 더 견고할 것으로 예상됩니다. 감자 작물을 처리할 때 스프레이 패턴의 각도를 조정하면 기존의 수직 부채꼴 팬 노즐을 사용하는 것과 비교하여 스프레이 침전물의 효능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 결과는 스프레이 드리프트와 적용 범위 사이의 명확한 균형을 보여줍니다.

재배자를위한 실용적인 팁

보증금의 질은 다음 사항에 따라 달라집니다.

• 대상 구역의 잎 면적의 양
• 표적의 모양
• 수직 식물 구조는 수평으로 움직이는 스프레이의 좋은 수집기입니다.
• 수평 식물 구조는 수직으로 움직이는 물보라를 잘 수집하지만 상부 캐노피에서만 가능합니다.
• 신청방법
• 물방울 궤적
• 물방울 크기와 속도
• 스프레이 볼륨

이전 연구에서는 액적 크기가 액적 침착에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 물방울 크기의 범위는 작물 캐노피 침투 수준을 더 높일 수 있습니다. 이는 역병 살균제 또는 엽면 건조제가 아래쪽 작물 캐노피에 살포 침투하도록 하는 데 중요합니다. 작거나 중간 정도의 물방울이 일반적으로 최적의 적용 범위에 바람직한 것으로 간주되지만 드리프트에 취약합니다.

이는 붐을 가로지르는 공기의 역동적인 움직임으로 설명할 수 있습니다. 분사 과정에서 노즐에 의해 연속적인 액체 시트가 생성되면서 주변 공기가 붐 상단 위로 올라갑니다. 공기의 역동적인 움직임으로 인해 붐 위의 압력과 양력이 크게 감소합니다. 이는 작은 물방울을 나선형으로 끌어들이는 효과가 있어 위쪽으로 흡입되어 붐 뒤에 소용돌이가 형성되고 궁극적으로 근처 표면에 쌓이게 됩니다. 더 큰 액적은 노즐에 의해 방출되는 궤적을 따라 계속 진행하기에 충분한 속도와 운동량을 갖는 것이 유용합니다.

그림 1. 식물 전체의 평균 잎 범위 

관찰된 증착 패턴은 상대적으로 높은 도포량 비율의 결과를 추가로 보여줍니다. 상부 및 상부 캐노피에 더 많은 증착이 이루어지면 공기 난류 및/또는 물방울 바운스가 중요할 수 있습니다.

이전 연구에서는 물의 양이 증가하면 전반적인 적용 범위가 향상되는 것으로 나타났습니다. 역병 살균제 및 건조 제품의 활성은 충분한 적용 범위에 달려 있습니다.

표 1.0 - 평균 식물 범위

대통 주둥이	평균 식물 적용 범위
04 레흘러 IDTA	38.77%
05 3D 나인티	41.76%
025 윌거	40.28%
04 하이프로 가디언 에어 트윈	19.43%

평가에 사용된 노즐에 대한 표 2.0 설명

04 레흘러 IDTA

IDTA는 비대칭 스프레이 각도와 유속을 갖춘 부채꼴 스프레이 제트입니다. 스프레이 방향은 수직을 기준으로 전면 30°, 후면 50°로 높은 침전물과 관련된 수많은 테스트에서 최상의 결과를 보여줍니다. 전면 스프레이 각도는 120°로 스프레이 볼륨의 60%를 제공하며 최적의 습윤을 위해 주행 방향 전면에 약간 더 미세한 액적 스펙트럼이 있습니다. 

후면 스프레이 각도는 90°로 스프레이 볼륨의 40%에 더 거칠고 드리프트 방지 액적 스펙트럼을 제공합니다. 이 잘 균형 잡힌 액적 스펙트럼에 의해 우수한 커버리지가 달성됩니다. 2.1 – 4.0 Bar 사이에서 이 노즐은 드리프트 감소를 위한 LERAP 3 스타 노즐로 평가됩니다. 1.0 ~ 2.0 Bar 사이의 이 노즐은 드리프트 감소를 위한 LERAP 4 스타 노즐로 평가됩니다. 공기 유도 노즐은 기존보다 훨씬 적은 드리프트를 제공하지만 붐 높이가 잘 제어되지 않으면 공기 유도 노즐과 관련된 드리프트 감소의 이점이 실현되지 않습니다.

3D XNUMX

배출구 오리피스 모양과 저 드리프트 스프레이 팁 디자인의 기타 측면을 매우 미세하게 조정하여 새로운 Syngenta 3D ninety가 탄생했습니다. 드리프트를 방지하면 모든 제품이 대상과 작물에 그대로 유지될 뿐만 아니라 적용 중 스프레이 패턴을 방해할 수 있는 돌풍의 영향을 완화할 수 있습니다. 3D ninety 디자인의 의도는 전체 대상 영역에 걸쳐 가장 균일한 분포를 달성하는 것입니다. 

Syngenta에 따르면 일반 플랫 팬 노즐과 비교할 때 드리프트가 90% 감소합니다. 잎이 많은 작물을 관통할 수 있도록 각도를 맞춘 새로운 팁은 로우 드리프트 노즐에서 흔히 볼 수 있는 에어 인덕션 방식이 아닌 프리 오리피스 설계로 되어 있습니다. 펄스 폭 변조(PWM) 시스템과 함께 사용하도록 설계되었습니다. 마름병 및 출현 전 제초제 스프레이에 권장되는 3D ninety 05는 2022년 봄에 상업적으로 출시될 예정이며, 이후 03에서 08까지의 크기를 선택할 수 있습니다.

변화의 맥박

펄스 폭 변조(PWM)는 노즐의 스프레이 패턴을 유지하면서 물방울 크기와 출력을 제어하는 ​​시스템입니다. PWM은 미국에서 수년간 사용되어 왔지만 영국에서는 아직 상용화 단계에 있습니다. 동일한 단일 노즐을 사용하여 더 낮은 압력에서 작동하고 더 효과적인 작은 물방울로 더 높은 압력에 대한 높은 드리프트 제어를 제공하는 데 이상적입니다. 별도의 노즐 사이를 전환하는 대신, PWM은 솔레노이드를 사용하여 10회/초(Hertz로 표시되므로 10Hz)로 켜거나 끄는 방식으로 단일 노즐로의 흐름을 제어합니다.

일정한 압력을 유지하면서 노즐의 듀티 사이클과 순환 빈도를 조정하여 유량을 제어하는 ​​것은 압력을 조정하여 유량을 제어하는 ​​것보다 뚜렷한 이점을 제공합니다. 표준 시스템을 사용하면 노즐 하나만 끄면 중복으로 인해 적용이 손상됩니다. 효과적인 적용을 위해서는 최소 XNUMX개가 필요합니다. PWM 노즐은 이 작업을 자체적으로 수행할 수 있습니다. 노즐의 출력을 펄스화하면 매우 작은 압력 변화만으로 유량이 유지됩니다.

 필요한 리터/초의 출력은 노즐이 열린 상태로 유지되는 시간에 따라 유지됩니다. 압력 대신에 이를 변경하여 속도와 일치하도록 출력을 유지합니다. 동시에 물방울 크기를 유지하고 각도에 영향을 주지 않습니다. PWM을 사용하면 하나의 노즐이 다양한 응용 분야에 광범위한 흐름을 제공할 수 있습니다. 벤츄리를 사용하기 때문에 공기 유도를 제외한 모든 표준 스프레이 노즐과 함께 작동합니다.  

 제조업체는 폭이 넓은 붐의 내부 및 외부 섹션에 있는 노즐을 조절하기 위해 PWM을 사용하는 '회전 보정' 작업도 진행하고 있습니다. 이는 회전하는 동안 차량에 더 가까운 노즐보다 훨씬 빠르게 움직이는 외부 가장자리의 속도 차이를 보상하여 적절한 적용률과 적용 범위를 유지합니다.

PWM 스프레이에는 다음이 포함됩니다.

• 개별 노즐 제어.
• 중첩 및 회전 보상.
• 액적 크기에 최소한의 영향을 주면서 빠른 실시간 유속 변경이 가능합니다.

제품 개요

적절한 기후 조건에서 작동하고 완충 구역을 사용하면 적절한 노즐 선택을 통해 스프레이 드리프트를 전반적으로 줄일 수 있습니다. 일류체 노즐은 스프레이 패턴, 각도 및 크기 선택 측면에서 매우 다양합니다.

노즐 선택은 사례별로 이루어져야 합니다. 최적의 제품 제공 및 성능을 보장하기 위해 각 운영 매개변수를 고려합니다. 분무기 출력과 이에 따른 제품 전달에 영향을 미치는 복잡한 요소를 고려해야 합니다. 유량(물량), 작동 압력, 붐 높이, 제품 구성 및 농도는 모두 스프레이 품질과 제품 효능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 궁극적으로 더 나은 적용 수준은 목표를 벗어난 스프레이 드리프트가 덜 발생하는 더 거친 스프레이 품질을 갖춘 90% 드리프트 감소 노즐에 의해 달성됩니다.

노즐 설계 개발을 통해 적시에 중요한 역병 방지 기능을 제공할 수 있는 귀중한 추가 스프레이 일수를 확보할 수 있습니다. 최적이 아닌 기상 조건이나 민감한 작물에 근접한 경우 드리프트 위험으로 인해 기존 플랫 팬 노즐에서 방출되는 중간에서 미세한 스프레이 품질의 사용이 무시될 수 있습니다.

작업자가 사계절 내내 Lechler IDTA 노즐을 사용한 야생화 스트립이 제공하는 시각적 프록시는 제초제나 건조 모두의 드리프트를 인상적으로 완화했습니다. 야생화 조각을 스프레이 붐의 중간 부분에 심었고, 블랭킹 노즐을 꽃 위에 삽입했습니다.

스코틀랜드 농업학회는 몬트로즈 인근 세인트 사이러스에 있는 밀턴 오브 매더스 농장의 짐 리드 씨의 도움에 깊이 감사드립니다. McCain 감자, 푸게스톤, 몬트로즈; 올리버 에인스워스(신젠타)와 해리 포드햄(신젠타)이 이 연구를 수행했습니다.

/농업기술