Качество рабочей жидкости важнейший технологический фактор эффективности действия гербицидных препаратов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 661. 162

Б. О. Логвин, Р. Р. Валитов (к.т.н.), Р. Б. Валитов (чл.-корр. АН РБ, д.х.н., проф., зав.лаб.)

КАЧЕСТВО РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ - ВАЖНЕЙШИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ГЕРБИЦИДНЫХ ПРЕПАРАТОВ

Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений АНРБ, 450029, г. Уфа, ул. Ульяновых, 65; тел. (347) 2433638, e-mail: sk0905@rambler.ru

B. O. Logvin, R. R. Valitov, R. B. Valitov

QUALITY OF THE WORKING FLUID - AN IMPORTANT TECHNOLOGICAL FACTOR IN THE EFFICIENCY OF THE HERBICIDAL AGENTS

Research Technological Institute of Gerbicides and Plants Growth Regulators Bashkortostan Republic Academy of Sciences 65, Ulyanovykh Str, Ufa, 450029, Russia; ph. (347) 2433638, e-mail: sk0905@rambler.ru

На примере гербицидных препаратов «Окта-пон» и «Октапон экстра» установлено, что оптимизация расхода воды на приготовление рабочей жидкости при известных показателях размера дисперсной фазы рабочей жидкости и требуемом соотношении площадей покрытия (А — 0.3—0.8) является одним из важных технологических приемов повышения качества опрыскивания, обеспечивающего рост коэффициента использования биологического потенциала одного и того же действующего вещества, одновременно решая вопросы как технической эффективности, так и экологической безопасности.

Ключевые слова: биологическая эффективность; «Октапон»; «Октапон экстра»; поверхностно-активное вещество; показатель соотношения площадей; сложные эфиры 2,4-дихлор-феноксиуксусной кислоты.

В работе 1 на основании анализа большого экспериментального материала показано, что степень покрытия ед. поверхности обработки каплями рабочей жидкости является наиболее важным показателем, определяющим эффективность действия послевсходовых пес-тицидных препаратов.

Однако, если для рабочих жидкостей, образующихся из водорастворимых препаратов, содержащих действующее вещество в молеку-лярно-растворенном состоянии, данный постулат можно принять, то для рабочих жидкостей, представляющих из себя водные эмульсии, состоящие из двух относительно самостоятельных частей (дисперсная фаза и дисперсная среда), подобный подход не столь однозначен.

On the example of herbicidal agents «Oktapon» and «Oktapon extra» found that the optimization of the flow of water to prepare the working fluid under certain indicators size of the dispersed phase of the working fluid and the desired coverage area ratio (A — 0.3—0.8 ) is one of the important technological methods to improve the quality of spraying, providing increase utilization of the biological potential of the same active ingredient, while addressing issues such as technical efficiency and environmental safety.

Key words: biological efficiency; «Oktapon»; «Oktapon extra»; surface-active substance; ratio of areas ; esters of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid.

В связи с этим нами в работе 2 проведены более подробные теоретические исследования поведения рабочих растворов гербицидных препаратов в форме водных эмульсий. Показана достаточно сложная взаимосвязь различных характеристик рабочей жидкости с качеством аэрозольной обработки гербицидными препаратами в форме концентратов эмульсий.

Высказано предположение, что такой показатель качества обработки, как соотношение площадей капель дисперсной фазы к площади следа капли рабочей жидкости, является определяющим качество и техническую эффективность действия гербицидного препарата в форме концентрата эмульсии.

Дата поступления 23.03.14

Целью изложенных в данной статье результатов исследований является экспериментальное подтверждение высказанных в работе 2 теоретических положений.

Материалы и методы исследования

В качестве объекта исследований была выбрана серия разрешенных и применяемых на территории РФ гербицидных препаратов в форме концентратов эмульсий (КЭ), содержащих в качестве действующего вещества 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д) в модификации С7—С9 эфиров.

Качество рабочих жидкостей и техническая эффективность, рассчитанная как расход действующего вещества в пересчете на 2,4-Д кислоту (г/1 га) для рассматриваемых препаратов известны и регламентируются условиями их применения 3'4.

Размер дисперсной фазы рабочей жидкости оценивали на оптическом микроскопе JENAVAL (Carl Zeiss) с разрешающей способностью в 1 мкм.

Расчеты, иллюстрирующие взаимовлияние различных параметров рабочей жидкости, осуществляли по формулам, полученным как результат анализа алгоритма модели, предложенной нами в работе 2.

Результаты и их обсуждение

Первоначально рассмотрим два разработанных институтом гербицидных препарата «Октапон», КЭ и «Октапон экстра», КЭ. Оба препарата содержат в качестве действующего вещества 2,4-Д кислоту в форме С7—С9 эфи-ров, в приблизительно одинаковой концентрации (~ 500 г 2,4-Д в 1 л).

Однако качество их рабочих жидкостей имеет существенные различия. Если размер дисперсной фазы рабочей жидкости для «Ок-тапона», КЭ составляет 20—25 мкм, то для «Октапона экстра», КЭ этот показатель находится на уровне 5—10 мкм, что вполне объяснимо различным содержанием в препаратах поверхностно-активного оксиэтилированного алкилфенола (12% мас. для «Октапона» и 20% мас. для «Октапона экстра»).

Экспериментально установленный факт отсутствия сколь-либо существенного влияния разбавления гектарной дозы препарата в процессе приготовления рабочей жидкости на размер дисперсной фазы (табл. 1) упрощает задачу интерпретации рассматриваемых ниже экспериментальных данных.

Так, согласно регламентным нормам применения препаратов «Октапон» и «Октапон экстра», их техническая эффективность составляет 450 и 350 г 2,4-Д кислоты на 1 га, соответственно. Можно предположить, что столь существенная (~ 25%) разница в технической эффективности идентичных по составу герби-цидных препаратов может быть объяснена только качеством рабочей жидкости, а именно, размером дисперсной фазы и количеством воды, используемой на ее приготовление.

Эти показатели качества рабочей жидкости при обеспечиваемом конструкцией опрыскивателя размере капли рабочей жидкости в 200 мкм (среднекапельное опрыскивание) совместно формируют интегральный показатель соотношения площадей капель препарата в следе капли рабочей жидкости.

Расчет соотношения площадей, проведенный по формуле

Препарат Расход препарата, л/га Расход воды на приготовление рабочей жидкости, л/га Размер дисперсной фазы рабочей жидкости, мкм

100 основная фракция 5,

встречаются до 10

Октапон 0.7 200 - « -

экстра 300 - « -

100 основная фракция 5 мкм

0.5 200 - « -

300 - « -

100 основная фракция 5 мкм

0.25 200 - « -

300 - « -

Таблица 1

Зависимость размера дисперсной фазы от количества воды на приготовление рабочей жидкости

Н • V • V

А _ пф пф рж

Н • V • V

рж пф рж

(1)

где А — соотношение площадей, доля от 1;

Нрж, Нпф — гектарный расход рабочей жидкости и препарата, мл/см2;

Бпф, Брж — площадь капли дисперсной фазы и капли рабочей жидкости, соответственно, см2;

Урж, Упф — объем капли рабочей жидкости и капли дисперсной фазы, соответственно, мл;

показывает, что величина (А) для препарата «Октапон» составляет всего 0.03 против 0.3 для «Октапона экстра».

Соответственно, и степень покрытия препаратами единицы листовой поверхности при размере дисперсной фазы рабочей жидкости в 20 и 5 мкм и расходе препарата 1 и 0.7 л/га для препаратов «Октапон» и «Октапон экстра», рассчитанная по формуле

СП,

Нп

" пр.

пф.

V,

• V

пф.

(2)

пф.

будет составлять 0.5 и 1.1% мас., что для препарата «Октапон» практически в 2 раза ниже, чем для препарата «Октапон экстра».

Таким образом, приведенные выше экспериментальные и расчетные данные подтверждают обоснованность и важность соблюдения в процессе обработки оптимального показателя соотношения площадей покрытия единицы листовой поверхности обработки каплями дисперсной фазы рабочей жидкости и следом кап-

ли рабочей жидкости, как одного из важнейших показателей качества и эффективности действия гербицидного препарата.

Аналогичные результаты, свидетельствующие о ключевой роли показателя соотношения площадей (А) в обеспечении качества и эффективности обработки, были получены при анализе поведения других аналогичных «Октапону экстра» гербицидных препаратов.

Расчеты, проведенные согласно формуле 1 с учетом регламентных норм применения препаратов, представлены в табл. 2.

Как следует из данных табл. 2, именно соотношение площадей покрытия каплями препаративной формы к следу площади капли рабочей жидкости (А), при прочих равных условиях, обеспечиваемых регламентом применения и качеством препарата, напрямую связано с технической эффективностью действия гербицидного препарата в форме концентрата эмульсии.

При этом можно полагать, что имеет место критический уровень показателя (А) на уровне 0.3, ниже которого имеет место снижение эффективности действия препарата.

Результаты, приведенные в табл. 2, свидетельствуют также о том, что только для препарата «Октапон экстра» регламент его применения обеспечивает показатель (А) не ниже его критического значения.

Обеспечение показателя (А) на уровне не ниже критического для других препаратов при условии соблюдения регламентных норм расхода воды на приготовление рабочей жидкости, согласно результатам расчета по формуле

Таблица 2

Качество рабочей жидкости и техническая эффективность коммерческих 2,4-Д- содержащих препаратов в форме концентратов эмульсий (размер дисперсной фазы рабочей жидкости 5 мкм, размер капли рабочей жидкости 200 мкм)

Препарат, КЭ Средний Средний Соотношение площадей Техничес-

(2,4-Д кислота регламент- регламент- покрытия капель дисперс- кая эффективность

в форме С7-С9 эфиров) ный расход препарата, л/га (Нпф) ный расход рабочей жидкости, л/га (Нрж) ной фазы к площади следа капли рабочей жидкости, доля от 1 (А) препарата, (расход 2,4-Д кислоты на 1 га)

Эфирам, КЭ (550 г/л 2,4-Д 0.7 175 0.16 385

кислоты)

Эстерон, КЭ (564 г/л 2,4-Д 0.7 250 0.11 394

кислоты)

Эстет, КЭ

(600 г/л 2,4-Д 0.7 250 0.11 420

кислоты)

Октапон экстра, КЭ (500 г/л 2,4-Д 0.7 100 0.28 350

кислоты)

Таблица 3

Расчет количества воды на приготовление рабочей жидкости (размер дисперсной фазы рабочей жидкости 5 мкм, размер капли рабочей жидкости 200 мкм)

Препарат, КЭ Средний Принятое соотношение Необходимое расчетное

(2,4-Д кислота в форме С7-С9 эфиров) регламентный расход препарата, л/га (Нпф) площадей покрытия капель дисперсной фазы к следу площади капли рабочей жидкости, доля от 1 (А) количество воды для приготовления рабочей жидкости при заданных показателях (Нпф) (А), л/га (Нрж)

Эфирам, КЭ (550 г/л 2,4-Д 0.7 0.3 93.3

кислоты)

Эстерон, КЭ (564 г/л 2,4-Д 0.7 0.3 93.3

кислоты)

Эстет, КЭ

(600 г/л 2,4-Д 0.7 0.3 93.3

кислоты)

Октапон экстра, КЭ (500 г/л 2,4-Д 0.7 0.3 93.3

кислоты)

К.

пф

H • S • V

пф пф рж

H • A • S

рж рж

(3)

H • S • V

H _ пф пф рж

рж _ А •К, • S р

(4)

пф

рж

возможно при условии снижения размера дисперсной фазы рабочей жидкости до 1—2 мкм, что достаточно проблематично для классических эмульсий типа «масло в воде».

В данной ситуации наиболее простым вариантом оптимизации показателя А является расчет количества рабочей жидкости (практически то же самое, что и расход воды на приготовление рабочей жидкости, учитывая концентрацию препарата в рабочей жидкости) при определенном среднем размере дисперсной фазы рабочей жидкости в интервале регламентных норм применения препарата и заданном показателе А.

Результаты расчета представлены в табл. 3.

Совместный анализ данных табл. 2 и 3 не только еще раз подтверждает принципиальную роль соотношения площадей капель препаративной формы в следе капли рабочей жидкости (А) в повышении качества и эффективности действия гербицидных препаратов в форме концентратов эмульсий, но и открывает практические пути оптимизации этого показателя путем расчета количества воды, необходимого на приготовление рабочей жидкости при известных характеристиках качества и регламентных норм применения препарата, что обеспечивает перспективу роста экономической эффективности и экологической безопасности применяемых в настоящее время в сельскохозяйственной практике гербицидных препаратов в форме концентратов эмульсий.

Литература

1. Дунский В. Ф., Никитин Н. В., Соколов М. С. Пестицидные аэрозоли.— М.: Наука, 1982. — 228 с.

2. Бадиков Ю. В., Валитов Р. Б. // Баш. хим. ж.- 2008.- Т.15, №2.- С.157.

3. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ.- М. 2002.- С.183.

4. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ.- М. 2011.- С.226.

References

1. Dunskij V. F., Nikitin N. V., Sokolov M. S. Pesticidnye ajerozoli [Pesticide sprays]. Moscow: Nauka, 1982. 228 p.

2. Badikov Ju. V., Valitov R. B. Bash. khim. zh. 2008. V.15, no.2. P.157.

3. Spisok pesticidov i agrohimikatov, razreshennyh k primeneniju na territorii RF [List of pesticides and agrochemicals permitted for use on the territory of the Russian Federation]. Moscow. 2002. P.183.

4. Spisok pesticidov i agrohimikatov, razreshennyh k primeneniju na territorii RF [List of pesticides and agrochemicals permitted for use on the territory of the Russian Federation]. Moscow. 2011. P. 226.