DE69625089T2

DE69625089T2 - Verfahren und vorrichtung zur unkrautbekämpfung

Info

Publication number: DE69625089T2
Application number: DE69625089T
Authority: DE
Inventors: Paer Henriksson; Berit Mattsson; Tomas Nybrant; Bertil Persson
Original assignee: ZERO WEED LUND AB
Current assignee: ZERO WEED LUND AB
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2016-08-17
Also published as: AU7101796A; WO1998007314A1; EP0928134B1; EP0928134A1; ATE228297T1; CA2299301A1; DE69625089D1; US6237278B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unkrautbekämpfung bzw. -vernichtung mittels Elektrizität.
Seit vielen Jahren ist die Verwendung von Unkrautvernichtungsmitteln, neben rein mechanischen Verfahren, das dominierende Verfahren zur Unkrautbekämpfung. Es gibt eine wachsende Sorge, dass eine extensive Verwendung von Unkrautvernichtungsmitteln die Natur sowie Menschen und Tiere schädigen kann. Diese Sorge hat zu einem größer werdenden Interesse an alternativen nicht chemischen Verfahren als Ersatz für die herkömmlichen mechanischen Verfahren geführt.
Das Konzept zum Abtöten von Unkraut mittels elektrischer Energie ist seit den 1890-ern verwendet worden, zu welcher Zeit "Vegetation exterminators" (Sharp, A. A. 1893 (US-A-492 635), Scheible, A. 1895) patentiert wurde. Die Technik wurde auch zur Unkrautbekämpfung in der Landwirtschaft entwickelt, (Buret, W. E. 1928 (US-A-3 661 030), Opp, F. W.; Collins, W. C. 1935, Opp, F. W. 1952 (US-A-2 588 561), Poynor, R. R. 1954 (US-A-2 682 729)). Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, in der Landwirtschaft insbesondere keine spezifische Oberflächenbehandlung der Erde durch Bewegen von Elektroden entlang der Erdoberfläche zu verwenden und eine Wechselspannung anzulegen (Laronze 1982 (FR-A-2 487 168)), oder eine konstante hohe Spannung (Krause 1975 (DE-A-23 28 705)).
Ein Gerät, das elektrischen Strom zum Beschneiden von Heidelbeerbüschen und zur Dehydrierung der Blätter von Knollenfrüchten vor dem Herbst verwendet, ist von (Plueneke, R. H.; Dykes, W. G. 1975, Plueneke, R. H.; Dykes, W. G. 1977 (US- A-4 094 095), (US-A-4 257 190)) vorgeschlagen worden.
Ein Ausdünnen von Zuchtpflanzen wurde in den 1950-ern von (Rainey, E. C. 1952, McCreight, N. L. 1953) vorgeschlagen. Eine Verwendung zur Sterilisierung und Fruchtbarmachung von Erde ist auch vorgeschlagen worden (Keller, C. R. 1947, Opp, F. W.; Collins, W. C. 1935). Wayland et al (1975) (US-A-4 092 800) zeigte, dass man technisch zwei Mikrowellen zum Sterilisieren von Erde vor einem Aussäen verwenden kann. Unkraut und Unkrautsamen wenige cm in die Erde hinein können mit Mikrowellen bei einer Frequenz von 2450 MHz und der Leistung von 60 kW abgetötet werden. Die Maschine, die sie verwendeten, war ein dieselbetriebener Generator von 150 kW, der einen Mikrowellengenerator und ein Hydrauliksystem speiste, das die Einrichtung langsam vorwärts bewegte. Dipose et al. (1984) schätzte, dass es zwischen 100-1000 Stunden pro Hektor dauern würde, einige Typen von Unkraut zu behandeln. Es ist unvermeidbar, von diesen langen Zeiten wegzukommen. Die Maschine strahlt Mikrowellen nach unten in die Erde, um alles zu erwärmen, und muss das Unkraut sprichwörtlich kochen, was viel Energie erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass auch die Mikroflora in der Erde abgetötet wird.
Wie es oben offensichtlich ist, hat es sich noch nicht als praktikabel herausgestellt, Elektrizität zur Unkrautbekämpfung zu verwenden. Es ist ganz einfach zu teuer und umständlich in Bezug zu chemischen und mechanischen Bekämpfungsverfahren.
Trotz der obigen Probleme besteht die Aufgabe der Erfindung im Schaffen eines Verfahrens zur Unkrautbekämpfung basierend auf der Verwendung von Elektrizität. Angesichts der bekannten Technik überraschend genug kann eine Unkrautbekämpfung mit Elektrizität nämlich gemäß der Erfindung mit einem sehr vernünftigen Energieverbrauch mit kurzen Hochspannungsimpulsen mit niedrigem Energiegehalt, der aber eine ausreichend hohe Feldlstärke von 100-300 kV/m für eine Elektro-Permeabilität von Zellenmembranen in wachsendem Unkraut hat, ausgeführt werden. Die Erfindung kann zur Unkrautbekämpfung in der Landwirtschaft, bei der Gartenarbeit im Gartenbau, in der Forstwirtschaft, in Parks oder anderen geeigneten Bereichen, insbesondere in Zusammenhang mit einem Aussäen, verwendet werden. Die Erfindung beschädigt nur wachsende Saatgüter und Pflanzen früh im Lebenszyklus und macht es für diese unmöglich, zu keimen oder weiterzuleben. Trockenes Saatgut zum Aussäen wird nicht beeinflusst, weshalb die Erfindung vorteilhaft in Zusammenhang mit einem Aussäen verwendet werden kann, ohne das Keimen des Saatguts zu beeinflussen. Auch die Mikroflora in der Erde wird innerhalb des spezifizierten Spannungsbereichs nicht beeinflusst. Genau gesagt werden dann, wenn Saatgüter zu wachsen beginnen, sie nämlich sehr empfindlich gegenüber Elektrizität. Wenn das Saatgut jedoch gut zu einer Pflanze gewachsen ist, ist eine beachtliche Menge an elektrischer Energie nötig, um die Pflanze so sehr zu schädigen, dass sie nicht damit fortfährt, weiter zu wachsen. Ebenso ist zum Schädigen von nicht gewachsenen Saatgütern mit elektrischen Spannungsimpulsen oder elektrischem Strom eine beachtliche Menge an elektrischer Energie erforderlich, und man muss das Saatgut praktisch kochen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur selektiven Unkrautbekämpfung bzw. Unkrautvernichtung nach Anspruch 1, welche Applikatoren umfasst, welche mit einem Impulsgenerator verbunden sind, welcher Energie von einem Energietransformator erhält, welcher elektrisch oder mechanisch Energie transformiert, wobei die Applikatoren in Paaren angeordnet sind und aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, und wobei die Applikatoren so angeordnet sind, dass sie in Kontakt mit dem Erdreich gebracht werden können, welches zur Unkrautvernichtung zu behandeln ist.
Gemäß der Erfindung sind die Applikatoren mit einer Einrichtung versehen, welche die Bewegung der Applikatoren bezüglich des Erdreichs aufeinander abstimmt, sind die Applikatoren mit einer Einrichtung versehen, welche eine Abstimmung auf die Leitfähigkeit des Erdreichs vornimmt, sind die Applikatoren derart angeordnet, dass der relative Abstand erhalten bleibt, ist der Impulsgenerator mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen mit einer gewissen Länge und Form versehen, ist der Impulsgenerator mit einer Überwachungseinrichtung versehen, welche die Energieübertragung hinsichtlich der Amplitude, der Impulslänge und der Frequenz überwachen, und ist die Einrichtung mit einem Sensor zum Schutz des Personals über eine Steuereinrichtung versehen.
Durch Behandeln von Erdreich, in das gemäß der Erfindung mit elektrischen Impulsen mit niedriger Energie zu säen ist, kann Unkraut, das gerade zu keimen begonnen hat, in seiner Entwicklung gestoppt werden. Durch Unternehmen dieser Steuerung bzw. Bekämpfung gleichzeitig mit einem Säen der beabsichtigten (Feld- )Frucht ist eine verbesserte Chance gegeben, dass sie Zeit zum Wachsen vor dem Unkraut hat. Beim Säen besteht das Problem nämlich darin, dass die Samen des Unkrauts bereits in der Erde sind und bereits begonnen haben, zu keimen, wenn die beabsichtigte Frucht gesät wird, und daher dieser zuvorkommen kann. Gemäß einer bekannten Technik ist man daher dazu gezwungen, das Unkraut zu bekämpfen, um die beabsichtigte Frucht zu ihrem Recht kommen zu lassen. Indem man gemäß der Erfindung die Verwendung von Elektrizität genau in Verbindung mit einem Pflanzen und vorzugsweise gleichzeitig mit dem Säen einfügt, d. h. mittels eines Hinzufügens zur Sämaschine, kann man das Keimen von Unkrautsamen genau eliminieren. Unkrautsamen, die später wachsen, haben weniger Chancen sich selbst durchzusetzen, da sie dann eine Konkurrenz von der beabsichtigten Frucht haben. Da einem Aussäen weiterhin normalerweise eine mechanische Bearbeitung der Erde vorangegangen ist, sind hiermit frühere Unkräuter bereits eliminiert worden, und es ist daher tatsächlich ausreichend, wenn gegenwärtig ein Ausbreiten von Unkraut bekämpft wird. Indem man gemäß der Erfindung kurze Hochspannungsimpulse zur Erde einspeist, kann das Ausbreiten von Unkraut bekämpft werden. Die Hochspannungsimpulse mit kurzer Dauer werden bezüglich der Unkrautkeime als solche keinerlei große Beschädigungen zuteilen. Jedoch ist die Menge an Energie ausreichend, eine Elektro-Permeabilität der Zellenmembrane der keimenden Unkrautsamen zu erreichen. Dies wiederum führt zu einem gestoppten Wachstum der beschädigten Keime. Da die Saatgüter für die beabsichtigte Erdfrucht nicht begonnen hat, beim Aussäen zu keimen, werden diese nicht beeinflusst, und ein Aussäen und eine Unkrautbekämpfung kann mit derselben Maschine ohne irgendeine Unannehmlichkeit ausgeführt werden, und gegensätzlich dazu ist es besonders praktisch, eine Unkrautbekämpfung und ein Aussäen genau gleichzeitig auszuführen, so dass die beabsichtigte Frucht den Wettkampf mit Unkrautkeimen gewinnt, die bei der optimal richtigen Zeit eliminiert werden. Die Menge an Energie, die für die Bekämpfung erforderlich ist, die hier beschrieben ist, ist nicht signifikant und ist aus der folgenden Formel 1 offensichtlich.

Formel 1

Mittlere Leistung = (Leitfähigkeit im Erdreich) · (Feldstärke)² · (Modulationsmaß)/(Dichte) (W/kg)
Leitfähigkeit = 0,2 Siemens
Feldstärke = 300 000 Volt/m
Modulationsmaß = 1/10 000
Dichte 1500 kg/m³
Die momentane Leistung im Impuls ist sehr hoch, wie beispielsweise 12 MW/kg, aber deshalb, weil der Impuls von sehr kurzer Dauer (typischerweise mit einer Länge von 100 Mikrosekunden) ist und einmal in einer Sekunde angelegt wird, ist die mittlere Leistung merklich niedriger, d. h. 12 kW/kg. In Wirklichkeit wird eine Kondensatorbatterie geladen, die sehr schnell entladen wird und den erwünschten Hochspannungsimpuls abgibt. Alternativ dazu wird eine Wechselspannung verwendet, die zu einer hohen Spannung transformiert werden kann.
Die Behandlung von Pflanzenzellen mit diesen Hochspannungsimpulsen beeinflusst primär ein Protoplasma in Abhängigkeit von der Grenze, die durch die Zellenwand gebildet wird. Mit Rechteckimpulsen ist die optimale Amplitude der Feldstärke zwischen 100-300 kV/m mit einer Dauer von (10-100 Mikrosekunden). Mit exponentiell abnehmenden Impulsen ist die Feldstärke schwächer (25- 75 kV/m) und ist die Dauer des Impulses länger (1000-20 000 Mikrosekunden).
Es gibt Beispiele von Experimenten mit intakten Pflanzenzellen von beispielsweise Reis, die zeigen, dass die Zellenwand kein absolutes Hindernis für eine Elektroporation ist (Morikawa et al 1986; Dekeyser et al., 1990). Die Erfindung basiert darauf, dass man eine elektrische Feldstärke verwendet, die so hoch ist, dass die Zellenmembrane zerstört oder gelocht werden und die Zelle als Ergebnis davon abstirbt, aber keine viel höhere Feldstärke. Das Erdreich wird mit Impulsen kurzer Dauer (0,1-1 Millisekunden) mit der Feldstärke von 150-300 kV/m (1500-3000 V/cm) behandelt. Diese hohen Feldintensitäten haben einen selektiven zerstörenden Effekt auf ein Keimen von Unkrautsamen, während trockenes Saatgut zum Aussäen nicht beeinflusst wird. Für einen Einfluss auf die bakterielle Flora in der Erde sind höhere Feldstärken und längere Impulse nötig. Jedoch können größere Tiere, wie Larven von schädlichen Insekten, beeinflusst werden.
Die neue Technik ist mit weißem Senf ausgewertet worden (Sinapsis alba, var. Emergo), welcher ein Unkraut mit einer hohen Keimrate (87%) simuliert. Der weiße Senf wurde in fruchtbar gemachter Torferde (70% Erde, 30% Perlit) in Plastikbehältern (5 · 11 · 16 cm) kultiviert, die auf einem Wasserteppich platziert wurden, um eine gleichmäßige Erdfeuchtigkeit sicherzustellen. Die Pflanzen wurden in einer klimatisierten Kammer mit einem mittleren Klima entsprechend dem 15. Mai kultiviert, Skåne. Die Auswertung wurde in drei Hauptgruppen ausgeführt, nämlich I. trockene Saatgüter, II. gekeimte Saatgüter und III. in einer Nährlösung befeuchtete Saatgüter. Bei allen Tests sind Impulse mit einer Impulslänge von 80 us angelegt worden. Bei allen Tests sind Prüfgruppen verwendet worden, bei welchen die Behandlung möglichst so gewesen ist, wie diejenige der behandelten Gruppen.
Die trockenen Saatgüter (Gruppe I) wurden in Behältern mit Nährlösung platziert, und Impulse mit einer Feldstärke von 500-75()0 V/cm wurden angelegt. Gruppen von ca. 5 Saatgütern wurden behandelt und wurden dann auf einem feuchten Wachssubstrat in Petrischalen platziert. Die Saatgüter keimten normal, was bedeutet, dass die Behandlung keinen Effekt hatte.
Die Behandlung von keimendem Saatgut wurde in kultivierenden Behältern von 15 · 25 cm mit einer ca. drei cm dicken Schicht von Erde getestet (Gruppe II). Gruppen von sechs Saatgütern wurden ausgesät und mit 1000, 1500, 2000, 2500 und 3000 V/cm behandelt. Ein Saatgut in jedem Behälter bildete einen Prüfling. Die Saatgüter wurden jeweils 2, 4, 6 und 8 Tage nach einem Aussäen behandelt, wobei in jeder Gruppe insgesamt acht Kultivierungsbehälter enthalten waren, wobei ein Behälter ein Prüfling war. Das Ergebnis wurde durch eine Bestimmung der Anzahl von nicht gekeimten Saatgütern, durch visuelles Lesen und durch Wiegen der Pflanzen ausgewertet. Unsere Auswertung zeigte, dass eine Behandlung mit Feldstärken über 2000 V/cm eine starke Wirkung auf Saatgüter hatte, die 2 und 4 Tage nach einem Aussäen behandelt wurden. Wenn die Pflanze 6 oder 8 Tage gelassen wurde, konnte eine deutliche Verschlechterung beobachtet werden, aber die Pflanze lebte weiter.
Zum Herausfinden, ob der Feuchtigkeitsgehalt des Saatguts von entscheidender Wichtigkeit für das Ergebnis war, wurden Saatgüter in einer Nährlösung für unterschiedlich lange Zeiten platziert (Gruppe III). Alle wurden mit 3000 V/cm behandelt. Die Tests zeigten, dass alle Saatgüter, die für wenigstens 35 Minuten in einer Nährlösung gewesen waren, ihre Fruchtbarkeit vollständig verloren.
Das Verfahren hatte keinen Effekt auf trockene Saatgüter, und auch Pflanzen, die eine gewisse Größe erreicht haben, können die Behandlung ohne schwerwiegende Beschädigungen aushalten. Das Verfahren kann insbesondere in Zusammenhang mit einem Aussäen sehr nützlich sein, wobei die nützlicht Frucht nicht beschädigt wird, aber Unkraut, das in einem frühen Stadium ist, vollständig vernichtet wird. Bereits gebildetes Unkraut kann mit mechanischen Verfahren behandelt werden.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche Vorrichtung an einem Gerät zum Aussäen angeordnet ist, das durch einen Traktor gezogen wird, ist in Fig. 1 gezeigt. Fig. 2 zeigt das Gerät zum Aussäen mit der eingebauten Erfindung detaillierter. Fig. 3 zeigt eine Pflugschar zum Aussäen mit Applikatoren, die Spannungsimpulse in das Erdreich nach unten führen. In Fig. 4 gibt es ein Beispiel dafür, wie der Impulsgenerator aufgebaut sein kann.
Gemäß Fig. 1 ist ein Transformator (2) an einem Gerät zum Aussäen angeordnet, das beispielsweise durch einen Traktor gezogen wird. Dieser Transformator wandelt elektrische oder mechanische Energie in Hochspannungsimpulse um. Die Energie wird beispielsweise von dem ziehenden Traktor über eine Transmission (1) oder von einer lokalen Leistungsversorgung genommen. Die Hochspannungsimpulse werden über Applikatoren (3), die an der Pflugschar zum Aussäen angeordnet sind, nach unten zum Erdreich um das gerade ausgesäte Saatgut angelegt.
Gemäß Fig. 2 ist der Transformator (4) über eine Anzahl, die wenigstens 2 ist, von Hochspannungsdrähten (5) mit elektrisch leitenden Applikatoren (6) gekoppelt, die einen gegebenen relativen Abstand haben und in Kontakt mit dem Erdreich bis nach unten zu einer Tiefe von 4-15 Zentimeter, typischerweise 5 Zentimeter, sind. Ein Sensorsystem (7), das an den Applikatoren angeordnet ist, versorgt den Transformator mit Information über die Leitfähigkeit der Erde und die Geschwindigkeit, mit welcher sich diese durch die Erde bewegen. Die Signale werden zu einem Signaltransformator (8) rückgekoppelt, der im Generatorsystem angeordnet ist, und werden zum Synchronisieren des Impulsgenerators verwendet, so dass jeder Teil des Erdreichs mit 5-25 Impulsen, typischerweise 10 Impulsen, behandelt wird. Die Impulse müssen eine kurze Dauer haben, und zwar typischerweise 0,01-1 Millisekunden, und eine Feldstärke von 150-300 kV/m. Bei einem Abstand zwischen den Applikatoren von 5 Zentimetern muss die Spannung typischerweise 7500-15000 V sein.
Fig. 3 zeigt die Pflugschar Gerät zum Aussäen detaillierter, wobei das Saatgut durch einen Kanal (9) verläuft. Das ausgesäte Saatgut (10) gelangt in eine Furche (12) in dem Erdreich (11) zwischen einem Paar von Applikatoren (13). Die Applikatoren können anzahlmäßig mehrere sein, als Platten, Stäbe oder Scheiben geformt sein, die steif sind oder sich drehen können, aber diese haben immer einen konstanten relativen Abstand. An den Applikatoren oder in Verbindung mit diesen gibt es Sensoren (14), die eine Bewegung durch das Erdreich und die Leitfähigkeit des Erdreichs abstimmen.
In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Impulsgenerators gezeigt. Der Energie- oder Leistungstransformator (15) bekommt Energie von dem Zuggerät oder einer integrierten Leistungsquelle. Die Energie wird beispielsweise mittels eines Transformators und eines Gleichrichters (16) auf einen geeigneten Pegel, wie beispielsweise 24 V DC, transformiert. Diese gleichgerichtete Spannung liefert einen Strom zu einem Hochspannungsgenerator (17), der beispielsweise als Oszillator und Transformator eingebaut ist. Die hohe Spannung kann nach einem Gleichrichten möglicherweise in einer Anzahl von Speicherkondensatoren gespeichert werden. Ein Impulsformer (18) erzeugt kurze Impulse durch Öffnen und Schließen eines Ventilelements (eines Thyristors, eines Transistors oder von ähnlichem) mit sehr kurzer Dauer. Das Ventilelement kann direkt mit der hohen Spannung oder mit einer niedrigeren Spannung, die in einem letzten Impulstransformator nach oben transformiert wird, bevor sie mit den Applikatoren (19) auf das Erdreich angewendet wird, arbeiten. Die Sensoren (20), die an der Pflugschar zum Aussäen angeordnet sind, sind mit Signaltransformatoren (21) gekoppelt, die geeignete Signale zu einer Steuerlogik (22) abgeben, die den Hochspannungsgenerator durch Steuern der Amplitude, der Frequenz und/oder der Impulslänge steuert. Die Steuerlogik ist auch mit dem Impulsformer verbunden und steuert die Dauer der Impulse und die Frequenz und möglicherweise eine Impulsform. Schutzeinheiten (23) können zum Schützen von Anwendern gegenüber elektrischen Unfällen verwendet werden. Wenn der Anwender innerhalb des Arbeitsbereichs der Vorrichtung gelangt, können der Leistungstransformator, die Steuerlogik und/oder der Impulsformer abgetrennt werden, um eine Abgabe von Impulsen zu verhindern.
Bei einer Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens kann die Bekämpfung von Unkraut weiterhin effektiver gemacht werden, indem eine geeignete Substanz, die in der Zelle wirksam ist, wie beispielsweise von Kalziumionen, in Verbindung mit der elektrischen Unkrautbekämpfung hinzugefügt wird. Die hinzugefügte Substanz kann nämlich die perforierten Zellenmembranen durchdringen und innerhalb der Zelle wirken, was ihr Wachstum beschränkt, oder die Zelle abtöten. Die Menge der Substanz, die hinzuzufügen ist, ist vergleichsweise gering und hat beispielsweise in dem Fall von Kalziumionen keinen bleibenden giftigen Effekt in Bezug auf die Frucht, und bewirkt eher das Gegenteil. Gleichzeitig wird die Effizienz bezüglich der elektrischen Bekämpfung erhöht, und geringere Mengen an Elektrizität können verwendet werden. Tests zeigen, dass die erforderlichen angelegten Feldstärken auf etwa 1/3 reduziert werden können. Wenn die Kalziumionen in einer ausreichenden Menge im Erdreich existieren, muss natürlich kein Hinzumischen durchgeführt werden. Man kann erwägen, die Substanz in einer Form einer Lösung hinzuzufügen, wie beispielsweise CaNo&sub3;, die über die Erde gesprüht wird, und zwar alternativ dazu, dass die Substanz zu der Frucht, die auszusäen ist, hinzugefügt wird. Wenn die verwendete Substanz durch ein herkömmliches Pestizid gebildet ist, kann die Konzentration von diesem durch eine Elektroperforation radikal reduziert werden, da ein effizienter Einfluss in den Zellen der Pflanze stattfinden kann. Das Hinzufügen kann gleichzeitig mit oder genau vor der Elektroperforation stattfinden, so dass die Substanz die Zellenmembrane der Unkrautkeime durchstoßen kann und innerhalb der Zelle arbeiten kann. Die Substanz kann ein Mineralsalz oder eine organische Kombination sein, wie ein Pestizid in einer niedrigen Konzentration. Eine Konzentration von Kalziumionen im Bereich von 10-100 Millimol kann geeignet sein. Zum Erreichen einer Wechselwirkung, die so gut wie möglich ist, sollten von der verwendeten elektrischen Energie die elektrischen Impulse eine exponentiell ansteigende vordere Flanke und eine exponentiell abfallende hintere Flanke haben. Die Dauer kann zwischen 10 und 10 000 Mikrosekunden sein.
Auch wenn oben insbesondere die Eignung bezüglich der Verwendung des erfinderischen Verfahrens genau beim Aussäen aufgezeigt worden ist, kann man es natürlich auch vor einem Aussäen verwenden, und sogar in Zusammenhang mit einer vorangehenden mechanischen Vorbereitung des Erdreichs, d. h. ohne einen weiteren Zeiteinsatz.
Das erfinderische Verfahren kann auch nach einem Aussäen verwendet werden, vorausgesetzt, dass es daran angepasst ist, dass die beabsichtigte Frucht nicht beschädigt wird. Beispielsweise kann man warten, bis diese ausreichend gewachsen ist, um nicht beschädigt zu werden und alternativ dazu kann man bei weiträumig gepflanzten Früchten Applikatoren in Paaren zwischen Fruchtreihen anordnen und diese elektrisch speisen, so dass die Frucht keinen Impulsen ausgesetzt wird (die Frucht von Applikatoren derselben Spannung umgeben ist).

Claims

1. Verfahren zur elektrischen Unkrautbekämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Hochspannungsimpulse durch das Erdreich geleitet oder alternativ in diesem induziert werden, mit einer elektrischen Feldstärke von 100 bis 300 kV/m, und zwar in einer solchen Weise, daß man eine Elektrodurchdringung der wachsenden Zellmembranen der Unkrautsamen erzielt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Impuls eine Dauer zwischen 10-10.000 Mikrosekunden (10&supmin;&sup6; s) hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erdreich, welches in jedem Abschnitt zu behandeln ist, einer Anzahl von Impulsen, beispielsweise 5 bis 30 Impulsen, insbesondere 10 Impulsen, ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse eine exponentiell ansteigende vordere Impulsflanke und eine exponentiell abfallende hintere Impulsflanke haben.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kalziumionen dem Erdreich in Verbindung mit der elektrischen Behandlung derart zugeführt werden, daß Kalziumionen oder andere Ionen für die Zellsubstanzvernichtung (ein anderes Mineralsalz, eine organische Kombination beispielsweise eines Pestizids mit geringer Konzentration) durch die Elektroperforation eingebracht werden, welche an den Zellmembranen der Unkrautkeimlinge auftritt, so daß diese Stoffe in die Zelle eindringen und diese töten können, wobei bei Kalziumionen eine Konzentration in einem Bereich von 10-100 Millimol eingesetzt werden kann.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es gleichzeitig mit dem Säen der beabsichtigten Ernte durchgeführt wird.

7. Vorrichtung zur selektiven Unkrautvernichtung nach Anspruch 1, welche Applikatoren (3) umfaßt, welche mit einem Impulsgenerator (2) verbunden sind, welcher Energie von einem Energietransformator (1) erhält, welcher elektrisch oder mechanisch Energie transformiert, und wobei die Applikatoren paarweise angeordnet sind und aus einem elektrisch leitenden Material (13) bestehen, und wobei die Applikatoren derart angeordnet sind, daß sie in Kontakt mit dem Erdreich gebracht werden können, welches zur Unkrautvernichtung zu behandeln ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikatoren mit einer Einrichtung (14) versehen sind, welche die Bewegung der Applikatoren bezüglich des Erdreichs aufeinander abstimmt, daß die Applikatoren mit einer Einrichtung (14) versehen sind, welche eine Abstimmung auf die Leitfähigkeit des Erdreichs vornimmt, daß die Applikatoren derart angeordnet sind, daß der relative Abstand erhalten bleibt, daß der Impulsgenerator mit einer Einrichtung (18) zum Erzeugen von Impulsen mit einer gewissen Länge und Form versehen ist, daß der Impulsgenerator mit einer Überwachungseinrichtung (22) versehen ist, welche die Energieübertragung hinsichtlich der Amplitude, Impulslänge und Frequenz überwacht, und daß die Einrichtung mit einem Sensor (23) zum Schutz des Personals über eine Steuereinrichtung (22) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikatoren in Form von zwei oder mehreren permanenten Platten ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikatoren in Form von zwei oder mehreren rotierenden Rädern ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikatoren in das Erdreich bis auf eine gewisse Tiefe, typischerweise 5 cm oder entsprechend der Sähtiefe, eingebracht werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikatoren die elektrische Energie über einen direkten Kontakt mit dem Erdreich bis zu einer Tiefe übertragen wird, an der sich die Unkrautsamen befinden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikatoren kontaklose elektrische Energie in das Erdreich übertragen, in welchem das zu behandelnde Unkraut vorhanden ist, und zwar mittels einer kapazitiven oder induktiven Kopplung.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer Impulse mit einer Dauer von 0,01-10 ms oder 0,05 ms abgibt.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer Impulse in Form einer pulsierenden, gleichgerichteten Spannung abgibt.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer Impulse in Form von pulsierenden Wechselspannungen abgibt.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformer Impulse mit so ausreichend hoher Amplitude abgibt, daß in dem Erdreich eine elektrische Feldstärke induziert wird, welche so ausreichend hoch ist, daß das Wachstum der Unkrautsamen zerstört wird, wobei die elektrische Feldstärke normalerweise in einem Bereich von 75- 500 kV/m, insbesondere ca. 250 kV/m liegt.

17. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Impulse mit der Bewegung des Applikators derart synchronisiert, daß jeder behandelte Bereich mit 5-30 Impulsen, oder typischerweise 10 Impulsen, behandelt wird.

18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Messen der Leitfähigkeit im zu behandelnden Bereich vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Messen der Bewegung des Applikators in dem behandelten Bereich vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Steuern der Spannungsamplitude und des Stroms vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche basierend auf der abgestimmten Leitfähigkeit und/oder der Bewegung die Spannungsamplitude, die Impulsdauer und die Anzahl der Impulse manuell oder automatisch optimieren kann.

22. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche verhindert, daß lebende Teile während des Gebrauchseinsatzes in Berührung kommen, welche in Form von Abdeckblechen ausgelegt sind, welche eingebaute Kontaktunterbrecher haben, welche die Elektroden schützen, um daß die Unterbrecher aktiviert werden, wenn sich die Schutzeinrichtungen bewegen, und daß die Spannung alternativ mit Detektoren unterbrochen wird, welche andere Objekte feststellen und identifizieren und die Spannung unterbrechen.