Deposition of herbicide in harmful plants in function of the type of nozzle of pulverization and the volume of solution
Mario Ignacio Herrera Prat1, Gilton José Rodrigues2, Mauri Martins Teixeira3, Pedro San José González4 y Héctor de las Cuevas Milán5
RESUMEN.
El mal uso de los herbicidas es un impedimento para la aplicación de
la agricultura conservacionista, ya que causa daño al medio ambiente
y la salud humana. El trabajo tiene como objetivo evaluar la deposición
y la deriva de herbicida con diferentes boquillas y volúmenes de aplicación
en condiciones de campo. Se escogieron dos tipos de boquilla de pulverización
(chorro plano y chorro cónico hueco) con tres volúmenes de aplicación
(125, 250 y 400 L·ha-1). Se utilizo para la toma de muestras
del espectro de pulverización sacamuestras «contact», las mismas
fueron debidamente identificadas y procesadas con un programa de computación
para el análisis de imágenes «Image Tool», versión
3.0. Para la evaluación de la deriva se utilizaron plantas artificiales,
posicionados fuera del área de experimento. Las boquillas de chorro plano
y cónico propician coberturas semejantes, tanto por el haz que el envés
de las hojas, el volumen de aplicación de 250 L·ha-1
proporciona mayor retención de solución en el follaje y mayor
uniformidad de cobertura de las plantas que los volúmenes de 125 y 400
L·ha1. Las gotas formadas en las aplicaciones con boquillas
de chorro cónico hueco están mas sujetas a la deriva que las producidas
con las boquillas de chorro plano, especialmente cuando se emplea bajo volumen
de aplicación. Las aplicaciones realizadas proporcionan en general, una
baja uniformidad de deposición en el envés de la hoja con un riesgo
potencial de deriva elevado.
Palabras clave: tecnología de aplicación, herbicidas.
ABSTRACT. The wrong use of the herbicides is in the lack of conservationist agriculture application, since it causes environment and the human health damage. The work has as objective to evaluate herbicide drift and deposition using different nozzles and application volumes on site. Two types of pulverization nozzles were chosen (flat spray nozzles and hollow cone nozzles) with three application volumes (125, 250 and 400 L·ha-1). Sampling process was developed obtaining the nozzles pulverization spectrum using paper labels «contact», witch were properly identified and processed using for the image analysis the specialized calculation software «Image Tool», version 3.0. For drift evaluation artificial plants previously positioned outside of the experiment area, were used. The nozzles of flat spray and hollow cone propitiate similar coverings in sheaf that the back of the leaves. Better results were achieved when the application volume was 250 L ha-1 providing higher solution retention and plants covering uniformity in the foliage that the volumes of 125 and 400 L·ha-1. The drops formed in the applications with nozzles of hollow cone produce more drift that those taken place with the nozzles of flat spray, especially when low application volume is used. The applications performed provided in general, low deposition uniformity in the back of the leaf with an elevated potential risk of drift.
Keywords: application technology, herbicides.
En la agricultura de conservación la capa vegetativa que cubre el suelo se deseca mediante el uso de herbicidas, con el objeto de proporcionar un abastecimiento constante de materia orgánica fresca. El uso de herbicidas en el control de malezas tiene que realizarse a partir de una correcta colocación del producto biológicamente activo en el árbol y en las cantidades necesarias alcanzando un mínimo de contaminación ambiental. El uso de volúmenes de solución no acorde con los esquemas de pulverización para un cultivo y maleza determinada, constituye la primera causa de contaminación ambiental, daño al cultivo y a la salud humana. En muchos lugares del mundo se están haciendo considerables esfuerzos para mejorar las condiciones de vida y de trabajo de las comunidades agrícolas.
El incremento del uso de la vegetación como plantas de cobertura es un hecho; algunas especies eran consideradas hasta hace poco tiempo como plantas invasoras o dañinas. Con la introducción de la agricultura de conservación el uso de herbicidas desecantes se hizo necesario para esta tecnología. La agricultura de conservación como tecnología disminuye los costos en cuanto al uso de la maquinaria, pero por otro lado incrementa los costos en los tratamientos con herbicidas sobre todo en la parte inicial. Los herbicidas sustituyen las labores de control con maquinaria, aunque lo hacen de una forma completa, todavía este es un tema a debatir por la comunidad científica. La mayor parte de los herbicidas están hechos en base a productos derivados del petróleo, un mayor precio del crudo, como en estos momentos, supondría un mayor costo de los herbicidas, por lo que se requiere de tratamientos más precisos para que los cultivos puedan ser sostenibles. El trabajo tiene como objetivo evaluar la deposición y la deriva de herbicida con diferentes boquillas y volúmenes de aplicación en condiciones de campo. Se escogieron dos tipos de boquilla de pulverización (chorro plano y chorro cónico hueco) con tres volúmenes de aplicación (125, 250 y 400 L·ha-1). Las boquillas de chorro plano y cónico propician coberturas semejantes, tanto por el haz que el envés de las hojas, el volumen de aplicación de 250 L·ha-1 proporciona mayor retención de solución en el follaje y mayor uniformidad de cobertura de las plantas que los volúmenes de 125 y 400 L·ha-1. Las gotas formadas en las aplicaciones con boquillas de chorro cónico hueco están mas sujetas a la deriva que las producidas con las boquillas de chorro plano, especialmente cuando se emplea bajo volumen de aplicación. Las aplicaciones realizadas proporcionan en general, una baja uniformidad de deposición en el envés de la hoja con un riesgo potencial de deriva elevado.
MATERIAL Y MÉTODOS
Se realizaron las evaluaciones de deposición y análisis del espectro de gotas para los dos tipos de boquillas y la presión de trabajo a utilizar en los experimentos de campo. Se utilizo para la toma de muestras del espectro de pulverización el papel «contact», este es un material de menor costo que los utilizado habitualmente, fabricado con control de calidad y que puede ser manipulado con relativa facilidad, sin afectarse las mediciones en ambientes con humedad relativa de hasta el 80%. Este tipo de papel ya fue utilizado en este tipo de trabajo por Gilton, (2005), el cual determino el coeficiente esparcimiento de la gota en su superficie y realizo trabajos comparativos con los sacamuestras hidrosensibles que habitualmente se utilizan.
Para que las manchas colectadas en los sacamuestras de papel «contact» presenten contraste suficiente para la lectura, fue adicionado al agua de pulverización un colorante negro de tejidos (GILTON, 2005). El colorante fue previamente disuelto en una proporción de 10 g·L-1. Los sacamuestras tienen dimensiones de 2 x 5 cm.
La adquisición de las imágenes de los sacamuestras para el análisis fueron hechas con un «scanner», con resolución de 300 dpi. Cada grupo de sacamuestras debidamente identificadas, fueron escaneadas y procesadas con un programa de computación para el análisis de imágenes «Image Tool», versión 3.0. En un programa «Excel» se procesó los resultados determinándose el porcentaje de cobertura y el tamaño de las gotas medidas en base al DMV, además se calculo el porcentaje de gotas con diámetro inferior a 100 mm, de acuerdo con la metodología de la ASAE (2000).
Las experiencias de campo se realizaron en áreas con plantas dañinas con 15 plantas/m2, en una parcela experimental de 10 m2 (5 x 2 m). La especie tratada fue IPOMEA (bejuco).
Se evaluaron las boquillas de chorro plano y cónico en tres volúmenes de aplicación (125, 250, 400 L·ha-1) y en el análisis se cuantifico la deriva. Las boquillas utilizadas fueron las de chorro plano y cónico hueco: TP11002, TP11004, J-A1 azul y J-A2 negro. Las boquillas de chorro plano son recomendadas para trabajar en presiones entre 200 e 400 kPa, con altura mínima da barra de 40 cm. Las boquillas de chorro cónico hueco (turbulencia) son indicados, para aplicaciones con presión superior a 300 kPa en barras de pulverización.
La velocidad de trabajo en el pulverizador fue de 4 km·h-1, cuando se utilizo la boquilla JA-1, y de 6 km·h-1 para los demás. La presión de operación de líquido fue de 200 kPa para las boquillas de chorro plano, y de 400 kPa para las boquillas de chorro plano, para obtener los volúmenes de aplicación seleccionados: 125, 250, 400 L·ha-1.
En la evaluación se utilizo como herbicida el Glifosate con una dosis recomendada por el fabricante de 5 L·ha-1 de sustancia activa. Se utilizo un pulverizador convencional con una barra porta boquillas de 2 m de longitud, la altura de la barra se trabajo a 40 cm y la distancia entre boquillas fue de 0,50 m.
Los sacamuestras fueron colocados en diez plantas por el haz y el envés de las hojas, en el caso de la determinación de la deriva los sacamuestras fueron colocados a un metro de altura en plantas artificiales fuera del área aplicación, a 5, 10 y 15 m de distancia del borde, en el sentido del movimiento del viento. Después de la aplicación, se procede al conteo de los impactos en cada sacamuestras que indicaran los resultados en cada caso.
Las condiciones climáticas de las aplicaciones fueron las siguientes: temperatura inferior a 28°C, humedad relativa superior a 75% y velocidad del viento entre 1 y 3 m/s.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Tabla 1 se muestran las medias del diámetro medio volumétrico (DMV) y el porcentaje de volumen pulverizado compuesto por gotas con diámetro inferior a 100 µm resultados del ensayo de laboratorio, estos corresponden con los tratamientos a realizar en el campo para la evaluación de la deriva y deposición. El menor volumen de aplicación y especialmente las boquillas de chorro cónico hueco propician gotas de menor tamaño, con un mayor riesgo potencial de ser arrastradas por el viento.
TABLA 1. Valores medios del diámetro medio volumétrico (DMV) y el porcentaje de volumen pulverizado compuesto por gotas con diámetro inferior a 100 µm en función de tipo de boquillas y volúmenes de aplicación (ensayo en laboratorio*)
*La presión de operación fue de 200 kPa para las boquillas de chorro plano y de 400 kPa para las boquillas de chorro cónico.
En la Tabla 2 se presentan las medias de los volúmenes retenidos en las tarjetas colocadas en el follaje por el haz y el envés de las hojas para la pulverización realizada con las boquillas de chorro plano y cónico para los tres volúmenes de solución final.
Se esperaba que las boquillas que producen gotas de menor tamaño como son las de chorro cónico hueco, propiciaran una mayor cobertura de la planta, pero esto no sucede así en la practica. Cross et al. (2001) estudiaron la influencia de la variación del tamaño de gotas (DMV variando de 156 a 237 µm) en la deposición en las plantas y comprobaron que la cobertura es semejante cuando se usan de gotas en ese rango de diámetro. Esto ocurre así debido a las perdidas de las gotas pequeñas provocadas por la deriva y la evaporación. Por otro lado, Barcellos et al. (1998), estudiando la penetración de gotas de pulverización en el envés en el cultivo de la soya, no encontraron superioridad de deposición de las boquillas de chorro cónico hueco en relación a las boquillas de chorro plano.
Matthews (1982) afirmó que las boquillas de chorro cónico hueco son mas eficientes en las aplicaciones sobre follaje, con relación a la cobertura. Esto posiblemente puede ser comprobado cuando se considera la deposición en el envés y el haz de las hojas por separadas.
TABLA 2. Volumen de solución final retenido (mL·cm-2) en el haz y el envés de las hojas, con boquillas de pulverización de chorro plano y de chorro cónico hueco para los volúmenes de aplicación*
*En estos casos se presentaron síntomas del fenómeno de escurrimiento
El volumen de aplicación de 250 L·ha-1 proporciono mayor retención de volumen de solución por el haz y el envés de las hojas, comparándola con los volúmenes de aplicación de 125 y 400 L·ha-1. Este resultado indica mayor distribución de líquido en la planta empleando el volumen medio de aplicación utilizado en la experiencia, condición deseada principalmente en el uso de herbicidas de contacto. En general, es esperado que con el incremento del volumen de aplicación propicie un aumento en el volumen de líquido retenido hasta cierto punto, a partir del cual la superficie no retiene más el líquido, pasando a ocurrir el escurrimiento, como se presento en el caso de los volúmenes de aplicación de 400 L·ha-1 lo que no es deseable ya que por un lado contamina el medio ambiente y por otro un exceso de caldo a emplear. Cross y Berrie (1993) evaluaron, en un túnel de viento, la influencia del volumen de aplicación (50, 100 e 200 L·ha-1) en la deposición de líquido pulverizado. Ellos también encontraron mayor cobertura de la planta empleando mayores volúmenes de aplicación de los estudiados.
En
la Tabla 3 se muestra la diferencia porcentual de volumen retenido entre las
posiciones del envés en relación con el volumen retenido en el
haz de la hoja, esto constituye el indicador de la uniformidad en la distribución.
Esta no fue homogénea, pues hay diferencia de retención en el
envés de las plantas. Varios autores, plantean que las boquillas de chorro
cónico hueco proporcionan cobertura mayor y más homogénea
en la planta (MATTHEWS, 1982 y CHRISTOFOLETTI, 1991). Posiblemente, en este
estudio, la presión de líquido empleada en las boquillas de chorro
cónico no es suficiente para generar la turbulencia necesaria para mayor
penetración
del chorro pulverizado en el haz de la hoja y por otro lado la deriva de las
gotas pequeñas también deben haber contribuido en el resultado.
TABLA
3. Diferencia porcentual de volumen retenido entre la posición del
envés de la hoja en relación con el volumen retenido en el haz,
para las boquillas de pulverización de chorro plano y de chorro cónico
hueco en diferentes volúmenes de aplicación*
*Los volúmenes de
aplicación, muestran una diferencia de volumen retenido entre las posiciones
significativamente diferentes.
Los volúmenes de aplicación de 125 y 400 L·ha-1 proporcionaron mayor diferencia de volumen retenido entre posiciones, lo que indica que poseen una menor uniformidad de deposición de líquido en la planta. En el caso de volúmenes de aplicación de 400 L·ha-1 la diferencia aumenta en mayor proporción y es mas significativa para la boquilla de chorro plano, esto se debió fundamentalmente a la disminución del cubrimiento del envés de la hoja, provocado por los tamaños de gotas producidos.
Derksen y Sanderson (1996) evaluaron la influencia del volumen de liquido en la deposición foliar de agrotóxicos. Ellos verificaron que con el uso de altos volúmenes de aplicación hubo mejor cobertura y menores variaciones de deposición en el envés. Explicaron que altos volúmenes permiten una redistribución de producto, por medio del escurrimiento de la parte superior para la parte inferior, lo que causa mayor deposición en las partes inferiores y con esto, mayor uniformidad de deposición. Pero estas aplicaciones presentan mayores riesgos de contaminación del suelo, en virtud de la posibilidad de la no retención del producto en las hojas.
En la Tabla 4 se muestran los efectos de las boquillas y volúmenes de aplicación sobre las densidades de gotas depositadas a 5, 10 y 15 m de distancia del área de las plantas. La interacción entre las boquillas y volúmenes de aplicación fue significativa.
En el caso de las boquillas de chorro cónico hueco, una mayor densidad de gotas fueron depositadas fuera del área de las plantas y esto sucedió con el menor volumen de aplicación. Los diámetros utilizados en las aplicaciones con 125 L·ha-1, por presentar un orificio de salida menor, producirán gotas de menor tamaño, mas sujetas a la deriva. Por otro lado las boquillas de chorro plano, no tienen diferencia significativa entre los volúmenes de aplicación; esto provoca una ligera tendencia a la reducción de la deriva con el aumento de volumen aplicado en todas las distancias del área de las plantas. Evaluando diferentes boquillas en volúmenes de aplicación de 47 y 97 L·ha-1, Wolf y Frohberg (2002) también encontraron mayor intensidad de deriva con menores volúmenes de mezcla.
La pulverización con las boquillas de chorro cónico hueco propicio mayor deposición de gotas fuera del área de las plantas, en relación de las boquillas de chorro plano. Las boquillas de chorro cónico hueco producen grandes volúmenes de gotas con diámetro inferior a 100 µm, las cuales están mas sujetas a la deriva. La turbulencia generada por esas boquillas, que ayuda a la penetración de las gotas por el envés de las hojas, también puede provocar efecto opuesto: cuando el follaje es denso que impide la entrada de las gotas, el movimiento del aire provoca una suspensión de estas que quedan mas sujetas a los fenómenos climáticos. Christofolletti (1991) también constató el riesgo potencial de deriva de las aplicaciones de agrotóxicos con ese tipo de boquilla.
TABLA 4. Densidad de gotas (gotas·cm-2) depositadas en las plantas artificiales, obtenidas durante las aplicaciones de herbicida con boquillas de pulverización de chorro plano y de chorro cónico hueco en dos volúmenes de aplicación, en las tres distancias del área de las plantas
CONCLUSIONES
• Las boquillas de chorro plano y cónico propician coberturas semejantes, tanto por el haz que el envés de las hojas.
• El volumen de aplicación de 250 L·ha-1 proporciona mayor retención de solución en el follaje y mayor uniformidad de cobertura de las plantas que los volúmenes de 125 y 400 L·ha-1.
• Las gotas formadas en las aplicaciones con boquillas de chorro cónico hueco están más sujetas a la deriva que las producidas con las boquillas de chorro plano, especialmente cuando se emplea bajo volumen de aplicación.
•
Las aplicaciones realizadas proporcionan en general, una baja uniformidad de deposición
en el envés de la hoja con un riesgo potencial de deriva elevado.
REFERENCIAS
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