Determination of Spray Characteristics in Optimized Conditions for Pesticide Applications

Year 2020, Volume: 10 Issue: 3, 733 - 741, 15.07.2020

Altuğ Karabey Yunus Özkan Bahadır Sayıncı Faruk Yeşildal

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.707891

Abstract

Agriculture is a large and serious sector developing on a global basis. An important research subject in agriculture is the pesticide
applications performed by spraying method. One of the objectives of spray application technologies
is to provide using at the recommended dosage of pesticides at the
right time by using the appropriate application techniques in order to
reduce the level of pest or disease factors at crop production. In this study,
the effects of flow parameters on droplet diameter of single hollow-cone nozzle
used on conventional sprayers were investigated. For this purpose, three
different nozzle-surface distances (70 cm, 85 cm, 100 cm), three different
operational pressure (6 bar, 8 bar, 10 bar) and three different nozzle orifice
diameters were determined as flow parameters under conditions of constant speed
and spray angle. The experiments were carried out in duplicate at different
times. After spray application, the droplet spot images obtained from the water
sensitive paper surfaces were processed and the volumetric diameter and
homogeneity values ​​were determined. In order to examine the effect of the
flow parameters on droplet diameter, the charts were drawn and the variations
were interpreted. In general, the characteristic droplet diameters were
decreased and the homogeneity coefficient increased on the conditions of the
same nozzle orifice diameter and spray distance as the operational pressure
increased. Comparing nozzle orifice diameters for the same operational pressure
and spraying distance, it was observed that the droplet diameter increased for
the nozzles with large orifice diameter and the homogeneity value deteriorated.

Keywords

Atomization, Droplet Diameter, Pesticide Application, Spray Characteristics

Pestisit Uygulamaları İçin Optimize Edilmiş Koşullarda Sprey Karakteristiklerinin Belirlenmesi

Abstract

Tarım küresel bazda
gelişmekte olan büyük ve ciddi bir sektördür. Tarımda
önemli bir araştırma konusu püskürtme yöntemiyle yapılan pestisit
uygulamalarıdır. Sprey uygulama teknolojilerinin amaçlarından biri,
bitkisel üretimde zararlı veya hastalık etmenlerinin seviyesini azaltmak için
pestisitlerin doğru zamanda uygun tekniklerle önerilen dozda kullanılmasını
sağlamaktır. Bu çalışmada, konvansiyonel pülverizatörlerde kullanılan ve tek
noktadan atomizasyon sağlayan konik hüzmeli nozulun akış parametrelerinin
damlacık çapı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, sabit
ilaçlama hızı ve spreyleme açısı koşullarında üç farklı nozul-yüzey
mesafesi (70 cm, 85 cm, 100 cm), üç farklı işletme basıncı (6 bar, 8 bar, 10
bar) ve üç farklı nozul çapı akış parametreleri olarak belirlenmiştir.
Deneyler farklı zamanlarda çift tekrarlı olarak yapılmıştır. Sprey
uygulamalarından sonra suya duyarlı kağıtların yüzeyinden elde edilen damla
lekesi görüntüleri işlenerek hacimsel çap ve damla homojenlik değerleri belirlenmiştir.
Akış parametrelerinin damla çapına olan etkisini incelemek için grafikler
çizilmiş ve değişimler yorumlanmıştır. Genel olarak, aynı nozul orifis çapı ve
spreyleme mesafesinde; işletme basıncı artarken karakteristik damla çapları
küçülmüş ve homojenlik katsayısı iyileşmiştir. Aynı
işletme basıncı ve spreyleme mesafesi için nozul orifis çapları
karşılaştırıldığında; orifis çapı arttıkça damlacık çapının arttığı ve
homojenliğin azaldığı gözlemlenmiştir.

Keywords

Atomizasyon, Damlacık Çapı, Pestisit Uygulamaları, Sprey Karakteristikleri

References

• Albuz®, 2016. Spray Nozzles, Albuz Catalog 2016. http://albuz-spray.com.
• Coates . W. ve Palumbo, J., 1997. Deposition, Off-Target Movement, and Efficacy of CaptureTM and ThiodanTM Applied to Cantaloupes Using Five Sprayers. Applied Engineering in Agriculture, 13(2), 181-188.
• Çelen, I. H., Arın, S., Durgut, M.R. ve Okur, E., 2007. Bağlarda Kalıntı ve Damla Dağılımı Üzerinde Pülverizatör İlerleme Hızı Değişiminin Etkisi. Tarımsal Mekanizasyon 24. Ulusal Kongresi, Sütçü İmam Üniversitesi 5-7 Eylül, Kahramanmaraş, s.407-414.
• Çilingir İ. ve Dursun E., 2002. Bitki Koruma Makinaları. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayın No:1531, Ders Kitapları Yayın No:484 Ankara, 248s.
• Dağ, S. S., Aykaç, V. T., Gündüz, A., Kantarcı, M. ve Şişman, N., 2000. Türkiye’de Tarım İlaçları Endüstrisi ve Geleceği. Kongre 2000 Kitabı, TMMOB Ziraat Mühendisleri Odası Yayınları, http://www.tmmobzmo.org.tr (2003).
• FAO, 2017. FAOSTAT, Pesticides Use Online Input Data. http://www.fao.org/faostat/en/#data
• Franz, E., 1993. Spray Coverage Analysis Using a Hand-Held Scanner. Transactions of the ASAE, 36(5), 1271-1278.
• Günel, H. ve Öztürk, İ., 2006. Bant İlaçlaması ve Direkt İlaçlama Yapan Üniteler ve Kullanım Alanları. Atatürk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, 38(1), 91-95.
• Hassen, N.S., Sidik, N.A.C. ve Sheriff, J.M., 2014. Advanced Techniques for Reducing Spray Losses in Agrochemical Application System. Life Science Journal, 11(3), 56-66.
• Hipkins, P. ve Grisso, R.B., 2014. Droplet Chart/Selection Guide. Virginia Cooperative Extention, Virginia State University Publication, 442-031.
• Hypro®, 2018. Hypro Nozzle Catalogue. http://www.hypro-eu.com.
• Lechler®, 2018. Agricultural Spray Nozzles, 2018 US Catalog. http://www.lechler.de.
• Marçal, A.R.S. ve Cunha, M., 2008. Image Processing of Artificial Targets for Automatic Evaluation of Spray Quality. Transactions of the ASABE, 51(3), 811-821.
• Matthews, G.A., 2004. How Was The Pesticide. Applied Crop Protection, 23, 651-653.
• Nuyttens, D., Baetens, K., De Schampheleire, M. ve Sonck, B. 2007. Effect of Nozzle Type, Size, and Pressure on Spray Droplet Characteristics. Biosystem Engineering, 97(3), 333-345.
• Özkan, H.E., Reichard, D.L. ve Ackerman, K.D., 1992. Effect of Orifice Wear on Spray Patterns From Fan Nozzles. Transactions of the ASAE, 35(4), 1091-1097.
• Sæbø, O. ve Wighus, R., 2015. Droplet Sizes From Deluge Nozzles. SP Fire Research, SPFR Report A15 107453:1, April 2015, 38 p.
• Sanchez-Hermosilla J. ve Medina R., 2004. Adaptive Threshold for Droplet Spot Analysis Using Water-Sensitive Paper. Applied Engineering in Agriculture 20(5), 547-551.
• Sayıncı, B. (2016a). The Influence of Strainer Types on the Flow and Droplet Velocity Characteristics of Ceramic Flat -Fan Nozzles. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 40 (1), 25-37.
• Sayıncı, B., Demir, B. ve Açık, N., 2019. Pülverizatör Memelerinde Damla Sıklığı ve Pülverizasyon Karakteristiklerinin Tahminlenmesi. YYÜ Tarım Bilimleri Dergisi (Yuzuncu Yil University Journal of Agricultural Sciences), 29(3), 458-465.
• Sayıncı, B. ve Bastaban, S., 2004. Düşük ve Yüksek Hacim Uygulamalı İlaçlama Aletlerinin Karşılaştırılması: I Tetranychus Urticae Koch [acarina, tetranychidae]’ye Karşı Etkinliklerinin Belirlenmesi. Tarımsal Mekanizasyon 22. Ulusal Kongresi, 8-10 Eylül, Aydin, s.177-184.
• Sayıncı, B., Yarpuz-Bozdoğan, N., Yıldız, C. ve Demir, B., 2013. Konik Hüzmeli Memelerde Akış Katsayısı ve Bazı İşletme Özelliklerinin Belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilimleri Dergisi, 9(1), 9-20.
• Sidahmed, M.M., Awadalla, H.H. ve Haidar, M.A., 2004. Symmetrical Multi-Foil Shields for Reducing Spray Drift. Biosystems Engineering, 88(3), 305-312.
• Srivastava, A.K., Goering, C.E. ve Rohrbach, R.G., 1993. Engineering Principles of Agricultural Machines. ASAE Textbook Number 6, ISBN 0-929355-33-4, 601 p.
• Sumner, H.R. ve Herzog, G.A., 2000. Assessing the Effectiveness of Air-assisted and Hydraulic Sprayers In Cotton Via Leaf Bioassay. The Journal of Cotton Science, 4, 79-83.
• Tanış, M., 2019. Bitkisel İlaçlamada Sprey Karakteristiklerinin Taguchi Yöntemi ile Optimizasyonu. Yüksek Lisans Tezi, Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Van, 36s.
• Uremis, I., Bayat, A., Uludag, A., Bozdogan, N., Aksoy, E., Soysal, A. ve Gonen, O., 2004. Studies on Different Herbicide Application Methods in Second Crop Maize Fields. Crop Protection, 23(11), 1137-1144.
• Yıldırım, E., 2000. Tarımsal Zararlılarla Mücadele Yöntemleri ve Kullanılan İlaçlar. Atatürk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları, No: 219, Erzurum, 344 s.