Deriva e controle químico de lagartas e percevejos em aplicações aéreas na cultura da soja*

Estudo de campo concluiu que é possível prevenir a deriva por meio da regulagem da aeronave, destacando maior eficiência com o atomizador rotativo, embora a disposição dos bicos e atomizadores ao longo da barra do avião também interfiram na deriva, além do espectro de gotas.

Publicado em: 08/02/21, 
às 18:34
, por IBRAVAG

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Autores: João Paulo Arantes Rodrigues da Cunha(1), Robson Rolland Monticelli Barizon(2), Vera Lúcia Ferracini(2), Marcia Regina Assalin(2) e Ulisses Rocha Antuniassi(3)

(1)Universidade Federal de Uberlândia, Instituto de Ciências Agrárias, CEP 38400-902 Uberlândia, MG, Brazil. E-mail: jpcunha@ufu.br (2)Embrapa Meio Ambiente, Caixa Postal 69, CEP 13820-000 Jaguariúna, SP, Brazil. E-mail: robson.barizon@embrapa.br, vera.ferracini@embrapa.br, marcia.assalin@embrapa.br (3)Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agronômicas, R. José Barbosa, n. 1780, CEP 18610-307 Botucatu, SP, Brazil. E-mail: ulisses@fca.unesp.br

* Artigo publicado originalmente em Língua Inglesa: Cunha, João P. A. R. da, Barizon, Robson R. M., Ferracini, Vera L., Assalin, Marcia R., Antuniassi, Ulisses R. (2017). SPRAY DRIFT AND PEST CONTROL FROM AERIAL APPLICATIONS ON SOYBEANS. Engenharia Agrícola, 37(3), 493-501.

Resumo

A deriva de produtos fitossanitários pode se tornar um problema na agricultura moderna, principalmente em culturas em que se fazem necessárias constantes aplicações, como a soja. Este trabalho teve como objetivo avaliar a deriva e o controle químico promovidos por aplicações aéreas de inseticida na cultura da soja, empregando atomizadores rotativos e bicos hidráulicos ajustáveis, regulados para diferentes tamanhos de gotas. Aplicou-se o inseticida tiametoxam + lambda cialotrina com aeronave agrícola Ipanema 202A e taxa de aplicação de 20 L ha-1, em quatro tratamentos: atomizador rotativo de tela, modelo Micronair AU 5000, com pás em ângulo de 65° visando gotas de maior diâmetro, e em ângulo de 55°, para gotas de menor diâmetro; e bicos ajustáveis, modelo Stol, com defletores posicionados a 90°, visando gotas de menor diâmetro, e a 30°, visando gotas de maior diâmetro. As avaliações de deriva foram feitas quantificando-se o ingrediente ativo, por meio de cromatografia líquida, em fios de nylon posicionados a 20, 40, 80, 160 e 320 m de distância da área aplicada, no sentido de deslocamento do vento. O controle químico foi avaliado por meio de contagem do complexo de lagartas e percevejos, cinco dias após a aplicação. Verificou-se que os atomizadores rotativos geraram níveis menores de deriva em relação aos bicos ajustáveis, na configuração avaliada. Foi possível reduzir a deriva da aplicação aérea mediante emprego de regulagem adequada, mantendo-se alta a eficiência de controle de percevejos e lagartas da soja. O controle químico foi satisfatório em todos os tratamentos.Palavras-chave: Tecnologia de aplicação. Glycine max, Exoderiva. Aviação agrícola.

Introdução

O controle químico de insetos na cultura da soja (Glycine max L. Merrill) é uma prática cultural bastante comum. Na ausência deste controle, podem ocorrer grandes prejuízos na produtividade esperada. Neste processo, frequentemente é dada maior importância ao produto a ser utilizado, e menor à forma de utilização (BUENO et al., 2011).
Para o sucesso da operação, é necessário dominar a forma adequada de aplicação, de modo a garantir que o produto alcance o alvo de forma eficiente, minimizando as perdas e reduzindo a contaminação do ambiente. Parte do produto aplicado pode se perder, principalmente pelo uso inadequado das técnicas de aplicação, seja ela terrestre ou aérea, sendo este um dos maiores problemas da agricultura moderna a ser superado (TSAI et al., 2005; NUYTTENS et al., 2011).
Problemática semelhante também ocorre com a aplicação aérea, que é uma realidade em boa parte das regiões produtoras de grãos no Brasil. Seu uso tem crescido muito, contudo pouca informação científica existe a respeito de sua eficiência, principalmente em comparação à aplicação terrestre por pulverizadores de barra (CUNHA et al., 2014). Segundo Antuniassi et al. (2011), os principais dispositivos para geração de gotas em um avião são os atomizadores rotativos e os bicos hidráulicos. Eles conferem diferentes espectros de gotas, que por sua vez promovem distintos padrões de deposição e deriva.
Em alguns países, sobretudo europeus, uma das soluções encontradas para reduzir o problema da deriva foi o estabelecimento das chamadas faixas de segurança (buffer zones) (Snoo, 1999), estipuladas a partir de modelos de simulação de deriva associados aos estudos toxicológicos (De SCHAMPHELEIRE et al., 2007). Tratam-se de faixas de vegetação que não podem receber a aplicação de produtos fitossanitários para evitar a contaminação de uma determinada área sensível como, por exemplo, cursos d’água e regiões habitáveis.
No entanto, a extensão desta faixa é variável e depende das condições da aplicação. Portanto, fazem-se necessários estudos que verifiquem a distância horizontal que uma gota pode percorrer em diversas condições operacionais de lançamento para subsidiar o estabelecimento da extensão correta dessas faixas de segurança e permitir aplicações mais efetivas e seguras ao ambiente.
Apesar do cenário de risco ambiental proporcionado pelos produtos fitossanitários, percebe-se a existência de poucos trabalhos avaliando deriva em condições específicas da aplicação aérea, sobretudo nas condições brasileiras.
Neste sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a deriva e o controle químico promovidos por aplicações aéreas de inseticida na cultura da soja, empregando atomizadores rotativos e bicos hidráulicos ajustáveis, regulados para diferentes tamanhos de gotas.

Material e métodos

O trabalho foi realizado em uma área comercial de produção de grãos, localizada no município de Monte Alegre de Minas (Minas Gerais, Brasil), cuja latitude e longitude aproximadas são 18°52’ Sul e 48°52’ Oeste. A área pertence à Bacia do Rio Paraná, com altitude média entre 850 e 900 m. O relevo é suave ondulado. O clima da região foi classificado como Aw, pelo Sistema de Köeppen. Apresenta inverno frio e seco e verão quente e chuvoso (entre os meses de outubro e março). A precipitação total anual é de 1.400 a 1.500 mm. A temperatura média anual está entre 20 e 24°C, variando de 18°C, para o mês mais frio, a 25°C, para o mês mais quente. A vegetação característica da área é o cerrado. O solo foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico típico, textura média.
Realizou-se a semeadura direta da cultivar de soja P98Y70 RR Pionner, de ciclo tardio, com espaçamento entre fileiras de 0,5 m e 10 plantas por metro linear. O experimento constou de quatro tratamentos (Tabela 1) e quatro repetições, onde foram avaliados após aplicação de inseticida com diferentes tecnologias de aplicação aérea: deriva e controle de lagartas e percevejos. Para os dois mecanismos geradores de gotas, buscou-se uma regulagem que representava um pior cenário em termos de risco de deriva (gota fina) e outra alternativa para reduzir a deriva.
As aplicações foram feitas com a soja em estágio R5.3 (Granação). O índice de área foliar era de 2,05; caracterizado pela mensuração da área foliar de quatro pontos amostrais de 1 m2.
A aeronave utilizada em todas as aplicações, modelo Ipanema EMB 202A, estava equipada com sistema de balizamento por DGPS, e operou na velocidade de 177 km h-1 (110 milhas h-1), altura de voo em relação ao dossel da cultura de 3 m e largura de faixa de 16 m. Empregou-se taxa de aplicação de 20 L ha-1.
Nos tratamentos com atomizador, empregaram-se seis atomizadores rotativos de tela, modelo Micronair AU 5000, com pás em ângulo de 65°, visando gotas de maior diâmetro, e em ângulo de 55°, visando gotas de menor diâmetro. A pressão foi de 193 kPa. Nos tratamentos com bicos, empregaram-se 54 bicos ajustáveis, da marca Stol, com defletores posicionados a 90°, visando gotas de menor diâmetro, e a 30°, visando gotas de maior diâmetro, de acordo com cada tratamento, e orifício de vazão equivalente D6. A pressão foi de 138 kPa.
De acordo com o fabricante do Micronair AU5000, nas condições do ensaio, com pás em ângulo de 65° e 55°, o equipamento gera espectro de gotas finas (Diâmetro da mediana volumétrica de 203 e 142 µm, respectivamente), de acordo com a classificação da ASABE (ASABE, 2009). Em relação aos bicos ajustáveis, como o fabricante não informa o tamanho de gotas, simularam-se as condições do ensaio em túnel de vento e mensurou-se o tamanho de gotas por meio de um analisador de gotas em tempo real, baseado na análise de imagens de alta resolução. Foi empregado o equipamento VisiSize D30 (Oxford Lasers Imaging Division, England). Com defletores posicionados a 90° e a 30°, o equipamento gera espectro de gotas finas (Diâmetro da mediana volumétrica de 194 e 156 µm, respectivamente).
O comprimento das parcelas experimentais foi de 250 m e a largura, 128 m. Para cada parcela, o avião realizou oito passadas de 16 m de faixa para garantir a sobreposição adequada, com direção do vento lateral ao sentido de deslocamento (vento de través).
As caldas de aplicação foram compostas pelo inseticida Engeo Pleno (tiametoxam – 141 g L-1 + lambda cialotrina – 106 g L-1), na dose de 200 mL ha-1, e Veget’oil (Óleo vegetal – ésteres de ácidos graxos – 930 g L-1), na dose de 300 mL ha-1.
Para a avaliação da deriva, antes das aplicações foram instalados coletores, que consistiram em estruturas de PVC suportando fios de nylon de 2 mm de diâmetro e 2 m de extensão na vertical. Os coletores foram posicionados a 20, 40, 80, 160 e 320 m da área aplicada, a partir do limite de cada parcela experimental no sentido do deslocamento do vento, em quatro repetições. Eles foram instalados de modo que cada fio foi posicionado imediatamente acima do dossel da cultura da soja.
As avaliações de deriva foram feitas quantificando-se o ingrediente ativo tiametoxam, por meio de cromatografia líquida. Para isto, imediatamente após a realização das aplicações, os fios de nylon foram recolhidos cuidadosamente para evitar contaminação cruzada entre amostras, acondicionados em sacos plásticos, ao abrigo de luz, e encaminhados para análise ao Laboratório de Resíduos de Pesticidas, pertencente a Embrapa Meio Ambiente, localizada na cidade de Jaguariúna-SP.
As amostras foram, então, picadas em pedaços de aproximadamente 0,5 cm utilizando-se um alicate. Pesou-se 5 g de amostra em um erlenmayer de 125 mL. Adicionou-se 10 mL de metanol e agitou-se por 48 h em mesa agitadora a 65 rpm, em temperatura ambiente. Pipetou-se uma alíquota de 1 mL e filtrou-se diretamente em unidade filtrante (PVDF – Hidrofílica, 0,22µm). As separações cromatográficas foram realizadas utilizando-se sistema de cromatografia líquida de alta eficiência (Shimadzu, Japão), consistindo de um sistema de bombeamento (LC 10 AT vp), injetor automático (SIL 120 A), forno de coluna (CTO 10 A) e detecção por UV-VIS (SPD 10 AV vp), em comprimento de onda de 254 nm. Utilizou-se uma coluna C18 5µ (250 x 4,6 mm), fluxo 0,6 mL min-1, eluição em modo gradiente, fase móvel acetonitrila: água, iniciando com 10% de acetonitrila, aumentando-se linearmente até 40% durante 20 minutos, mantendo-se por mais um minuto, totalizando 30 minutos de corrida. O volume de injeção foi de 20 µL. O tempo de retenção atribuído ao tiametoxam foi 20,4 minutos. Os ensaios de quantificação foram realizados utilizando-se curva analítica, com seis concentrações diferentes (0,0025 a 0,2500 µg mL-1).
De posse da massa de tiametoxam por área do coletor, estimou-se o índice de deriva relativa em relação à quantidade de ingrediente ativo aplicado por área (28,2 g ha-1).

A avaliação da eficácia dos tratamentos no controle do complexo de lagartas (Anticarsia gemmatalis e pseudoplusia includens) e percevejos (Euschistus heros, Nezara viridula e Scaptocoris castanea) foi realizada em duas épocas: antes da aplicação e cinco dias após a aplicação. Para tanto, foram selecionados cinco pontos amostrais aleatoriamente em cada parcela experimental (6.400 m²) e realizada a contagem de indivíduos com auxílio de um pano de batida (1 x 0,5 m). A partir da média dos dados coletados, calculou-se a eficácia de controle pela fórmula de Abbott (1925).
Durante as aplicações, foram monitoradas as condições ambientais de temperatura, umidade relativa do ar e velocidade e direção do vento por meio de uma estação meteorológica de aquisição automática de dados.
Os dados foram comparados pelo método estatístico “Intervalo de Confiança para Diferenças entre as Médias” com grau de confiança de 90% (IC90%), como descrito por Velini (1995) e usado por Souza et al. (2002).
Visando comparar os dados obtidos em campo com programas computacionais de predição de deriva, simulou-se cada tratamento (Tabela 1), incluindo as condições climáticas, no programa AgDrift® (Spray Drift Task Force Spray Software, Versão 2.1.1), de forma semelhante a Hoffmannn e Kirk (2005). O programa possui um módulo específico de simulação de deriva para aplicações aéreas, com um extenso banco de dados, contudo deve-se frisar que na elaboração do mesmo não foram avaliados aviões agrícolas Ipanema, principalmente no que se refere a estrutura de ponta de asa (Winglet). Além disso, o programa possui em seu banco de dados o atomizador AU5000, mas não possui o bico Stol. Neste caso, foi selecionado o bico ajustável que apresentava a maior semelhança: CP-03 (CP Products, Texas, USA).
Para verificar a correlação entre valores observados e preditos pelo simulador para cada tratamento, utilizou-se o método de Pearson, com nível de significância de 0,05. As retas de regressão para cada tratamento foram comparadas com a reta 1:1. O teste F, com nível de significância de 0,05, foi utilizado para testar a hipótese linear dos valores do intercepto e coeficiente angular serem igual a 0 e 1, respectivamente. Utilizou-se o programa R (versão 2.9.2).

Resultados e discussão

Figura 1. Curvas de deriva para aplicações aéreas de tiametoxam empregando atomizador rotativo, com pás a 55º e 65º, e bico hidráulico, com defletor a 90º e 30º. As barras verticais representam o intervalo de confiança (90%)

Durante as aplicações do inseticida, a temperatura variou de 23,9 a 25,3°C, a umidade relativa do ar, de 74 a 81% e a velocidade do vento, de 5,8 a 7,3 km h-1. Desta forma, percebe-se que a variação ocorrida durante a realização dos quatro tratamentos foi pequena. Isso é importante, pois, dentre os vários fatores que interferem no comportamento da deriva durante as aplicações de produtos fitossanitários, as condições ambientais e meteorológicas (temperatura, umidade do ar e velocidade do vento) são as mais importantes (BAETENS et al., 2007; ARVIDSSON, 2011; HILZ; VERMEER, 2013; GIL et al., 2014).
Com relação à deriva até 320 m de distância da área alvo (Figura 1), nota-se que houve diferença entre os tratamentos principalmente nas menores distâncias. A aplicação com os bicos de pulverização ajustados para as menores gotas (Defletor a 90°) foi o tratamento que promoveu a maior deriva. A 20 m, o índice de deriva relativa promovida por este tratamento foi de 0,728, seguido pela aplicação com bicos e defletor a 30° (0,314). Portanto, o simples uso do defletor a 30° no bico ajustável representaria uma técnica de redução de deriva com potencial de redução desse risco em 57%. Ainda, as aplicações com atomizadores promoveram menor deriva do que o bico ajustável, e não se diferenciaram entre si, apresentando índice de deriva média de 0,062 (redução de 91,5% com relação ao pior caso).
Verifica-se, desta forma, que os atomizadores, comparativamente aos bicos ajustáveis empregados, constituíram em ferramentas interessantes para reduzir o risco de deriva. Hewitt et al. (1994), estudando o espectro de gotas simulando aplicação aérea em um túnel de vento, verificaram que os atomizadores produziram espectro de gotas mais homogêneo, diminuindo assim a quantidade de gotas muito finas, mais propensas a deriva.
Neste sentido, Hoffmann e Kirk (2005) mostraram que dois bicos de pulverização classificados como produtores de gotas médias produziram deriva significativamente diferente. A 50 m de distância da área alvo, bicos ajustáveis produziram uma deriva 3,2 vezes superior à aplicação com bicos hidráulicos (disco e core). Isso confirma a importância do desenho construtivo de cada sistema de pulverização na produção da deriva.
Avaliações comparativas de deriva entre atomizadores e bicos não são muito comuns na literatura. Trabalhos feitos com atomizadores sugerem melhor desempenho em relação aos bicos (CADWELL, 2006). O autor mostra que o atomizador rotativo promoveu menor deriva, embora seu DMV (213 µm) fosse ligeiramente menor do que com bico hidráulico (283 µm). Destaca, ainda, que outras características, como a disposição dos bicos e atomizadores ao longo da barra do avião, também podem interferir nos resultados de deriva, além do espectro de gotas.
Os maiores índices de deriva foram obtidos no ponto de coleta mais próximo da cultura, decrescendo à medida que se afastou da área tratada. Curvas de deriva com este perfil já foram encontradas por outros autores, como Hoffmann e Kirk (2005) e Antuniassi et al. (2014).
Nas distâncias de 40 e 80 m, o comportamento foi semelhante: bicos ajustáveis com defletores a 90º promoveram maior deriva (0,355), seguidos por bicos ajustáveis com defletores a 30o (0,143), numa redução de 59,7%, enquanto os atomizadores obtiveram 0,036 (89,9% de redução com relação ao pior caso). Novamente, não houve diferença entre o ajuste do ângulo das pás.

Figura 2. Detalhe de parte das curvas de deriva para aplicações aéreas de tiametoxam empregando atomizador rotativo, com pás a 55º e 65º, e bico hidráulico, com defletor a 90º e 30º. As barras verticais representam o intervalo de confiança (90%)
Figura 3. Número de lagartas e percevejos cinco dias após as aplicações aéreas de tiametoxam empregando atomizador rotativo, com pás a 55º e 65º, e bico hidráulico, com defletor a 90º e 30º. As barras verticais representam o intervalo de confiança (90%)

A partir dos 160 m, passou a ocorrer uma tendência de os tratamentos diminuírem a diferença entre eles. Por isso, detalhou-se essa região da curva de deriva (Figura 2). No ponto de 160 m, novamente houve maior índice de deriva para bicos ajustáveis com defletores a 90o (0,098), seguidos por bicos ajustáveis a 30o (0,038), representando uma redução de 61,2%, enquanto os atomizadores não diferenciaram entre si e obtiveram índice de deriva de 0,007 (redução de 92,9 % com relação ao pior caso).
Na maior distância avaliada, de 320 m, a regulagem para tamanho de gota não influenciou os valores obtidos de deriva. As aplicações com atomizadores promoveram menor deriva (índice médio de 0,009), em comparação aos bicos ajustáveis, que em média geraram índice de deriva de 0,044, representando uma redução média de 79,6%. Ressalta-se que no presente estudo não foi feito um estudo amplo de técnicas de redução de deriva em distintas condições operacionais. Verificou-se que é possível reduzir a deriva mediante regulagem e, desta forma, ensaios com diferentes disposições dos elementos pulverizadores na barra, novos fragmentadores de gotas e adjuvantes são necessários, de forma a minimizar ainda mais a perda por deriva.
Na Figura 1, também estão representadas as curvas de deriva elaboradas a partir dos dados coletados a campo. Pelas análises de regressão, observa-se que o modelo do tipo potência apresentou bom ajuste aos dados, embora o R2 para os tratamentos com bicos tenha sido menor do que o com atomizadores, o que provavelmente deve estar associado à diferença entre o valor observado e o estimado para a distância de 20 m.
Com relação à eficiência de controle (Figura 3), nota-se que não houve diferença entre os quatro tratamentos, tanto em relação ao complexo de lagartas, quanto de percevejos. Isto demonstra que há viabilidade técnica em se utilizar os tratamentos que proporcionaram os menores níveis de deriva, principalmente aqueles com atomizador rotativo. O número médio de indivíduos, considerando os quatro tratamentos, cinco dias após as aplicações, foi de 0,2 lagarta m-2 e de 0,4 percevejo m-2. Antes das aplicações, a área apresentava 3,0 lagartas m-2 e 4,8 percevejos m-2, desta forma, a eficiência média de controle foi de 93,3% e 91,7%, respectivamente, podendo os tratamentos inseticidas realizados serem considerados de alta eficiência (>90%).
Os valores de deriva estimados pelo modelo AgDrift foram correlacionados com os valores obtidos experimentalmente e todos os tratamentos apresentaram correlação significativa entre valores observados e simulados pelo AgDrift (correlação Pearson, p < 0,05). Esta correlação demonstra que o modelo simulou satisfatoriamente a tendência de decaimento da deriva em função da distância.
Para verificar se o modelo apresentou algum viés no ajuste das curvas, os valores observados e simulados foram plotados em um gráfico linearizado (Figura 4). Quanto mais próximos os valores preditos da reta 1:1, melhor o ajuste do modelo. Para o tratamento atomizador rotativo com pás a 55o, os valores simulados mostraram-se superestimados, uma vez que estão posicionados abaixo da reta 1:1, provavelmente em função de não levar em conta a existência do winglet no avião, que reduz a deriva. Hoffmann e Kirk (2005) também encontraram discrepâncias entre dados de deriva a campo e dados simulados. Contudo, afirmam que não tinham uma explicação para isso. Já os valores simulados dos tratamentos com bico hidráulico com defletores a 30o e 90o mostraram-se subestimados, com todos os pontos posicionados acima da reta 1:1. Possivelmente, isso tenha ocorrido em função do programa não possuir em seu banco de dados o modelo de bico empregado a campo. Variação no espectro de gotas dos bicos pode levar a diferentes valores de deriva.
O tratamento com atomizador e pás a 65o apresentou valores simulados superestimados para baixos valores de deriva e subestimados para os maiores valores, ou seja, o modelo superestimou a deriva em distâncias maiores e subestimou a deriva nas menores distâncias. Para confirmar que as retas de tendência ajustadas para cada tratamento na Figura 4 diferiram da reta 1:1, uma regressão dos dados linearizados observados e simulados de cada tratamento foi realizada, sendo a equação resultante comparada em teste de hipóteses com a equação da reta 1:1 (intercepto = zero e coeficiente angular = 1). As equações de todos os tratamentos diferiram significativamente (teste F, p < 0,05) da equação da reta 1:1, demonstrando que os resultados obtidos pelo modelo AgDrift não expressaram satisfatoriamente os dados obtidos experimentalmente.
Apesar destas diferenças, verificou-se que o programa apresenta sensibilidade para diferenciar os distintos tratamentos, o que somado ao bom ajuste observado da tendência da curva de deriva em função da distância, denotam a potencialidade do mesmo como uma importante ferramenta para avaliar o risco de deriva de aplicações aéreas. Neste sentido, a expansão do banco de dados do mesmo, principalmente em relação a dados regionalizados, poderia incrementar a qualidade dos dados simulados. Em condições de campo mais próximas às pré-existentes no AgDrift, Woods et al. (2001) mostraram a viabilidade do seu uso em programas de redução de deriva.

Figura 4. Valores de derivas de tiametoxam empregando atomizador rotativo, com pás a 55º e 65º, e bico hidráulico, com defletor a 90º e 30º, obtidos a campo e simuladas pelo modelo AgDrift.

Conclusões

Os atomizadores rotativos geraram níveis menores de deriva e alta eficiência de controle do complexo de percevejos e lagartas da soja, em relação aos bicos ajustáveis.
É possível minimizar a deriva da aplicação aérea mediante emprego de regulagem adequada. Neste sentido, faz-se necessário ampliar os estudos de técnicas de redução de deriva.
A deriva a maiores distâncias tende a ser pouco influenciada pelo espectro de gotas gerado.
A simulação computacional, por meio do programa AgDrift, apresentou sensibilidade para estimar a tendência da deriva em diferentes condições operacionais, contudo os valores simulados diferiram significativamente dos valores experimentais, devendo o banco de dados do modelo ser ampliado com as condições locais.

Referências

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