Технологія і екологія, ультрамолооб’ємне обприскування (УМО)

Останніми роками аграрний бізнес, як і всі сфери його обслуговування, розвиваються небачено швидкими темпами. Новітні технології надто швидко охоплюють весь спектр аграрної галузі. Поява на ринку нових сортів і гібридів дала змогу значно розширити ареал вирощування та підвищити врожайність таких сільськогосподарських культур, як кукурудза, соняшник, соя.

Поява потужної ґрунтообробної, посівної та збиральної техніки дала можливість суттєво прискорити темпи робіт та значно подовжити вегетаційний період, що дуже важливо для отримання максимальної продуктивності сільськогосподарських культур. Якісно та кількісно оновився асортимент техніки для внесення мінеральних добрив та пестицидів, що дуже важливо для вчасного та якісного внесення мінеральних добрив та оперативного реагування на появу чутливих фаз розвитку шкідників, хвороб і бур’янів. Швидкими темпами оновлюється асортимент хімічних засобів захисту рослин (ЗЗР), підвищується їхня якість та ефективність.

Отож, для того щоб забезпечити ефективність виробництва сільськогосподарської продукції, рентабельність кожної інвестиції, в сучасних умовах аграрію дуже важливо робити кваліфікований вибір сервісних послуг та засобів виробництва (техніки, сортів, добрив, ЗЗР тощо).

Безперечно, всі учасники аграрного бізнесу прагнуть бути успішними – як ті хто новітні технології та засоби розробляє, виробляє і пропонує, так і ті хто ці засоби та технології купляє і використовує у виробництві. Але не тільки це важливо. Надто важливо, щоб кожен елемент сучасної аграрної технології був не лише економічно вигідним, а й екологічно безпечним.

Чи є на даний час такі побажання належним чином осмисленими, та об’єктивно оціненими з точки зору екологічної безпеки? У кожного з нас питання екологічної безпеки в аграрному секторі асоціюється, перш за все, з безпечним асортиментом, нормами та способами внесення засобів захисту рослин (ЗЗР). До асортименту і норм внесення ЗЗР запитань не виникає, оскільки ці позиції протестовані тривалими дослідженнями. А ось щодо способів внесення пестицидів питання є. Донедавна, до тих пір, доки ультрамалооб’ємне обприскування (УМО) сприймалося як теоретично-можливе, запитань до способів внесення ЗЗР не виникало. Але сьогодні, коли застосування УМО переходить у практичну площину, дуже важливо дати обґрунтовану відповідь на питання: «Чи є застосування ультрамалооб’ємного обприскування рослин (УМО) пестицидами (ЗЗР) екологічно безпечним?»

Є ряд публікацій про те, що ультрамалооб’ємне обприскування (УМО) дає максимальний ефект від препарату з найменшими витратами в короткі терміни та з мінімальною шкодою навколишньому середовищу.

В одному з видань аграрної тематики прочитав таке: «Зменшуються витрати на персонал, техніку, зокрема, знижується потреба у воді, а з нею – і в баках великого об’єму. Натомість продуктивність машин збільшується на понад 60% проти звичайного обприскування. Рідина рівномірно покриває всю оброблювальну поверхню. Завдяки своїй легкості краплі не скочуються з цільової поверхні, вони потраплять чітко в продихи листка», — зазначають у публікації. Втім, зауважують, що за великої швидкості вітру може бути знесення рідини на рівні 20–50 %.

Як бачимо з цієї публікації, економічна сторона питання є досить привабливою, але щоб бути переконаним у тому, що економічної вигоди достатньо для прийняття правильних рішень щодо УМО, потрібно розібратись у цій технології детальніше. Найперше, суть технології УМО полягає у зменшенні виливу робочого розчину ЗЗР до 0,5–5,0 л/га завдяки зменшенню розміру крапель цього розчину до 50–100 мікрометрів (мкм). Питома вага таких крапель значно менша за питому вагу крапель на основі водного розчину, в якій у ≈100 разів більше води. До того ж краплі розміром 50–100 мкм швидко втрачають свою вагу за рахунок випаровування і, навіть легким висхідним та горизонтальним потоком теплого повітря, переносяться на значні відстані від місця свого призначення.  Нажаль, цим процесом ніхто управляти не може, позаяк краплі робочого розчину ЗЗР осідають на поверхні рослин під дією гравітації. УМО не можливо провести штанговим обприскувачем, який працює на висоті 0,50 метра над поверхнею рослин за швидкості 10 км/год.

УМО проводять дронами або безпілотниками на висоті від 3–7 до 5–10 метрів за швидкості від 28 до 100 км/год.

Обприскування є найпоширенішим способом внесення пестицидів, застосовується на великих площах та у великих обсягах, тому надзвичайно важливо, не дивлячись на економічний аспект питання, обирати найбільш екологічно безпечні варіанти – щоб ми і майбутні покоління мали можливість пити чисту воду і дихати чистим повітрям. Без піклування про майбутнє Землі всяка діяльність, у тому числі й бізнес, втрачає перспективу.

До написання цієї статті автора спонукали факти, відображені на фото від 12 вересня 2021 року. Це бузок, який відчув на собі наслідки застосування, ймовірно, УМО для десикації сої або соняшника.

Як бачимо на фото, зліва і справа ділянки бузку, захищені будівлями від повітряних потоків, збереглись неушкодженими від дії робочого розчину десикантів. У центральній частині – ділянки бузку, відкриті для повітряних потоків, виявились ушкодженими десикантами настільки, що локальні некрози в місцях потрапляння робочого розчину швидко охопили всю поверхню листків і невдовзі все листя з кущів обсипалось.

Які підстави були для того, щоб запідозрити у цьому вплив УМО за десикації сої або соняшнику? По-перше це був період десикації сої та соняшнику. По-друге, листя бузку до цього було абсолютно здоровим і залишилось таким у місцях, захищених від повітряних потоків будівлями, деревами та віддалених навіть на незначні відстані. По-третє, джерело поширення «хмарки» робочого розчину десикантів невідоме, оскільки в радіусі одного кілометра ніхто десикації сої або соняшника не проводив. По-четверте, місце зростання бузку розташоване під прямим кутом до так званого повітряного коридору, де рух повітря, протяги відчуваються навіть у безвітряну погоду. По-п’яте, краплі розміром, візуально, ¼ макового зерна можна було спостерігати на скляній та гладкій металевій поверхні. Ці краплі залишалися видимими після висихання. По-шосте, аналогічну картину, як з бузком, доводилось бачити і на деревах, які поодиноко ростуть у масивах полів. По-сьоме, до 2021 року чогось подібного не доводилось спостерігати жодного разу. Ось такі ознаки дають підстави вважати, що в даному випадку листя бузку підсушене невидимою «хмаркою» робочого розчину десикантів, яку потік повітря переніс на значну відстань від місця проведення УМО.

Щоб уявити собі достовірну поведінку у повітрі «хмаринки», утвореної з робочого розчину (РР) пестицидів за проведення УМО, її можна порівняти з хмаринкою звичайного туману, оскільки розміри крапель води у тумані 5–60 мкм, а крапель РР пестицидів за УМО — 50–100 мкм. У ранкову безвітряну пору такий туман, аналогічно «хмаринка» РР пестицидів, нерухомо зависає у повітрі, а легенький вітер відносить її невідомо куди. Очевидною є ймовірність того, що, перебуваючи в зоні такої «хмаринки», відірваної від місця проведення УМО, людина дихатиме парами пестицидів. Так чи інакше ця «хмаринка» осяде, не виключено, що й на відкриті водойми, а звідти потрапить у джерела питної води. Не важко уявити, якими можуть бути наслідки для екології, для людей, якщо УМО почнуть застосовувати масово, на великих територіях й у великих обсягах. Забруднення довкілля може сягнути критичних значень, і повернення на стартові позиції коштуватиме дуже дорого.

Як у даному випадку оцінювати економічну ефективність УМО, адже частина коштів — це вартість пестицидів і вартість робіт, відносяться конвекційним потоком теплого повітря та вітром невідомо куди? Не дивлячись на це, УМО, все ж таки, може бути технічно ефективним за рахунок високої концентрації робочого розчину, але навіть за таких обставин нехтувати екологічною безпекою неприпустимо.

Щоб бути успішним у сучасному аграрному бізнесі і мати перспективу на майбутнє, недостатньо прагнути технологічної та економічної ефективності. Незалежно від того, наскільки нові науково-технічні розробки є технологічно вигідними та економічно привабливими, їхня експертна екологічна оцінка повинна бути пріоритетною. Бізнес, який за економічною вигодою не бачить екологічної безпеки, обмежує свої можливості.

І все таки, в центрі уваги був найбільш поширений спосіб внесення ЗЗР – обприскування. Тож, які варіанти обприскування можна вважати екологічно безпечними? Звичайно, що малооб’ємне обприскування (МОО), з витратою робочого розчину 50–100 л/га і розміром крапель 100–200 мікрон, є набагато безпечнішим для довкілля, ніж УМО. Традиційним у системі захисту рослин є повнооб’ємне обприскування (ПОО) з нормою витрати робочого розчину в межах 150–200 л/га і розміром крапель 120–300 мікрон.

«С умом к УМО»

Олег Татаров, директор компанії «МультиКоптер Україна»:

— «Клеймо» неефективності і, навіть небезпечності внесення пестицидів ультрамалооб’ємним способом обприскування за допомогою авіації, було поставлено досить давно. Саме тому використання засобів малої авіації, наприклад, легкомоторних літаків не набуло такої великої популярності в сільському господарстві. Хоча використання авіації має низку очевидних переваг перед наземною технікою.

Але ситуацію, можна сказати, з ніг на голову, перевернула поява на ринку важких дронів, за допомогою яких можливе ефективне внесення пестицидів і які наразі можуть успішно конкурувати навіть із наземною технікою для внесення пестицидів.

Наразі у нас в компанії є чотири польові бригади, які постійно працюють у полях. Кожна з бригад має по одному дрону з необхідним комплектом витратних матеріалів і запасних частин для забезпечення безвідмовної роботи всієї ланки. Тому «міфів» щодо використання літаючих засобів та ультрамалооб’ємного способу внесення пестицидів із року в рік стає менше.

Як і всі літаючі засоби, які спеціалізуються на внесенні пестицидів, дрони також використовують ультрамалооб’ємний (УМО) спосіб обприскування. Але забігаючи наперед можу із впевненістю заявити, що дрони та ультрамалооб’ємний спосіб обприскування створені один для одного. Дрони ефективніше використовують УМО.

На відміну від мотодельтапланів, літаків усіх типів, у мультикоптерних систем, якими і є дрони, під час роботи створюються великі вертикальні повітряні потоки, які примусово осаджують робочий розчин на поверхні і об’єктах, над якими вони пролітають.

Якщо не зловживати мінімально-допустимим розміром крапель, робочою швидкістю, то цей процес є повністю контрольованим і весь робочий розчин осаджується виключно на цільові поверхні.

Завдяки примусовому осаджуванню краплин, швидкість вітру не так суттєво впливає на процес обприскування, а технічні можливості системи дронів дають змогу краще пристосуватися до умов роботи. Наприклад, у випадках збільшення швидкості вітру від 5 м/с слід працювати перпендикулярно до напрямку вітру. Із дронами це дуже легко, адже не потрібні технологічні колії, а траєкторію польоту можна скорегувати у будь-яку хвилину.

Ще одним інструментом, яким ми можемо корегувати якість осадження крапель робочого розчину і мінімізувати його знесення, є робоча швидкість самого мультикоптера. Наразі ми для себе визначилися і встановили обмеження на робочу швидкість максимум до 8 м/с (28 км/год). Адже після такої швидкості робота дрона буде подібною до роботи мотодельтаплану (не відбувається примусового осадження крапель робочого розчину), тому її перевищення є неприпустимим. Звісно, є і інший «бік медалі» — якщо летіти повільно, то робоча ширина захвату дещо зменшується, відповідно, знижуються й продуктивність. Але при цьому ми можемо працювати і контролювати знесення препарату до швидкості вітру 7–8 м/с.

Не слід також забувати, що, як і в наземній техніці для внесення пестицидів, конструкція дронів також передбачає можливість зміни розпилювачів чи налаштування параметрів роботи відцентрового розподілювача, а саме зменшення/збільшення швидкості обертання розподільчого диску. Якщо за сприятливих погодних умов розмір краплі становить 80 мкм, то за збільшеній швидкості вітру є можливість скорегувати роботу відцентрового розподілювача, підіб­рати інші розпилювачі таким чином, щоб розмір краплі був 150, 200 і навіть 300 мкм.

Тобто, дрони мають низку налаштувань, які дають змогу працювати з ультрадрібною краплею без шкоди для довкілля, а весь процес є контрольованим та безпечним.

Богдан Томс, агроном-технолог