Deriva la tratamentele fitosanitare, un fenomen periculos și deloc de neglijat!

În agricultura convențională și în sistem conservativ pesticidele sunt încă indispensabile pentru întreținerea culturilor.

Pentru oricare din cele trei grupe de pesticide: erbicide pentru distrugerea buruienilor, fungicide pentru distrugerea fungilor și insecticide pentru distrugerea insectelor și a celorlalți dăunători, producătorul recomandă o doză minimă și maximă pe unitatea de suprafață, atât de substanță activă cât și de lichid, în general. Aceasta depinde de cultură și de stadiul bolilor, de condițiile de vreme și de tehnica de aplicare. Totodată, o cultură înaltă necesită o cantitate de pesticide mai mare decât o cultură cu talie mică.

În timpul aplicării pesticidelor apar anumite  pierderi datorate mașinilor de stropit (scurgeri, duze decalibrate etc.) și pierderi prin evaporare sau prin deriva microparticulelor de soluție.

Fenomenul de derivă se referă la flotarea în atmosferă și mișcarea aleatorie (purtarea de către vânt) a microparticulelor de soluție în afara zonei țintă la aplicarea pesticidelor. Ea poate afecta eficiența tratamentului în sine, prin faptul că atinge ținta o cantitate mai mică de soluție decât doza prescrisă, sănătatea oamenilor și animalelor, prin pătrunderea substanțelor chimice toxice în zonele locuite din apropierea terenurilor agricole, în habitatul animalelor salbatice, poate afecta albinele, apele de suprafață și animalele acvatice și poate distruge culturile vecine cu câmpul care se tratează. Înțelegând efectele derivei și factorii care o influențeaza, se pot lua măsuri de diminuare a acesteia.

Factorii care influențează deriva sunt: condițiile de vreme (viteza și direcția vântului, temperatura și umiditatea ambiantă), mașina de stropit și tehnologia de aplicare (tipul, parametrii și poziția duzelor, distanța între duze, presiunea de lucru, doza la hectar, viteza de lucru) și alți parametri de aplicare.

Reducerea derivei este o preocupare atât pentru organizațiile de mediu și comunitățile locale cât și pentru industrie și agricultură. De aceea, mulți specialiști din aceste domenii sunt angrenați într-o muncă de cercetare pentru a găsi soluții de minimizare a efectelor ei.

Duzele mașinii de stropit sunt responsabile de atomizarea și distribuția soluției către ținta.

Duzele se aleg în funcție de doza de lichid la hectar, de presiunea și de viteza de lucru, condițiile de vreme etc.

Duzele sunt realizate din materiale metalice, sintetice sau ceramice. Cele din materiale sintetice se uzează mai puțin decât cele metalice și mai mult decât cele ceramice. Sunt studii care arată că după numai 40 de ore de funcționare creșterea debitului poate ajunge peste 10% la duzele din bronz sau la peste 6% la cele din oțel inoxidabil, în timp ce decalibrarea în același interval de timp a duzelor din materiale sintetice este între 1 și 4%.  De aceea, trebuie ținut cont de faptul că doza de lichid reglată crește foarte rapid pe măsură ce se uzează duzele și verificarea duzelor trebuie făcută cât mai des.

Dimensiunea particulelor este decisivă pentru controlul derivei. Cu cât picăturile sunt mai mici, cu atât deriva este mai mare. Particulele cu dimensiuni foarte mici, sub 100-150 mm, deși asigură o acoperire mai bună, sunt cele mai predispuse la derivă, fiind dependente de mișcarea neregulată a aerului și de turbulența din spatele mașinii, mai mult decat de gravitație. Cu cât particulele stau mai mult în aer, cu atât posibilitatea de derivă  și de evaporare este mai puternică. Particulele mai mari, care sunt mai grele, penetrează cultura și ating mai repede ținta, sunt mai puțin predispuse la derivă, însă nu acoperă uniform suprafața de tratat, se sparg la contactul cu ținta și se scurg de pe plante pe sol.

Foarte fine
50-150 mm
Fine
150-240  mm
Medii
240-350  mm             
Mari  
350-400  mm
Foarte mari/Extrem de mari      
400-500 / 500-660 mm 

Dimensiunea și repartiția picăturilor de pesticide se poate vizualiza folosind hârtie hidrosensibilă.

Fig. 1. Aspectul particulelor de pesticide pulverizate pe hârtie hidrosensibila (ANSI/ASAE S572.1)

Același volum de lichid atomizat în diferite dimensiuni ale picăturilor dă o mare diferență în acoperirea țintei. Dacă diametrul picăturilor este înjumătățit, rezultatul este că avem de 8 ori mai multe picături și potențialul de acoperire este mult crescut. Cu alte cuvinte, dacă avem o picătură cu diametrul de 400 microni, aceasta poate să nu atingă ținta, sau să se scurgă pe sol. Dacă reducem dimensiunea picăturilor, în același volum avem 8 particule de 200 de microni, 64 particule de 100 microni, sau 512 particule de 50 microni. Cu cât sunt mai multe particule, cu atât sanșele ca o mare parte din ele să ajungă pe țintă sunt mai mari.

Fig. 2. Numărul de particule în funcție de diametrul picăturii

Iată că ne găsim într-o situație foarte complicată: pe de o parte am dori pulverizarea cu particule cât mai fine, pentru a acoperi uniform întreaga suprafață de tratat, iar pe de altă parte suntem constrânși să folosim particule mai mari care sunt mai puțin afectate de derivă. De aceea, trebuie găsit un compromis între dimensiunea particulelor și deriva acceptabilă și să corelăm acest aspect cu alte măsuri de reducere a derivei și de control al tratamentului. Se evită presiuni mari care creează picături fine și se pot folosi duze pentru deriva redusă (low drift).

Înălțimea rampei (înălțimea de pulverizare) poate influența decisiv deriva. Înălțime mai mică înseamnă derivă mai redusa, dar risc crescut de lovire și deteriorare a rampei. Înălțime mai mare înseamnă potențial mare de derivă, particulele plutesc în aer un timp mai îndelungat și se evaporă sau pot fi purtate necontrolat de vânt sau de curenții de aer, dar se reduce riscul de lovire a rampei. Înălțimea rampei trebuie corelată cu distanța între duze și cu unghiul duzelor pentru a obține o acoperire bună a întregii suprafețe. Se preferă duze cu unghi mare, înălțime redusă a rampei și viteză redusă de lucru.

Distanța între duze este o caracteristică constructivă a mașinii de stropit și este critică pentru a se obține o acoperire adecvată cu soluție a țintei. La majoritatea mașinilor care se găsesc în comerț, distanța între duze standard este de cca 50 cm și, dacă se folosesc duze cu unghiul de 110o , rampa trebuie să fie la aproximativ 50 cm de țintă (se poate jongla în intervalul 35-70 cm, pentru ca să existe suprapunere bună între jeturi, astfel încât norma de soluție să fie distribuită uniform pe toată lățimea de lucru).

Direcția vântului

Pesticidele nu trebuie aplicate când vântul bate în direcția culturilor vecine, unor culturi într-o fază vulnerabilă de creștere sau în zone sensibile cum ar fi zonele populate sau stupinele. Trebuie ales un moment când vântul bate încet în direcția opusă zonelor sensibile. Dacă aceste condiții nu există, trebuie găsită altă metodă de control sau alt moment de aplicare.

Înclinarea duzelor spre spate poate fi benefică pentru a reduce rezistența aerului care decelerează viteza picăturii.

Stabilitatea aerului. Viteza vântului și inversiunile de temperatură.

Viteza vântului afectează distanța până la care particulele în suspensie “călătoresc” în aer până a fi depozitate pe sol sau pe plante. Viteze mai mari ale vântului duc la derivă mai mare. Condiții prea liniștite, care de obicei se întâlnesc dimineața devreme sau seara târziu, pot de asemenea duce la derivă mare datorită inversiunilor termice. De aceea tratamentul pe vreme complet calmă este interzis. Cel mai bine se face tratamentul când există un vânt ușor de cel puțin 1-2 km/h. Inversia de temperatură este un fenomen atmosferic în care aerul cald de deasupra ține capturat aerul rece de la suprafața solului. În acest timp dispersia soluției este suprimată și deasupra solului se formează un nor concentrat de particule mici de pesticide care plutesc necontrolat. Când crește viteza vântului, norul se mișcă pe distanțe lungi în direcția curenților de aer. În condiții de inversie a temperaturii deriva poate fi severă. Picăturile mici de soluție pot cădea încet sau rămâne în suspensie în aer și se pot deplasa pe distanțe mari înspre zonele susceptibile, purtate de o briză ușoară. Nu trebuie aplicate pesticide în timpul inversiei temperaturii în apropierea altor culturi sau în zone sensibile. Inversia poate fi observată după fumul unui mic foc. Fumul care se mișcă orizontal aproape de sol este un indicator al inversiei temperaturii.

Atât cantitatea de pesticid pierdut din zona țintă cât și distanța la care este purtat de vânt crește cu cât  viteza vântului este mai mare. Efecte similare pot apărea chiar și la viteze mai mici ale vântului, dar în perioadele de inversie a temperaturii. Inversia poate duce și la mișcarea pesticidului în orice direcție în plus de cea datorată vântului. Recomandarea este oprirea aplicării tratamentului la viteze ale vântului mai mici de 4-5 km/h sau mai mari de 15-16 km/h. Pe etichetele unor substanțe sunt indicații privind restricțiile de aplicare în funcție de viteza vântului.

Umiditatea relativă și temperatura aerului

Umiditatea relativă redusă și/sau temperaturi ridicate cauzează evaporarea mai rapida a picăturilor de soluție și un potențial mai mare de derivă. Picăturile mai mici, fiind mai înclinate spre evaporare, au șanse mai mici să fie depuse pe suprafața țintă decât picăturile mai mari. De aceea, condițiile de vreme călduroasă și uscată duc la depunere mai redusă de soluție și derivă mai mare, datorită evaporării soluției purtătoare. Evaporarea crește potențialul de derivă, astfel se recomandă pulverizarea în timpul temperaturilor mai scăzute și în condiții cu umiditate mai ridicată. Rata de evaporare diferă de la pesticide la pesticide. Trebuie respectate indicațiile de pe etichetele pesticidelor privind umiditatea relativă și condițiile de temperatură pentru utilizarea produsului. În general, dacă umiditatea relativă este peste 70%, sunt condiții ideale pentru tratamente. O umiditate relativă sub 50% impune precauții serioase. Trebuie evitat complet tratamentul dacă umiditatea relativă este sub 40% și temperatura aerului peste 25oC.

Folosirea unor adjuvanți care au tendința de a îngroșa soluția pentru reducerea evaporării și a derivei este benefică.

Mașina de stropit

Pe lângă condițiile generale de care trebuie să se țină seama pentru reducerea derivei (viteza și direcția vântului, turbulențele atmosferice, inversiile termice, temperatura și umiditatea atmosferică, înălțimea rampei față de țintă, norma de lichid la hectar etc.), mașina de stropit este foarte importantă. Aceasta trebuie pregătită corespunzător, să nu aibă scurgeri, duzele să fie în stare bună și să aibă uniformitate de distribuție (să nu fie decalibrate), să fie alese și poziționate corect, filtrele să fie curate.

Protecția jetului de soluție

Dacă la gravitație se adaugă un curent de aer care protejează jetul de soluție și forțează particulele să ajungă pe țintă (fie că vorbim de sol, de buruieni, sau de plantele care se tratează), se reduce deriva și soluția ajunge acolo unde trebuie și în cantitatea dorită. Este ceea ce face sistemul Twin de la Hardi.

Fig. 3. Masina tractată Hardi Commander 5500 Twin

Aceasta creează o perdea de aer care protejează jetul de soluție de vânt și de turbulențele din spatele mașinii de stropit (reduce deriva), dar și mișcă plantele, forțând soluția să ajungă până la baza lor pe ambele fețe ale frunzelor și efectuând un tratament complet (fig. 4). Sistemul Twin se compune din două turbine mari care produc un debit de aer de cca 2000 m3 pe fiecare metru lățime de rampă, constant pe toată lățimea acesteia. Acesta formează o cortină de aer dirijată spre sol, dar care poate fi înclinată 40o spre față și 30o spre spatele mașinii în funcție de direcția din care bate vântul, pentru a reduce efectul vântului asupra jetului de soluție.

Fig. 4. Acoperirea plantelor cu soluție la distribuția clasică (a)
și cu perdea de aer (b)

Fig. 5. Mașina autopropulsată Hardi Alpha 5200 Twin

O comparație concludentă între pulverizarea cu cortina de aer și fără cortina de aer se poate vedea în figura de mai jos sau accesând linkul:

https://www.facebook.com/florin.neacsu.370/videos/3808598562513895/UzpfSTEwMDAwMDkxMzY3MDExMTpWSzoxNjA4NDYxMzQyNjU0OTMy/, care nu necesită comentarii.

Fig. 6. Deriva cu sistemul Twin oprit/fără aer (a)
și pornit/cu perdea de aer (b)

Pe lângă aspectul vizual evident al reducerii derivei cu cortina de aer și fără, sunt și o serie de argumente științifice care sustin sistemul Twin.

La sfârşitul anului 2018 Universitatea AARHUS – Centrul de Cerecetare Flakkebjerg din Danemarca a publicat raportul de încercări “Deriva pulverizării şi uniformitatea depunerii (substanţelor chimice) cu o maşină de stropit convenţională şi cu Hardi Twin, la două viteze ale vântului”. Este o comparaţie între aceşti doi parametri de lucru ai unei maşini convenţionale pentru tratamente fitosanitare şi ai unei maşini Hardi Twin (cu cortina de aer de protecţie a jetului de soluţie).

Încercările s-au desfăşurat pe parcursul a doi ani, 2017 şi 2018, pe mirişte şi pe un câmp cu vegetație puțin înaltă. S-au folosit la ambele maşini duze LD-025 pentru o calitate medie a pulverizării la o presiune de 3 bari, echivalente cu duzele antiderivă. Aceste duze asigură o derivă foarte mică, un aspect important din punct de vedere al protecţiei mediului şi, în acelaşi timp, al economiei de produse de protecţia plantelor.

Testele s-au desfăşurat la viteze de 8 şi 12 km/h la maşina convenţională şi 8, 12 si 16 km/h la Hardi Twin, la diferite viteze ale vântului (vânt normal, 3-4 m/s şi vânt mai puternic, 6-8 m/s). Doza de lichid a fost la ambele maşini 150 l/ha la testul la 8 km/h, 100 l/ha la 12 km/h. La Hardi Twin s-au făcut probe şi la 16 km/h cu o doză de 75 l/ha. La toate testele s-au urmărit uniformitatea depunerii pesticidului pe suprafaţa solului şi deriva de pulverizare.

La pulverizarea în condiţii dificile cu aceleaşi duze, la aceeaşi viteză, presiune şi calitate a pulverizării s-au observat următoarele:

  1. Depunerea pesticidelor pe câmp sub rampă este mult mai uniformă la masina de stropit cu sistem Twin decât la maşina convenţională
  2. Variaţia depunerii pesticidelor sub rampă la maşina convenţională faţă de Twin a fost de până la 30%ceea ce indică o reducere posibilă a produselor de protecţia plantelor cu 30% în mirişte sau la culturi rare şi puţin înalte. La culturi dense acest procent poate fi chiar mai mare.
  3. Twin reduce deriva cu până la 80% faţă de o maşina convenţională, cu aceleaşi duze, viteza de lucru şi la aceeaşi viteză a vântului.
  4. La viteze mai mari ale vântului şi la viteză mai mare de lucru Twin face de departe o aplicare mai bună.

(raportul complet poate fi găsit pe:
https://www.hardi-international.com/application/files/5815/4531/3555/TWIN_trials_Flakkebjerg.pptx

Reducerea derivei permite folosirea unor duze pentru pulverizare fină sau foarte fină, deci o acoperire foarte bună a țintei, mărirea vitezei de lucru, aplicarea pesticidelor chiar la viteze ale vântului mai mari, la care mașinile clasice nu pot lucra, reducerea dozei de lichid la hectar și, nu în ultimul rând, reducerea riscului de poluare a zonelor sensibile.

Efecte similare se obțin și la mașinile pentru tratamente în vii și livezi cu panouri de o parte și de alta a rândului de plante (de exemplu Ecoprotect de la Gregoire), care creează o incintă etanșă în care se distribuie soluția. Sunt disponibile în varianta tractată sau autopropulsată. Aceste mașini realizează un tratament de foarte bună calitate, elimină deriva și recuperează surplusul de soluție.

Fig. 7. Mașini de stropit cu tunel pentru vii si livezi

CONCLUZII

Efectuarea tratamentelor fitosanitare este o operație scumpă și de de mare responsabilitate. Respectarea unor condiții generale și utilizarea unor mașini de stropit performanțe prevăzute cu sisteme de protecție a jetului de soluție, capabile să reducă deriva, sunt esențiale pentru reușita tratamentului și pentru protejarea zonelor sensibile, sănătății oamenilor, animalelor și mediului.

Viteza vântului, turbulențele atmosferice, temperatura și umiditatea aerului, tipul duzelor și distanța între ele, dimensiunea picăturilor, înălțimea de pulverizare, viteza de lucru și doza de lichid la hectar, starea de dezvoltare a culturii și de evoluție a bolilor și dăunătorilor, caracteristicile și starea mașinii de stropit sunt elementele critice de care trebuie să se țină seama la tratamentele fitosanitare.

BIBLIOGRAFIE

  1. Greg R. Kruger si colectiv, Spray drift of pesticides, G1773: Pesticides, General equipment sept 2019; extensionpublications.unl.edu/assets/html/g1773/build/g1773.htm.
  2. xxx – The sprayer text book (spraying techniques) si Twin-Winning air, Hardi-International.com
  3. xxx – Raport incercari,
    https://www.hardi-international.com/application/files/5815/4531/3555/TWIN_trials_Flakkebjerg.pptx
  4. xxx – Management of pesticide spray drift,
    https://www.canada.ca/en/health-canada/services/consumer-product-safety/pesticides-pest-management/growers-commercial-users/drift-mitigation/management-pesticide-spray-drift.html

Dr. ing. FLORIAN NEACSU

NHR Agropartners SRL