Bağ Ġlaçlamasında Kullanılan Yerli Tip Ġçi BoĢ Konik Hüzmeli Memenin Sürüklenme Potansiyelinin Rüzgar Tünelinde Belirlenmesi

Transkript

1 Bağ Ġlaçlamasında Kullanılan Yerli Tip Ġçi BoĢ Konik Hüzmeli Memenin Sürüklenme Potansiyelinin Rüzgar Tünelinde Belirlenmesi Erkan URKAN 1, Hüseyin GÜLER 1, Andreas HERBST 2 1 Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü, Ġzmir, erkan.urkan@ege.edu.tr 2 Application Techniques in Crop Protection, Julius-Kühn-Institut Braunschweig, Almanya. ÖZET: Pestisitler çevre ve insanlar üzerine olan bütün zararlı etkilerine rağmen kullanımlarının pratik olması ve çabuk etki göstermeleri nedeniyle tercih edilmektedir. Bu zararlı etkileri en aza indirmek için, pestisitler doğru zamanda, uygun miktarda ve doğru Ģekilde uygulanmalıdırlar. Sürüklenme, ilaçlama esnasında ve sonrasında oluģan büyük bir problemdir. Özellikle son yıllarda mevcut pestisitlerin sahip olduğu etken maddelerin çevre üzerine olan olumsuz etkilerinin artması, sürüklenme konusunu uygulama alanındaki çalıģmaların odağı haline getirmiģtir. Ege Bölgesi bağcılık alanları bakımından önemli bir yere sahiptir. Bu bölgede bağ ilaçlaması genellikle sürüklenme önleyici sisteme sahip olmayan yardımcı hava akımlı pülverizatörler kullanılarak yapılmaktadır. Kullanımdaki pülverizatörlerde sürüklenmeyi önlemek için yapılacak yapısal değiģiklikler pahalı olduğundan ve uzun zaman alacağından daha ucuz ve basit çözüm olarak püskürtme memesinin seçimi önem kazanmaktadır. Bu çalıģma, rüzgar tünelinde kontrollü Ģartlarda yapılmıģtır. Denemelerde Teejet marka XR yelpaze hüzmeli ve yerli imalat orifis çapı 1,2 ve 1,5 mm olan içi boģ konik hüzmeli memeler 3 farklı uygulama hacminde kullanılmıģtır. Referans meme olarak da Lurmark marka yelpaze hüzmeli meme kullanılmıģtır. Bağ ilaçlamasında yardımcı hava akımlı pülverizatörlerde içi boģ konik memeler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu memeler yüksek basınçlarda çalıģılmaktaıdr. Bu nedenle sürüklenme de fazla olmaktadır. Bu çalıģmanın amacı, yerli tip içi boģ konik hüzmeli memelerin sürüklenme potansiyelinin referans meme (Lurmark) ile karģılaģtırılarak belirlenmesidir. Anahtar kelimeler: Yardımcı hava akımlı pülverizatör, Yelpaze hüzmeli meme, Ġçi boģ konik hüzmeli meme Determination of Drift Potentials of Domestic Hollow Cone Nozzle Used for Vineyard Application in the Wind Tunnel ABSTRACT: In spite of harmful effects of pesticides on environment and its inhabitants, because of theirs practical usage and fast effect pesticides are used. To minimize the negative effects of the pesticides, the spraying should be done not only on the right time and with enough amount of right pesticide, but also with the appropriate equipment. Drift is a major problem which occurs during or after spraying. Spray drift has become a very serious concern in the last decade mostly because the pesticides we use today are more potent. Aegean Region has important role in viticulture of Turkey. Generally, air assisted sprayers with no drift preventing systems are used in vineyard of this region for pesticide application. Since the constructive enhancement on the currently used sprayers would be expensive using of proper nozzle is easier and cheaper way to reduce spray drift. This research was conducted in the wind tunnel under controlled conditions to determine drift potentials of domestic conventional hollow cone nozzles which are commonly used in vineyard pesticide application. In this study, Teejet XR flat fan nozzles and domestic hollow cone nozzles with 1.2 and 1.5 mm orifice diameter were used at three different application rates. Lurmark at 3 bar was used as reference nozzle. Conventional hollow cone nozzles are used commonly with air assisted sprayers for pesticide application in vineyard since working pressure is too high drift amount is also high. The objective of this study was to determine drift potential of domestic hollow cone nozzles. Keywords: Air-Asissted Sprayer, Flat Fan Nozzle, Hollow Cone Nozzle 409

2 GĠRĠġ Bağcılık, Türk tarımının en önemli kollarından biridir. Türkiye nin tarımsal yapısında çok büyük bir öneme sahip olup Türk ekonomisine büyük katkılar sağlamaktadır. Türkiye nin üzüm üretiminde bazı avantajları vardır. Sadece iklim değil, aynı zamanda toprak da üzüm üretimi için elveriģlidir. Türkiye de bağcılıkla uğraģan yaklaģık iģletme mevcuttur. Fakat bunların %87 si 10 ha ın altında olan küçük ölçekli iģletmelerdir. Türkiye de en fazla bağ alanı Ege Bölgesinde bulunmaktadır. Bu alan, Türkiye deki toplam bağ alanlarının %33 ü kadardır. Üretilen yaklaģık 4 milyon ton yaģ üzümün %75 i yurt içinde tüketilirken, %25 i kuru üzüm, sofralık üzüm ve çok az bir miktarı da Ģarap olarak ihraç edilmektedir ylında üzüm ihracatından elde edilen toplam gelir 169,4 milyon doları ( ton) sofralık üzüm ve 349,5 milyon doları ( ton) kuru üzüm olmak üzere toplam 520 milyon dolara ulaģmıģtır (Çelik, 2010). Pestisit uygulaması sırasında uygulama yöntemine göre belli miktarda ilaç hedef dıģına gitmektedir. Pestisit parçacıklarının ya da damlacıklarının uygulama sırasında ya da sonrasında hedef alandan hedef dıģı alana doğru, fiziksel hareketine sürüklenme denir. Yüksek oranlarda sürüklenme akut zehirlenmelere, ciddi sağlık problemlerine, nadir de olsa ölümlere sebep olabilir. Ayrıca sürüklenme, yeraltı yerüstü sularını, havayı ve toprağı kirleterek önemli çevre sorunlarına sebep olmaktadır. Bu nedenle sürüklenme, son yıllarda en çok üzerinde durulan konulardan biridir. AB ülkelerinde pülverizatörler sürüklenmeyi azaltma kapasitelerine göre sınıflandırılmaktadır ve bu değerlere göre uygulamada zorunlu olarak bırakılması gereken tampon bölge büyüklüğü belirlenmektedir. Sürüklenme, tarım ilaçlarının etkin kullanımını önlemekte, komģu tarlalardaki diğer ürünlere zarar vermekte ve kirliliğe yol açarak çevre ve insan sağlığını olumsuz etkilemektedir. Bu nedenle mümkün olduğunca sürüklenmeyi azaltıcı teknolojiler tercih edilmelidir. Uygun çalıģma basıncı ve meme seçimi ilaçlama etkinliğini arttırırken, sürüklenen ilaç miktarını da en aza indirebilmektedir (Nuyttens et al., 2009). Ege Bölgesinde genellikle asılır ya da çekilir tip, kuyruk milinden hareket alan yardımcı hava akımlı pülverizatörler kullanılmakta ve bu makinalarda da genellikle içi boģ konik hüzmeli memeler tercih edilmektedir. Bu tip memelerin oluģturduğu damalalar hava akımı yardımıyla bitki üzerinde iyi bir kaplama sağlanmakta, ancak sürüklenme miktarları da fazla olmaktadır (Huyghebaert, 2009). Yerli imalat içi boģ konik hüzmeli memelerin sürüklenme potansiyeli ile ilgili bilimsel veri yoktur ya da kısmen vardır. Bu çalıģmanın amacı bağ ilaçlamalarında yaygın olarak kullanılan yerli tip içi boģ konik hüzmeli memenin sürüklenme potasiyelini rüzgar tünelinde ISO standardına uygun olarak belirlemektir. MATERYAL ve YÖNTEM Rüzgar tüneli deneyleri, arazi çalıģmalarında elde edilen verilerin desteklenmesi ve tamamlanması için kullanılan bir yöntemdir. Philips and Miller (1999), rüzgar tüneli çalıģmalarının belli Ģartlarda arazi çalıģmalarına paralel sonuçlar verdiğini ifade etmiģlerdir. Bu nedenle farklı meme tiplerini karģılaģtırmaya yönelik düzenlenen bu denemeler, Institute for Application Techniques in Crop Protection, Julius-Kühn-Institut, Braunschweig, Almanya da bulunan rüzgar tünelinde gerçekleģtirilmiģtir (ġekil 1). Tünel 1993 yılında kapalı devre olarak inģaa edilmiģtir. Tünelin ölçüm bölümü korozyona dayanıklı ve paslanmaz çelik malzemeden yapılmıģ olup ölçüm uzunluğu 10 m, geniģliği 2,4 m ve yüksekliği 1,6 m dir. Tünelin kontrol ünitesi, hava sıcaklığını 10 ila 30 ºC, bağıl nemini %40 ila %80 ve hava hızını 0.5 ila 15 m s -1 aralığında ayarlamaya olanak sağlamaktadır. Denemeler sırasında kullanılan protokol, ISO Equipment for crop protection - Methods for the laboratory measurement of spray drift - Wind tunnels laboratuvar ölçüm metodları ile uyumludur. Denemeler, (2±0,02) m s -1 hava hızı, (20±1) o C sıcaklık ve % (80±5) bağıl nem koģullarında yürütülmüģtür. Örnekleme yüzeyi olarak, 2 mm çapındaki polietilen (PE) ipler kullanılmıģtır (ġekil 2). Ġz maddesi olarak % 1 lik piranin maddesi içeren püskürtme sıvısı kullanılmıģtır. Denemelerde, Teejet (Spraying Systems Co., Wheaton, USA) yelpaze hüzmeli (XR) ve yerli imalat içi boģ konik hüzmeli memeler kullanılmıģtır. Referans meme olarak, Lurmark (Hypro EU Limited, Longstanton, Cambridge, UK), 03 numara konvansiyonel 110 º yelpaze hüzmeli tip meme 3 bar çalıģma basıncnda kullanılmıģtır. Meme çeģitlerine göre çalıģma basınçları, meme verdileri ve püskürtme süreleri Çizelge 2 de gösterilmiģtir. Çizelge 2. Meme tiplerine göre çalıģma basınçları, uygulama normları ve püskürtme süreleri Basınç (bar) Meme Debisi (L dak -1 ) Püskürtme Süresi (s) XR , ,2 mm 8 1,440 5 XR ,5 2, ,2 mm 10 1,560 5 XR , ,5 mm 6 2,130 5 *Lurmark 3 1, * Referans meme 410

3 ġekil 1. Institute for Application Techniques in Crop Protection da (JKI) bulunan rüzgar tüneli (Herbst, 2005) ġekil 2. Sürüklenme denemelerinde kullanılan ölçme düzeneğinin Ģematik görünümü. Püskürtme süresi, meme verdilerine göre farklılık göstermektedir. Püskürme süresi çok uzun olduğu durumlarda PE ip üzerinde biriken sıvı miktarı arttmakta ve yere damlamalar söz konusu olmaktadır. Bunu önlemek için meme tipi ve verdisine uygun püskürtme süresini belirlemek amacıyla ön denemeler yapılarak püskürtme süresi uzunluğundan kaynaklanacak olumsuz etkileri ortadan kaldıracak Ģekilde hesaplamalar yapılmıģtır. Her püskürtme iģleminden sonra, PE ipler kurumaya bırakılmıģ ve sonrasında her biri, içinde 5 ml deionize su içeren U-tüpden geçirilmiģtir. Bu uygulama sırasında, ipler üzerindeki kalıntının daha iyi çözünmesi için U-tüp, ultrasonik banyo (Brainsonic 52) içine konulmuģtur. Daha sonra U-tüpten alınan sıvı örnekleri içindeki iz maddesi miktarları Kontron SFM 25 fluorometre cihazı (Kontron Instruments AG, Zurich, Switzerland) ile okunmuģtur. Hesaplamalarla ilgili daha detaylı bilgi Herbst (2005) tarafından verilmiģtir. ARAġTIRMA BULGULARI Rüzgar tünelinde yapılan çalıģmalar sonucunda örnek toplama yüzeylerinde ölçülen sürüklenme miktarları Çizelge 3 te verilmiģtir. Çizelge 3. Farklı püskürtme memeleri için rüzgar tünelinde ölçülen sürüklenme miktarları. ÇalıĢma Basıncı (bar) Sürüklenme Miktarı (ml s -1 ) XR ,0371 A * XR ,5 0,1268 B XR ,1467 B Lurmark ,1854 C Konik 1,5 6 0,1909 C Konik 1,2 10 0,2140 D Konik 1,2 8 0,2205 D * Aynı kolonda aynı harflerle gösterilen değerler arasındaki fark istatistiksel yönden önemsizdir ( =0,05). Denemeye alınan püskürtme memelerinin farklı basınç ve verdilerinde sürüklenmeyi azaltma yüzdeleri Çizelge 4 de verilmiģtir. 411

4 Çizelge 4. Memelerin referans memeye göre sürüklenmeyi azaltma yüzdeleri. Sürüklenmeyi Azaltma Yüzdesi (%) XR bar 47 1,2 mm-8 bar -46 XR ,5 bar -54 1,2 mm-10 bar -49 XR bar ,5 mm-6 bar -80 Lurmark bar Referans Meme * Negatif değerler referans memeye göre sürüklenme miktarının arttığını ifade etmektedir. TARTIġMA ve SONUÇ Çizelge 3 de görüldüğü gibi rüzgar tünelindeki çalıģma Ģartlarında en az sürüklenmeyi istatistiksel yönden önemli bir farkla XR meme 1 bar çalıģma basıncında sağlamıģtır. XR meme ile 2,5 ve 4 bar basınçta oluģan sürüklenme 1 bar basınçta oluģandan önemli oranda fazladır. Bunun nedeni basınç artmasından ötürü oluģan damlaların küçülmesidir. Bununla birlikte XR meme her üç çalıģma basıncında da referans meme olan Lurmark ten daha az sürüklenme sağlamıģtır. Bunun nedeni XR in her üç çalıģma basıncında da oluģturduğu damla çaplarının referans meme damla çaplarına oranla daha büyük olmasıdır. Üretici firmaların kataloglarındaki bilgiye göre referans meme olan Lurmark , 3 bar çalıģma basıncında ince-orta büyüklüğünde damlalar üretiyorken, XR her üç çalıģma basıncında da orta-kaba büyüklüğünde damlalar üretmektedir. Büyük damla çaplarının sürüklenme potansiyelleri daha az olduğundan, elde edilen sonuç literatür ile uyumludur. Yerli tip içi boģ konik hüzmeli memelerin ürettikleri damla çaplarıyla ilgili geliģmiģ yöntemlerle yapılmıģ damla çapı ölçüm sonuçları elimizde olmamakla birlikte Tozan ve ark. (2005) tarafından içi boģ konik hüzmeli memeler için geliģtirilmiģ olan damla çapı tahminleme modeli mevcut çalıģma basınçları ve meme büyüklükleri için hacimsel anma çapı değerlerini tahminleyebilmektedir. Bu tahminleme sonuçlarına göre 1,2 mm delik çapına sahip yerli meme 8 bar basınçta yaklaģık 138 mikron VMD değerine sahipken 10 bar çalıģma basıncında ise bu değer küçük bir farkla 126 mikron değerine düģmektedir. 1,5 mm delik çaplı meme ise 6 bar çalıģma basıncında yaklaģık 176 mikron VMD değerine sahip görülmektedir. Bu durumda 1,5 mm delik çaplı yerli meme oransal olarak referans meme ile aynı oranda sürüklenmeye neden olurken 1,2 mm delik çaplı memeler daha düģük damla çaplarına sahip olduklarından en yüksek sürüklenmeye neden olmuģlardır (Çizelge 3). Çizelge 3 teki değerler meme verdisinden ve püskürtme sürelerinden arındırılarak hazırlanmıģtır (Herbst, 2005). BaĢka bir ifadeyle birim meme verdisine oranlanarak elde edilen sürüklenme miktarları değerlendirilmiģtir. Oysa Çizelge 4 de meme verdisinin de etkisini belirleyebilmek için toplam sürüklenme oranları dikkate alınarak referans memeye oranla sürüklenme azaltma yüzdeleri hesaplanmıģtır. Hazırlanan bu tabloya göre meme büyüklüğü ya da orifis delik çapı değiģmeksizin debinin artması damla çaplarında küçülmeye yol açtığından sürüklenme azaltma yüzdeleri azalmıģtır. Bu nedenle ülkemizde bağ ilaçlamalarında çok yüksek olan uygulama hacimlerinin azaltılması, dolayısıyla düģük basınçlarda daha büyük damla çapları ile çalıģılması ilaçlama çalıģmalarında oluģan sürüklenmeyi azaltabilecektir. Ġlaçlama iģinin baģarısından söz ederken sürüklenmenin azaltılması yanı sıra hedef üzerindeki dağılım düzügünlüğü ve yeterli kaplama oranının da sağlanabilmesi çok önemlidir. Bu nedenle damla çapı seçimi büyük önem kazanmaktadır. Sürüklenmeyi azaltmak için büyük damla üretirken yeterli kaplama oranını da sağlayabilecek meme seçimine dikkat edilmelidir. Genel olarak küçük damlalar daha iyi bir kaplama sağlarken, büyük damlalar daha az sürüklenme eğilimindedir. Yukarıda bahsedilen meme tipleri ve çalıģma Ģartları sürüklenme potansiyelleri açısından değerlenirilmiģ olup kaplama oranı değerleri dikkate alınmamıģtır. Yapılacak arazi çalıģmalarından elde edilecek sonuçlarla rüzgar tünelinden elde edilen bu bulguların karģılaģtırılması gerekmektedir. Böylece kullanıma yönelik daha doğru tavsiyelerde bulunmak mümkün olabilecektir. TEġEKKÜR Institute for Application Techniques in Crop Protection, Julius-Kühn-Institut Braunschweig, Almanya da bulunan araģtırmacılara yardımlarından ötürü teģekkürü bir borç biliriz. LĠTERATÜR LĠSTESĠ Çelik, H., Kunter, B., Söylemezoğlu, G., Ergül, A., Çelik, H., KarataĢ, H., Özdemir, G., Atak, A., Bağcılığın GeliĢtirilmesi Yöntemleri ve Üretim Hedefleri. Ziraat Mühendisleri 7. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı, Herbst, A., Measurement of Spray Drift Potential in a Wind Tunnel. Proceedings of International Symposium on Pesticide and Environmental Safety, Beijing 2005, Jamar, L., Mostade, O., Huyghebaert, B., Pigeon, O., Lateur, M., Comparative performance of recycling tunnel and conventional sprayers using standard and driftmitigating nozzles in dwarf apple orchards. Crop Protection, article in press; doi: /j.cropro Nuyttens, D., Taylor, W.A., De Schampheleire, M., Verboven, P., Dekeyser, D., Influence of nozzle type and size 412

5 on drift potential by means of different wind tunnel evaluation methods. Biosystem Engineering 103 (?): Nuyttens, D., De Schampheleire, M., Verboven, P., Brusselman, E., Dekeyser, D., Droplet size and velocity characteristics of agricultural sprays. Vol. 52 (5): American Society of Agricultural and Biological Engineers Phillips, J. C., and P. C. H. Miller Field and wind tunnel measurements of the airborne spray volume downwind of the single flat-fan nozzles. J. Agric. Eng. Res. 72 (2): Tozan, M., Değirmencioğlu, A., Güler, H., ve Saraçoğlu, T., Hava Akımlı Bir Pülverizatörden Farklı Meme Delik Çapı ve Basınçta Elde Edilen Damla Çaplarını Tahminleme Modelleri. Ege Tarımsal AraĢtırma Enstitüsü Anadolu Dergisi, 15(2):