Prądem lub płomieniem

Niechemiczne zwalczanie chwastów było dotychczas najczęściej stosowane w gospodarstwach ekologicznych, które nie mogą używać herbicydów. Unijne uwarunkowania prawne dotyczące ograniczania liczby substancji czynnych spowodowały, że niszczeniem chwastów bez użycia herbicydów coraz częściej interesują się rolnicy produkujący w systemie konwencjonalnym.

Te metody walki z chwastami są jednym z elementów integrowanej ochrony roślin, która stała się obowiązkiem w krajach UE. Spowodowane jest to między innymi rosnącą troską o środowisko, jak również faktem uodporniania się niektórych gatunków chwastów na wiele substancji czynnych pestycydów.

Dlatego do walki z chwastami, poza najbardziej popularnym pieleniem mechanicznym, wdrażane są metody fizyczne, w których wykorzystuje się płomień, prąd elektryczny, pole elektromagnetyczne czy nawet sprężone powietrze. Część z nowych metod znajduje się w fazie prac badawczych – nie zostały wdrożone do produkcji, są dopiero testowane na polach.

Zrobotyzowane pielenie

Do bardziej rozbudowanych konstrukcji stosowanych w mechanicznej walce z chwastami należą roboty pielące montowane na ciągniku lub dostępne w wersji samobieżnej. Maszyny te są wyposażone w aktywne elementy robocze, umożliwiające pielenie zarówno w międzyrzędziach, jak i w rzędzie roślin. Przykładem takiego automatu jest montowany na przednim TUZ ciągnika robot Robocrop InRow produkowany przez angielską firmę Garford. Jest on wyposażony w obrotowe elementy pielące, które wykonują ruch okrężny wokół rośliny niszcząc przy tym otaczające ją chwasty. Pozycja roślin uprawnych w rzędzie oraz rzędy są ustalane za pomocą obrazu z kamer analizowanych przez specjalistyczne oprogramowanie. Chwasty znajdujące się między rzędami są usuwane za pomocą pary gęsiostópek zawieszonych indywidualnie na równoległoboku.

Niszczenie chwastów pomiędzy roślinami umożliwia także robot produkowany przez holenderską firmę Machinefabriek Steketee BV. Elementem roboczym są tu podcinacze nożowe wykonujące pielenie między roślinami w rzędzie niepełnym ruchem obrotowym. Elementy te są uruchamiane za pomocą siłowników pneumatycznych sterowanych przez komputer pokładowy. Źródłem sygnałów sterujących pracą siłowników są obrazy z kamer filmujących pielone rzędy, obrabiane przez oprogramowanie komputera znajdującego się w kabinie ciągnika.

Zrobotyzowany pielnik oznaczony symbolem IPR-3 oferuje także polski wytwórca MCMS Warka. Zawieszana na tylnym TUZ ciągnika 5-rzędowa maszyna ma zastosowanie w pieleniu truskawek, kalafiorów, kapusty, buraków. Z każdą klasyczną sekcją pielącą pracującą w międzyrzędziach zintegrowany jest napędzany elektrycznie serwomechanizm, który wprawia w ruch dwa mechaniczne pazury. Elementy te wykonują ruch w głąb rzędu roślin, tym samym usuwając rosnące tam chwasty. Następnie rozsuwają się one w celu ominięcia rosnących w rzędzie roślin. Pracą aktywnych elementów steruje komputer dokonujący cyfrowej analizy obrazu z kamery filmującej rząd roślin.

Zaprezentowane przez producentów maszyn rolniczych w ostatnich latach samobieżne roboty polowe stanowią alternatywę dla agregatu ciągnik – pielnik. Do maszyn tych, których konstrukcje są oparte na podwoziu kołowym lub gąsienicowym podczepiane są sekcje pielące z biernymi elementami roboczymi, jakie są stosowane w klasycznych pielnikach. Automatyczne poruszanie się robotów wspomaga system GPS oraz kamery obserwujące rzędy roślin. Samobieżne roboty pielące pojawiły się w ofercie firmy Amazone (robot BoniRob), należącej do koncernu CNH firmy Kongskilde (robot Vibro Crop), czy też francuskiego wytwórcy maszyn rolniczych Carre (robot Anatis).

Wysokie napięcie

Alternatywą dla herbicydów jest wykorzystanie prądu elektrycznego, który niszczy nadziemną część chwastów i powoduje obumieranie korzeni. Urządzenie o nazwie XPower mające zastosowanie w tej metodzie oferuje niemiecka firma Zasso. Wytwarza ono wysokie napięcie (od 3000 do 7000 V), które przepływając przez rośliny powoduje uszkodzenie chlorofilu i błon komórkowych, co natychmiast blokuje przepływ wody. Energia elektryczna jest wytwarzana przez zawieszony na tylnym TUZ ciągnika generator napędzany z WOM. Z generatora prąd przepływa do zawieszonego z przodu ciągnika aplikatora, który składa się z trzech rzędów elektrod. Elektrody podczas ruchu ciągnika dotykają roślin oraz gleby. Pomiędzy elektrodami tworzy się różnica potencjałów. Gdy elektroda dotyka rośliny, prąd płynie przez jej liście do korzeni. W wyniku przepływu prądu powstaje wysoka temperatura, która powoduje rozpad komórek roślinnych oraz chlorofilu. Rażenie chwastów prądem redukuje do minimum czy nawet eliminuje zjawisko wtórnego odbicia chwastu do wzrostu od korzenia, jak to ma miejsce w innych metodach termicznych (palniki gazowe itp.). W metodzie tej nie ma okresu prewencji i karencji, nie trzeba się też martwić o warunki pogodowe po zabiegu. Wadą elektrycznego niszczenia chwastów jest zbyt mała szerokość robocza maszyny (maksymalnie 3 m) wynikająca z ograniczeń zapotrzebowania na moc, mała wydajność w porównaniu z opryskiwaczem oraz wysoka cena (od 500 tys. zł). Ze względu na małą szerokość roboczą Zasso XPower ma szczególne zastosowanie w sadach do odchwaszczania ścieżek między rzędami drzew.

Ugotowane w ogniu

Metodą walki z chwastami, którą zapoczątkowali amerykańscy farmerzy już w latach 30. XX w. jest wykorzystanie ognia. Płomień wypuszczany przez specjalne dysze powstaje przy spalaniu gazu propan-butan. Potraktowane płomieniem o temperaturze dochodzącej do 1800 st. C chwasty są niszczone nie przez spalenie, ale przez „ugotowanie”. Woda w komórkach roślin wrze, powodując tym samym niszczenie struktury komórkowej, w wyniku czego dochodzi do obumarcia chwastów. Rozwiązanie to sprawdza się również w przypadku chwastów, które zdążyły rozwinąć silny system korzeniowy.

Jednym z producentów miotaczy ognia agregowanych z ciągnikiem jest amerykańska firma Flame Engineering Inc. Oferuje ona maszyny o nazwie Red Dragon. Innym amerykańskim wytwórcą miotaczy ognia zaczepianych do ciągnika jest Agricultural Flaming Innovations. W ofercie tego producenta są miotacze, które można wykorzystać w uprawie międzyrzędowej np. kukurydzy. Maszyny te niszczą chwasty w międzyrzędziach. Gama produktowa obejmuje maszyny w wersji od 2 do 16 rzędów. W tych konstrukcjach dysza palnika znajduje się wewnątrz metalowej osłony, która chroni przed ogniem rośliny uprawne.

Bogatą gamę miotaczy ognia oferuje też włoska firma Officine Mingozzi. Zawieszane na ciągniku urządzenia o nazwie Pirodiserbo są oferowane w wielu wersjach mających zastosowanie w uprawie polowej, szklarniowej oraz w sadownictwie i winnicach. Włoskie miotacze ognia są produkowane jako maszyny niezależne, bądź jako uzupełnienie pielników mechanicznych.

Cały tekst można przeczytać w wydaniu 11/2019 miesięcznika „Przedsiębiorca Rolny”
Tekst i fot. dr inż. Jacek Skudlarski