Перспективы применения аэрозольных технологий для защиты объектов агропромышленного комплекса

К.А. Лазарев
Д. т. н., ПО « БиоТехСар», г. Саратов

С незапамятных времен человек сталкивается с проблемами повышения плодородия почвы и предотвращения полегания посевов; борьбы с сорняками и насекомыми вредителями; борьбы с болезнями растений и животных; с необходимостью периодической защиты посевов озимых и садов от заморозков и засухи. Сейчас решение проблем защиты объектов агропромышленного комплекса (АПК) от целого ряда вредоносных факторов стало особенно актуальным в связи с потерей Россией после распада СССР целой отрасли машиностроения по производству спецтехники для защиты объектов АПК, наиболее масштабными из которых являются посевы зерновых овощных и технических культур.

В итоге к настоящему времени только в единичных хозяйствах сохранились морально и физически устаревшие образцы спецтехники, например, штанговые опрыскиватели.

Западные производители, в частности германские фирмы, предлагают широкий ассортимент образцов техники для защиты растений, в том числе и штанговые опрыскиватели. Но, как известно, цена "заморских" опрыскивателей пока еще далеко не по карману большинству наших земледельцев, не говоря уже о необходимости весьма деликатного отношения к ним при эксплуатации.

Кроме того, пытается возродиться отечественная сельскохозяйственная авиация, но ряд ограничений по ее использованию, а также существенное сокращение посевных площадей вряд ли дают право надеяться на ее широкое применение в обозримом будущем.

Вместе с тем намечающиеся тенденции подъема сельского хозяйства, а также возрастающие масштабы внедрения в растениеводство ЭМ-препаратов требуют создания и соответствующих прогрессивных технологий и спецтехники, отвечающей современным требованиям..

Необходимо отметить, что теоретическая и практическая база для создания прогрессивных и, в частности, аэрозольных технологий была заложена отечественными учеными Н.А. Фуксом, А.Г. Амелиным, В.Ф. Дунским и М.В. Южным еще в середине 50-х г.г. прошлого века и существенно дополнена К.П. Куценогим к концу 70 г.г.

В данном сообщении приведены некоторые результаты исследований по созданию ряда прогрессивных технологий защиты объектов АПК от различных вредоносных факторов, выполненных в рамках конверсии отдельных образцов военно-химической техники в 1988-1997г.г. под научным руководством и непосредственном участии автора .

Начало разработок отдельных образцов военно-химической техники, на базе которых проводились настоящие исследования, было положено в 30-х годах прошлого столетия. Их цель состояла в создании эффективных технологий дегазации, дезинфекции и дезинсекции военных объектов, в том числе складов, конюшен, местности и др.

Первые образцы спецтехники представляли собой прицепное или навесное оборудование, наподобие сеялок, и предназначались в основном для использования сыпучих препаратов. Однако уже перед Великой Отечественной войной появились полностью автономные образцы техники на колесном и гусеничном ходу. Предназначались они для использования преимущественно растворов препаратов методом опрыскивания.

Следующий этап в развитии спецтехники состоял в переходе к аэрозольным технологиям как наиболее эффективным и экономичным. В результате исследований к середине 50-х годов был разработан аэрозольный генератор переносной (сокращенно АГП), предназначенный для дезинсекции и дезинфекции местности, а также внутренних объемов объектов капитального строительства.

Генератор (см. фото рис.1) полностью автономен, может работать с грунта и с платформ или прицепов транспортных средств, в том числе и при их движении. На платформе кузова, например, автомобиля ГАЗ-66, можно установить два генератора и несколько бочек с рабочим раствором.

Рис.1. Общий вид аэрозольного генератора АГП, подготовленного для работы с грунта

Питание генератора рабочими растворами может производиться из бочек с объемом 200 и 275 л или из канистр объемом 20 л.

Генератор смонтирован внутри трубчатой рамы и состоит из прямоточного реактивного двигателя пульсирующего типа с различными насадками, что позволяет на одной энергетической базе реализовать выполнение нескольких функций по назначению. В состав генератора входят также системы подачи топлива, рабочих растворов и электросистема.

Основные характеристики генератора АГП представлены в табл.1. Как видно из представленных данных, расход рабочего раствора составляет до 230 литров в час. При этом аэрозоль с заданной концентрацией может распространяться на глубину до 200 м.

Таблица 1
Основные характеристики аэрозольного генератора АГП и комплекта бортовых генераторов (БАГ) к АРС-14

 

Наименование характеристики	Значение характеристики для:
	АГП	БАГ к АРС (2генератора)
Расход рабочего раствора, л/час	110..230	200. ..800
Глубина распространения аэрозоля, м	До 200	150. ..600
Пределы регулирования размеров частиц аэрозоля, мкм	1...10;140...400	5. ..100
Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм	2025х1130х860	-
Скорость при работе в движении, км/час	До 15	До 15
Масса без запаса топлива, кг	72	180
Расчет, чел.	1	1

Следует отметить, что в свое время под маркой АГ-УД серийно выпускался и гражда­нский вариант генератора АГП с аналогичными характеристиками.

Генератор АГ-УД успешно использовался для обработки птичников и других животноводческих помещений.

В 1984-1990г.г. был разработан навесной аналог АГП - комплект бортовых аэрозольных генераторов (БАГ) к авторазливочной станции АРС-14 (см. фото рис. 2).

Рис.2 Общий вид комплекта БАГ, смонтированного на авторазливочной станции АРС-14

Комплект БАГ состоит из 2-х генераторов аэрозоля, симметрично смонтированных на цистерне для рабочего раствора. Характеристики комплекта БАГ приведены в таблице 1. Основное достоинство генератора БАГ, по сравнению с АГП, - это высокая надежность работы, т.к. в конструкции генератора горячих газов нет движущихся частей.

Параллельно с генератором АГП была создана так называемая термическая дымовая аппаратура (ТДА). Аппаратура смонтирована на автошасси ГАЗ-66 (см. фото рис.3).

Рис.3 Общий вид машины ТДА, подготовленной для дезинсекции.

В состав машины ТДА входит: газогенератор, представляющий собой прямоточный реактивный двигатель, система подачи рабочего раствора, включающая емкость с рабочим объемом 1200л, система подачи топлива, электросистема и КИП(8).Основные характеристики машины ТДА представлены в табл.2.

Таблица 2
Основные характеристики машины ТДА-М

 

Наименование характеристики	Значение характеристики
Расход рабочего раствора, л/час	300. ..800
Глубина распространения аэрозоля, м	До 1000
Пределы регулирования размеров частиц аэрозоля, мкм	0,2. ..100; 200. ..500
Расход топлива для работы спецоборудования, л/час	18. ..36
Скорость при работе в движении, км/час	до 20
Расчет, чел	2

Помимо образцов малой и средней мощности, рассмотренных выше, в 60-х г.г. начались разработки значительно более мощных генераторов аэрозоля, одним из представителей которых является тепловая машина ТМС-65.

В 1967г. были проведены сравнительные испытания опытного образца машины ТМС-65 и мощного генератора аэрозоля МАГ, разработанного Институтом химической кинетики и горения Сибирского отделения наук СССР - конструктор В.А.Новиков (6).

В результате испытаний предпочтение было отдано машине ТМС-65 как более отработанному в техническом и эксплуатационном отношении образцу, который и пошел в серию (см. фото рис.4).

Рис.4. Общий вид машины ТМС-65 с прицеп - цистерной.

Специальное оборудование машины смонтировано на автошасси УРАЛ-375 и включает турбореактивный двигатель ВК-1А мощностью ЗООО л.с., гидравлическую систему для его поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, систему приготовления и подачи рабочего раствора и другие системы обеспечения. Основные характеристики машины ТМС-65 приведены в табл.3.

Таблица 3
Основные характеристики тепловой машины ТМС-65

 

Наименование характеристики	Значение характеристики
Расход рабочего раствора, л/час	1800... 6000
Глубина распространения аэрозоля, м	До 10000
Пределы регулирования размеров частиц аэрозоля, мкм	1,0.. .100; 100. ..1000
Расход топлива для работы оборудования, л/час	до 900
Скорость при работе в движении, км/час	до 40
Расчет, чел.	2

По своим техническим возможностям в части обработки местности и сооружений, а также в части создания аэрозольной волны с заданными параметрами машина долгое время не имела зарубежных аналогов.

Наличие в МО СССР описанных образцов спецтехники позволили в сжатые сроки разработать на их основе и апробировать ряд прогрессивных технологий защиты объектов АПК от вредоносных факторов.

Сущность разработки прогрессивных технологий по каждому виду работ состояла в поиске оптимальных сочетаний технологических режимов работы техники (температуры и скорости диспергирующего агента, концентрации и расхода рабочего раствора, угла наклона аэрозольной струи к поверхности земли и скорости движения) с метеорологическими условиями и рельефом местности.

Результаты апробации разработанных технологий приведены ниже.

1 .Июль 1990г. Уничтожение колорадского жука на картофеле (опытное поле в Приволжском Военном округе).

Применяемая техника - аэрозольный генератор АГП, установленный в кузове автомобиля ГАЗ-66

Общая площадь обработки - 0,5га; используемый инсектицид - " Децис ". Производительность - до 100 га/час; расход топлива (бензин А-76) -15 л/час Техническая эффективность - 96%.

2.Октябрь 1996г. Химическая прополка посевов озимой пшеницы (с.Козлаковка Саратовского района. Опытное хозяйство ЗАО "Саратовские семена"). Применяемая техника - машина ТДА-2К и тепловая машина ТМС-65. Общая площадь обработки - 50 га; используемый гербицид - 2,4Д-аминная соль. Производительность:

ТДА-2К-60 га/час;

ТМС-65 - свыше 150 га/час.

Техническая эффективность на 10-е сутки после обработки - до 80% (ТДА-2К) и до 30% (ТМС-65).

З.Июнь - июль 1997г. АО " Русь" (совхоз "Большевик)" Вольский район Саратовской области. На всех работах применялась только машина ТДА. 3.1 Сплошная и краевая химическая прополка посевов озимой пшеницы. Общая площадь обработки - 150 га. Расход рабочего раствора гербицида – 10 л/га. Производительность - не менее 40 га/час. Техническая эффективность на 3-ий день после обработки - до 60%.

3.2 Дезинсекция яблоневого сада. Общая площадь обработки - 50 га.
Расход препарата (хлорофос)- 1л/га. Производительность - 50 га/час.

Техническая эффективность через сутки после обработки - до 50%.

3.3 Дезинсекция и дезинфекция зернохранилищ с площадью 900 и 2000 кв.м. Расход препарата (хлорофос)-0,001кг/куб.м.

Производительность по одновременной дезинсекции и дезинфекции - до 600 кв.м/мин. Техническая эффективность через сутки после обработки - 100%.

3.4 Дезинсекция и дезинфекция свинарников с общей площадью 3500 кв.м. Расход препаратов-0,001кг/куб.м.

Производительность по одновременной дезинсекции и дезинфекции - до 400 кв.м/мин. Техническая эффективность через сутки после обработки - 100%.

4.Июль 1996г. Обработка скоплений саранчи (колхоз "Заветы Ильича" Вольский район Саратовской области).

Применяемая техника - машина ТДА-2К и тепловая машина ТМС-65. Общая площадь обработки - 2500 га (в т.ч. 300га озимой пшеницы). Расход препарата ("Каратэ ") - 0,1 кг/га. Производительность :

ТДА-2К-200 га/час;

ТМС-65 - свыше5000 га/час.

Техническая эффективность на 4-е сутки после начала обработки - 100%. Обобщенные результаты апробации приведены в табл.4.

Таблица 4. Основные показатели прогрессивных технологий

 

Показатель	Тип генератора			Техническая эффективность
	АГП	ТДА	ТМС
Производительность, га/час:	-		-
- сплошная прополка посевов зерновых (внекорневая подкормка);		до 40		80
- борьба с насекомыми (болезнями) садах (лесопосадках);	до 100	до 200	до5000	96-98
дезинфекция (дезинсекция) складов, животноводческих помещений, м.куб/час	до 20	до 50	до 1000	до 90
	до 3000	до 1000	-	до 98
Время непрерывной работы на одной заправке раствора, час	1,0 (с бочкой 200л.	1,0-2,5	до 1,0	-
Время непрерывной работы по запасу топлива, час	1,0	до 6,0	до 1,5	-

Приведенные в табл.4 данные свидетельствуют о весьма больших возможностях технологий, разрабатываемых на базе штатной военно-химической техники, даже на начальной стадии их апробации.

Достаточно сказать, что, например, производительность работ в ряде случаев не ниже, чем при использовании сельскохозяйственной авиации и на порядки выше, чем при использовании штанговых опрыскивателей.

Следует особо подчеркнуть, что технология, разработанная применительно к машине ТМС-65, сыграла решающую роль при проведении мероприятий по уничтожению саранчи в Вольском районе Саратовской области в июле 1997г.

Уместно заметить также, что имеется положительный опыт в разработке на базе военно-химической техники следующих прогрессивных технологий:

• внекорневой подкормки овощных культур жидкими органическими удобрениями;
• десикации подсолнечника;
• предотвращения засухи путем создания искусственной облачности и вызывания дождя или путем создания парникового эффекта;
• защиты посевов и садов от заморозков ;
• тушения пожаров в лесо-степных массивах.

В целом, по нашему мнению, есть все основания утверждать, что опыт, накопленный в области разработки прогрессивных аэрозольных технологий на базе штатной военно-химической техники, может служить основой для:

1. Обоснования и разработки программы работ регионального уровня для более широкой и глубокой апробации прогрессивных технологий защиты объектов АПК от широкого спектра вредоносных факторов.

2. Организации и развертывания в недалекой перспективе на федеральном уровне производства по серийному выпуску в интересах АПК образцов спецтехники, отвечающих требованиям международных стандартов.

Гарантией успеха в решении затронутых проблемных вопросов, с учетом перспективности инвестиций и кредитования, служит, с одной стороны, обозначившийся спрос, а с другой - сохранение до настоящего времени бывшими предприятиями России и Белоруссии кадров и производственной базы для развертывания работ.