O skuteczności ochrony roślin decydują nie tylko środki chemiczne czy zaawansowane technologicznie maszyny, lecz także pozornie najmniejsze elementy sprzętu. Choć jego rola często bywa niedoceniana, to właśnie rozpylacz odpowiada za ostateczne rozpylenie cieczy, jej rozkład, zdolność penetracji i pokrycia liścia.
Działanie opryskiwacza przypomina złożony łańcuch, w którym rozpylacz stanowi ostatni, najbardziej precyzyjny element. Dobór właściwego rozpylacza to jeden z kluczowych elementów skutecznej ochrony roślin. Rozpylacz może wydawać się detalem, jednak to właśnie on w największym stopniu decyduje o jakości oprysku. Dobrze dobrana dysza zapewnia efektywność zabiegów, oszczędność środków ochrony roślin i bezpieczeństwo plonu. W skrócie, o ile opryskiwacz to całe urządzenie służące do aplikacji środków, to rozpylacz jest jego sercem, odpowiedzialnym za precyzyjną dystrybucję cieczy.
Zasada Działania Rozpylaczy
Generalizując, wszystkie rozpylacze działają na zasadzie atomizacji, czyli rozbijania cieczy na drobne kropelki. Po wylocie z rozpylacza ciecz rozchodzi się na boki i najpierw tworzy równomierny strumień kropli, który w miarę opadania w dół rozchodzi się na boki. Rozpylacze są uznawane za najważniejszą część roboczą opryskiwacza, ponieważ w znacznym stopniu decydują o jakości zabiegu ochrony roślin, wyznaczając między innymi poziom znoszenia cieczy użytkowej, który ma wpływ na szerokość stref buforowych, np. przy zbiornikach i ciekach wodnych.
Rodzaje Rozpylaczy i Ich Zastosowanie
W celu spełnienia podstawowych wymagań w polowych zabiegach ochrony roślin stosuje się wiele różnych typów rozpylaczy. Obecnie istnieje potrzeba stosowania różnych rodzajów rozpylaczy w zależności od warunków wykonywania zabiegu, dawki cieczy lub środka.
Rozpylacze ciśnieniowe płaskostrumieniowe
Do podstawowych typów zalicza się rozpylacze ciśnieniowe płaskostrumieniowe, których działanie często jest wspomagane strumieniem powietrza. Rozkład cieczy w płaskim strumieniu wylatującym z eliptycznego otworu jest nierównomierny - najwięcej jej wypływa środkiem strumienia, mniej brzegami. Ich kąt oprysku mieści się w zakresie 30-120˚, podstawowym jednak jest 110˚.
Standardowe rozpylacze płaskostrumieniowe
- Wytwarzają dużą ilość bardzo drobnych kropel o średnicy poniżej 130 mikronów, które dają dobre pokrycie powierzchni, co przekłada się na wysoką skuteczność.
- Mają mniejszą tendencję do tworzenia kropel zlewnych i ociekania, zwłaszcza z pionowych powierzchni roślin.
- Są uniwersalne, więc można je stosować zarówno do zabiegów zwalczania chwastów i szkodników, jak i chorób.
- Są najbardziej uniwersalne i najmniej awaryjne, a także najmniej podatne na zatykanie, o ile stosowane są indywidualne filterki.
- Nie powinny być w zasadzie stosowane w opryskiwaczach polowych z powodu potencjalnie dużego znoszenia cieczy.
- Zalecane są do użytkowania tylko w odpowiednich warunkach pogodowych (wiatr 0,5-1,5 m/s, temperatura 12-20°C, wilgotność powietrza 60-90%). Zalecane ciśnienie robocze wynosi od 2 do 4 barów.
Rozpylacze przeciwznoszeniowe (antydryfowe)
- Są wyposażone w dodatkową kalibrowaną dyszę, która obniża ciśnienie cieczy, zanim dotrze ona do właściwego rozpylacza płaskostrumieniowego.
- Dzięki temu znacznie ograniczona jest ilość drobnych kropel, najbardziej podatnych na znoszenie, natomiast przeważają krople średnie i grube, co sprawia, że zabieg chemiczny jest bezpieczniejszy dla środowiska.
- Nadają się do zabiegów chwastobójczych, desykacji roślin oraz stosowania regulatorów wzrostu, fungicydów, insektycydów i nawozów dolistnych.
- Zalecane są, gdy potrzebne są krople grubsze od emitowanych przez rozpylacze standardowe, ale bez ponoszenia większych kosztów (są znacznie tańsze od rozpylaczy eżektorowych).
Rozpylacze eżektorowe
- Wyposażone są w otwór, przez który przepływająca pod ciśnieniem ciecz zasysa powietrze, zgodnie z zasadą zwężki Venturiego. Ciecz przepływając przez zwężkę, zwiększa swoją prędkość, co powoduje spadek ciśnienia i zasysanie powietrza z zewnątrz.
- Krople wypełnione pęcherzykami powietrza są duże, a uderzając o roślinę, rozrywają się na mniejsze, zwiększając w ten sposób stopień pokrycia. Generują procentowo najmniej kropli podatnych na znoszenie.
- Droga cieczy pomiędzy rozpylaczem a powierzchnią chronioną odbywa się w grubszej kropli, odporniejszej na zwiewanie, a na liściu pokrycie przypomina oprysk drobnokroplisty.
- Doskonale nadają się do zabiegów herbicydowych doglebowych przed- i powschodowych, insektycydów i fungicydów.
- Wytwarzają krople grube i bardzo grube, o dużej odporności na znoszenie.
- Produkowane są w wersji „długiej” (pracującej przy ciśnieniach 3-8 barów) oraz „krótkiej” (kompaktowej, o mniejszych wymiarach i tańszej, pracującej od 1,5 do 6 barów). Rozpylacze długie montuje się do opryskiwaczy, których pompa ma wydatek wystarczający do uzyskania większego ciśnienia roboczego, natomiast rozpylacze krótkie mogą pracować praktycznie w każdym opryskiwaczu.
- Umożliwiają wykonanie zabiegu w mniej korzystnych warunkach (np. wiatr 2-4 m/s, niska wilgotność powietrza, wyższa temperatura), co zapobiega stratom wynikającym z opóźnienia.
Rozpylacze inżektorowe (typu „airjet”)
- Mają konstrukcję podobną do rozpylaczy eżektorowych, z tym że powietrze dostarczane jest ze sprężarki pod zmiennym ciśnieniem.
- Wielkość ciśnienia regulowana jest przez system elektroniczny, sprzężony z anemometrem zainstalowanym na opryskiwaczu.
Rozpylacze wirowe
Rozpylacze wirowe wytwarzają drobnokroplisty strumień cieczy o pustym lub pełnym stożku o przekroju kołowym. Dają lepsze parametry pokrycia, choć metoda ta jest bardziej zawodna i zwykle wiąże się z większym ryzykiem znoszenia cieczy. W klasycznych opryskiwaczach polowych nie są stosowane z uwagi na kąt strumienia do 80˚ oraz ryzyko znoszenia drobno rozpylonej cieczy.
Rozpylacze dwustrumieniowe
Posiadają dwie szczeliny w jednym korpusie i wytwarzają dwa wachlarze cieczy ustawione pod kątem względem siebie. Są przydatne w zabiegach fungicydowych, które wymagają dokładnego pokrycia roślin opryskiem drobnokroplistym i dużej dawki cieczy roboczej, co przy rozpylaczach standardowych wymagałoby znacznego ograniczenia prędkości jazdy. Dużą popularnością cieszą się dwustrumieniowe rozpylacze eżektorowe „krótkie”, tzw. kompaktowe.
Wielkość Kropli i Jej Wpływ na Skuteczność Oprysku
Każdy typ dyszy wytwarza krople o innym rozmiarze i charakterystyce, co bezpośrednio wpływa na pokrycie roślin, zdolność penetracji oraz odporność na znoszenie cieczy. Drobne krople najlepiej sprawdzają się w zabiegach wymagających precyzyjnego pokrycia, jak fungicydy w uprawach warzywniczych, sadowniczych i polowych. Rozpylacz powinien wytwarzać jak najmniejsze krople, bo zapewniają one najlepsze pokrycie opryskiwanych roślin. Z drugiej strony małe krople są znoszone przez wiatr i odparowują przed zetknięciem się z rośliną lub glebą.
Wiatr o prędkości do 3 m/s nie wpływa istotnie na wielkość znoszenia, gdy krople mają więcej niż 150-200μm. Wielkość użytych kropel powinna być zgodna z zaleceniami zawartymi w etykiecie środka ochrony roślin.
Klasyfikacja i pomiar wielkości kropli
Ważną rolę w doborze odpowiedniego rozpylacza odgrywa wielkość kropli. Czołowi producenci klasyfikują rozmiary kropli zgodnie z międzynarodową klasyfikacją BCPC (ang. British Crop Production Council). Do pomiaru wielkości kropli stosuje się dopplerowski miernik laserowy. Żaden rozpylacz nie wytwarza w 100% identycznych kropel, dlatego tworzy się rozkład częstotliwości wielkości wytwarzanych kropel.
- Średnia średnica objętościowa (MVD - Median Volume Diameter): Jest to kluczowy parametr.
- VD10 (średnica objętościowa): Parametr ten określa udział drobnych kropel, które są bardziej podatne na znoszenie.
Zwiększenie ciśnienia opryskiwania powoduje zarówno zmniejszenie przeciętnej średnicy kropli (MVD), jak i zwiększenie liczby kropel drobnych (VD10).
Technologie Wspomagające Strumieniem Powietrza
Osobną grupę aparatów wykorzystujących powietrze do poprawy efektywności zabiegów stanowią opryskiwacze z pomocniczym strumieniem powietrza, zwane rękawowymi. W tych opryskiwaczach krople cieczy wytwarzane przez standardowe rozpylacze szczelinowe są transportowane w łan roślin za pomocą silnego strumienia powietrza wytwarzanego przez wentylator. Krople te mają bardzo dużą energię kinetyczną, co powoduje bardzo dobre pokrycie liści preparatem na obydwu stronach blaszek liściowych. Dzięki tej technice ciecz dociera nawet do spodniej strony liści, choć i tak nie jest w stanie pokryć całej powierzchni.
Rozpylacze wykorzystujące powietrze w czasie opryskiwania przyczyniają się do: zmniejszenia ilości stosowanej cieczy na hektar od 50 do 150 l/ha, zmniejszenia zalecanych dawek do 50% oraz ograniczenia znoszenia rozpylonej cieczy poza obszar opryskiwany.
Dobór Rozpylacza: Kryteria i Praktyczne Aspekty
Dobór rozpylacza powinno poprzedzić zapoznanie się z jego charakterystyką techniczną, która jest podana na każdym urządzeniu - głównie informacja o typie, wielkości rozpylacza i natężeniu wypływu cieczy. System wyboru rozpylaczy do aplikacji poszczególnych środków chemicznych musi być dopasowany i zgrany z jakością oprysku podanego na etykiecie środka.
W nowoczesnym gospodarstwie opryskiwacz powinien mieć możliwość pracy z różnymi typami dysz, a rolnik - dobierać je w zależności od środka, fazy rozwojowej roślin i warunków pogodowych. Opryskiwacz powinien być wyposażony w co najmniej dwa komplety rozpylaczy: standardowe i eżektorowe, przydatne w gorszych warunkach pogodowych, o rozmiarach umożliwiających uzyskanie wymaganej dawki cieczy roboczej i kącie rozpylania 110° lub 120° dla ochrony na terenach płaskich lub kącie 90° dla ochrony terenów pochyłych i w przypadku opryskiwaczy wyposażonych w długie belki polowe.
Przy doborze rozpylaczy należy kierować się: rodzajem zwalczanego organizmu (patogeny, szkodniki, chwasty), sposobem działania środka ochrony oraz warunkami pogodowymi, zwłaszcza prędkością wiatru, ponieważ optymalna wielkość kropel jest inna dla każdej z tych okoliczności.
Wielogłowicowe korpusy
Obecnie istnieje potrzeba stosowania różnych rodzajów rozpylaczy w zależności od warunków wykonywania zabiegu, dawki cieczy lub środka. Taką możliwość dają korpusy wielogłowicowe, w których można zainstalować po kilka rozpylaczy jednocześnie. Zamiana rozpylacza polega tylko na obróceniu głowicy korpusu o ustalony kąt do położenia przez odpowiedni rozpylacz. Wybór wielkości kropel w zależności od prędkości wiatru może być przeprowadzany automatycznie, niezależnie od operatora opryskiwacza.
Ciśnienie, prędkość i dawka cieczy
Wielkość kropli zależy nie tylko od typu rozpylacza, ale także od ciśnienia roboczego i prędkości roboczej. Zwiększenie ciśnienia opryskiwania powoduje zarówno zmniejszenie przeciętnej średnicy kropli (MVD), jak i zwiększenie liczby kropel drobnych (VD10).
Ważnym parametrem jest szerokość strumienia, która wynika z kąta oprysku (np. 80 lub 120 stopni) i wysokości rozpylaczy nad obszarem docelowym. Na kąt oprysku i dokładność rozprowadzania cieczy może mieć wpływ również ciśnienie, więc aby uzyskać równomierne rozprowadzenie cieczy, należy przestrzegać zalecanego ciśnienia i minimalnej wysokości przy danym rozstawie rozpylaczy. Przykładowo, kąt strumienia cieczy 120 stopni jest odpowiedni dla odległości rozpylacza od powierzchni 40-60 cm. Należy jednak pamiętać, że wartości te mogą różnić się przy niskim i wysokim ciśnieniu z powodu fizycznego załamania strumienia.
Tymczasem rozpylacze mają określony wydatek, który jest określany w GPM (galonach na minutę) i kolorem. Przykładowo, jeśli chcielibyśmy stosować glifosat w dawce 100 l/ha cieczy za pomocą niebieskiego rozpylacza, to przy ciśnieniu 3 barów musielibyśmy pędzić po polu ponad 14 km/godz. Dlatego często trzeba wybrać niskociśnieniowy rozpylacz lub mniejszy, aby dostosować się do warunków. Odwrotna sytuacja jest, jeśli chcemy uzyskać dobre pokrycie środkami powierzchniowymi na roślinie lub kontaktowo działającymi na agrofaga. Przykładowo rozpylacz drobnokroplisty pomarańczowy 01 przy dawce cieczy 400 l/ha i małej prędkości, np. 6 km/godz., do dobrego pokrycia wymaga kolosalnego ciśnienia ponad 8 barów, którego instalacja maszyny może nawet nie wytworzyć. Poza tym tak wysokie ciśnienie nie tylko rozpyla ciecz w charakterystyczny wachlarz, ale tworzy mgiełkę, która w czasie lekkich podmuchów wiatru przenosi się na pola sąsiednie, a przy bezwietrznej pogodzie unosi w wyższe partie atmosfery.
Oznaczenia i Parametry Techniczne Rozpylaczy
Każdy rozpylacz, niezależnie od producenta, musi być oznakowany, co reguluje norma ISO 10625. O wielkości szczeliny rozpylacza, a tym samym o wydatku cieczy w l/min przy 3 barach, informuje kolor rozpylacza. Przykładowo, rozmiar 05 (kolor brązowy) oznacza, że przy ciśnieniu 40 psi (2,76 bara) przez rozpylacz przepłynie 0,5 galonu amerykańskiego (1,89 l/min) cieczy. W przypadku rozpylaczy z certyfikatem ISO, przy stałym ciśnieniu wydajność oprysku zmienia się proporcjonalnie do rozmiaru rozpylacza. Przy ciśnieniu 3 barów na każde „005” w oznaczeniu rozmiaru przekłada się na wydatek większy o 0,2 l/min.
Oznaczenie dostarcza również informacji o materiale, z jakiego wykonano kryzę opryskową: stal nierdzewna, tworzywo, ceramika. Wielkość otworu rozpylaczy została zunifikowana i choć to wiedza powszechna, warto przypomnieć, że wydatek pojedynczego rozpylacza wyrażany jest w galonach cieczy na minutę (GPM) przy standardowym ciśnieniu 40 PSI. Zatem rozpylacz żółty 02 ma wydatek 0,2 GPM. Rozpylacze znalazły zastosowanie także poza opryskiwaczami i są wykorzystywane np. w zaprawiarkach, a także poza branżą ochrony roślin w innych urządzeniach wymagających rozpylenia cieczy, np. agregatach malarskich czy odkurzaczach piorących.
Konserwacja i Zużycie Rozpylaczy
Zużyte, uszkodzone lub rozkalibrowane rozpylacze rzutują bezpośrednio na jakość oprysku, więc warto przed sezonem sprawdzić je i w razie potrzeby wymienić. Rozpylacze to niestety jedne z najbardziej zaniedbywanych komponentów opryskiwacza, a to one wpływają w bardzo dużym stopniu na jakość zabiegu, która przy kosztownych środkach ochrony roślin powinna być na pierwszym miejscu.
Naturalnym jest, że w czasie eksploatacji rozpylacze ulegają zużyciu, a w zależności od rodzaju środków chemicznych, jakie stosowane są do oprysków, najpopularniejsze dysze z tworzywa, przy założeniu, że używana jest 15 m belka opryskiwacza, powinny wystarczyć na 1,5 do 2 tys. hektarów. Podczas pracy rozpylacza ulega zwiększeniu wielkość szczeliny na skutek oddziaływań ściernych i chemicznych przepływającej pod ciśnieniem cieczy roboczej. Powoduje to wzrost natężenia wypływu.
Aplikacje i uzyskane w nich informacje dotyczą niezużytych rozpylaczy. Trzeba jednak pamiętać, że rozpylacz to narzędzie, które podlega naturalnemu zużyciu. Często nie widać tego wizualnie, gdyż generowany wachlarz cieczy niczym nie różni się od powstającego w nowej dyszy. Tymczasem pod wpływem ciśnienia, wody i dodanych czy naturalnie znajdujących się w wodzie substancji, otwór rozpylacza z czasem powiększa się.
Rynek Rozpylaczy i Kwestie Kosztów
Decydując się na konkretny rodzaj rozpylacza, mamy do wyboru pełen przekrój dysz zarówno markowych, jak i tzw. „no name”. Przykładowo, najpopularniejsze rozpylacze płaskostrumieniowe 0,2; 0,3; 0,4 w przypadku wyrobów „no name” kosztują zwykle ok. 1 zł za sztukę. Za takie same rozpylacze sygnowane logiem MMAT trzeba zapłacić od ok. 1,5 zł za sztukę, a konstrukcje firm takich jak TeeJet czy Lechler rozpoczynają się od ok. 10 zł. MMAT od 30 lat koncentruje swoje działania na tworzeniu najwyższej klasy rozpylaczy, a ich specjalizacja oraz zaawansowane metody wytwarzania sprawiły, że firma znajduje się w ścisłej czołówce europejskich producentów.
Nieco drożej jest w przypadku rozpylaczy eżektorowych, jedno- i dwustrumieniowych. Za jednostrumieniowy rozpylacz firmy Agroplast trzeba zapłacić ok. 8 zł. W przypadku firmy Arag cena wynosi już 12 zł za sztukę, a rozpylacz Lechler to wydatek minimum 15 zł. Dwustrumieniowe eżektory kosztują natomiast nieznacznie więcej od swoich jednostrumieniowych odpowiedników i tak np. za dyszę MMAT trzeba zapłacić ok. 15 zł za sztukę, a Lechler IDKT to koszt od ok. 25 zł.
Techniki Ograniczania Znoszenia (TOZ)
Stosowanie rozpylaczy o zróżnicowanej konstrukcji i rozmiarach jest najtańszą i najbardziej popularną techniką ograniczania znoszenia cieczy. Obecnie oczekuje się oficjalnej klasyfikacji Technik Ograniczających Znoszenie (TOZ), w której ponad 90% stanowić będą rozpylacze. Najprawdopodobniej TOZ będą pogrupowane w trzech klasach redukcji znoszenia: 50%, 75%, 90%. Zastosowanie TOZ daje prawną możliwość zmniejszenia szerokości strefy buforowej, np. przy zbiornikach i ciekach wodnych, do odpowiednio wyznaczonej w etykiecie. Gdy lista TOZ zostanie określona, użytkownik opryskiwacza będzie miał możliwość sprawdzenia, do jakiej klasy redukcji znoszenia (50%, 75%, 90%) zalicza się technika, którą wykonuje zabiegi.
Streaming Science: Znoszenie herbicydów w sprayu
Wsparcie Cyfrowe w Doborze i Obliczeniach
Dostępne aplikacje online pozwalają w pierwszej kolejności na dobór rozpylacza do rodzaju warunków i zabiegu. Wybieramy w nich najpierw rodzaj środka (np. fungicyd czy nawóz), następnie jego działanie w roślinie (na podstawie etykiety, stanu roślin lub metody stosowania) i w końcu siłę wiatru na polu. Aplikacja zasugeruje wielkość kropli oraz zaproponuje najczęściej kilka różnych rozpylaczy.
Dawka cieczy użytkowej, czyli to, do czego dążymy w pierwszej kolejności, wynika z wielkości otworu rozpylacza, ciśnienia oraz prędkości jazdy. Zależności tych parametrów można łatwo obliczyć, korzystając z kalkulatorów dostępnych online. Najczęściej stałym parametrem jest dawka cieczy, a trzeba obliczyć prędkość jazdy przy zadanym ciśnieniu lub ciśnienie, gdy znamy już prędkość. Aplikacja umożliwia też obliczenia dla nietypowych odstępów rozpylaczy na belce, choć domyślnie ustawione jest typowe 50 cm. Po wprowadzeniu przykładowych parametrów dla rozpylacza żółtego otrzymujemy wynik, np. 4,88 km/godz.
Problemy z ustawieniem parametrów opryskiwania nie występują w sprzęcie z komputerem pokładowym, gdzie wydatek jest ustalany na podstawie prędkości. Warto jednak pamiętać, żeby i w takiej maszynie pilnować ciśnienia dla wybranych rozpylaczy. Na polu warunki pracy są różne. Jeśli zatem jedziemy po mokrym polu, w dodatku oponami o niskim bieżniku, to pojawia się poślizg kół. Wówczas rzeczywista prędkość jazdy jest niższa, a przez to zastosujemy wyższą dawkę, i w konsekwencji cieczy może zabraknąć.
Zalecenia doboru rozpylacza wydają się proste, o ile agrochemikalia są z jednej grupy, np. fungicydy systemiczne. Sprawa komplikuje się bardziej, gdy mamy mieszaninę środków o różnym działaniu w roślinie, np. fungicydy, środek na owady oraz nawóz dolistny. Nie ma jednoznacznej odpowiedzi i rozwiązanie problemu wymaga uszeregowania stosowanych składników mieszaniny pod względem priorytetu.