автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Средства механизации и методы, улучшающие технологию применения пестицидов в защищенном грунте

Основные условные обозначения

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ В СООРУЖЕНИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА (КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЯХ;

1.1. Обзор конструкций культивационных сооружений защищенного грунта.

1.2. Болезни, вредители растений и меры борьбы с ними

1.3. Обзор машин, используемых для работы в защищенном грунте (культивационных сооружениях;.

1.4. Обзор теоретических, исследований по гидравлическому способу диспергирования жидкости .•.

1.5. Обаор теоретических, исследований по применению аэрозольной обработки теплиц.

1.6. Обзор теоретических, исследований по применению пены для защиты растений.

Выводы и постановка задачи исследований

Глава; П. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИИ ПРОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКОМ ОБРАБОТКИ РАСТЕНИИ В БЛОЧНЫХ ТЕПЛИЦАХ

2.1. Исследование микроклимата блочных теплиц.

2.2. Определение коэффициента облиотвенности растении огурца.

2.2.1. Методика определения коэффициента облиотвенности.

2.2.2. Результаты исследований

2.3. Исследование процесса* продувки растений в защищенном грунте .%.

2.3.1. Теоретические исследования процессу продувки растений турбулентной воздушной струей. л-v-V-.

2.3.2. Экспериментальные исследования процесса продувки растений

2.3.3. Расчет выходного сопла вентилятора

Выводы

Глава EL ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПРЫСКИВАТЕЛЕЙ

РАСТЕНИИ.

3.1. Разработка тачечного опрыскивателя для защищенного грунта

3.1.1. Методика проведения исследований

3.1.2. Определение производительности опрыскивателя .IOO

3.1.3. Результаты исследований.

3.2. 'Разработка штанги

3.2.1. Методика проведения исследований

3.2.2. Разработка широкофакельного- распылителя

3.2.3. Результаты исследований

Выводы

Глава 1У. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТЙЦИДНЫХ ДЫМОВЫХ ШАШЕК И ПЕНЫ В КАЧЕСТВЕ НОСИТЕЛЯ ИНСЕКТИЦИДА.

4.1. Разработка технологии применения пестицидных дымовых шашек

4.1.1. Методика проведения исследований

4.1.2. Исследование процесса дымопуска

4.1.3. Определение эффективной зоны действия одной актелликовой дымовой шашки

4.1.4. Разработка оптимальной схемы размещения шашек в теплицах

4.1.5. Разработка дистанционного устройства для одновременного поджигания шашек в современных крупных теплицах

4.1.6.Исследование периода дымопуска

4.2. Исследование основных параметров барботажного пенного опрыскивателя для теплиц

4.2.1. Выбор пенообразователя

4.2.2. Математическая модель процесса пенообразования барботажного пенного опрыскивателя

4.2.3. Методика исследования рабочей модели процесса пенообразования в барботажном пенном опрыскивателе

4.2.4. Методика экспериментальных исследований.

4.2.5. Обработка результатов экспериментальных исследований кратности пенообразования модели пенного опрыскивателя

Выводы

Глава У. ОЦЕНКА СПОСОБОВ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ

5.1. Сравнительные испытания способов обработки растений пестицидами

5.2. Методика проведения испытаний

5.3. Результаты испытаний.

5.4. Экономическая эффективность различных способов обработки

Выводы.

Одним из направлений развития агропромышленного комплекса нашей страны на 1980-1990 гг., предусмотренных решеншши ХХУ1 съезда КПСС и майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС, является значительное расширение тепличных: хозяйств. /1,2/.

В настожцее время,вокруг крупных промышленных центров нашей страны создана целая сеть тепличных комбинатов, где производство овощей поставлено на индустриальную основу. Современные тепличные комбинаты в зимний и весенний периоды обеспечивают население свежей овощной продукцией.

Для получения высоких урожаев и хорошего качества выращиваемых культур необходимо проводить мероприятия по защите расте**: ний от вредителей и болезней. Микроклимат защищенного грунта, для которого характерна высокая температура и большая влажность воздуха, способствует развитию разнообразных болезней и росту численности вредителей, наносящих значительный ущерб тепличному овощеводству. Для борьбы с ними в настоящее время широкое распространение получил химический метод. Быстрота и надежность защитного аффекта от применения пестицидов, их высокая техническая эффективность, доступность и простота обработок, а также быстрый прогресс в совершенствовании препаратов служат ооновайи-ем для интенсивного развития: и. применения химического метода защиты растений в защищенном грунте.

Несмотря на недостатки этого метода, являющегося в настоящее время основным в защите растений, он (по прогнозу ВИЗР) будет применяться еще на протяжении ряда лет.

Мероприятия по защите растений с помощью химического метода в защищенном грунте проводят путем опрыскивания растений. Однако до сих пор и в СССР и за рубежом их обработка в современных крупных теплицах индустриального типа выполняется трудоемким. несовершенным способом - при помощи ручных, брандспойтов. При атом способе производительность труда низкая, что отрицательно влияет на себестоимость работ, так как: затраты на опрыскивание составляют значительную часть общих расходов на выращивание овощей. Кроме того при опрыскивании брандспойтами рабочие находятся в очень трудных санитарно-гигиенических условиях;.

По этим причинам, а также в связи с увеличением площадей защищенного грунта и роста масштабов химических обработок, особую остроту приобретает проблема механизации технологических процессов защиты растений в теплицах. Для решения этой проблемы требуется создание таких, методов обработки растений и средств механизации, которые обеспечивали бы проведение защитных мероприятий с минимальной затратой труда. Казалось бы, в теплицах имеются благоприятные условия для применения подобных методов: отсутствие ветра, наличие электросети, водопровода, системы полива растений. Однако изучение этого вопроса показало, что данная проблема достаточно сложна и многогранна.

Эти обстоятельства определили направление и цель данной работы в которой предусматривается разработка методов и средств механизации защиты растений, обеспечивающих- применение пестицидов на современном уровне механизации, при высоких технико-экономических показателях и значительном улучшении санитарно-гигиенических: условий труда.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании проведенных исследований и испытаний можно сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Установлена динамика изменения облиственности растений огурца в условиях теплиц.

Величина коэффициента облиственности растений огурца в условиях. теллиц изменяется от 1,14 га/га (в начале вегетации) до 7,84 га/га (в конце вегетации).

2. Предложено дифференцированное применение; нормы расхода препаратов с учетом фазы развития растений. Это открывает перспективу сокращения расхода пестицидов при возделывании растений в защищенном грунте.

3. Исследованиями, микроклимата теплицы (температуры и скорости воздуха) установлено наличие значительной инверсии температурь быстрое затухание возмущений воздуха, т.е. устойчивость стратификации.

4. Теоретически обоснована величина вентиляционных потерь и средний размер частиц дыма. Достоверность теоретических полодену подтверждена результатами экспериментов.

5. Установлено, что актелликовые пестицидные дымовые шашки, эффективны против тршъса и тли во всех сооружениях защищенного грунта, а также против паутинного кл.еща в блочных теплицах. Для обеспечения высокой эффективности масса пестицидных дымовых, шашек должна составлять 100 г. Необходимо ускорить промышленный выпуск отечественных дымовых, шашек с набором различных, пестицидов и проведение исследований по использованию а защищенном грунте механических. генераторов грубодисперсных. аарозолей.

6. Разработана электрическая сьхема дистанционного пуска дымовых. шашек, применение которой позволит удалить оператора из зоны обработки и тем самым улучшить условия труда.

7. Наблюдения показали, что частицы аэрозоля в теплицах оседают преимущественно на верхнюю сторону листьев растений, поэтому необходимы дополнительные меры по повышению равномерности отложений пестицидов на листья растений, например, шевеление и поворот листьев турбулентной воздушной струей.

8. Экспериментально установлено, что турбулентная воздушная струя при скоростях, от 5. .15 м/с вызывает шевеление, и поворот листьев растений, возделываемых в защищенном грунте. Ери скоростях меньших 5 м/с, происходит только шевеление листьев, без их поворота. При скоростях., превышающих 15 м/с,, могут происходить повреждения листьев.

9. Получены скоростные профили струи, проходящей сквозь растительный слой, которые дали возможность определить коэффициенты проницаемости слоя ^ для основных, культур защищенного грунта при различном коэффициенте облиотвенности, что позволяет производить расчеты параметров струи для эффективного шевеления и поворота листьев.

10. Результаты исследований метода ультрамалообъемного опрыскивания свидетельствуют о его перспективности, так как появляется возможность сокращения расхода препаратов в 5 pas, а расхода рабочей жидкости в 10 раз,. В связи с этим возникает вопрос о разработке специальной аппаратуры для УМО применительно к условиям защищенного грунта.

11. Разработан и внедрен в производство новый опрыскиватель для защищенного грунта - 03Г-120А, который в сравнении с серийным ОЗГ-120, обеспечивает повышение производительности труда в 2,8 раза и имеет лучшие, качественные показатели технологического процесса.

12. Создана новая штанга для опрыскивателя АТОС-0,5, которая обеспечивает высокое качество работ. Сравнительные испытания показали, что при опрыскивании гидравлической штангой против наиболее стойкого вредителя: - паутинного клеща можно снизить расход препарата и рабочей жидкости в 2 разя без снижения эффективности обработок.

13. Проведенные, государственные испытания показали, что разработанный опрыскиватель для защищенного грунта - 03Г-120А дает высокий экономический эффект. Расчетами установлено, что наиболее выаокую экономическую эффективность обеспечивает аароаольный метод применения пестицидов в защищенном грунте.

14. Рекомендуется для пленочных, теплиц с выаокой герметичностью обрабатываемого объема применение способа, обработки с помощью пестицидных дымовых: шашек, обеспечивающих возможность значительно сократить расход пестицида при высокой технической эффективности против основных вредителей защищенного грунта.

15. С целью снижения трудоемкости процесса опрыскивания и улучшения условий труда рекомендуется для блочных теплид гидрав личеокая штанга, которой комплектуются опрыскиватели АТОС-О,5 и 03Г-12ОА.

1. Продовольственная программа СССР до 1990 г. (Материалы майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС).

2. Ващенко С.Ф., Йорданова М. Промышленное производство овощей в теплицах. М., „Колос", София, иЗемиздат", 1977, о. 3.

3. Л. t\/oiait(on el реъзргс&^е c/ei cu/Zwe-i /е^ее?en (iwzc^e J/hAHzt-ej c/e 1974,80 ;1:39-53.

4. Ccf&J-£>?/7iaf /7 си/ t< /яс/из/ъу -J/ул

5. Vyet , 1974, 22, 11.15.50.6. Zy

6. Зъ/а/* СТр** , 1975. I8.I. 27-29.

7. Тигяе-г Af. J- , Ха&сл t 2>£ 'of ■fu/fjo/ с/6 Зеб dcf ih J ^еея/ри^с Ц/il/ //?c?/»c< //у (маисе*/ Oj Ъёг j<yt> /?# .

8. Cnri?. /боссе ThoMjj. /365, Vo/.as^ 11. P- 57

9. Микроклиматические основы тепличного овощеводства (Еер. с болг. Е.С.Сигаева. С предиол. И.С.Гончарука. М.: „Колос", 1982. - 3 с).

10. Ващенко С.§. Овощеводство защищенного грунта. М., иКолос", 1974. 352 с.

11. Ващенко С.Ф. Состояние, перспективы и направление развития овощеводства защищенного грунта. Сборник Перспективы развития машин и оборудования для защищенного грунта. Материалы Всесоюзного Совещания, 26-30 мая 1974 г. М., 1975, 20 о.

12. Мидзуно Э. Устройство и оборудование для полива овощных культур в теплицах.

13. Савинова Н.И. Перец в теплицах. Ж-л Картофель и овощи. М., 1978, № 4, с. 18.

14. Овощные культуры защищенного грунта. Сборник Сооставитель В.И.Пыженков). Л., ДениздатГ 1981, 17 с.

15. Власов Ю.й., Власова Э.А. Защита овощных культур от болезней., Л., „Линиздат", 1978, с. 55.

16. Гар К.А. Химические средства защиты сельскохозяйственных культур. М., нРосельхозиздат", 1978, 142 с.

17. Химические и биологические средства защиты. S-л Защита растений, 1976, № 13, с. 28-41.

18. Осницкая Е.А., Беляева В.Б., Молодкина Ю.В. Беномил против болезней огурцов. Ж-л Защита растений, 1976, № 3.

19. Полковников Г., Шульгина Л., Андриенко 3. Борьба с сорняками в теплицах. Ж-л Картофель и овощи. М., 1975, № 5, с. 39.

20. Сидоров А.И. Аэрозольные шашки в защищенном грунте. Ж-л Защита растений, 1963, № 8, с. 38-39.

21. Сидоров А.И., Казакова В.И. Дымовые средства в сельском хозяйстве. В кн.: Аэрозоли в сельском хозяйстве. М., 1973, с. 20G--201.

22. Дунский В.Ф., Сидоров А.й. Физико-технические основы аэрозольной и газовой обработки закрытых помещений. В кн.: Аэрозолив сельском хозяйстве. М., 1973, с. 202-230.

23. Дунский В.Ф., Никитин Н.В. Высокодиспероный аэрозольный генератор с повышенной производительностью. Механизация и электрификация сельского хозяйства. М., 1980, № II, с. 32-33.

24. Рекомендации по промышленной технологии производства овощей (теплицы блочные, ангарные). МСХ СССР, Всесоюзное научно-производственное объединение пСоюзеадвиновощпром". М., 1977, 3 с.

25. Доуттг P.I. Биологическая борьба, паразиты и хищники.

26. В кн.: Стратегия борьбы с вредителями и болезнями растений и сорняками в будущем. М., «Колос", 1977, с. 292.

27. Шеруда С.Д., Шамаев Г.П. Механизация по защите сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней. М., „Колос", 1970.

28. Белецкий И.Н., Лысов А.К. Опрыскиватель для защищенного грунта. Информационный листок ЦНТИ, № 915-78 сх, 1978.

29. Дитяткин Д.Ф., Клячко I.A. и др. Распиливание жидкости. М., и Машиностроение", 1977, 208 с.

30. ГОСТ 2006-79. Колпачки и сердечники распиливающих наконечников. Технические условия.

31. РТМ-А.23.2.059-77. Рабочие чертежи унифицированных конструкций. Распылители.

32. Васильев А.Г. Распылители для теплиц. Ж-л Тракторы и; сельскохозяйственные машины, № 7, 1973, с. 33-34.

33. Ma/nxf/ov Wa life ц/4 hi . Dp^^ktWae^ 21976, № 3, 24-26.

34. M<ek„. Ho&i. 1975, ч. 24, № 13, 17-20.

35. Протокол № 26-70 (ИМ0-124) испытания ранцевого моторного вентиляторного опрыскивателя ифирмы1. Голландия).

36. Цветников К.Ф., Комаров Л.И. Современная техника для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений за рубежом. Обзорная информация ЦНИИТЭИ, 1978.

37. JJp. tfaeL JT , 1978, \/о? 32, № 2, p. 32-39. Обзор конструкций ультрамалообъемных опрыскивателей.36. d^pijyo^ia/* £>и Jjotojc/^ o^z^W Jcr? т.1. S ~ Маъе/). • К 1. К. Lz/lcA^s (Я"? С. с.fejy се/tc/ ^

38. C/iwsviL Cefrfe*? a/;*/ J/^ fa/wrt^,tyooj-tet, / им., р.гп-гм.37. ТеtfcUoc/d , v Уе?е Jr . JlcQ , WZ, Vo-^. if. У//,1. P- V38. ^Jlhto /itp/fz. . I/??/'U J^U-Z^/c^: (-He) Cc/,J £iid- P<r&£39. hu ft. Ha An* ы £<r wctc//j/fa.tt<f

39. Ыи/гг d^at-tfiSZL / S3 7г / Jj. Ms

40. Геллер З.И., Скобелицын Ю.А. Истечение реальной жидкости иа внешних цилиндрических: насадков при малых, числах Рейнольде а. -пНефтяное хозяйство", 1963, № 8, с. 62-65.

41. Абрамович Г.Н. Пеория центробежной форсунки. В кн.: Промышленная аародинамика. М., изд-во БИТ ЦАГИ, 1944, 114 с.

42. Геллер З.И., Морошкин М.Я. Гидравлические характеристики центробежных форсунок. Изв. вузов. Энергетика, I960, № 3, с.143-150.

43. Мороикин М.Я. Влияние потерь напора на работу центробежных форсунок. Изл. вузов. Энергетика, I960, № 12, с. 73-77.

44. ОСТ 70.6.1-74. пОпрыскиватели и опыливатели". Программа и методы испытаний.

45. HaUhcw* Л- СЪЛ c**f *l>f&c«-tio„ ■ PAW, 137?, г*.

46. Mu*et& R.A., У-®-, с/*а/ ^^p. /3/7- S&Z6

47. Дунский В.§. и др. Монодисперсные аэрозоли. М., „Наука", 1975, 191 с.

48. Дунский В.Ф., Никитин Н.В., Соколов H.G. Пестицидные аэрозоли. М., „Наука", 1982.49. HiM j, 'MiMo-v,50. <fv Ъа-^с/ /1 v /о?chojo сЛ^П:;/t/^LO//* i/7 zf^^yx/ „ /Ъа//3

49. JSAf " -/37J/ 2',/г , р.гэз-ги.

50. Дунокий B.§., Никитин Н.В. Монодиспероное распыливание жидкостей вращающимися распылителями. В кн.: Аэрозоли в рельском хозяйстве". М., 1973, с. 71.

51. Мондрус JI.M. Исследование некоторых элементов процесса опрыскивания раотений воздушно-капельными струями. Кандидатская диссерта ция. М., 1971.

52. Дунский В.Ф., Мондрус JL.M., Штеренталь М.И. Некоторые пути усовершенствования вентиляторного садового опрыскивателя. Механизация и электрификация сельского хозяйства (в печати).

53. Дунский В.Ф., Мондрус Л.М. Об опрыскивании растений воздушно капельной струей. Ж-л Тракторы, и сельхозмашины, 1973, № 2, с.28-30.

54. Фукс М.А. Механика аэрозолей. Кзд-во Акад. наук СССР. М., 1955, с. 259-302.

55. Смолуховский М. Сб. коагуляция коллюидов". ОНГИ, М.-Л., 25, 1936.

56. Дунский В.Ф., Сидоров А.И. О существовании аэродинамического кризиса при распространении струи легкого аэрозоля или газа в закрытом помещении. — „

57. Инженерно-физический журнал", 1964, № 7, о. 42.58. Зъъ» , 5, 1971, р. 58.59. t I91Z, p. 25.60. f/syvt^'f-'J , 9, 1974, p. 56.

58. Шершабов И. В. Применение водо-воздушных пен в сельском хозяйстве. В кн.: Аэрозоли в защите растений. М. ,»Колос'\ 1982 г., с. I08-II3.

59. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М., 1974, с. 411.

60. Позин М.Е. и др. Пенные газоочистители, пенообменники и абсорберы. JI. пГосхимиздат", 1953, с. 123.

61. Тельнов Н.Ф. Технология очистки и мойки сельскохозяйственных машин. М., „Колос", 1973, с. 124.

62. Штюпель Г. Синтетические моющие, очищающие средства. М., „Госхимиздат", 1969, 672 с.

63. Волков М.П. Зависимость физических свойств выоокократной пены от ее структурных параметров, и Пожарная защита судов". Сборник работ СНИЛ ВНИИПО. Вып. 4, М., 1974, с. 85-105.

64. Шершабов И.В. Исследование технологии получения водо-воздуш-ных пен и разработка пеногенераторов для использования их в сельскохозяйственном производстве. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

65. Пеногенерирующее сопло иДелаван". Патент США, № 3836.076. от 17.09.1974.

66. Орлов и др. Получение выоокократной пены. Пожарная профилактика и тушение пожаров. Информационный сборник № 3, М., 1966, с. 71-99.

67. Умэдзу М. Использование оильнорасширяющихся пен для огнету-шения. Ж-л „Юкагаку", т. 18, 9, 1969. Бюро переводов ВИНИТИ, перевод № 85919, 1971.

68. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М., п$изматгиз", I960, с. 286.

69. Султан-Шах Е.Г. Обоснование оптимальных параметров воздушных потоков садовых вентиляторных опрыскивателей. Канд. диссертация. Ростов-на-Дону, 1968.

70. Лысов А.К., Белецкий И.Н., Дунский В.Ф. Защита растенийв закрытом грунте. В кн.Аэрозоли в защите растений". Всесоюзная академия; с.-х. наук им. В.И.Ленина. М., 1982, с. 82.

71. Завалишин $.С. Оптимальные; параметры разбрасывателей. Труды Казанского сельскохозяйственного института им. М.Горького. Вып. 45. Казань, 1961, с. 145.

72. Лысов А.К. Опрыскиватель для защищенного грунта. Е-л Техника в сельском хозяйстве, № 8, 1982, с. 36-37.

73. Дидух М.В., Ларюхина Г.Г., Колесник Л.Н. Методика по использованию эталонов по дисперсности распыла и густоте покрытия для оцен ки качества опрыскивания. Пушкинская МИС, 1978.

74. Лысов А.К. Определение оптимальных параметров гидроштанги. Ж-л Механизация: и электрификация сельского хозяйства. М., 1983, № 2, с. 36.

75. Петрова Т.М. и др. Методика извлечения актеллика из раотител! ных; остатков по методу тонкослойной хроматографии (ВИЗР, ВНИИЗР), 1980.

76. Дунский В.§., Никитин Н.В. Высокодиспероный аэрозольный генератор с повышенной производительностью. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1980, № II, с. 32-33.

77. Адлер ЭО.П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных; условий. М., Наука, 1971, 282 о.

78. Мельников G.B. и др. Планирование эксперимента в исследование сельскохозяйственных процессов, I., иКолоо", 1972, 200 о.

79. Ефимов М.В. Краткий курс аналитической геометрии. Наука, 1967, 227 с.

80. Нормативно-справочный материал для экономической оценки сельскохозяйственной техники. (Справочное приложение к ГОСТ 23728-79-23730-79-23730-79 пТехника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки". ЦНИИТЭИ, Москва, 1980 г.).

81. ОСТ 70.2.18-73 и 70.2.20-73 «Испытания сельскохозяйственной техники. Методы экономической оценки", М., 1974 г.

82. Прейскурант № 21-03 ^Оптовые цены на"машины сельскохозяйственные". Прейскурантиздат, Москва, 1981 г.

83. Протокол № 23-2-77 (II6I0I0) испытаний опрыскивателя для защищенного грунта 03Г-12ОМ! Северо-Западная государственная зональная МИС.

84. Протокол № 23-60-79 (II6I0I0) испытаний опрыскивателя тепличного, полуавтоматического, самоходного АТОС-0,5. Северо-Западная государственная; аональная МИС.

85. Зависимость густоты покрытия от параметров штанги СХ , х, у при установке широкофакельного распылителя.1. С&1t\ ivm u т «.о-, i-joo. ч м* гзио, д-лх! ■ -т ц т1ЛМ1.VC MIC IW1