MD4286C1 - Dispozitiv de administrare a substanţelor fitosanitare în plante lemnoase - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la domeniul horticol şi forestier, şi anume la un dispozitiv de administrare a substanţelor fitosanitare în plante lemnoase.Dispozitivul, conform invenţiei, include o cameră de absorbţie (6), o cameră de transfer-dozare (3) demontabilă, ce conţine o membrană (5) unidirecţională şi o micropompă (4) de alimentare, precum şi un rezervor (2) de alimentare pentru substanţe fitosanitare, totodată dispozitivul mai include un sistem de comandă (1) şi un colier (11) de plastic de tip bridă dotat cu o placă de presiune cu arc lamelar (12) reglabil pentru fixarea de trunchiul plantei (9).Rezultatul constă în asigurarea unei absorbţii controlate a substanţelor fitosanitare de către pseudorădăcini.

Description

Invenţia se referă la domeniul horticol şi forestier, şi anume la un dispozitiv de administrare a substanţelor fitosanitare în plante lemnoase.

Administrarea substanţelor fitosanitare se face în scopuri multiple, în principal pentru prevenirea şi tratarea bolilor şi dăunătorilor, precum şi pentru stimularea creşterii şi dezvoltării formaţiunilor de rod sau pentru inhibarea dezvoltării unor părţi morfo-structurale, iar administrarea de coloranţi se face în vederea vopsirii lemnului în exploataţiile forestiere etc. Aceste produse, pe lângă costul mare de fabricare, prezintă o toxicitate ridicată pentru om, plante şi mediu, din care cauză se impune utilizarea unor procedee de administrare controlată, care să permită administrarea optimă a soluţiei, cu eliminarea pierderilor de substanţă activă şi altele.

În acest sens, o problemă actuală legată de exploatarea plantaţiilor o reprezintă proliferarea bolilor şi a dăunătorilor, care au o pondere tot mai mare. Prevenirea acestora impune aplicarea de tratamente costisitoare, care constituie până la 30…35% din cheltuielile de producţie. Pesticidele utilizate în combaterea bolilor şi dăunătorilor, pe lângă efectul lor favorabil, duc la poluarea mediului şi a recoltei, dar şi la apariţia fenomenului de rezistenţă a agenţilor patogeni şi dăunătorilor la pesticide, sporind gradul de agresivitate al acestora. De asemenea, aceste tratamente necesită cheltuieli mari legate de administrarea lor (utilaje specializate, substanţe, manoperă), în acelaşi timp accentuând tasarea solului. În ultimii ani, există studii privind combaterea integrată şi raţională a bolilor şi dăunătorilor viţei-de-vie prin creşterea ponderii fitoprotecţiei sanitare biologice şi biotehnice în scopul eliminării pesticidelor foarte toxice şi poluante [1].

Aplicarea substanţelor fitosanitare se face prin mai multe procedee: prin stropiri cu diferite utilaje cu administrare foliară (majoritatea tratamentelor), prin administrare pe sol şi, mai rar, prin injecţie în sol sau direct în plantă, respectiv în duramen şi alburn sau aplicare pe periderm.

În prezent, există studii pentru dezvoltarea sistemelor care asigură administrarea unor cantităţi minime necesare pentru combaterea unor boli sau dăunători, în condiţiile stricte impuse de factorii de climat, pedologici şi dendrologici, care au drept scop elaborarea unor procedee de aplicare prin stropire cu volume ultrareduse de soluţii, utilizând picături încărcate electrostatic [2, 3, 4].

Este cunoscut un sistem ce permite un grad mare de dirijare a soluţiilor către frunză şi atenuarea pericolului de contaminare la pulverizare [5].

Este cunoscut un tunel de recuperare a soluţiei care nu atinge aparatul foliar, la utilizarea pulverizării [6].

Aceste tehnologii prezintă dezavantaje legate de preţul de cost ridicat şi necesită implicarea unei forţe de muncă specializate.

Cel mai apropiat de invenţia revendicată este un sistem de administrare prin injecţie a substanţelor fitosanitare prin capătul liber al rădăcinii unui puiet de pom, aflat într-o cameră de livrare [7].

Acest sistem este limitat de prezenţa decelabilă în zona de suprafaţă a solului a unei rădăcini la pomii tineri, la care se poate identifica zona limită a sistemului radicular.

Dispozitivul de administrare prin pseudorădăcini a substanţelor fitosanitare înlătură dezavantajele specificate mai sus, prin aceea că se efectuează administrarea controlată şi autonomă a produselor fitosanitare, direct prin transfer în sistemul circulator al plantei.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în utilizarea unui dispozitiv autonom aplicat pe trunchiul plantei, care permite absorbţia controlată a substanţelor cu principii active fitosanitare, stimulatoare de creştere, inhibitoare etc.

Dispozitivul de administrare a substanţelor fitosanitare în plante lemnoase include o cameră de absorbţie, o cameră de transfer-dozare demontabilă, ce conţine o membrană unidirecţională şi o micropompă de alimentare, precum şi un rezervor de alimentare pentru substanţe fitosanitare, totodată dispozitivul mai include un sistem de comandă şi un colier de plastic de tip bridă dotat cu o placă de presiune cu arc lamelar reglabil pentru fixarea de trunchiul plantei.

Camera de absorbţie a dispozitivului este executată din material plastic opac sau cu suprafaţa reflectorizantă cu un volum în funcţie de tipul plantei şi condiţiile de microclimat şi este prevăzută cu un locaş pentru introducerea pseudorădăcinilor plantei.

Rezervorul de alimentare este executat compartimentat din masă plastică rezistentă la razele UV, de culoare albă sau cu suprafaţa reflectorizantă, are formă paralelipipedică şi este prevăzut cu un suport de fixare a sistemului de comandă.

Membrana unidirecţională este executată dintr-un material de polimer microporos de tip milipor, insolubil şi inert la contactul cu substanţele fitosanitare.

Micropompa de alimentare este executată cu posibilitatea acţionării piezoelectrice.

Dispozitivul este dotat cu senzori pentru determinarea temperaturii şi umidităţii atmosferice.

Sistemul de comandă a dispozitivului este executat cu posibilitatea recepţionării semnalelor de la un centru de comandă.

Dispozitivul este fixat pe plantă, aproape de sol, unde se regăsesc pseudorădăcinile stimulate anterior şi dezvoltate în camera de absorbţie, care asigură preluarea soluţiei de către plantă; alimentarea camerei de absorbţie cu solventul de bază (apă pură) se face printr-un sistem de alimentare continuă sau periodică, separat de alimentarea cu soluţia fitosanitară, a cărei concentraţie este reglată de micropompa de alimentare la trecerea prin membrana din rezervorul de alimentare; reglarea concentraţiei substanţei fitosanitare se face automat, de la distanţă, de la un centru de comandă.

Dispozitivul se montează manual, pe fiecare tulpină în parte, atunci când se realizează tăierea de fructificare din perioada repausului vegetativ. Schimbarea rezervorului de alimentrare se face anual, iar schimbarea locaţiei de montare pe plantă a dispozitivului se face odată la 3…4 ani. Rezervorul de alimentare şi camera de transfer-dozare, respectiv, suprafaţa membranei de transfer pot avea diverse tipo-dimensiuni, în funcţie de talia şi tipul plantei şi în funcţie de regimul climatic. Comanda şi monitorizarea difuziei substanţelor fitosanitare în sistemul circulator al plantei se face de la distanţă, prin telecomandă de la un centru local de control, fie automat, fie prin sisteme paralele (internet, telefon mobil).

Acest dispozitiv utilizează ca mecanism de răspândire a substanţelor fitosanitare sistemul circulator al plantei, asigurând astfel o bună penetrare a substanţelor active în toate ţesuturile. Dispozitivul de administrare prin pseudorădăcini a substanţelor fitosanitare utilizează cantităţi infime de substanţe fitosanitare pentru tratamentele administrate, faţă de dispozitivele, respectiv metodele folosite în prezent, întreaga cantitate de substanţă de tratare fiind introdusă în plantă, eliminându-se astfel poluarea mediului şi solului. În cazul utilizării dispozitivului de administrare revendicat, cantitatea de substanţă de tratare care ajunge în produsul recoltat este implicit mai mică, fiind în întregime metabolizată.

Rezultatul constă în asigurarea unei absorbţii controlate a substanţelor fitosanitare de către pseudorădăcini.

Rezultatul se datorează absorbţiei substanţelor fitosanitare de către rădăcinile tinere stimulate artificial, dezvoltate anterior într-o cameră de absorbţie, care asigură preluarea intermitentă a substanţelor active din rezervorul de alimentare printr-o membrană de transfer unidirecţională cu o micropompă telecomandată.

Prin aplicarea invenţiei se obţin o serie de avantaje, şi anume:

̶ eliminarea pierderilor de substanţe fitosanitare;

̶ eliminarea poluării solului şi apelor;

̶ realizarea de economii considerabile prin eliminarea utilizării unor utilaje complexe, respectiv prin comasarea unor operaţii şi prin cheltuieli reduse de exploatare;

̶ permite controlul şi reglarea automată sau telecomandată în timp real a parametrilor de funcţionare, în funcţie de microclimat;

̶ eliminarea agresiunii exercitate asupra tulpinii plantelor lemnoase;

̶ eliminarea intoxicării operatorului de deservire cu substanţe nocive.

În continuare invenţia se explică printr-un exemplu de realizare şi desenele din fig. 1- 4, care reprezintă:

̶ fig. 1, poziţia de aplicare pe trunchiul plantei a dispozitivului;

̶ fig. 2, secţiune longitudinală cu componentele structural-funcţionale ale dispozitivului;

̶ fig. 3, secţiune transversală a dispozitivului în zona prizei;

̶ fig. 4, etapele de pregătire a montării dispozitivului de administrare prin absorbţie de către pseudorădăcini a substanţelor fitosanitare în plantele lemnoase.

Dispozitivul de administrare prin absorbţie de către pseudorădăcini a substanţelor fitosanitare în plante lemnoase se aplică pe trunchiul plantei, aproape de sol, într-o zonă accesibilă (fig. 1) şi este format din următoarele elemente structural-funcţionale, prezentate în figurile 2 şi 3, în care:

1- sistem de comandă, alcătuit din baterie, antenă, elementul de comandă primind semnal de la un centru local sau un operator uman respectiv cu comandă automată prin aprecierea indicatorilor de umiditate, temperatură şi condiţii iniţiale de infecţie, dar care poate fi accesat şi prin sisteme paralele (internet, telefon mobil);

2 - rezervor de alimentare cu substanţe active, compartimentat pentru mai multe tipuri de substanţe compatibile, livrate printr-o singură membrană de difuzie ori prin mai multe sectoare de membrană; rezervorul este realizat din masă plastică rezistentă la UV, de culoare albă ori cu suprafaţă reflectorizantă pentru a putea fi utilizabilă pe toata durata de exploatare a dispozitivului de 3…4 ani; acesta este de formă paralelipipedică, prevăzut cu un suport de fixare a sistemului de comandă 1;

3 - cameră de transfer-dozare;

4 - micropompă de alimentare acţionată piezoelectric cu rol în conducerea, transferul şi dozarea soluţiei de tratare;

5 - membrană de transfer care permite trecerea unidirecţională a substanţei active concentrate; este insolubilă şi inertă în contact cu substanţele fitosanitare de tratare, realizată din materiale polimerice microporoase de tip „milipor”;

6 - cameră de absorbţie care este din material plastic opac sau cu suprafaţă reflectorizantă, cu volumul în funcţie de tipul, gabaritul plantei şi condiţiile de microclimat, cu posibilitatea de reîncărcare a celor două fluide, apa pură şi soluţia fitosanitară;

7 - soluţia fitosanitară;

8 - pseudo-rădăcinile, care sunt stimulate şi dezvoltate anterior;

9 - trunchiul plantei lemnoase;

10 - zona de legare aproape de sol;

11 - colier lat de plastic de tip bridă;

12 - placă de presiune cu arc lamelar, reglabil pentru a permite adaptarea la dimensiunile trunchiului la creşterea acestuia;

13 - maşină de găurit;

14 - perie abrazivă;

15 - aplicator de substanţă.

Soluţia fitosanitară 7 în dispozitiv este alimentată gravitaţional sub formă concentrată din rezervorul de alimentare 2 şi are un punct de congelare scăzut şi o stabilitate de lungă durată. Dispozitivul se montează la distanţă mică faţă de sol 10 şi de preferinţă pe direcţia nord pentru a fi ferit de razele soarelui.

Pseudorădăcinile sunt obţinute în trei etape, specificate în fig. 4, după cum urmează:

- îndepărtarea stratului exterior (epidermă şi scoarţă), până la fasciculele conducătoare ale tulpinii, xilem şi floem (fig. 4a);

- montarea unui aplicator de substanţă de înrădăcinare impregnată în material spongios, de exemplu vată minerală (fig. 4b);

- montarea camerei de absorbţie în care se introduce rădăcina deja formată (fig. 4c).

Acest dispozitiv se aplică pe trunchiul copacului, într-o zona accesibilă, implicând cele trei etape prezentate mai sus. Astfel, montarea se face imediat după apariţia primordiilor pseudorădăcinilor (fig. 4c), care se introduc în camera de absorbţie 6 printr-un locaş cu sistem tip jack pentru ataşarea pe colierul de fixare 11; în partea inferioară a rezervorului se montează corpul care cuprinde membrana de transfer 5 şi camera de transfer-dozare 3, care sunt demontabile de pe rezervorul de alimentare 2, asigurându-se în acest fel o flexibilitate în ceea ce priveşte schimbarea sau alimentarea separată cu substanţele fitosanitare consumabile.

Dispozitivul are posibilitatea implementării în construcţia sa a unor senzori care să asigure determinarea în timp real a parametrilor de temperatură, umiditate atmosferică în plantaţie, care constituie factorii determinanţi ai declanşării infecţiilor.

Astfel de dispozitive dotate cu senzori se aplică la plante eşantion, din populaţii statistice de peste 100 de plante, pentru a oferi un feed-back eficient, rapid şi productiv, în baza căruia unitatea de comandă să aprecieze cu precizie şi în timp real momentul efectuării operaţiei, chiar preventiv. Această funcţie nu poate fi regăsită la nici un procedeu clasic de administrare a substanţelor fitosanitare.

1. Peter Schwappach. FRIS - sistemul de perspectivă pentru consilierea protecţiei fitosanitare a viţei-de-vie în Franconia. Seminar pentru viticultură şi vinificaţie, Blaj, 2005

2. Ilker H. Celen, Mehmet R. Durgut, Gürkan G. Avci, Erdal Kilic. Effect of air assistance on deposition distribution on spraying by tunnel-type electrostatic sprayer. African Journal of Agricultural Research Vol.4 (12), Academic Journals, 2009, p.1392-1397

3. US 4565318 A 1986.01.21

4. US 4779805 A 1988.10.25

5. Enrique Moltó. Reduction of the use of pesticides in treelike orchards. Dose optimisation in mechanised applications to citrus, fruit trees and vineyards. European Proiect OPTIDOSA. AGL 2007-66093-C04-03/AGR, 2010

6. Pergher G., Petris R. A novel, air-assisted tunnel sprayer for vineyards. International Conference: "Innovation Technology to Empower Safety, Health and Welfare in Agriculture and Agro-food Systems", Italy, 2008

7. US 4698935 A 1987.10.13

Claims (7)

1. Dispozitiv de administrare a substanţelor fitosanitare în plante lemnoase, care include o cameră de absorbţie, o cameră de transfer-dozare demontabilă, ce conţine o membrană unidirecţională şi o micropompă de alimentare, precum şi un rezervor de alimentare pentru substanţe fitosanitare, totodată dispozitivul mai include un sistem de comandă şi un colier de plastic de tip bridă dotat cu o placă de presiune cu arc lamelar reglabil pentru fixarea de trunchiul plantei.

2. Dispozitiv, conform revendicării 1, în care camera de absorbţie este executată din material plastic opac sau cu suprafaţa reflectorizantă cu un volum în funcţie de tipul plantei şi condiţiile de microclimat şi este prevăzută cu un locaş pentru introducerea pseudorădăcinilor plantei.

3. Dispozitiv, conform revendicării 1, în care rezervorul de alimentare este executat compartimentat din masă plastică rezistentă la razele UV, de culoare albă sau cu suprafaţa reflectorizantă, are formă paralelipipedică şi este prevăzut cu un suport de fixare a sistemului de comandă.

4. Dispozitiv, conform revendicării 1, în care membrana unidirecţională este executată dintr-un material de polimer microporos de tip milipor, insolubil şi inert la contactul cu substanţele fitosanitare.

5. Dispozitiv, conform revendicării 1, în care micropompa de alimentare este executată cu posibilitatea acţionării piezoelectrice.

6. Dispozitiv, conform revendicării 1, care este dotat cu senzori pentru determinarea temperaturii şi umidităţii atmosferice.

7. Dispozitiv, conform revendicării 1, în care sistemul de comandă este executat cu posibilitatea recepţionării semnalelor de la un centru de comandă.