Dotychczas najczęściej osiągano ten efekt dzięki użyciu kamer i oprogramowania prowadzącego analizę. Takie systemy są jednak kosztowne i mogą niekiedy w niewystarczającym stopniu rozpoznawać i rozróżniać kukurydzę i chwasty.
Zespół projektowy pracuje zatem w ramach pierwszego pakietu prac nad systemem czujników dotykowych do identyfikacji roślin, bazującym na tzw. skanerach rzędowych. Z ich pomocą można już obecnie rozpoznawać pojedyncze rzędy na polach, dzięki czemu pracująca maszyna zwalczająca chwasty porusza się po prawidłowym torze.
– Chcemy zoptymalizować ten system przede wszystkim pod kątem drobnych roślin i chwastów rosnących bezpośrednio w rzędach. Rosnące tam chwasty znajdują się najbliżej roślin hodowlanych, a tym samym stanowią największą wobec nich konkurencję. Aby to zrobić, używamy czujników, które początkowo mechanicznie skanują poszczególne rośliny kukurydzy. W przypadku rozpoznania rośliny, sygnał jest wysyłany do narzędzi roboczych maszyny do pielenia, które spulchniają glebę wokół niej, a jednocześnie usuwają chwasty – tłumaczy Meinel.
Metoda ta została już z powodzeniem przetestowana w badaniach laboratoryjnych i powinna zostać dodatkowo zoptymalizowana do momentu zakończenia projektu.
Badania terenowe podkreślają potencjał mechanicznego zwalczania chwastów
Oprócz prac rozwojowych, budowy i integracji czujników dotykowych w maszynie rolniczej, projekt ABHA obejmował drugi, już zakończony pakiet prac, stanowiący również ukierunkowany na uprawę roli środek ciężkości. Ich celem było porównanie i ocena sposobu działania mechanicznego zwalczania chwastów i innych metod. W tym celu, w kilkuletnich badaniach terenowych prowadzonych w okolicach Köln porównywano ze sobą trzy różne warianty zwalczania chwastów: stosowanie herbicydów, mechaniczne usuwanie chwastów pomiędzy rzędami oraz mechaniczne usuwanie chwastów pomiędzy rzędami i w rzędach. Stosowano również wariant zerowy, w którym nie zwalczano chwastów.
W latach 2021, 2022 i 2023 prowadzono na 3 polach łącznie 16 działek z różnymi wariantami i odpowiednio je obrabiano. W regularnych odstępach czasu zespół zliczał rosnące chwasty i rośliny kukurydzy na działkach. Badanie terenowe zakończono zebraniem plonów.
– Stwierdziliśmy przy tym, że w przypadku zabiegów mechanicznych prowadzonych w rzędach i pomiędzy nimi, w siedmiu z dziewięciu przypadków plony były identyczne, a nawet wyższe niż w przypadku stosowania preparatów chemicznych – wyjaśnia Simon Kubinski, pracownik naukowy Instytutu Technologii Maszyn Budowlanych i Rolniczych.
– Wyższe plony można tłumaczyć tym, że wzrost kukurydzy może zostać zahamowany wskutek opryskiwania, podczas gdy pielenie zwiększa wymianę gazową i przerywa przepływ kapilarny. Wydaje się to również minimalizować utratę wilgotności gleby w warstwie poddawanej obróbce mechanicznie – dodaje.
Badania terenowe zapewniły również cenny wgląd w możliwości jeszcze bardziej efektywnego rozwoju mechanicznego zwalczania chwastów. Jak mówi Kubinski:
– Szczególnie wczesny termin pierwszego pielenia, prowadzonego od około dwóch do trzech i pół tygodnia po siewie, może zapewnić wystarczający, wstępny wzrost kukurydzy. Do tego momentu kukurydza „wybacza” również niedostatki w tym zakresie. Ponadto wykazano, że większość chwastów rozmnaża się i w ten sposób wpływa na plon w dłuższej perspektywie. Dlatego tak ważna jest optymalizacja wykrywania roślin i kontroli wykorzystywanych narzędzi.
O projekcie
Projekt badawczy „Technologia spulchniania dla zrównoważonej uprawy roli (ABHA) będzie trwać do września 2024 r. - jest finansowany przez niemiecki Rentenbank. Badania będą prowadzone w Instytucie Technologii Maszyn Budowlanych i Rolniczych (IBL) Uniwersytetu Technicznego w Köln pod kierownictwem prof. dr Tilla Meinel. W rolniczo-naukowych badaniach terenowych uczestniczy także prof. dr Wolfgang Kath-Petersen, również reprezentujący IBL. Partnerem projektu jest Feldklasse. Przedsiębiorstwo to stanowi start-up wywodzący się z usługi Gateway oferowanej przez tę uczelnię.
