Cельскохозяйственные науки/2 Механизация сельского хозяйства

Ударцева О.В.

Алтайский государственный аграрный университет

          Методика оценки экологической безопасности и  эффективности    процесса аэрозольного распыления пестицидов.

     Параметры качества процесса  распыления пестицидов зависят от ряда переменных критериев. Данные критерии  направлены на реализацию задачи по химизации посевов. Густота покрытия , равномерность распределения и размер частиц  являются производными используемых и настраиваемых механических средств распыления.

Ключевые слова: химический способ защиты растений, распылитель, экологическая безопасность ,предел диспергирования.

      Химический способ защиты растений в настоящее время используется во всем мире. Данный процесс направлен на снижение  засорения  сельскохозяйственных полей различными видами сорняков и вредителями.

     Различные природно-климатические условия территорий, большой ассортимент используемых пестицидных препаратов выдвигает требования универсальности технологического процесса опрыскивания. К основным параметрам эффективности данного процесса относятся: распределение капель по поверхности растения, нормы расхода рабочей жидкости, густота покрытия растений рабочей жидкостью, предел диспергирования рабочей жидкости  ( размер капель).

     В результате анализа параметров эффективности  и экологической безопасности  процесса аэрозольного распыления пестицидов выделено  пять групп критериев, характеризующих технико-технологический процесс аэрозольного распыления пестицидов, а именно:

- Группа критериев распределения капель по поверхности растения, характеризующих  используемый тип распылителя, его конструктивные особенности, эксплуатационные параметры работы опрыскивателя, поверхность поля, наличие неровностей;

-Группа критериев  нормы расхода рабочей жидкости- определяется  видом опрыскивания. В зависимости от  нормы расхода рабочей жидкости выделяют --многообъемное   опрыскивание при расходе свыше 300л/га,

-полнообъемное  опрыскивание  - 250-300 л/га,

- ульрамалообъемное опрыскивание расход рабочей жидкости до25л/га,

-малообъемное опрыскивание  с расходом рабочей жидкости 75-200л/га [ 1].

-Критерии густоты покрытия  характеризуют степень покрытия обрабатываемого объекта определенными  размерами капель пестицидного препарата  и зависит от  типа распылителя, обрабатываемой культуры, чувствительности вредителя.

Группы критериев предела  диспергирования ( размера капель), характеризует  вид опрыскивания с определенным размером капель распыла.

      По данному показателю опрыскивание  подразделяется на аэрозольное со средним размером капель 20- 50 мкм, мелкокапельное – от 51- 150 мкм, среднекапельное  -от 151-300 мкм и  крупнокапелькое – свыше 300мкм [2].

      Критерий экологической безопасности характеризует концентрации  «полезных» пестицидов т.е. пестицидов целевого действия и «вредных» создающих уровень консервативного загрязнения почв.

     Таким образом, при разработке  технико-технологической модели критериями оценки эффективности  процесса  распыления пестицидов явились следующие:

- По группе критерия экологической безопасности:

Аэ- критерий  экологической безопасности собственно  процесса распыления пестицидов для окружающей среды;

А кб- критерий безопасности последействия пестицида ( период разложения, класс опасности)

- По группе  критериев распределения капель на поверхности растения:

Ас- критерий скорости движения машинного комплекса;

Ап- критерий  поверхности поля, наличие неровностей;

Аэ- критерий эксплуатационных параметров работы опрыскивателя;

Ад-критерий давления жидкости в ходе распыления;

Ав- критерий высоты установки штанги над обрабатываемой поверхностью.

-По группе критериев нормы расхода рабочей жидкости :

Аумо- критерий ультрамалообъемного  опрыскивания;

А мо-  критерий малообъемного опрыскивания;

Апо- критерий полнообъемного опрыскивания;

А мо – критерий многообъемного опрыскивания.

По группе критерия густота покрытия:

А п- критерий используемого  пестицидного препарата;

Ак- критерий обрабатываемой культуры;

Атв- критерий типа вредителя;

 Ас-  критерий вида обрабатываемого сорняка.

-По группе критерия предела диспергирования ( размера капель):

Ааэ- критерий аэрозольного распыления;

Амк- критерий мелкокапельного распыления;

Аск- критерий среднекапельного распыления;

Ак - критерий крупнокапельного распыления.

     При критериальной оценки  необходимо определить ранги конкурирующих решений, исходя из того, что высший ранг присваивается решению, имеющему наивысший показатель по рассматриваемому критерию и он равен числу конкурирующих решений.

     Весомость критериев определяется методом экспертных оценок специалистов с использованием таблицы 1. В результате умножения присвоенного ранга на соответствующее значение показатели приведенных значений по каждому из рангов.

    Таблица 1. Весомость значимых факторов и критериев, влияющих на процесс распыления пестицидов.

критерий

АЭБ

Анррж

Агп

Апд

Арр

ранг

1

2

3

4

5

ранговая оценка

1

2

5

4

3

Весомость  критерия

1

1

2

1

1

 

К основным критериям, определяющим позицию опасности /безопасность процесса  распыления  относятся Арр, А нррж, Апд, остальные критерии являются обеспечивающими.

Обобщенный приведенный критерий оценки эффективности  и экологической безопасности процесса аэрозольного распыления пестицидов

 (по i группам) имеет вид:

                   ( 1)                                                 

где - обобщенные приведенные значения по группам критериев; i – число группы критериев.

 

    Обобщенный приведенный критерий экологической безопасности представлен в виде:

                                                   (2)

где Rv-ранг от наиболее значимого до менее значимого (от n до 1);

Kv-весовые значения для каждого критерия v-й группы (от положительного свыше 0 до 1);

v-число критериев по n-й группе.

        Обобщенный приведенный критерий распределения капель на поверхности растения  описан в виде:

 (3),

где Rj-ранги от наиболее значимого до менее значимого (от i до 1);

Кj- весовые значения для каждого критерия j-й группы (от положительного свыше 0до 1);

j- число критериев по j-й группе.

 

Обобщенный приведенный критерий нормы расхода рабочей жидкости  имеет вид:

                      (4)

где Rt-ранг от наиболее значимого до менее значимого (от n до 1);

Kt-весовые значения для каждого критерия t-й группы (от положительного свыше 0 до 1);

t-число критериев по t-й группе.

 

Обобщенный приведенный критерий густоты покрытия представлен как:

                                   (5)

где Rn-ранг от наиболее значимого, до менее значимого (от n до 1);

Kn-весовые значения для каждого критерия n-й группы (от положительного свыше 0 до 1);

n-число критериев по n-й группе.

Обобщенный приведенный критерий предела диспергирования имеет вид:

                             ( 6),

где Rm-ранг наиболее значимого до наименее значимого (от m до 1);

Km-весовые значения для каждого критерия m-й группы (от положительного свыше 0 до 1);

m-число критериев по m-й группе.

     Таким образом, при создании технико-технологической модели оценки экологической безопасности и эффективности процесса  распыления пестицидов, выполнены все требования,  разработаны группы критериев и алгоритмы расчета как отдельных приведенных критериев по группам, так и обобщенного приведенного критерия оценки эффективности и экологической безопасности аэрозольного распыления пестицидов [3].

    К основным критериям согласно рангу по обеспечения эффективности и экологической безопасности относятся:

-критерий распределения капель на поверхности растения

-критерий густоты покрытия

-критерий предел диспергирования.

Эти три основных критерия взаимосвязаны и взаимообусловлены с критериями расхода рабочей жидкости.

   Все проранжированные  критерии  взаимосвязаны с обеспечением параметров  экологической безопасности  т.е. направлены на корректировку процесса распыления пестицидов у учетом  экологической  требований. Структура  оценки результативности и экологической безопасности процесса  распыления пестицидов представлена на рис.1

 

 

 

 

 

 

 


Весомость критериев
 

Тех. требования
 

Стандарты РФ
 

Патент
 
                                                                                                                            

 

 

 

 

 

 


Ап-используемый пестицидный препарат

Ак-обрабатываемая культура

Атв- тип вредителя

Ас- вид сорняка
 

Агп
 
                                                                                                                            

                                                                                                                            

 


Апд
 

Ааэ-аэрозольное распыление

Амк- мелкокапельное распыление

Аск-среднекапельное распыление

Ак- крупнокапельное  опрыскивание

 
                                

                       

 

 


Арк
 
                                                                                                       

                                                                                                           

 

 


                                                             

Решение об оценке результативности и экологической безопасности процесса распыления пестицидов
 
                                                                                                           

 

 


Рисунок 1. Структура  оценки результативности и экологической безопасности процесса  распыления пестицидов

 

      Для анализа основных критериев экологической безопасности и эффективности процесса распыления пестицидов создана  технико-технологическая  модель,  разработаны группы критериев и алгоритмы расчета как отдельных приведенных критериев по группам, так и обобщенного приведенного критерия оценки  экологической безопасности и эффективности процесса  аэрозольного распыления пестицидов.

    К основным критериям согласно рангу по обеспечения эффективности и экологической безопасности относятся:

-критерий распределения капель на поверхности растения;

-критерий густоты покрытия;

-критерий предел диспергирования.

      Выявленные параметры обеспечения экологической безопасности и эффективности процесса распыления пестицидов непосредственно связаны с техническими средствами распыления, что позволяют регулировать  процесс химизации посевов.

 

Литература.

1. А.Е. Маркевич,  Ю.Н. Немировец .Основы эффективного применения пестицидов. Справочник в вопросах и ответах по механизации и контролю качества применения  пестицидов в сельском .Из-во :М., 2008

2.Клочков А.В.,Маркевич А.Е. Механизация  химической защиты растений. Монография. Минск Горки, 2008.120с.

3.Ударцева О.В.Оптимизация процесса проведения  оценки экологических       параметров  внесения пестицидов.//жур.Современные проблемы науки и образования№1. 2012( электронный журнал) идентификационный номер: 0421200037\\0188