Wprowadzenie do Opryskiwaczy Belkowych i Wspomagania Powietrznego
Opryskiwacz belkowy to rodzaj maszyny rolniczej przeznaczonej do rozpraszania cieczy, stanowiącej kluczowe narzędzie w stosowaniu pestycydów, nawozów i regulatorów produkcji roślinnej. Charakteryzuje się wysoką wydajnością roboczą, dobrą jakością oprysku i równomiernie rozprowadzoną objętością cieczy, co czyni go idealnym do oprysków na dużą skalę. Opryskiwacze z belką można podzielić na trzy typy: podwieszane (łączące się z ciągnikiem poprzez trzypunktowe zawieszenie), stałe (trwale zamontowane na ciągniku) i holowane.
Opryskiwacze z pomocniczym strumieniem powietrza, zwane również opryskiwaczami z rękawem powietrznym, to technologia, która choć wciąż bywa rzadkością na polskich polach, zyskuje powoli na popularności, stanowiąc systematycznie wzrastający segment rynku. Według danych z firm, sprzedaż opryskiwaczy z rękawami powietrznymi wynosi od 8 do 10 procent ogólnej sprzedaży opryskiwaczy, co potwierdza ich rosnące znaczenie. Są one niezbędne w terminowym stosowaniu środków ochrony roślin, szczególnie w zmiennych warunkach pogodowych.
Zasada Działania Belki Powietrznej
Mechanizm Rozpylania Wspomaganego Powietrzem
Cechą wyróżniającą opryskiwacz z belką powietrzną jest to, że ciecz opryskująca porywana jest przez strumień powietrza i wtłaczana w całą objętość roślin. Dzięki temu, że nośnikiem cieczy jest wydmuchiwane z dużą siłą powietrze, sadzonki są opryskiwane zarówno od góry, jak i od dołu, obejmując także spodnią część liści. Wspomaganie powietrzne w polowych opryskiwaczach rękawowych polega na wytworzeniu kurtyny powietrznej emitowanej przez specjalnie zaprojektowany rękaw wypełniony powietrzem dostarczanym przez wentylator.
Budowa i Funkcjonalność Końcówki Opryskującej
Każda końcówka opryskująca w takim systemie składa się ze specjalnie wyprofilowanej dyszy powietrznej oraz dwóch zamocowanych na niej dysz, z których każda posiada inny wydatek cieczy. Dla upraw młodych, niezagęszczonych, zaleca się stosowanie dyszy o mniejszym wydatku, natomiast dla upraw gęstych - dyszy o większym wydatku cieczy. Dysze te posiadają specjalną konstrukcję zabezpieczającą przed samoczynnym kropelkowaniem, na przykład po wyłączeniu zasilania.
Konstrukcja Belki Opryskującej z Rękawem Powietrznym
Belka opryskująca zazwyczaj składa się z trzech części: lewej, środkowej i prawej. Każda z tych części jest indywidualnie zasilana cieczą i w zależności od potrzeb może być indywidualnie załączana lub odłączana. Części lewa i prawa na czas transportu są składane ręcznie wzdłuż ciągnika, na którym zawieszony jest opryskiwacz. W przypadku systemów firmy Agrifac, oryginalnym rozwiązaniem jest to, że hydraulicznie napędzane wentylatory rozmieszczone są na całej szerokości belki co 3 metry, gwarantując równomierność wydatku powietrza.
Zalety i Zastosowanie Technologii Powietrznej
Redukcja Dryfu i Poprawa Penetracj
Głównym zadaniem kurtyny powietrznej jest zmniejszenie dryfu kropel, szczególnie tych drobnych i podatnych na znoszenie. Dzięki temu technologia ta pozwala na pracę przy wyższych prędkościach wiatru na polu. System rękawowy, na skutek znacznych prędkości powietrza emitowanego wzdłuż belki, powoduje turbulencje roślin, co jednocześnie poprawia dystrybucję cieczy roboczej, zwiększając jej penetrację i pokrycie, szczególnie w gęstych, ulistnionych uprawach.
Warto jednak pamiętać, że zabiegi opryskiwania wykonywane w początkowych fazach rozwoju upraw powinny być wykonywane ze zredukowaną wartością pomocniczego strumienia powietrza. Jest to związane ze zjawiskiem wtórnego znoszenia odbitej od powierzchni opryskiwanej cieczy roboczej umieszczonej w strumieniu powietrza. W takich warunkach zasadny jest wybór rozpylaczy średnio lub nawet grubo kroplistych przy jednoczesnym ograniczeniu lub wyłączeniu wspomagania powietrznego.
Niektóre systemy rękawowe wyróżniają się możliwością jednoczesnego zmiennego ustawienia belki powietrznej i cieczowej w stosunku do pionu. System ten charakteryzuje się wysoką zdolnością do reagowania na kierunek wiatru oraz prędkości jazdy, zapewniając optymalną dystrybucję cieczy. Liczne doświadczenia potwierdzają skuteczną walkę ze znoszeniem kropel oraz znakomitą penetrację, a także wysoki stopień pokrycia, w tym dolnych powierzchni liści w gęstych uprawach.
Technika TWIN i Jej Korzyści
Opryskiwacze z zamontowaną belką z rękawem powietrznym stają się coraz bardziej popularne. Rękawy te, choć powszechnie kojarzone ze złą, wietrzną pogodą, służą również w wielu innych sytuacjach. Firma Hardi w swojej ofercie posiada rękaw stosowany z techniką TWIN. Ta wspomniana technika pozwala na bezpieczną pracę nawet podczas wiatru o prędkości do 8 m/s, przy wilgotności względnej 50-95%, co jest kluczowe w przypadku konieczności wykonania zabiegu w wyznaczonym terminie, szczególnie w obliczu coraz bardziej nieprzewidywalnych warunków pogodowych.
Oprysk klasycznym zestawem wymusza niską prędkość jazdy, aby uniknąć znacznego znoszenia cieczy. Technika TWIN pozwala na zmniejszenie tego zjawiska, umożliwiając pracę z większą prędkością. Co więcej, stosowanie techniki TWIN może pozwolić na zmniejszenie dawki cieczy na hektar nawet do 50%. Choć zakup nowego sprzętu z rękawem powietrznym jest kosztowną inwestycją, zastosowanie już zakupionego rękawa niesie za sobą znaczące oszczędności w dłuższej perspektywie. Z tego powodu wielu rolników, świadomych zalet tej techniki, poszukuje sprzętu używanego, często sprowadzanego zza granicy.
Innowacyjne Rozwiązania i Konstrukcje Belek
Stabilizacja i Wytrzymałość Belek
Współczesne opryskiwacze są coraz bardziej wydajne, większe, szybsze i o coraz większych szerokościach roboczych. Wymagania, jakie muszą spełniać, to wysoka równomierność nanoszenia środków ochrony roślin i zróżnicowana aplikacja zmiennymi dawkami, zgodnymi z wymogami rolnictwa precyzyjnego, z uwzględnieniem warunku minimalizacji zagrożenia dla środowiska naturalnego (znoszenie cieczy użytkowej). Belka polowa wydaje się być tym elementem opryskiwacza, na którym trzeba się skupić najbardziej ze względu na opcjonalność wyboru samego jej typu dla danego modelu.
Belki o dużych szerokościach roboczych stanowią niemałe wyzwanie dla konstruktorów. Muszą być one sztywne, stabilne, a przy tym lekkie, często wykonane ze stopu aluminiowego (całe lub zewnętrzne sekcje), a ostatnio także z mocnego i lekkiego włókna węglowego (karbonu). Karbon okazał się dobrym substytutem metalu, ponieważ współczynnik wytrzymałości do wagi pozwala konstruować belki lżejsze bądź powiększać ich szerokości robocze bez zwiększenia ciężaru. Mocniejszy materiał, dający belce niską bezwładność, pozwala na jazdę opryskiwacza z prędkością do 28 km/h. Warto podkreślić także wysoką odporność na korozję, mogącą być skutkiem kontaktu z pestycydami bądź płynnymi nawozami, jak również odporność na promienie UV. Istotnym jest również opracowany zestaw naprawczy umożliwiający szybką naprawę i przywrócenie wytrzymałości.
Belki o szerokości roboczej powyżej 12 metrów powinny być wyposażone w system zawieszenia niezależnego (trapezowy, wahadłowy), najlepiej z kompensacją położenia całej belki lub niezależnie prawej lub lewej strony, a czasami nawet jej fragmentu. System stabilizacji jest coraz częściej wyposażony w sensory odległości umożliwiające równoległe do opryskiwanej powierzchni prowadzenie belki polowej na optymalnej wysokości. Większość producentów wykorzystuje ultrasoniczne sensory (sonary) mierzące odległość od gleby lub powierzchni opryskiwanych upraw, np. system Boom Trac Pro firmy John Deere.
Kluczowe znaczenie, jeśli chodzi o precyzję aplikacji środków ochrony roślin, ma utrzymanie odpowiedniej odległości rozpylacza od opryskiwanej powierzchni na całej szerokości belki roboczej. Stabilizacja wahań belki w płaszczyźnie poziomej, dotychczas rozwiązywana mechanicznie, obecnie jest wspomagana przez zaawansowane systemy. Przykładem jest system SwingStop firmy Amazone (rozbudowany do SwingStop pro), który zmniejsza dawkę podczas wychyłu belki w kierunku jazdy i zwiększa ją w przypadku wychyłu do tyłu, kompensując wibracje w płaszczyźnie poziomej.
Precyzyjne Systemy Dystrybucji Cieczy i Rozpylacze
Wymagania dotyczące precyzji aplikacji ciągle rosną, obejmując wybór odpowiednich rozpylaczy, kategorii kroplistości, automatyzację wyłączania poszczególnych sekcji, a nawet indywidualne sterowanie rozpylaczami, co umożliwia zmienne dawkowanie (rolnictwo precyzyjne) oraz unikanie podwójnego opryskiwania (szczególnie na uwrociach i przy omijaniu przeszkód).
Potrzeba realizacji różnych wielkości dawek cieczy roboczej na hektar zrodziła konieczność opracowania rozpylaczy o szerokich zakresach wydatków jednostkowych. Na przykład firma TeeJet proponuje kołpakowy rozpylacz wielootworowy z elastyczną kryzą, która pod wpływem wzrostu ciśnienia roboczego powiększa swój otwór, zwiększając przepływ. W rezultacie jeden rozpylacz typu VR jest w stanie zastąpić 3 rozmiary tradycyjnych rozpylaczy. Firma LECHLER zaproponowała metalowy mechanizm sprężynowy, który pod wpływem ciśnienia zwiększa wielkość otworu dozującego.
Obecnie proponowana „strategia dwóch rozpylaczy” zakłada użycie podstawowego eżektorowego rozpylacza dwustrumieniowego (symetrycznego lub asymetrycznego, zwłaszcza przy wyższych prędkościach) do większości zabiegów, uzupełnianego przez jednostrumieniowy rozpylacz eżektorowy. Rozpylacze dwustrumieniowe są doskonałe do płynnych nawozów dolistnych.
Aby wyeliminować zjawisko samooprysku (kiedy strumień cieczy trafia w elementy konstrukcyjne belki), producenci oferują belki, w których magistrala cieczowa ma możliwość regulacji położenia w pionie w stosunku do konstrukcji belki nośnej. Zapewnienie wyrównanego ciśnienia i jednorodnego stężenia cieczy w każdym miejscu belki, natychmiast po włączeniu oprysku, jest możliwe dzięki systemowi cyrkulacji cieczy roboczej. Dwustronne zasilanie każdej sekcji umożliwia również jej przepłukanie, nawet przy obecności cieczy roboczej w zbiorniku.
Inteligentne Technologie w Opryskiwaczach z Belką Powietrzną
Oprysk Punktowy (Spot Spraying)
Najnowsze trendy w konstrukcji urządzeń do ochrony roślin zmierzają w kierunku ograniczania zużycia pestycydów poprzez selektywność i precyzję ich zastosowania. Wykorzystuje się w tym celu układy elektroniczne, kamery 3D oraz różnego rodzaju sensory. Wspólny projekt firm Bosch i Bayer przewiduje prototyp opryskiwacza wyposażony w szereg kamer, które rozpoznają poszczególne gatunki chwastów, a rozpylacze, połączone z czterema liniami (woda i trzy środki chemiczne), mieszają wodę z odpowiednim pestycydem tylko tam, gdzie jest to potrzebne. Algorytm obliczeniowy dobiera herbicyd i określa niezbędną dawkę, co prowadzi do znacznych oszczędności.
Firma Agrifac oferuje system AICPlus z kamerami 3D i sztuczną inteligencją do rozpoznawania chwastów. Zintegrowany z nim system DynamicDosePlus uruchamia tylko te rozpylacze, które znajdują się nad zidentyfikowanym chwastem lub grupą chwastów. Rozwiązanie SmartDosePlus Agrifac umożliwia tworzenie mieszaniny wody i pestycydów nie w zbiorniku, lecz w przewodach zasilających rozpylacze, z czystą wodą w głównym zbiorniku i pestycydami w oddzielnych zasobnikach.
Inteligentny oprysk miejscowy proponuje również firma John Deere z systemem See&Spray (Blue River Technology). Wykorzystuje on kamery przed belką i algorytmy AI do identyfikacji chwastów, a rozpylacze, podobne do tych stosowanych w drukarkach atramentowych, nanosekcyjnie aplikują pestycyd na zidentyfikowany obiekt. Rozwiązanie to może zredukować zużycie herbicydów nawet o 90%.
Automatyczne Sterowanie Rozpylaczami i Sekcjami
Okresowe wyłączanie określonej liczby rozpylaczy ma istotne znaczenie, pozwalając uniknąć nakładek lub opryskiwania powierzchni poza polem. Podział belki na sekcje jest znanym rozwiązaniem, ale nowoczesne systemy idą dalej. Firma Amazone oferuje rozwiązanie AmaSelect, w którym odłączane i załączane są pojedyncze rozpylacze sterowane elektrycznie. W połączeniu z systemem nawigacji satelitarnej GPS-Switch możliwe jest automatyczne przełączanie sekcji na nawrotach lub podczas pracy na klinach, co pozwala zaoszczędzić około 5% środków.
System AmaSelect, wyposażony w głowicę z czterema rozpylaczami, umożliwia podział na sekcje o długości 50 lub 25 cm. Praca belki na mniejszych wysokościach jest możliwa dzięki systemowi HeightSelect, który automatycznie dostosowuje odstęp między belką polową a powierzchnią docelową w zależności od rozstawu i typu rozpylaczy. Firma Hardi oferuje system AutoNozzleControl do wyłączania pojedynczych rozpylaczy, redukując zużycie pestycydów o około 10%, oraz system AutoSelect, który pozwala na bieżąco reagować na zmieniające się warunki atmosferyczne poprzez pneumatycznie sterowane dysze. Podobną ideę wdrożyła firma John Deere w systemie ExactApply, oferującym głowice z sześcioma rozpylaczami, które mogą pracować pojedynczo lub parami, z automatycznym trybem zmiany rozpylaczy przy współpracy z nawigacją GPS. Francuska firma Kuhn proponuje system MultiSpray, który wybiera rozpylacze w celu wytwarzania kropli o odpowiedniej wielkości, sterując nimi za pomocą sygnału GPS i umożliwiając wyłączanie sekcji co 50 cm oraz zmienne dozowanie.
Producenci i Ich Systemy Specyficzne dla Belki Powietrznej
Agrifac AirFlowPlus
Samobieżny opryskiwacz marki Condor firmy Agrifac może być wyposażony opcjonalnie w system AirFlowPlus - wyrafinowany system rękawowy z pomocniczym strumieniem powietrza. Oryginalnym rozwiązaniem jest to, że hydraulicznie napędzane wentylatory rozmieszczone są na całej szerokości belki co 3 metry, gwarantując równomierność wydatku powietrza. Rozwiązanie konstrukcji zawieszenia układu jezdnego StabiloPlus opryskiwacza samojezdnego Condor poprawia stabilizację belki polowej, co w połączeniu z wysoką prędkością jazdy (20 km/h) i szerokimi belkami (48 m) pozwala na osiąganie rekordów wydajności (ponad 2600 ha/24h).
Dammann Dual-Air-System
Warto wymienić także interesujący system Dual-Air-System zaproponowany przez firmę Dammann, który wnosi własne innowacje w dziedzinie wspomagania powietrznego.
Danfoil Eurofoil
Duńska firma Danfoil jest producentem opryskiwaczy, które wyróżnia koncepcja wykonania zabiegu chemicznej ochrony roślin, oparta na stosowaniu bardzo niskich dawek cieczy, wynoszących zaledwie 30-50 l/ha. Takie dawki są uzyskiwane dzięki umieszczonym na belkach rurowych rozpylaczom-atomizerom o nazwie Eurofoil, przez które przepływa silny strumień powietrza wytworzony przez wentylator. Dzięki zawirowaniom strumień cieczy roboczej bardzo dobrze penetruje łan. Rozpylacze rozmieszczone są na belce polowej wykonanej z aluminium w rozstawie co 16 cm, a zmiana rozmiaru kropli dokonywana jest poprzez regulację ciśnienia powietrza w układzie.
Opryskiwacze Danfoil są wyposażone w zbiorniki, w których mieści się wyłącznie czysta woda, a ciecz robocza powstaje dopiero przy wlocie do belki polowej. Maszyny można doposażyć w system MultiDose i kilka pomp dozujących, co umożliwia dozowanie kilku substancji czynnych jednocześnie, a całością dozowania pestycydów zarządza komputer. Zaletą tej metody jest stosunkowo niskie zużycie powietrza w porównaniu z innymi systemami ze wspomaganiem powietrznym. Wadą jest brak możliwości oprysku konwencjonalnego, co uniemożliwia między innymi stosowanie płynnych nawozów doglebowych typu RSM (roztwór saletrzano-mocznikowy).
Komfort Pracy Operatora i Wymagania Rynku
Kabiny nowoczesnych opryskiwaczy samojezdnych oferują wysoki komfort pracy operatora. Są wyciszone, klimatyzowane, wyposażone w wygodny fotel i systemy filtracji powietrza. Co istotne, zapewniają dobrą widoczność, a niewidoczne obszary maszyny operator może obserwować za pomocą kamer, w tym kamery cofania. Do obsługi funkcji maszyny służy panel sterujący lub podłokietnik ze zintegrowanym joystickiem i terminalem.
Joystick służy do wyboru kierunku jazdy i regulacji prędkości. Na wielofunkcyjnej dźwigni znajdują się przyciski, za pomocą których operator może sterować belką oraz jej funkcjami (np. manualne wyłączanie/włączanie poszczególnych sekcji belki). Przyciskami na panelu lub podłokietniku uruchamia się inne funkcje maszyny, takie jak zmiana rozstawu osi czy przełączanie trybu jazdy. Standardowym uzupełnieniem wyposażenia kabiny jest terminal z kolorowym wyświetlaczem, monitorujący parametry pracy i umożliwiający dokonanie nastaw maszyny (np. zmianę rozstawu kół, zmianę dawki cieczy). Z terminalem mogą być zintegrowane urządzenia GPS, co umożliwia pracę w trybie jazdy automatycznej z wykorzystaniem nawigacji.
tags: #opryskiwacz #belka #powietrzna