Bağ Ġlaçlamasında Kullanılan Yerli Tip Ġçi BoĢ Konik Hüzmeli

2 6. T a r ı m s a l M e k a n i z a s y o n U l u s a l K o n g r e s i, 2 2 – 2 3 E y l ü l 2 0 1 0, H a t a y
Bağ Ġlaçlamasında Kullanılan Yerli Tip Ġçi BoĢ Konik Hüzmeli
Memenin Sürüklenme Potansiyelinin Rüzgar Tünelinde Belirlenmesi
1
Erkan URKAN1, Hüseyin GÜLER1 , Andreas HERBST2
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 11008 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 110-03 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
11008 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 110-03 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 6. T a r ı m s a l M e k a n i z a s y o n U l u s a l K o n g r e s i, 2 2 – 2 3 E y l ü l 2 0 1 0, H a t a y
rüzgar tünelinde ISO 22856 standardına uygun olarak
belirlemektir.
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 500.000 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. 2008 ylında üzüm
ihracatından elde edilen toplam gelir 169,4 milyon
doları (202.234 ton) sofralık üzüm ve 349,5 milyon
doları (199.234 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
410
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 22856 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) oC
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 110º 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
Meme tipi
Basınç
(bar)
Meme
Debisi
(L dak-1)
Püskürtme
Süresi
(s)
XR 11008
1
1,815
10
1,2 mm
8
1,440
5
XR 11008
2,5
2,820
5
1,2 mm
10
1,560
5
XR 11008
4
3,590
5
1,5 mm
6
2,130
5
1,255
5
*Lurmark
3
110-03
* Referans meme
2 6. T a r ı m s a l M e k a n i z a s y o n U l u s a l K o n g r e s i, 2 2 – 2 3 E y l ü l 2 0 1 0, H a t a y
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.
411
Çizelge 3. Farklı püskürtme memeleri için rüzgar
tünelinde ölçülen sürüklenme miktarları.
Meme tipi
ÇalıĢma
Basıncı
(bar)
Sürüklenme
Miktarı
(ml s-1)
XR 11008
1
0,0371 A *
XR 11008
2,5
0,1268 B
XR 11008
4
0,1467 B
Lurmark 110-03
3
0,1854 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.
2 6. T a r ı m s a l M e k a n i z a s y o n U l u s a l K o n g r e s i, 2 2 – 2 3 E y l ü l 2 0 1 0, H a t a y
Çizelge 4. Memelerin referans
sürüklenmeyi azaltma yüzdeleri.
memeye
göre
Meme tipi
Sürüklenmeyi Azaltma
Yüzdesi (%)
XR 11008-1 bar
47
1,2 mm-8 bar
-46
XR 11008-2,5 bar
-54
1,2 mm-10 bar
-49
XR 11008-4 bar
-123
1,5 mm-6 bar
-80
Lurmark 110-03-3 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 110-03‟ten daha az
sürüklenme sağlamıĢtır. Bunun nedeni XR 11008‟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 110-03, 3
bar çalıĢma basıncında ince-orta büyüklüğünde
damlalar üretiyorken, XR 11008 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
412
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., 2010. Bağcılığın
GeliĢtirilmesi Yöntemleri ve Üretim Hedefleri. Ziraat
Mühendisleri 7. Teknik Kongresi Bildiriler Kitabı, 493-513
Herbst, A., 2005. Measurement of Spray Drift Potential in a
Wind Tunnel. Proceedings of International Symposium
on Pesticide and Environmental Safety, Beijing 2005, 3946
Jamar, L., Mostade, O., Huyghebaert, B., Pigeon, O., Lateur,
M., 2010. Comparative performance of recycling tunnel
and conventional sprayers using standard and driftmitigating nozzles in dwarf apple orchards. Crop
Protection,
article
in
press;
doi:10.1016/j.cropro.2009.12.018
Nuyttens, D., Taylor, W.A., De Schampheleire, M., Verboven,
P., Dekeyser, D., 2009. Influence of nozzle type and size
2 6. T a r ı m s a l M e k a n i z a s y o n U l u s a l K o n g r e s i, 2 2 – 2 3 E y l ü l 2 0 1 0, H a t a y
on drift potential by means of different wind tunnel
evaluation methods. Biosystem Engineering 103 (?):
271-280
Nuyttens, D., De Schampheleire, M., Verboven, P.,
Brusselman, E., Dekeyser, D., 2009. Droplet size and
velocity characteristics of agricultural sprays. Vol. 52 (5):
1471-1480 American Society of Agricultural and
Biological Engineers
Phillips, J. C., and P. C. H. Miller. 1999. Field and wind tunnel
measurements of the airborne spray volume downwind
of the single flat-fan nozzles. J. Agric. Eng. Res. 72 (2):
161-170.
Tozan, M., Değirmencioğlu, A., Güler, H., ve Saraçoğlu, T.,
2005. Hava Akımlı Bir Pülverizatörden Farklı Meme Delik
Çapı ve Basınçta Elde Edilen Damla Çaplarını
Tahminleme Modelleri. Ege Tarımsal AraĢtırma Enstitüsü
Anadolu Dergisi, 15(2): 68- 86.
413