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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz von Nutzpflanzen und/oder Aussaaten gegen unerwünschte Beipflanzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie damit ausführbare Verfahren, einen Apparat und eine Maschine gemäß dem Oberbegriff des jeweils nebengeordneten Anspruchs.
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Im Bereich der Landwirtschaft ist es ein grundlegendes Problem die angepflanzten Nutzpflanzen und/oder Aussaaten vor dem unerwünschten Wuchs von Beipflanzen, landläufig auch Unkraut genannt, zu bewahren. Der Einsatz von chemischen Beipflanzen-Bekämpfungsmitteln bzw. Herbiziden ist zwar weit verbreitet, bringt aber umweltschädliche Einflüsse mit sich. Daher steigt weltweit das Interesse in der Landwirtschaft die Menge an eingesetzten Herbiziden zu verringern.
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Auch wenn eine rein mechanische Beipflanzenbekämpfung ohne Einsatz von Herbiziden auskommt, so sind die bekannten manuellen Verfahren sehr arbeitsaufwendig. Es sind diesbezüglich Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die eine maschinelle automatische Beipflanzenbekämpfung ermöglichen, so etwa aus der
US 5 442 552 A , welche eine Maschine als roboterartigen Kultivierer offenbart. Die dort offenbarte Maschine benötigt jedoch ein aufwendiges digitales Videoaufnahme und -auswertungssystem, welches die Nutzpflanzen von den zu entfernenden Beipflanzen unterscheiden kann. Selbst wenn die Videoauswertung sehr genau arbeiten sollte, so kann nicht sichergestellt werden, dass versehentlich auch Nutzpflanzen entfernt werden. Gegebenenfalls muss der Bediener der Maschine korrigierend eingreifen (manueller Eingriff).
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereit zu stellen, die eine sichere mechanische Beipflanzenbekämpfung unter Einsatz autonom arbeitender Apparate und Maschinen ermöglicht.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Demnach wird eine Vorrichtung zum Schutz von Nutzpflanzen und/oder Aussaaten gegen unerwünschte Beipflanzen offenbart, die folgende Merkmale aufweist: ein band- oder schnurförmiges Gebilde, an dem eine Vielzahl von ringförmigen Elementen beabstandet zueinander angebracht ist, wobei das Gebilde beschaffen ist, auf einer landwirtschaftlichen Fläche aufgebracht zu werden, so dass jedes Element den Ort einer Nutzpflanze oder deren Aussaat umfasst, und wobei jedes Element ein detektierbares Mittel aufweist, um den jeweiligen Ort für eine maschinelle Detektion zur Steuerung einer mechanischen Beipflanzenbekämpfung zu markieren. Vorzugsweise weist das detektierbare Mittel metallisches oder magnetisches Material für eine induktive und/oder magnetische Detektion auf.
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Somit stellt die Vorrichtung ein Hilfs- bzw. Markierungsmittel dar, welches einfach auf der landwirtschaftlichen Fläche entlang der jeweiligen Pflanz- oder Aussaatreihe aufgebracht werden kann und eine sichere maschinelle Detektion der jeweiligen Pflanz- bzw. Aussaatbereiche (Schutzzonen) ermöglicht. Daher wird die Vorrichtung nachfolgend auch Schutz- oder Begrenzungsvorrichtung genannt bzw. kurz auch als Markierungshilfe bezeichnet.
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Vorzugsweise ist unterhalb eines jeden der detektierbaren Mittel mindestens ein Fixierungselement angeordnet, um in einen Erdballen der jeweiligen Pflanze oder Aussaat hinein gesteckt zu werden. Hierdurch kann die Vorrichtung (Markierungshilfe) zusammen mit den Pflanzen (Setzlinge) oder der Aussaat (Samen im Erdballen) auf der landwirtschaftlichen Fläche ausgebracht werden. Somit ist die Vorrichtung (Markierungshilfe) immer optimal für jede Pflanze/Aussaat positioniert und definiert eine ringförmige Schutzzone, innerhalb der keine mechanische Beipflanzenbekämpfung zugelassen wird. Eine aufwendige optische Erfassung und Videoauswertung zur sicheren Unterscheidung von Nutzpflanzen und Beipflanzen ist nicht erforderlich.
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Nach der Ernte kann die Vorrichtung (Markierungshilfe) einfach entfernt werden. Dazu ist das band- oder schnurförmige Gebilde vorzugsweise elastisch bzw. flexibel ausgebildet und zum Aufwickeln auf einer Spule sowie zum Abwickeln von derselben beschaffen. Damit kann die Vorrichtung (Markierungshilfe) kompakt gelagert und mehrfach wieder verwendet werden.
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Zudem wird auch ein Verfahren zum Schutz von Nutzpflanzen und/oder Aussaaten gegen unerwünschte Beipflanzen vorgeschlagen, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung (Markierungshilfe) zum Einsatz kommt. Das Verfahren enthält zumindest die folgenden Schritte:
- - Aufbringen eines band- oder schnurförmiges Gebildes, an dem eine Vielzahl von ringförmigen Elementen beabstandet zueinander angebracht ist, auf einer landwirtschaftlichen Fläche, wobei jedes Element den Ort einer Pflanze oder deren Aussaat umfasst;
- - Detektieren eines jeden Elementes, um den jeweiligen Ort für eine maschinelle Detektion zur Steuerung einer mechanischen Beipflanzenbekämpfung zu markieren; und
- - mechanisches Entfernen von Beipflanzen außerhalb der markierten Orte der Pflanzen oder Aussaaten.
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Das Verfahren kann vorteilhaft erweitert werden, indem nach einer Ernte der Nutzpflanzen die Vorrichtung (Markierungshilfe) von der landwirtschaftlichen Fläche entfernt wird und dann zur Wiederverwendung für eine spätere neue Anpflanzung oder Aussaat zur Verfügung steht.
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Vorzugsweise wird vor dem Schritt zum Aufbringen des band- oder schnurförmigen Gebildes, jeweils eine Pflanze oder Aussaat mit einem Erdballen versehen an einem der ringförmigen Elemente appliziert, insbesondere mittels eines Fixierungselementes, das unterhalb des detektierbaren Mittels angeordnet ist und in den Erdballen der jeweiligen Pflanze oder Aussaat hinein gesteckt wird.
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Außerdem wird vorzugsweise das band- oder schnurförmige Gebilde zusammen mit den applizierten Pflanzen oder Aussaaten auf die landwirtschaftliche Fläche aufgebracht.
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Die Erfindung offenbart auch einen Apparat zum Schutz von Nutzpflanzen und/oder Aussaaten gegen unerwünschte Beipflanzen mittels der Vorrichtung (Markierungshilfe), wobei der Apparat zumindest folgende Komponenten aufweist:
- - einen Mechanismus, der beschaffen ist zum Aufbringen eines band- oder schnurförmiges Gebildes, an dem eine Vielzahl von ringförmigen Elementen beabstandet zueinander angebracht ist, auf eine landwirtschaftliche Fläche, wobei jedes Element den Ort einer Pflanze oder Aussaat umfasst, und/oder der beschaffen ist zum Entfernen des band- oder schnurförmiges Gebilde von der landwirtschaftlichen Fläche nach der Ernte der Nutzpflanzen.
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Vorzugsweise weist der Apparat eine Spule zum Aufwickeln der Vorrichtung (Markierungshilfe) auf.
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Zudem kann der Apparat noch einen Mechanismus aufweisen, der beschaffen ist, jeweils eine Pflanze oder Aussaat mit einem Erdballen zu versehen und an einem der ringförmigen Elemente zu applizieren, insbesondere mittels eines Fixierungselementes, das unterhalb des detektierbaren Mittels angeordnet ist und in den Erdballen hinein gesteckt wird. Somit wird der Apparat zu einer vollständigen Pflanz- und/oder Aussaat-Maschine erweitert.
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Schließlich offenbart die Erfindung noch eine Maschine zum Schutz von Nutzpflanzen und/oder Aussaaten gegen unerwünschte Beipflanzen mittels der Vorrichtung (Markierungshilfe), wobei die Maschine zur mechanischen Beipflanzenbekämpfung ausgebildet ist und folgende Komponenten aufweist:
- - eine Einheit zum Detektieren eines jeden Elementes, um den jeweiligen Ort (Nutzpflanzenzone) für eine maschinelle Detektion zur Steuerung der mechanischen Beipflanzenbekämpfung zu markieren;
- - einen Mechanismus zum mechanischen Entfernen von Beipflanzen außerhalb der markierten Orte der Pflanzen oder Aussaaten.
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Somit ist die Maschine zur sicheren und vollständig autonomen mechanischen Beipflanzenbekämpfung geeignet.
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Vorzugsweise ist die Maschine noch mit einer Sensorik zum Erkennen der Beipflanzen und/oder Nutzpflanzen ausgestattet.
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Die Erfindung umfasst demnach insbesondere die folgenden Aspekte:
- (i) Eine Vorrichtung zur Begrenzung von Nutzpflanzenzonen, also eine Vorrichtung die als Markierungshilfe verstanden werden kann.
- (ii) Ein Verfahren, das mit Hilfe dieser Vorrichtung eine autonome Beipflanzenbekämpfung durchführt.
- (iii) Einen Apparat zur Aufbringung und Wiedereinbringung der Begrenzungsvorrichtungen der Nutzpflanzenzonen auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche
- (iv) Eine autonom agierende Maschine zur Beipflanzenbekämpfung, wobei die Maschine ausgestattet ist mit: (a) einem Detektor zur Erkennung der Nutzpflanzenzonen auf Basis der durch die Vorrichtung zur Begrenzung von Nutzpflanzenzonen zur Verfügung gestellten Begrenzungsinformationen, optional mit (b) einer Sensorik zur Erkennung von Pflanzen außerhalb der Nutzpflanzenzonen und mit (c) einer mechanischen Vorrichtung zur Bekämpfung von Pflanzen außerhalb der Nutzpflanzenzonen in Bodenhöhe.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgende schematische Darstellungen zeigen:
- 1 zeigt den Aufbau der Vorrichtung (Markierungshilfe) zum Schutz von Nutzpflanzen und/oder Aussaaten gegen unerwünschte Beipflanzen;
- 2 veranschaulicht das Aufbringen der Vorrichtung (Markierungshilfe) auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche;
- 3 zeigt den Aufbau einer zur Pflanzung präparierten Pflanze (Setzling) mit Erdkonus, an dem die Vorrichtung (Markierungshilfe) fixiert ist;
- 4a-d) veranschaulichen dazu das schrittweise Präparieren des Setzlings;
- 5 zeigt den Aufbau einer zur Pflanzung präparierten Aussaat (Samen) mit Erdkonus, an dem die Vorrichtung (Markierungshilfe) fixiert ist;
- 6a-d) veranschaulichen dazu das schrittweise Präparieren der Aussaat;
- 7 zeigt den Aufbau eines Apparates zum Aufbringen der Vorrichtung (Markierungshilfe) auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche und optional zum Wiederabtragen der Vorrichtung;
- 8 zeigt eine autonom betreibbare Maschine zur mechanischen Beipflanzenbekämpfung mit Hilfe der Vorrichtung (Markierungshilfe); und
- 9 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur mechanischen Beipflanzenbekämpfung mit Hilfe der Vorrichtung (Markierungshilfe).
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Zunächst wird auf die 1-3 Bezug genommen, um eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben:
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Wie die 1 zeigt, ist die Vorrichtung 10 aus einem band- oder schnurförmigen Gebilde 11 und daran befestigten ringförmigen Elementen 12 zusammen gesetzt, wobei die Elemente zueinander beabstandet angeordnet sind und zwar passend zu dem gewünschten Abstand zwischen den zu pflanzenden Setzlingen (vergl. 2). Jedes ringförmige Element 12 umschließt jeweils eine der Setzlinge (Jungpflanzen) und enthält im oberen ringförmigen Bereich ein detektierbares Mittel 12A, wie z.B. einen metallischen Ring, der mit Hilfe eines induktiven Verfahrens detektiert werden kann.
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Im unteren Bereich weist jedes Element 12 ein Fixierungselement 12B auf, das hier z.B. als ein rohrförmiger Abschnitt ausgebildet ist, welcher in einem Erdballen (Wurzelballen des Setzling) eingebettet sein kann, so dass sich die Setzlinge mit der Vorrichtung verbinden (s. 3). Somit befindet sich die jeweilige Pflanze P (Setzling) mit seinen Wurzeln in einem Erdballen B, an dem jeweils ein ringförmiges Element mit detektierbarem Mittel 12A und Fixierungselement 12B angebracht ist. Das band- oder schnurförmige Gebilde 11 ist vorzugsweise elastisch ausgebildet und zum Aufwickeln auf einer Spule und zum Abwickeln von derselben beschaffen. Dies wird später noch anhand der 7 beschrieben.
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Wie es die 2 veranschaulicht, wird die gesamte Vorrichtung 10 auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche F ausgebracht, indem z.B. das band- oder schnurförmige Gebilde 11 zusammen mit den daran fixierten Setzlingen P1, P2... Pn in eine Setzfurche eingebracht wird und die Furche anschließend geschlossen wird, so dass die Vorrichtung 10 als Markierungshilfe sich oberhalb der Erdkrume befindet.
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Durch eine wie in 2 veranschaulichte Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 werden die Orte O1, O2, ... On (Nutzpflanzenzonen) der gesetzten Pflanzen P1, P2, ... Pn eindeutig detektierbar markiert. Die Vorrichtung sorgt also für eine zuverlässige detektierbare Begrenzung der Nutzpflanzenzonen.
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Zum Aufbringen der Vorrichtung 10 wird ein Apparat 20 offenbart (s. auch 7), der insbesondere einen dafür konzipierten Mechanismus enthält, welcher später noch eingehend beschrieben wird. Weiterhin wird zur Bekämpfung der Beipflanzen eine Maschine 30 offenbart (s. auch 8), die insbesondere eine Einheit zum Detektieren der Elemente und einen Mechanismus zum mechanischen Entfernen von Beipflanzen enthält, und die ebenfalls später noch eingehend beschrieben wird.
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Zunächst wird anhand der 4 bis 6 das Vorbereiten von Pflanzen (Setzlingen) bzw. Aussaaten (Samen) für das Ausbringen auf der Nutzfläche durch Applizieren derselben an der Vorrichtung 10 und insbesondere durch Fixieren an dem band- oder schnurförmigen Gebilde 11 beschrieben.
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Die 4a-d veranschaulichen den schrittweisen Vorgang zur Vorbereitung bzw. Präparation eines Setzlings P. Wie die 4a zeigt, wird der Setzling P mit seinem Wurzelwerk bzw. Ballen B in eine Hülse H eingeführt, in welcher sich Erde E bzw. Humus befindet. Am oberen Ende der Hülse H befindet sich eines der ringförmige Elemente 12 mit seinem detektierbaren Mittel 12A und dem Fixierungselement 12B. Der Ballen des Setzlings P wird durch das ringförmige Element hindurch gesteckt ( 4b) und anschließend wird von unten die Erde E mit dem Ballen B verpresst; dazu drückt ein Stempel ST die Erde E nach oben (4c), wobei das Fixierelement 12B in die verpresste Erde E eindringt und somit eine Verbindung / Fixierung mit dem Setzlings P hergestellt wird. Schließlich wird der verpresste Erdkonus E* zusammen mit dem Setzling P aus der Hülse H gezogen, so dass die Hülse H für den nachfolgenden Setzling frei ist. Somit kann der Reihe nach jeder Setzling P mit der Vorrichtung 10 (Markierungshilfe) verbunden werden (s. auch 7 und 8), wodurch dann die Setzlinge P1, P2, ... Pn der Reihe nach und in dem gewünschten Abstand ausgebracht auf der Nutzfläche werden können.
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Die beschriebene Präparation der Setzlinge wird von dem Apparat 20 ausgeführt; ebenso auch das anschließende Ausbringen der aufgereihten Setzlinge (s. 7).
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Für die Präparation der Setzlinge (s. 4a-d) oder auch der Aussaat (s. 6a-d) weist der Apparat einen Mechanismus 22 aufweist, der beschaffen ist, jeweils eine Pflanze P oder Aussaat S mit einem Erdballen B zu versehen an einem der ringförmigen Elemente 12 zu applizieren, insbesondere mittels des Fixierungselementes 12B, das unterhalb des detektierbaren Mittels 12A angeordnet ist und in den Erdballen B hinein gesteckt wird.
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Für das Setzen der Pflanzen bzw. Ausbringen der Aussaat weist der Apparat 20 einen anderen Mechanismus 21 auf, der beschaffen ist, die Vorrichtung 10 zusammen mit den Setzlingen P oder der Aussaat auf der landwirtschaftlichen Fläche F aufzubringen, insbesondere entlang einer Setzfurche (s. 2 und 7), so dass jedes ringförmige Element 12 den jeweiligen Pflanzort O1, O2, ... On als detektierbare Begrenzung umfasst.
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Der Apparat 20 weist dazu insbesondere einen Spulenkörper SP auf, von dem die Vorrichtung 10 mit ihrem band- oder schnurförmigen Gebilde 11 abgewickelt werden kann.
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Nach Ausbringung der Pflanzen P können dann Beipflanzen (Unkraut) mit Hilfe der detektierbaren ringförmigen Elemente 12 autonom von einer Maschine 30 (s. 8) rein mechanisch ohne Einsatz von chemischen Spritzmitteln entfernt werden. Die detektierbaren Elemente 12 können auch hilfreich für eine automatische Ernte der Pflanzen.
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Nach der Ernte der Pflanzen P kommt der Apparat 20 wieder zum Einsatz und entfernt die Vorrichtung 10 von der landwirtschaftlichen Fläche F, wobei dann das band- oder schnurförmige Gebilde 11 wieder auf den Spulenkörper SP aufgewickelt wird (vergl.
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7) und somit kompakt bis zur Wiederverwertung als aufgewickelte Markierungshilfe gelagert werden kann.
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Dasselbe Verfahren für das Präparieren und Ausbringen der Markierungshilfe kann auch für Aussaaten verwendet werden, wobei anstelle eines Setzlings nun ein Samen S pro Erdkonus E* eingesetzt wird (s. 5 und 6a-d). Um den jeweiligen Samen S in dem Erdkonus richtig einzubetten, wird ein kleiner Stempel ST* verwendet, der in den Erdkonus ein Loch / eine Vertiefung für den Samen S eindrückt. Auch hier wird dieser Vorgang von dem Apparat 20 (7) ausgeführt. Anzumerken ist, dass der Erdkonus E* nicht streng genommen eine konische Form aufweisen muss, sondern jede praktische Form annehmen kann, mit der eine Aussaatmaschine und der darin integrierte Apparat effizient arbeiten kann.
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Nach der Pflanzung bzw. Aussaat beginnt die Wachstumsphase. Sobald sich Beipflanzen im Umfeld der Nutzpflanzen ausgebildet haben, kommt die Maschine 30 (s. 8) zur mechanischen Bekämpfung der Beipflanzen (des Unkrauts) zum Einsatz. Wie bereits erwähnt, ermöglicht die ausgebrachte Vorrichtung bzw. Markierungshilfe 10 mit den detektierbaren Mitteln 12A ein sicheres Detektieren der jeweiligen Nutzpflanzenzonen.
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Dazu enthält die Maschine 30 eine Einheit 31 zum Detektieren eines jeden ringförmigen Elementes 12, um den jeweiligen Pflanzort 01, O2, ... On für eine maschinelle Detektion zur Steuerung der mechanischen Beipflanzenbekämpfung zu markieren. Unter Markieren wird hier verstanden, dass die Maschine im Rahmen des autonom ablaufenden Steuerungsprogramms, anhand der Detektion den jeweiligen Pflanzort als Schutzzone der Pflanze erkennt und nur die außerhalb davon liegenden Bereiche für ein mechanisches Entfernen von Beipflanzen freigibt. Die eigentlichen Nutzpflanzenzonen bleiben vor mechanischen Eingriffen geschützt. Die Maschine 30 verfügt über einen von einem Steuerungsprogramm gesteuerten Mechanismus 32 zum mechanischen Entfernen von Beipflanzen außerhalb der jeweiligen Schutzzonen.
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Die Arbeitsweisen des in 7 schematisch dargestellten Apparates 20 und der in 8 schematisch dargestellten Maschine 30 werden nachfolgend noch eingehender anhand des in 9 gezeigten Ablaufdiagramms beschrieben, welches sich auf den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Schutz von Nutzpflanzen und/oder Aussaaten gegen unerwünschte Beipflanzen bezieht.
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In einem ersten Schritt 110 wird mit Hilfe des Apparates 20 die Markierungshilfe bzw. Schutzvorrichtung 10 mit ihrem band- oder schnurförmigen Gebilde 11, an dem die ringförmigen Elemente 12 beabstandet zueinander angebracht sind, auf der landwirtschaftlichen Fläche F aufgebracht. Somit umfasst jedes Element 12 den Ort O der jeweiligen Pflanze P bzw. der Aussaat S (s. auch 2).
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Im Rahmen dieses Schrittes 110 wird vor dem Aufbringen der Schutzvorrichtung 10 diese präpariert. Dazu versieht der Apparat 20 jeweils eine Pflanze P oder Aussaat mit einem Erdballen B und appliziert daran das ringförmige Element 12. Dies geschieht jeweils mittels des Fixierungselementes 12B, das unterhalb des detektierbaren Mittels 12A angeordnet ist und in den Erdballen B gesteckt wird. Somit wird die Schutzvorrichtung 10 mit den Pflanzen (Setzlingen) P bestückt und alles kann dann in einem schnurrförmigen Gebilde Einheit ausgebracht werden (s. auch 7).
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Die Maschine 30 (s. auch 8) führt in einem Schritt 120 autonom das Detektieren eines jeden Elementes 12 durch, um den jeweiligen Ort O1, O2, ... On für eine maschinelle Detektion zur Steuerung einer mechanischen Beipflanzenbekämpfung zu markieren.
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Somit kann von der Maschine 30 dann in einem Schritt 130 ein sicheres mechanisches Entfernen von Beipflanzen außerhalb der markierten Pflanzorte O1, O2, ... On durchgeführt werden.
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Nach der Ernte der Nutzpflanzen P wird von dem Apparat 20 in einem Schritt 140 die jeweilige Schutzvorrichtung 10 wieder von der landwirtschaftlichen Fläche F entfernt und kann zur Wiederverwendung für eine spätere neue Anpflanzung oder Aussaat gelagert werden, insbesondere in Form einer aufgewickelten Spule.
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Zusammenfassend werden hier ein Verfahren und Vorrichtungen offenbart, die eine autonome sichere und rein maschinelle Beipflanzenbekämpfung ermöglichen. Die vorliegende Erfindung kommt dem weltweit steigendem Interesse entgegen, in der Landwirtschaft die Menge an eingesetzten Herbiziden deutlich zu verringern. Das hier beschriebene Verfahren zur autonomen mechanischen Beipflanzenbekämpfung ermöglicht es, vollständig auf Herbizide verzichten zu können. Die Erfindung umfasst insbesondere die zuvor beschriebenen Komponenten:
- ◯ Vorrichtung 10 zur Begrenzung von Nutzpflanzenzonen
- ◯ Apparat 20 zur Aufbringung und Wiedereinbringung der Begrenzungsvorrichtungen 10 der Nutzpflanzenzonen auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche F
- ◯ Autonom agierende Maschine 30 mit (i) einem Detektor / einer Einheit 31 zur Erkennung der Nutzpflanzenzonen auf Basis der durch die Vorrichtung 10 zur Begrenzung von Nutzpflanzenzonen zur Verfügung gestellten Begrenzungsinformationen, mit (ii) einer Sensorik 33 / einem weiteren Detektor zur Erkennung von Pflanzen außerhalb der Nutzpflanzenzonen in Bodenhöhe und mit (iii) einer mechanischen Vorrichtung / einem Mechanismus 32 zur Bekämpfung von Pflanzen außerhalb der Nutzpflanzenzonen in Bodenhöhe.
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Zur Funktion und Wirkungsweise der Komponenten wird hier noch folgendes ergänzt bzw. vertiefend erläutert:
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Zur Vorrichtung 10 (auch kurz Schutzvorrichtung oder Begrenzungsvorrichtung genannt):
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Wie zuvor insbesondere anhand der 1-6 beschrieben wurde, weist die Vorrichtung 10 zur Begrenzung von Nutzpflanzenzonen mehrere als detektierbare Umfassung wirkende ringförmige Elemente 12 auf sowie eine bandförmiges Gebilde 11, das als Träger für die detektierbaren Elemente 12A verstanden werden kann, welche als Resonanzobjekte bzw. Induktoren dienen, die wiederum von dem Detektor 31 der autonom agierende Maschine 30 (z.B. mittels elektromagnetischer Induktion) erkannt und identifiziert werden können.
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Bei den Setzlingen P sind die Wurzeln des Setzlings bereits ausgeprägt und der Wurzelballen B wird für das maschinelle Setzen in einen Konus E* aus Erde, die beim Pflügen der Setzfurche gewonnen wird, als Trägermaterial zur Fixierung der Begrenzungsvorrichtung 10 eingebettet.
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Die Fixierung bzw. das dafür eingesetzte Fixierungselement 12B ermöglicht das Einbringen der Begrenzungsvorrichtung 10 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche und bei der Verwendung des Verfahrens bei Saatgut auch zur Fixierung der Nutzpflanzen in den Nutzpflanzenzonen.
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Zur späteren (nach der Ernte gewünschten) Rückgewinnung der ausgebrachten Begrenzungsvorrichtungen 10 bzw. seiner Elemente 12 sind diese über das jeweilige bandförmige Gebilde 11 (auch Begrenzungsvorrichtungsträger genannt) miteinander verbunden. Bei einer Verarbeitung von Saatgut wird anstatt des Setzlings das Saatgut S in den Erdkonus E* eingebracht.
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Zum Einsatz des Apparates 20:
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Der Apparat 20 (s. insbes. 2 und 7) dient im Wesentlichen zur Aufbringung und Wiederverwendung der Schutzvorrichtungen 10 zur Begrenzung zur Nutzpflanzenzonen auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche F. Der Apparat kann auch in Sämaschinen und Setzmaschinen integriert werden.
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In der gewerbsmäßigen Landwirtschaft sind in der Regel Sämaschinen und Setzmaschinen im Einsatz. Bei Setzmaschinen werden Nutzpflanzen direkt und bei Sämaschinen das Saatgut der Nutzpflanzen auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche ausgebracht. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für das Setzen von Nutzpflanzen als auch für die Einzelsaat. Bei Setzmaschinen werden die Setzlinge P direkt in die Begrenzungsvorrichtungen 10 auf dem Begrenzungsvorrichtungsträger 11 und der Fixierung 12B gesteckt. Durch einen Stempel ST mit Hülse H wird dann der Wurzelballen B mit Erde E ummantelt (s. 4a-d) und von der Setzmaschine als Erdkonus E* in die Setzfurche so gesetzt, dass der Übergang vom Wurzelballen zum Stengel des jeweiligen Setzlings P auf Höhe des umliegenden Bodens ist und anschließend wird die Setzfurche wieder verschlossen.
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Durch das beschriebene Verfahren werden die insbesondere als Induktoren ausgebildeten Elemente 12A der Begrenzungsvorrichtungen 10 direkt auf der Bodenoberfläche ausgebracht. Beim Schließen der Setzfurche durch die Setzmaschine mit dem Apparat 20 bleiben damit die Induktoren 12A der Begrenzungsvorrichtungen stabilisiert durch den Begrenzungsvorrichtungsträger 11 auf der Bodenoberfläche fixiert. Die jeweilige Begrenzungsvorrichtung 10 wird dabei mit Hilfe des bandförmigen Trägers 11 wird dabei von der Setzmaschine bzw. dem Apparat 20 von einer Vorratsrolle bzw. Spule SP abgerollt.
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Bei Einzelsaatmaschinen muss die Saat S selbst in den Boden eingebracht werden. Dies erfolgt in der Regel auch über eine Saatfurche, in die das Saatgut appliziert wird und die danach von der Einzelsaatmaschine wieder verschlossen wird. Damit die Induktoren 12A der Begrenzungsvorrichtung 10 auf der Bodenoberfläche ausgebracht werden und die Nutzpflanzen P aus der Saat auch innerhalb der Nutzpflanzenzonen keimen, ist es notwendig die Begrenzungsvorrichtungen 10 auf der Bodenoberfläche und die Keimlinge innerhalb der Begrenzungsvorrichtungen 10 zu fixieren.
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Dies geschieht über den Erdkonus E*. Die Setzmaschine bzw. der Apparat 20 erzeugt dabei zuerst den Erdkonus E* in der Hülse H und verbindet diesen mit der Begrenzungsvorrichtung 10 indem der Stempel ST die Erde gegen die Fixierung 12B der Begrenzungsvorrichtung 10 drückt. Dann wird mit einem kleinen stabförmigen Stempel ST* ein Saatloch gestochen und die Saat S wird in das Saatloch fallen gelassen. Anschließend wird der Erdkonus E* zusammen mit der Begrenzungsvorrichtung 10 und dem Saatgut in die Saatfurche eingebracht und diese wird anschließend verschlossen (s. 6a-d).
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Beim Schließen der Saatfurche durch die Sämaschine bleiben die Induktoren 12A der Begrenzungsvorrichtungen 10 stabilisiert durch den Begrenzungsvorrichtungsträger 11 auf der Bodenoberfläche fixiert. Durch die Hülsenform der Fixierung 12B und das Saatloch bleiben nach der Keimung die Keimlinge des Saatgutes innerhalb der Nutzpflanzenzonen.
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Nach der Ernte können die Begrenzungsvorrichtungen 10 durch das Aufrollen des Begrenzungsvorrichtungsträgers 11 auf eine Spule SP einfach wiedergewonnen und im nächsten Zyklus wiederverwendet werden. Für die Verwendung bei unterschiedlichen Nutzpflanzen werden Durchmesser der Begrenzungsvorrichtungen, Art bzw. Form der Fixierung 12B und die Abstände zwischen den ringförmigen Elementen 12 auf dem Begrenzungsvorrichtungsträger 11 variiert.
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Um im Rahmen der Aus- und Wiedereinbringung der Begrenzungsvorrichtungen 10 innerhalb kurzer Zeit größere Mengen verarbeiten zu können, kann die Anordnung von mehreren Begrenzungsvorrichtungsträgern 11 zu einer Optimierung führen (z.B. durch eine parallele Anbringung an einer Querachse).
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Zur autonomen Maschine zur Bekämpfung der Beipflanzen:
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Eines der größten Probleme bei der Bekämpfung von Beipflanzen ist es, eine sichere und möglichst fehlerfreie Unterscheidung von Nutz- und Beipflanzen zu erreichen. Anstatt die herkömmlichen Maschinen aufwendig für eine Selektion über spezifische Merkmale der Nutzpflanzen zu trainieren, ermöglicht das vorgestellte Verfahren es, ohne spezifische Informationen über die jeweiligen Nutzpflanzen, diese sicher von den Beipflanzen zu selektieren. Dazu erkennt der Detektor 31 der autonomen Maschine 30 (s. auch 8) die jeweiligen Nutzpflanzenzonen O1, O2, .. On, welche von den Induktoren 12A der Begrenzungsvorrichtung 10 umschlossen und eindeutig detektierbar markiert werden. Die sich außerhalb der Nutzpflanzenzonen befindlichen Beipflanzen werden dann mit einer mechanischen Vorrichtung bekämpft.
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Vorzugsweise werden dabei, nachdem die Nutzpflanzenzonen erkannt worden sind, alle Beipflanzen mit Hilfe einer Sensorik 33, die z.B. einen optischen Sensor enthalten kann, innerhalb des Steuerungsprogramms markiert und mit der mechanischen Vorrichtung 32 bekämpft, z.B. über einen Stempel in den Boden gedrückt und/oder mit einem Beitel abgetrennt.
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Die hier offenbarte Erfindung ermöglicht eine sichere, automatische mechanische Bekämpfung von Beipflanzen (Unkraut) ohne Einsatz von Herbiziden oder dergleichen, wobei die Schutzvorrichtungen mehrmals wiederverwendbar sind und somit die Erfindung in besonderer Weise durch seine Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit auszeichnet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung - Hilfsmittel zur Begrenzung
- 11
- bandförmiges Gebilde
- 12
- ringförmige Elemente
- 12A
- detektierbares Mittel
- 12B
- Fixierungselement
- P
- Pflanzen P1...Pn
- B
- Wurzelballen
- E
- Erde
- E*
- Erdkonus
- S
- Aussaat / Samen
- F
- landwirtschaftliche Fläche mit Setzfurche(n)
- O
- Ort(e ) der Pflanzung(en) O1... On
- H
- Hülse
- ST
- Stempel
- ST*
- Stempel
- 20
- Apparat
- 21
- Mechanismus zum Aufbringen der Vorrichtung 10
- 22
- Mechanismus zum Applizieren der Pflanzen an der Vorrichtung 10
- SP
- Spule
- 30
- Maschine zur Bekämpfung von Beipflanzen (Unkraut)
- 31
- Einheit zum Detektieren
- 32
- Mechanismus zum mechanischen Entfernen von Beipflanzen
- 33
- Sensorik
- 100
- Verfahren mit Schritten:
- 110
- Aufbringen der Vorrichtung 10
- 120
- Detektieren der Elemente 12
- 130
- mechanisches Entfernen von Beipflanzen
- 140
- Entfernen der Vorrichtung 10 zur Wiederverwertung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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