EP3512335A1 - Vorrichtung zum abtöten und schwächen von pflanzen und anderen organismen - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Abtöten oder Schwächen von Pflanzen und anderen Organismen, die eine Hochspannungsquelle und einen mit der Hochspannungsquelle verbundenen Applikator aufweist, hat mindestens eine mechanische Einrichtung, die mit dem Applikator in Verbindung steht. Vorteilhaft ist es, wenn die mechanische Einrichtung mit der Hochspannungsquelle elektrisch verbunden ist.

Description

Vorrichtung zum Abtöten und Schwächen von Pflanzen und anderen Organismen

[01 ] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtöten und Schwächen von Pflanzen und anderen Organismen, die eine Hochspannungsquelle und einen mit der Hochspannungsquelle verbundenen Applikator aufweist. [02] Es ist bekannt, beispielsweise zum Auslichten von Wildkräutern, ein Gehäuse mit einer Elektronik zur Aufnahme einer Hochspannung mit Schleifkontakten in einem vorbestimmten Abstand über den Boden zu führen. Durch eine Hochspannung zwischen der Elektrode und einem Erdkontakt oder der Erde oder Pflanze wird die betroffene Pflanze durch einen Stromschlag abgetötet oder geschwächt. [03] Insbesondere in der biologischen Landwirtschaft wird auf den Einsatz von chemischen Bekämpfungsmitteln verzichtet und es wurden daher beispielsweise in der US 4,094,095, der US 3,919,806, der US 4,428,150 und der WO 98/07314 Vorrichtungen beschrieben, die es erlauben, das Wachstum von Pflanzen über eine Hochspannungseinrichtung zu behindern.

[04] Derartige Einrichtungen sind aufwändig und führen häufig nur zu einer begrenzten Schä- digung der Pflanzen. Daher haben sich diese Einrichtungen bisher gegenüber chemischen Pflanzenvernichtungsmitteln nicht durchgesetzt.

[05] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, derartige Vorrichtungen so weiter zu entwickeln, dass ein wirtschaftlicher Einsatz von Hochspannung in der Landwirtschaft ermöglicht wird. [06] Diese Aufgabe wird mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, die mindestens eine mechanische Einrichtung aufweist, die mit dem Applikator in Verbindung steht. Vorteilhaft ist es, wenn die mechanische Einrichtung mit der Hochspannungsquelle elektrisch verbunden ist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

[07] Erfindungsgemäß wird die Hochspannungseinrichtung mit einer weiteren mechanischen Einrichtung kombiniert, die es erlaubt in kurzer zeitlicher Abfolge, die Hochspannung aufzubringen und den Boden unter den Pflanzen oder biologisches Material mechanisch zu behandeln.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Dabei kann die mechanische Einrichtung körperlich mit dem Applikator in Verbindung stehen, um beispielsweise an einem Traktor oder einem Handgerät sowohl die Hochspannungseinrichtung als auch die weitere mechanische Einrichtung gleichzeitig zu bedienen. Die mechanische Einrichtung kann jedoch auch mit dem Applikator elektrisch in Verbindung stehen, sodass die mechanische Einrichtung selbst zum Applikator wird oder den Applikator unterstützt.

[08] Die Erfindung macht sich die Kombination von mindestens einem elektrischen und einem mechanischen Prinzip zu nutze. Spezieller betrifft sie herbizid wirkende Vorrichtungen, welche als wirksame Teile eine Vorrichtung zur Beaufschlagung von Pflanzen mit einem hochgespannten Wechsel- oder Gleichstrom in Kombination mit mindestens einer weiteren Vorrichtung mit mechanischer Einwirkung auf die Pflanzen direkt oder indirekt über den Boden enthalten.

[09] Die alleinige Anwendung der Zerstörung von Pflanzen durch Hochspannung führt zu unterschiedlichen Problemen. Große Pflanzen können kleine Pflanzen bei flächigem Wuchs abdecken und deren Durchströmen verhindern. Harte, trockene, stark behaarte oder wachsige Blätter sorgen für einen hohen Übergangswiderstand zwischen Applikator und Pflanze, sodass große Energiemengen im Spross verloren gehen, obwohl in der Hauptsache die Wurzeln oder niedrigliegende Wachstumspunkte zerstört oder stark geschwächt werden sollen. Nichtleitende Pflanzenteile oder Reste von Pflanzen können den Zugang zu den Zielpflanzen durch darüber gleitende Applikatoren rein elektrischer Vorrichtungen behindern. Außerdem kann eine geringe Leitfähigkeit der trockenen Erde den Stromfluss und damit die Wirkung des Stromes auf die Pflanzen verhindern. Dadurch ist die herbizide Wirksamkeit der bekannten Vorrichtungen häufig nicht mehr ausreichend oder bei ausreichender herbizider Wirksamkeit werden unerwünschte Schädigungen der Nutzpflanzen beobachtet oder der Energieverbrauch wird ökonomisch und ökologisch unvertretbar hoch oder die Arbeitsgeschwindigkeit wird zu niedrig für einen funktionell akzeptablen Einsatz der Vorrichtung in den verschiedensten Anwendungsbereichen. [10] Die den Einsatz behindernden Bedingungen werden durch eine Maximierung der eingebrachten Energie, eine Minimierung der Fahrtgeschwindigkeit und der Arbeitsbreite oder durch eine häufigere Verwendung der Vorrichtung ausgleichen. Wirtschaftlich vorteilhafter ist jedoch die Kombination der elektrisch wirkenden Vorrichtung mit einem oder mehreren anderen mechanisch wirkenden Vorrichtungen. [1 1] Die Vorrichtung zum Abtöten oder Schwächen von Pflanzen und anderen Organsimen besteht aus einer vorzugweise leichten und hocheffizienten Hochspannungsquelle für gepulsten oder kontinuierlichen Gleich- oder Wechselstrom mit unterschiedlichen ausgewählten Frequenz- und Wellenpaketen und vorzugsweise mindestens zwei Applikatoren, von denen einer als Erde wirkt. Vorteilhaft sind zusätzliche Steuerungs-, Sensor- und Mobilitätskomponenten.

[12] Die mechanische Einrichtung sollte die Wirkung der elektrischen Komponente erhöhen, synergistisch verstärken oder überhaupt erst möglich machen. Sie kann mit der elektrischen Komponente sequenziell verknüpft oder vollständig in sie integriert sein.

[13] Eine besonders vorteilhafte mechanische Einrichtung ist eine Bürste, insbesondere eine Walzenbürste, eine Tellerbürste, eine Bürstenleiste oder ein Bürstenabstreifer. Mit derartigen Bürsten alleine können junge Pflanzen mit kleinen Wurzelsystemen nur unter oberflächiger Bodenbewegung aus dem Boden mechanisch herausgerissen und zerstört werden. Sie sterben dann nur bei ausreichender Trockenheit auf der Erdoberfläche ab. Bei harten Böden und tiefergehenden Wurzel Systemen werden mit den Bürsten Blätter der Pflanzen mechanisch teilweise abgeris- sen und das intakt bleibende Wurzelsystem wird nur durch die gleichzeitige durch die Hochspannungsbehandlung so stark geschädigt, dass die Pflanze sicher und wetterunabhängig abstirbt. Außerdem können mit den Bürsten abgerissene oder ausgerissene Pflanzenteile aufgenommen und/oder an einen nicht störenden Platz verbracht werden.

[14] Durch das Berühren der Pflanzen mit einem überstreichenden Applikator werden die Pflanzen mit elektrischer Energie beaufschlagt und vorzugsweise bis tief in die Wurzel abgetötet. Bei Pflanzen mit engstehenden langen und insbesondere auch holzig faserigen Blättern, wie beispielsweise robusten Gräsern, ist der überstreichende Applikator nur in geringem Kontakt mit den Blättern, was zu hohem Energieaufwand führt. Die Folge ist eine niedrige Fahrtgeschwindigkeit des Applikators und die abgetöteten Pflanzen müssen in einem separaten Schritt an der Oberfläche abgetrennt und entsorgt werden.

[15] Die Kombination aus mechanischer Behandlung mittels Bürsten und der Beaufschlagung der Organismen mit Hochspannung führt zu einem deutlich besseren Kontakt zwischen Hochspannung und Pflanze oder zur rauen unregelmäßig zerklüfteten Bodenoberfläche und damit zu einem niedrigeren Energieverbrauch und einem geringeren Übergangswiderstand. Beispielswei- se kann bei der Behandlung von Fugen zwischen Platten der leitfähigere Dreck in den Fugen, der teilweise herausgebürstet wird, als erleichterter elektrischer Kontakt zu tieferliegenden Fugenbereichen genutzt werden, in denen auch die hartnäckigsten Unkräuter wachsen. Darüber hinaus führt der mechanische Abrieb der Bürste zu einer Beseitigung isolierender Deckschichten der Organismen und senkt dadurch den elektrischen Widerstand genau dort, wo der Strom eingeleitet wird. Durch das fortschreitende Abreißen von Organismenteilen durch die Bürstenbewegung werden innerhalb von Sekunden immer neue hochleitende Organismenteile freigelegt. Dadurch wird besonders wirksam Energie in die Wurzeln zu deren Abtötung eingeleitet. Vorteilhaft ist es, wenn die Pflanzen in einem einzigen Arbeitsgang nach der fortschreitenden mechanischen und elektrophysikalischen Behandlung letztlich komplett oberirdisch entfernt und gleichzeitig die im Boden verbleibenden Wurzeln sicher abgetötet werden und somit auch unter widrigen Umweltbedingungen nicht mehr anwachsen können.

[16] Bereits die mechanische Funktion einer Bürste verbessert die Wirkung der Hochspannungsquelle deutlich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bürste als Applikator mit der Hoch- spannungsquelle verbunden ist. Dies führt dazu, dass alle oder einzelne Borsten der Bürste mit der Hochspannungsquelle verbunden sind und als Applikator zum Spannungseintrag oder als Erdung wirken.

[17] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bürste Borstenbereiche aufweist, die eine unterschiedliche elektrische Polung aufweisen. Darüber hinaus können auch weitere Borstenbereiche für eine Isolation sorgen. Dies ermöglicht es, zwischen den Borsten ein Spannungsfeld zu erzeugen, das Organismen, die in Kontakt mit Applikatoren dieses Spannungsfeldes geraten, zerstört oder zumindest schwächt, nach außen hin aber keinen gefährlichen oder energieverbrauchenden Strom abgeben kann. Das stromlos-Schalten einzelner Borstenbereiche kann je nach Geometrie zur Einsparung von Energie oder zur Minimierung von Abreißfunken genutzt werden. Kombina- tionen von leitenden und nichtleitenden Borsten können der Sicherheit, dem Zuführen von Pflan- zenteilen oder der Reinigung dienen.

[18] Durch die Kombination einer Mäh- oder Ernteeinrichtung mit der Beaufschlagung der am Boden verbleibenden Wurzelsysteme wird eine effektive Behandlung der Wurzeln ermöglicht. Nach dem Mähen trocknen die Schnittbereiche in sehr kurzer Zeit ein. Die zeitlich direkt auf das Mähen folgende Hochspannungsapplikation ermöglicht es, die feuchten Schnittstellen als Zu- gang der Hochspannung zum Wurzelbereich zu nutzen. Dabei sollte das gleiche Trägerfahrzeug sowohl für das Aufbringen der Hochspannung als auch für den Mäh- oder Erntevorgang genutzt werden. Dadurch kann die Hochspannungsaufbringung entweder zeitgleich mit dem Mähen bei einem Kreiselmäher, Fadenmäher oder Schlegelmäher oder innerhalb weniger Sekunden später bei einem Balkenmäher oder Schlegelmäher erfolgen, um über die frischen und nassen Schnittstellen Strom in die verbleibenden Organismenteile einzuleiten. Dies ermöglicht es auch, das Schnittgut ohne weitere Zwischenspeicherung direkt hinter dem Fahrzeug auf den abgetöteten Pflanzenstrünken abzulegen. Da zwischen dem Abschneiden und dem weitergehenden Abtöten der Wurzeln durch Hochspannung nur eine kurze Zeit vergeht, reagiert die Pflanze auch nur in stark verringertem Maß mit einem Neuaustreiben aus der Wurzel.

[19] Wenn das Mähen ein Erntevorgang ist, ermöglicht die sofortige elektrophysikalische Behandlung der Halme und Wurzeln der Nutzpflanze, wegen der damit einhergehenden Zellzerstörung, dass die auf dem Feld verbleibenden Pflanzenteile schneller abtrocknen, weniger Krankheiten weiterverbreiten und besser mikrobiell abbaubar sind. Die elektrophysikalische Behand- lung sollte direkt nach oder zeitgleich mit dem Schneidvorgang erfolgen, da die Wirkung nach Abtrocknen der Schnittstelle stark sinkt.

[20] Die Bürste kann durch die Bewegung der Bürste relativ zum Untergrund auf Pflanzen im Untergrund einwirken. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Bürste um eine Achse drehbar gelagert ist. Diese Ache kann waagerecht oder senkrecht sein, um die Relativgeschwindig- keit zwischen den Borsten der Bürste und dem Untergrund zu erhöhen.

[21 ] Das Aufbringen einer Hochspannung kann mit einem zusätzlichen Applikator erfolgen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Mäh- oder Ernteeinrichtung eine Schneide oder einen Greifer aufweist, wobei die Schneide oder der Greifer als Applikator mit der Hochspannungsquelle verbunden ist. [22] Besonders in den Bereichen Weinbau, Ziergehölze oder Obstanbau müssen Zweige regelmäßig gekürzt werden. Die Schnittwunden bleiben im Normalfall offen und stellen eine hohe Infektionseintrittsstelle für Krankheiten dar. Wenn die Schneide als eine Elektrode ausgelegt wird, wird direkt beim Schneiden die Schnittstelle verödet, es besteht jedoch die Gefahr, dass Strom die Nutzpflanze beeinträchtigt. Wenn beim Schneiden zusätzlich oder integriert ein Grei- fer verwendet wird, ist es vorteilhaft, wenn dieser Greifer als Gegenpol für die elektrophysikali- sche Behandlung genutzt wird. Dabei kann der Greifer oberhalb oder unterhalb der Schnittstelle angreifen und es kann entweder der Greifer oder die Schneide mit Hochspannung beaufschlagt werden. Dadurch entsteht ein definierter Bereich zwischen Schneide und Gegenpol, der schnell vertrocknet und dadurch verhindert, dass Krankheiten über die zerstörten Zellen eindringen. Je nach Geometrie de Anordnung kann der verödete Bereich sehr klein ausfallen (Greifer oberhalb der Schnittstelle) oder wunschgemäß länger sein (Greifer unterhalb der Schnittstelle). Schnitt und elektrophysikalische Behandlung sollten zeitgleich vorgenommen werden, damit beide Elektroden gleichzeitig am Ast ansetzen und ein Stromfluss in die Restpflanze vermieden wird. [23] Insbesondere zur kompletten Abtötung holziger und buschiger Gewächse ist die Kombination von Greifer und Schneideinrichtung, wobei die Schneide und ggf. auch der Greifer als einer der Applikatoren mit der Hochspannungsquelle verbunden ist, besonders vorteilhaft, da dabei das feste Ergreifen einer Pflanze, wie beispielsweise eines Bündels Äste, mit einer Hochspannungsbehandlung verbunden werden kann, die bis in die Wurzeln wirkt. Bereits beim Grei- fen der Pflanze wird durch den Druck auf die Pflanze die Struktur so weit zerstört, dass die Leitfähigkeit sich verbessert. Bei fortlaufender Schneidbewegung wird die Grenzfläche zwischen Schneidwerkzeug und Pflanze durch die Pflanzensäfte nass und verbessert die Leitfähigkeit. Nach dem Abtrennvorgang können je nach Ausbildung des Greifers die abgetrennten Teile weggebracht oder fallengelassen werden. [24] In vielen Fällen wäre es vorteilhaft, wenn die Hochspannungsbehandlung auch Pflanzenteile direkt erreichen könnte, die unterhalb der Erdoberfläche liegen. Daher wird vorgeschlagen, dass die mechanische Einrichtung eine Bodenbearbeitungseinrichtung, insbesondere eine Egge, ein Unterstockräumer, ein Tiefenlockerer, eine Hackvorrichtung oder eine Bodenwendevorrichtung ist. Diese Vorrichtungen erlauben es außerdem, mit Hochspannung behandelte Pflanzenteile sofort in die Erde einzuarbeiten oder, wo sinnvoll ist, sofort heraus zu separieren. Vorteilhaft ist es, wenn Pflanzen in einem Arbeitsgang durch am Traktor befestigte Geräte mit Hochspannung behandelt werden und im gleichen Arbeitsgang die behandelten Pflanzen mechanisch in den Boden eingearbeitet oder abgetrennt (Roder) werden (Rodung). Da die mechanische Bearbeitung nur begrenzte Gerätebreiten zulässt, ist der Schonungs- und Einspareffekt besonders groß, wenn im gleichen Arbeitsgang auch eine Hochspannungsbehandlung durchgeführt wird. [25] Bodenbearbeitungseinrichtungen wie Tiefenlockerer, Tiefpflüge, Lüftungsperforatoren oder Dränpflüge ermöglichen es, so tief in den Boden einzugreifen, dass über einen damit verbundenen elektrischen Applikator unterhalb der Bodenoberfläche auf Nematoden, tiefliegende Wurzeln und Rhizome eingewirkt werden kann, insbesondere dann wenn die Pflanzen an der Bodenoberfläche nicht oder nur minimal geschädigt werden sollen.

[26] Kumulativ oder alternativ wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung mindestens eine Weiterbehandlungseinrichtung für die behandelte Fläche oder für die behandelten Pflanzen oder Pflanzenteile aufweist. Die Weiterbehandlung kann somit eine behandelte Bodenfläche, eine Wand oder behandelte Pflanzenteile betreffen. Beispielsweise geht es bei der Weiterbehandlung von Sprossmaterial darum, die sofortige Verfügbarmachung für eine geordnete Verwertung oder Entsorgung bereitzustellen. Insbesondere durch den direkten zeitlichen Zusammenhang von Hochspannungsbehandlung und Weiterbearbeitung in einem einzigen Überfahrtschritt werden Zeit, Energie und Kosten gespart und die Bodenverdichtung wird verringert, die durch mehrfache Überfahrten entstehen würde. Gleichzeitig kann Biomaterial ohne Speicherung oder das Ri- siko von Witterungseinflüssen sofort weiterbehandelt werden. Gerade bei abgeschnittenem oder sogar gehäckseltem Gut ist es vorteilhaft, wenn es sofort nach dem Abschneiden oder Häckseln und nicht erst kurz vor dem nächsten Schritt mit Hochspannung behandelt wird.

[27] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Weiterbehandlungseinrichtung eine Transporteinrichtung, insbesondere eine Aufsaugeinrichtung, eine Einrichtung zum Erstellen von Schwaden, Häckseln oder Ballen ist. Abgeschnittenes Blattmaterial wird im Normalfall auf dem Feld nur mechanisch behandelt und dann entweder für den Abtransport, die Trocknung oder die Einarbeitung bereitgelegt. Durch eine kombinierte elektrophysikalische Behandlung direkt vor der Erstellung von Schwaden, Häckseln oder Ballen ist es möglich, auf dem Feld ohne speichernde Zwischenschritte, erneutes Überfahren, Bodenverdichtung oder weiteren Zeitaufwand, Pflanzenma- terialien durch Zellzerstörung schneller trocknend zu machen, die mikrobielle Aufschlussfähigkeit zu vergrößern und Krankheiten abzutöten. Dies führt dazu, dass das Erntegut sofort wieder eingearbeitet oder für spätere Nutzungsschritte (Silage, Biogas, Lagerung) optimal vorbereitet wird, ohne dass nachgeschaltete Arbeitsschritte an anderer Stelle nötig werden. [28] Besondere Vorteile erschließen sich, wenn die Weiterbehandlungseinrichtung eine Austragseinrichtung, insbesondere eine Sämaschine, einen Düngerstreuer, eine Flüssigkeitsabgabeoder eine Sprüheinrichtung ist.

[29] Sowohl eine chemische Unkrautbekämpfung als auch das Säen sind mit hoher Arbeits- breite möglich. Diese Verfahrensschritte können jedoch in der Regel nicht kombiniert werden, da das Absterben der Pflanzen oft einige Tage dauert und das Saatgut durch Spritzmittel nicht geschädigt werden darf. Hier bietet die elektrophysikalische Unkrautbekämpfung eine Alternative, die während des Säens durchgeführt werden kann. Da das Unkraut mittels Hochspannung augenblicklich bis in die Wurzeln abgetötet wird und im Boden keine pflanzentoxischen Rück- stände verbleiben, ist es möglich, sofort anschließend einzusäen und das Unkraut in der Keimungsphase als Mulchschicht absterben zu lassen. Außerdem können somit kurz vor der Saat auch in erheblichem Maße Schnecken in der Mulchschicht abgetötet werden, die den Keimlingen in der Frühphase besonders stark schaden können. Eine frühere Hochspannungsbehandlung würde die Schneckenpopulation und das Unkrautwachstum bis zum Keimungsbeginn weniger stark minimieren und eine spätere Hochspannungsbehandlung ist kaum möglich, ohne die Nutzpflanzen zu schädigen oder große Bereiche des Feldes auszusparen.

[30] Die Kombination von Hochspannungsbehandlung und Flüssigkeitsabgabeeinrichtung ermöglicht es, die Effizienz der Hochspannungsbehandlung durch andersartige Unkrautvernichtungsmittel an sonst schwer zugänglichen Stellen zu erhöhen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn zusammen mit der herbiziden Hochspannungsbehandlung Dünger als Streugut oder Flüssigkeit abgegeben werden, was in Verbindung mit chemischen Pflanzenvernichtungsmitteln als Kombination unmöglich wäre. Dies ermöglicht es auch, je nach Anforderungsprofil in bestimmten Bodenbereichen, zusätzlich zur Hochspannungsbehandlung ggf. auch anders wirkende Herbizide aufzubringen, sodass auf einem Feld bestimmte Bereiche nur mit Hochspannung und an- dere Bereiche mit chemischen Herbiziden behandelt werden.

[31] Als Flüssigkeit kann auch Heißwasser oder Nassdampf als Sprühmittel eingesetzt werden. Zur Erhitzung des Wassers kann die Abwärme der für die Hochspannungserzeugung benötigten Generatoren verwendet werden. Da die in einem Fahrzeug speicherbare Menge an Dampfoder Heißwasser begrenzt ist und die Generatoren kontinuierlich gekühlt werden müssen, ist es besonders vorteilhaft, wenn erhitztes oder überhitztes Wasser genutzt wird, um nicht elektrophy- sikalisch behandelbare Bodenbereiche (Metall, oberflächennahe Leitungen im Boden, Nähe zu Metallpfählen/Zäunen, zu schmale Bereiche in der Reihe zwischen den Nutzpflanzen etc.) zur Unkrautvernichtung zu besprühen oder Arbeitseinrichtungen während der Fahrt zu reinigen. So können beispielsweise Bürsten der Vorrichtung fortlaufend im Betrieb gereinigt werden, wodurch gleichzeitig die Leitfähigkeit an der Übergangsstelle zur Pflanze oder zum Boden erhöht wird.

[32] Je nach Anwendungserfordernis kann die Weiterbehandlungseinrichtung auch ein Packer zur Bodenverdichtung sein.

[33] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung zur Datener- fassung und Datenverarbeitung aufweist. Eine derartige Sensoreinrichtung kann die erfassten Daten in geeigneter Form verfügbar machen und je nach Anforderungsprofil diese auch mit weiteren Daten aus anderen Quellen verknüpfen, um aufbauend auf diese Daten Felddaten zu erfassen und/oder direkt eine mechanische oder elektrophysikalische Einrichtung zu steuern oder zu regeln. Die erfassten Daten können Dokumentationszwecken dienen und auch eine Grundlage für spätere Weiterbehandlungsschritte bilden.

[34] Besonders vorteilhaft ist eine Verknüpfung mit Daten aus anderen Quellen, wie beispielsweise GPS-Ortsdaten, vorausfliegenden Drohnen oder Daten einer für die Vorrichtung vorgesehen Transporteinrichtung, wie beispielsweise eines Traktors oder der mechanischen Einrichtungen. Mit den Sensoren kann auch der durch die vorangegangenen Schritte erreichte Bear- beitungszustand des behandelten Bereichs des Feldes, des Erntegutes oder der Nutzpflanze er- fasst werden. Bei einer Sequenz von aufeinander aufbauenden Bearbeitungsschritten ist es mit den Sensoren möglich, den Erfolg der Maßnahme festzustellen und eine Prozessoptimierung durchzuführen.

[35] Daher wird weiterbildend vorgeschlagen, dass die Sensoreinrichtung mit einer Steuerung in Verbindung steht, die den Applikator, die mechanische Einrichtung, einen mobilen Geräteträger, eine Stromversorgung für die Hochspannungsquelle und/oder eine Weiterbehandlungseinrichtung steuert.

[36] Gerade die Kombination unterschiedlicher Bearbeitungsschritte innerhalb eines Bearbeitungsvorgangs mit der Überfahrt über einen Bereich eines Feldes oder das Bewegen einer Vor- richtxing über eine Bodenfläche führen zu einem besonders effektiven Einsatz der Vorrichtung. Daher liegt der Erfindung auch ein Verfahren zugrunde, bei dem während einer Überfahrt oder in zwei direkt aufeinander folgenden Überfahrten eine Hochspannung appliziert und eine mechanische Einrichtung verwendet wird. [37] Vorteilhafte Ausführungsvarianten sind als Ausfuhrungsbeispiele in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert:

[38] Es zeigt

Figur 1 schematisch eine Seitenansicht einer statischen oder drehenden Tellerbürste,

Figur 2 schematisch eine Unteransicht der in Figur 1 gezeigten Bürste, Figur 3 eine Seitenansicht einer Walzenbürste mit radialer Borstenanordnung,

Figur 4 eine Seitenansicht einer Walzenbürste mit axialer Borstenanordnung,

Figur 5 eine Seitenansicht einer Walzenbürste mit gedrehter Borstenanordnung

Figur 6 eine Vorderansicht einer Walzenbürste mit Borstenkränzen in dichter Packung,

Figur 7 eine Vorderansicht einer Walzenbürste mit einem Borstenkranz in Schneckenanord- nung mit kleiner Ganghöhe,

Figur 8 eine Vorderansicht einer Walzenbürste mit einem Borstenkranz in Schneckenanordnung mit großer Ganghöhe,

Figur 9 eine Vorderansicht einer Walzenbürste mit Borstenkränzen in axialer Borstenanordnung, Figur 10 eine Vorderansicht einer Walzenbürste mit einer kombinierten Art der Borsten- kranzanordnung,

Figur 1 1 schematisch die Vorderansicht einer Walzenbürste mit kombinierter Stromapplikator- funktion mit bürstenlosen Bereichen,

Figur 12 schematisch eine Seitenansicht einer Bürste mit weiter Borstenbestückung, Figur 13 schematisch eine Seitenansicht einer Bürste mit unterschiedlich langen Borsten,

Figur 14 schematisch eine Seitenansicht einer Bürste mit unterschiedlich langen Borsten an einem Begrenzungspfosten,

Figur 15 schematisch eine zweipolige Schneider Greifer-Kombination mit einer Schneide oberhalb des Greifers,

Figur 16 schematisch eine zweipolige Schneider Greifer-Kombination mit einer Schneide unterhalb des Greifers,

Figur 17 schematisch eine einpolige Schneider Greifer-Kombination,

Figur 18 schematisch die Weiterbehandlung von biologischem Material auf einem isolierten

Band durch zwei unterschiedlich polarisierte Trommelapplikatoren,

Figur 19 schematisch die Weiterbehandlung von biologischem Material zwischen einem Band und einem Trommelapplikator, der anders als das Band polarisiert ist,

Figur 20 schematisch die Unkrautbekämpfung mit Flächenapplikatoren vor einem Traktor und einer Sämaschine hinter dem Traktor,

Figur 21 schematisch die Unkrautbekämpfung mit Flächenapplikatoren zwischen einem Traktor und einer Sämaschine,

Figur 22 schematisch einen Tiefenmeißel für eine in den Boden eindringende Applikatoreinheit mit abwechselnd gepolten Applikatoren,

Figur 23 schematisch einen Tiefenmeißel für eine in den Boden eindringende Applikatoreinheit mit zwei verschieden gepolten Applikatoren an einem Tiefenmeißel

Figur 24 schematisch einen Tiefenmeißel gemäß Figur 22 mit einem Stahlseil als Verlängerung eines der Applikatoren und

Figur 25 schematisch einen Tiefenmeißel mit verbreiterter Schneidfläche. [39] Die in Figur 1 gezeigte Bürste 1 kann als statische oder drehende Tellerbürste eingesetzt werden. Die Bürste hat einen Außenkranz aus leitfähigen Borsten 2 und zentral angeordnete Borsten 3. Der Außenkranz aus Borsten 2 kann dabei aus elektrisch leitfähigen Borsten bestehen, die als Stromapplikator dienen. Der Gegenpol kann von der Grundfläche gebildet werden, über die die Bürste 1 geführt wird oder die zentralen Borsten 3 können als Gegenpol eingesetzt werden.

[40] Die Figur 2 zeigt am Beispiel einer Unteransicht einer Bürste 4 einen Außenkranz an elektrisch leitfähigen Borsten 5 und zwei Innenkränze mit gegensinnig gepolten elektrisch leitfähigen Borsten 6. Dazwischen ist ein Kranz aus Isolatorborsten 7 angeordnet, der Kurzschlüsse und Funken zwischen den Applikatorborsten 5 und 6 vermeidet. Bei der Anwendung kleiner dezentraler Transformatoren befindet sich der Transformator als Kasten 8 direkt oberhalb der Borsten 2, 3. Dies ermöglicht es, mittels eines Schleifkontakts die Stromversorgung herzustellen, wodurch lange Wege für die Hochspannung entfallen.

[41 ] Die in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Walzenbürsten haben unterschiedliche Anordnungen der Borsten, von denen entweder alle einige oder beabstandete Borsten als Stromapplikator eingesetzt werden können. Die Figur 3 zeigt eine axiale Borstenanordnung aus Borstenringen, zwischen denen auch Borstenringe aus isolierenden Borsten angeordnet sein können. Insbesondere am Rand einer Walzenbürste sind isolierende Borsten von Vorteil.

[42] Die Figur 4 zeigt sich radial als Borstenleisten angeordnete Borsten. Diese Anordnung erleichtert es Abrissfunken vor einem Kontakt mit dem Boden oder einer Pflanze zu vermeiden. Hierzu kann auch ein Dreh-Schleif-Kontakt abgeschaltet werden. Radiale Borstenkränze sind besonders für unterbrochene Bürsten und in radial Segmenten abschaltbare Bürsten vorteilhaft, da dadurch insbesondere über einer Sensorsteuerung Energie eingespart werden kann.

[43] Derartige Walzenbürsten sind in den Figuren 6 bis 10 in der Seitenansicht dargestellt. Figur 6 zeigt eine Anordnung von Radialborsten in einfachen Kränzen als dichte Packung und die Figuren 7 und 8 zeigen eine Schneckenanordnung mit unterschiedlicher Ganghöhe. Eine Schneckenanordnung sichert einen guten Kontakt bei hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten auch bei einer Reduktion der Anzahl der Borsten. Außerdem wird hierdurch der Unkrautauswurf verbessert. Bei der Anwendung kleiner dezentraler Transformatoren kann der Transformator direkt im Kernzylinder 9 einer Walzenbürste angeordnet sein. Dadurch muss der Schleifkontakt zur Stromversorgung nur Normal Spannung transferieren und der Leitungsweg für die Hochspannung wird minimiert.

[44] Die Figur 1 1 zeigt eine Walzenbürste mit kombinierter Stromapplikatorfunktion an den Borsten 10 und dazwischen liegenden bürstenlosen Bereichen 1 1 , in denen Nutzpflanzen wachsen können. Die Randborstenkränze 12 bis 18 weisen isolierende Borsten auf, um die Nutzpflanzen in den Bereichen 1 1, 19 und 21 vor Strom zu schützen. Bei der Walzenbürste 22 sind die einzelnen Bürstenblöcke 23 bis 26 als modulares System in Breite und Abstand variabel zusammensetzbar. Insbesondere bei der Anwendung kleiner dezentraler Transformatoren sind die Transformatoren (nicht gezeigt) direkt im Kernzylinder 27 der Bürste 22 angeordnet. Die Bürstenblöcke 23 bis 26 können dabei unterschiedliche Polarität aufweisen und die Anordnung der Transformatoren im Kernzylinder 27 ermöglicht einen einfachen Schleifkontakt zur Stromversorgung mit Normalspannung und kurze Wege für die Hochspannung, die auf die Bürsten übertragen werden muss. [45] Die in Figur 12 gezeigte Seitenansicht einer Bürste 30 mit weit beabstandeten Borsten 31 kann hohes Unkraut 32 und niedriges Unkraut 33 mit Strom beaufschlagen. Dabei liegt der Vorteil der rotierenden Bürste 30 darin, dass die Borsten zwischen die Halme des Unkrauts eindringen und die hohen Pflanzen 32 zur besseren Zerstörung von Blättern und Wurzeln länger mit den rotierenden Borsten 31 in Berührung kommen als die niedrigen Pflanzen 33. Außerdem wird der Bodenkontakt der Borsten minimiert.

[46] Die in Figur 13 gezeigte Bürste 40 hat lange Borsten 41 und kurze Borsten 42. Dies ermöglicht es, die langen Borsten 41 nicht mit Strom zu beaufschlagen, sodass sie nur mechanisch mit dem Unkraut 43 zusammenwirken. Dadurch werden kleinere Pflanzen mechanisch ausgerissen. Außerdem können die langen Borsten 41 als Abstandshalter zum Boden dienen und ermög- liehen somit eine schwimmende Lagerung der Bürste 40. Für die höheren Pflanzen 44, die elekt- rophysikalisch beseitigt werden sollen, werden die strombeaufschlagten kürzeren Borsten 42 verwendet, die die höheren Pflanzen 44 abtöten und sehr schnell verwelken und schlaff werden lassen, ohne dass diese unbedingt ausgerissen werden müssen. [47] Die Figur 14 zeigt, wie die Bürste 40 mit ihren unterschiedlich langen Borsten mit einem vertikalen Objekt 45 zusammenwirkt. Dabei können die kürzeren Borsten härter und elektrisch leitfähig ausgebildet sein, während die längeren nicht mit Strom beaufschlagten Borsten mechanisch auf ihre Umgebung einwirken. Diese mechanische Wirkung kann durch Wasserzusatz zur Reinigung der in Kontakt kommenden Flächen verbessert werden.

[48] Die Figuren 15 bis 17 zeigen unterschiedliche Greiferanordnungen, bei denen A und B unterschiedlich gepolte Applikatoren darstellen und S eine Schneideinrichtung, während G eine Greifereinrichtung bezeichnet, um einen Zweig Z zu halten.

[49] Bei der Figur 15 wird am oberen Bereich des Zweiges Z geschnitten, während darunter der Zweig gehalten wird. Dadurch entsteht am oberen Ende des Zweiges Z ein langer Verödungsbereich ÖL. Ein kürzerer Verödungsbereich ÖK kann durch die in Figur 16 gezeigte Anordnung erzielt werden. Dabei wird der Zweig Z oberhalb der Schneidstelle S gehalten, sodass der zwischen den Applikatoren A und B liegende Verödungsbereich mit dem abgeschnittenen Gut entfernt wird. Beide Applikatoren A und B und die mechanischen Werkzeuge zum Schnei- den, können als mechanische Gesamteinheit 50 bis 52 zur Verödung von einem Ast oder mehreren Ästen gleichzeitig oder in Serie ausgeführt seien. Bei sehr schnell laufenden Messern als Schneideinrichtung kann statt des Greifers auch eine Prallplatte verwendet werden, um einen ausreichenden Kontakt herzustellen. Vorteilhaft ist es, wenn Schneide und/oder Greifer als rotierende Werkzeuge ausgebildet sind. [50] Die Figur 17 zeigt eine einpolige Anordnung aus Schneide S und Greifer G. Eine derartige Anordnung dient vor allem zur Beseitigung dicker oberirdischer Pflanzenteile. Der Gegenpol B wird dabei vom Boden gebildet, sodass die ganze Pflanze P durch Hochspannung beaufschlagt wird und nach dem Abschneiden stehen bleibt. Dies ermöglicht es, Schneid- und Greifwerkzeug dicht beieinander anzuordnen oder in einer einzigen mechanischen Einheit, ähnlich einer Am- bosschere oder andere Greifschneideinrichtungen, zu integrieren.

[51] Die Figuren 18 und 19 zeigen die Weiterbehandlung von abgeschnittenem Material mit Hochspannung. Dabei wird das biologische Material 60 mittels Bandförderern 61 bis 63 in Richtung des Pfeiles 64 gefördert und die Walzen 65 und 66 werden mit unterschiedlicher Hochspan- nungspolung auf das biologische Material 60 gepresst. Dadurch entsteht zwischen den Walzen 65 und 66 oberhalb des isolierenden Bandes 67 ein Stromfluss durch das biologische Material 60.

[52] Ein derartiger Bandförderer kann in direktem Anschluss zu einer mobilen Aufnahme oder Ernteeinheit oder zu einer nachfolgenden Trocknungseinheit verwendet werden, wobei durch die Schnelltrocknung ein biologischer Abbau verhindert wird.

[53] Bei der in Figur 19 gezeigten Anlage entsteht der Stromfluss zwischen der Walze 68 und dem elektrisch leitfähigen Band 69.

[54] Anstelle eines derartigen Bandsystems kann das Material auch durch Schwerkraft zwischen zwei unterschiedlich gepolten Walzen hindurchgeführt werden. [55] Die Figuren 20 und 21 zeigen, wie ein Flächenapplikator 70 vor einem Traktor 71 angeordnet werden kann, während hinter dem Traktor 71 eine Sämaschine 72 gezogen wird. Dies ermöglicht es zunächst, mittels des Flächenapplikators 70 das Unkraut zu behandeln und direkt anschließend im gleichen Arbeitsgang mit der Sämaschine 72 das Saatgut auszutragen. In entsprechender Art und Weise zeigt die Figur 21 , wie der Flächenapplikator 70 zwischen dem Trak- tor 71 und der Sämaschine 72 angeordnet sein kann, um den Boden vor dem säen vorzubehan- deln.

[56] Die Figuren 22 bis 25 zeigen verschiedene Arten an Tiefenmeißeln. Diese Tiefenmeißel dienen als in den Boden eindringende Applikatoreinheit. Dabei können wie in Figur 22 gezeigt, nebeneinander liegende Tiefenmeißel 80, 81 der Vorrichtung 82 eine unterschiedliche Hoch- spannungspolung a, b aufweisen. Der Tiefenmeißel 80 hat eine erste Auflage 83, die auch als Schneidrad ausgebildet sein kann, und eine zweite Auflage 84, die als Stromapplikator dient. Bei der in der Figur 23 gezeigten Ausfuhrungsform eines Tiefenmeißel 90 sind am Tiefenmeißel zwei unterschiedlich gepolte Applikatoren 91 und 92 angeordnet, zwischen denen eine Isoliereinheit 93 vorgesehen ist. [57] Dabei können auch die Applikatoren 84, 91 als Schneidrad zur sauberen Öffnung der Bodenoberfläche oder als Packer ausgebildet sein. [58] Die Figur 24 zeigt, wie bei einem Tiefenmeißel 100 die Applikatorfläche durch ein Stahlseil 101 verlängert werden kann. Dadurch kann der Stromfluss, beispielsweise komplett vertikal, ausgestaltet werden.

[59] Das Ausführungsbeispiel 1 10 zeigt in Figur 25 einen Tiefenmeißel mit einer breiten Schneidfläche 1 1 1 , um die Bodenkontaktfläche zu erhöhen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Boden wenig leitfahig ist und die horizontale Durchströmung bei hoher Fahrtgeschwindigkeit eine längere Kontaktzeit zur Verfügung stellen soll.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtöten oder Schwächen von Pflanzen und anderen Organismen, die eine Hochspannungsquelle und einen mit der Hochspannungsquelle verbundenen Applikator aufweist, gekennzeichnet durch mindestens eine mechanische Einrichtung, die mit dem Applikator in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Einrichtung eine Bürste, insbesondere eine Walzenbürste, eine Tellerbürste, eine Bürstenleiste oder ein Bürstenabstreifer ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste um eine Achse drehbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste als Applikator mit der Hochspannungsquelle verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste Borsten aufweist, die eine unterschiedliche elektrische Polung aufweisen oder für Isolation sorgen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Einrichtung eine Mäh- oder Ernteeinrichtung, insbesondere ein Kreiselmäher, ein Balkenmäher oder ein Greifer mit Schneideinrichtung ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mäh- oder Ernteeinrichtung eine Schneide und einen Greifer oder eine temporäre Gegenoder Festhaltevorrichtung aufweist, wobei die Schneide und/oder der Greifer als Applikator gemeinsam mit einem oder getrennt mit beiden Polen der Hochspannungsquelle verbunden sind.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Einrichtung eine Bodenbearbeitungseinrichtung, insbesondere eine Egge, ein Unterstockräumer, ein Tiefenlockerer, eine Hackvorrichtung, ein Roder oder eine Bodenwendevorrichtung ist.

Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenbearbeitungseinrichtung als Applikator mit der Hochspannungsquelle verbunden ist.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Weiterbehandlungseinrichtung für die behandelte Fläche oder für die behandelten Pflanzen oder Pflanzenteile aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterbehandlungseinrichtung eine Transporteinrichtung, insbesondere eine Aufsaugeinrichtung, eine Einrichtung zum Erstellen von Schwaden, Häckseln oder Ballen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterbehandlungseinrichtung eine Austragseinrichtung, insbesondere eine Sämaschine, ein Düngerstreuer, eine Flüssigkeitsabgabe- oder eine Sprüheinrichtung ist.

Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterbehandlungseinrichtung ein Packer zur Bodenverdichtung ist.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sensoreinrichtung zur Datenerfassung und Datenverarbeitung aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung mit einer Steuerung in Verbindung steht, die den Applikator, die mechanische Einrichtung, einen mobilen Geräteträger, eine Stromversorgung für die Hochspannungsquelle und/oder eine Weiterbehandlungseinrichtung steuert.

16. Verfahren insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Überfahrt oder in zwei direkt aufeinander folgenden Überfahrten eine Hochspannung appliziert und mindestens eine mechanische Einrichtung verwendet wird.