Электричество против сорняков

Тема «электрицидов» получила развитие: создана гибридная система, которая сочетает в себе применение специального токопроводящего раствора для опрыскивания и электрический ток, предназначена для повышения эффективности борьбы с сорняками.

Уничтожение сорных растений электричеством реализуется на практике уже почти столетие. Однако в последние годы она вызывает все больший интерес в сельском хозяйстве, поскольку гербициды теряют свою былую эффективность. Кроме того, фермеры стремятся сократить количество агрохимикатов, используемых на полях. Эта идея закреплена в новом Европейском зеленом соглашении и Национальном плане действий Великобритании по устойчивому использованию пестицидов.

Электрический технопарк

Одной из «электронных прополочных машин» было устройство Xpower немецкой компании Zasso. Машина успешно прошла испытания и должна была быть запущена в производство компанией CNH Industrial в 2019 году. Однако она обладала некоторыми важными недостатками. Для эффективного уничтожения ботвы картофеля Xpower создавала ток высокого напряжение 7000-10000 вольт. Поддержание таких высоких параметров тока приводила к низким рабочим скоростям и ограниченной способности ведения масштабной обработки посевов.

Британская компания Rootwave разработала свои собственные «электрициды» с возможностью установки такого оборудования на тракторе. Создаваемое установкой напряжение достигало 8000–15000 вольт. Оборудование, однако, требовало постоянного контакта с землей во время работы.

Свое решение представила и компания Nucrop. Главным преимуществом ее системы было то, что токопроводящий спрей уверенно уничтожал сорняки на картофельных плантациях при значительно меньшем энергопотреблении. Ожидалось, что эта система начнет широко применяться в Шотландии в 2021 году. Планы опирались на опыт применения этой технологии в Нидерландах и Германии, который показал хороший уровень уничтожения ботвы без отрицательного влияния на качество картофельных клубней.

Эффект партнерства

Сотрудничеством между немецкой Cropzone и производителем агрохимикатов Nufarm позволила компаниям успешно решать многие конструктивные и технологические задачи проекта с помощью разработанного ими цифрового пакета для прополки Nucrop. Цифровая автоматизация рабочих процессов, обеспеченная этим пакетом, дала возможность обеспечивать равномерную подачу электрического тока на целевые растения через усилители, которые контактируют с листвой во время работы. Специальный спрей, сертифицированный для повышения проводимости тока, не требует создания очень высокого напряжения. Разработчикам удалось достигнуть эффективного уничтожения объектов воздействия через листву и корни растений, ограничиваясь напряжением всего в 1000-1500 вольт.

Исследования дали ответ на вопрос: а можно ли обойтись применением не специального раствора, а обычной воды в «электрициде»?  Оказалось, что вода проводила ток вокруг растения, а не через него и поэтому результаты обработки в этом случае всегда оказывались намного хуже. Специальный спрей, низкое напряжение сделали возможным увеличение размеров оборудования при относительной легкости всей конструкции. Размах рабочего агрегата машины конструкции составляет 12 м, есть планы его увеличения до 24 м. Производительность системы пока составляет 6-7 г/ч, требуемая мощность трактора для машины с 12-метровым захватом составляет около 190 л.с.

За и против

Как и любая другая технология, электрическая прополка имеет своих сторонников и противников. В частности, скептики обращают внимание на опасения, связанные с методами уничтожения ботвы. Поступала информация о случаях побурения сосудов. Такое явление обычно происходит, когда гибель растений происходит слишком быстро. Обсуждались и подозрения о постепенном снижении жизнеспособности клубней, предназначенных для использования в качестве семян. Результаты исследований и тестирования клубней, собранных в ходе испытаний проведенных компанией Nucrop, не показало следов потемнения сосудов или отрицательного влияния обработки на качество клубней. Семена клубни по-прежнему давали жизнеспособные ростки после всех обработок.

Другой темой для дискуссий стало увядание ботвы сразу после обработки.  При любой системе сушки картофеля медленное выгорание увеличивает риск заражения фитофторозом или передачи вируса тлей на оставшуюся зеленую массу. В технологии, предложенной компанией Nucrop, предусматривает использование средств защиты растений. Таких, например, как фунгициды против развития фитофтороза, которые можно добавлять в раствор Volt.fuel при обработке урожая.

Еще одна тема для дискуссии - безопасность электрического импульса для почвенной биоты. Опасения скептиков по поводу воздействия оборудования на биологию почвы также были развеяны. На контрольном участке дождевых червей специально закапывали в сетчатые мешки и исследовали их состояние после проведения обработки. Исследование показало, что электричество не оставило следов вредного воздействия на них.

Испытания, проведенные в Великобритании в 2021 году, продолжаются опытами на полях в континентальной Европе. Целью новой серии исследований стало изучение влияния обработки культур на развитие заболеваний и передачу вирусов различных болезней. Кроме того, компания Nucrop также намерена дополнительно расширить набор технических электрической прополочной установки. Тестироваться будут приспособления для уничтожения травяных стеблей, подготовки ранее необработанных участков для пахотных культур, прополки междурядий на сахарной свекле и кукурузе.

Первоначально системы Nucrop, вероятно, будет сдаваться в аренду, а пользователи будут платить за обработанную ими площадь. При этом цена, как ожидается, будет весьма конкурентоспособной по сравнению с другими методами уничтожения ботвы. Компания рассчитывает на этом этапе проводить улучшения конструкции и обеспечивать устранение любых проблем, которые могут возникнуть. В дальнейшем, клиентам предполагается предлагать сразу приобретать систему в собственность.

Россия: есть идеи и патенты

Опыт применения электричества для борьбы с сорняками в России был еще в советский период истории. К настоящему времени в России известно немалое число патентованных предложений различных устройств и целых систем для уничтожения сорной растительности электрическим током. В конце ХХ века в Челябинском аграрно-инженерном университете был создан электрокультиватор, который использовал переменный трехфазный ток промышленной частоты для уничтожения сорняков. И это, и другие решения до регулярного практического применения, к сожалению, не дошли. Однако, ситуация с изменением фитосанитарного состояния посевов и ростом резистентности сорняков к гербицидам возвращает эту тему в центр внимания.  Новые экологически не опасные способы физического уничтожения сорной и нежелательной растительности, к которым относится и применение электрических импульсов высокого напряжения, вероятно, будут снова востребованы в России.