WO2022053402A1 - Verfahren zur behandlung von pflanzen - Google Patents

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WO2022053402A1
WO2022053402A1 PCT/EP2021/074374 EP2021074374W WO2022053402A1 WO 2022053402 A1 WO2022053402 A1 WO 2022053402A1 EP 2021074374 W EP2021074374 W EP 2021074374W WO 2022053402 A1 WO2022053402 A1 WO 2022053402A1
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WO
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applicator
plant
unit
leaves
period
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/074374
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian Effey
Ronny Galonska
Achim Andres
Peter Frings
Matthias Eberius
Original Assignee
crop.zone GmbH
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Publication date
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Priority to EP21773502.6A priority patent/EP4210485A1/de
Priority to AU2021338955A priority patent/AU2021338955A1/en
Priority to US18/024,915 priority patent/US20230329153A1/en
Publication of WO2022053402A1 publication Critical patent/WO2022053402A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M21/00—Apparatus for the destruction of unwanted vegetation, e.g. weeds
    • A01M21/04—Apparatus for destruction by steam, chemicals, burning, or electricity
    • A01M21/046—Apparatus for destruction by steam, chemicals, burning, or electricity by electricity

Definitions

  • the invention relates to a method for treating plants, in particular for drying crops or for controlling green manure.
  • Desiccation is understood to mean a procedure in agriculture in which crop stands with desiccants are killed in order to accelerate ripening.
  • a welcome side effect is the simultaneous killing of weeds, whose still green plant parts would otherwise be harvested with e.g. grain and increase the moisture content of the harvested crop.
  • Crops are crops that are grown in fields.
  • Field crops include cereals, root crops and legumes, oilseeds or plants for green harvesting, which are used as animal feed or, like silo maize, for energy production.
  • Green manure is the targeted cultivation of plants to improve the soil in arable farming, fruit growing, viticulture and horticulture. Unlike useful plants, the plants are usually not harvested but mulched or plowed under.
  • two metallic applicators are used in order to keep at least the electrical resistance at the contact point as low as possible. Furthermore, in some cases the circuit is not closed by a second contact on plants with the opposite pole, but by electrodes cutting into the ground.
  • Such applicators are also referred to as long-range applicators (long-range applicators, also tongue applicators or LRB (from English “Long Range Blade”). Such applicators have a distance of 0.8 m-1 m.
  • pairs of lamellar applicators made of elastic spring steel, arranged in two rows one behind the other, made electrical contact with the plants.
  • the two applicators in an applicator pair have different polarities and conduct electricity through the plant, soil and mostly back through the plants. Since the applicators are elastic and adapt individually to uneven floors, they should have a corresponding minimum distance depending on their degree of freedom of movement so that direct applicator contacts or arcing do not occur. At the same time, however, this also results in long conduction paths with considerable ohmic resistance and high power consumption when the flow through long plant parts and the soil and long current paths through the soil.
  • the object of the invention is achieved by a method with the steps:
  • Electric direct current is understood to be an electric current free from a change in polarity or current direction change.
  • the current strength can change, ie the electrical direct current can also be a pulsating direct current, such as a Direct current that was obtained by rectifying an alternating current or three-phase current and has a residual ripple.
  • an applicator unit with at least three applicators and an alternating polarity sequence is used to apply electrical direct current to the shoot axis and/or the leaves of the plant can surprisingly result in a particularly efficient treatment of plants, in particular for desiccation of crops or for green manure control reduced energy consumption can be achieved.
  • direct electrical current also allows a further reduction in the respective distance between immediately adjacent applicator units, since phase shifts in the electrical current between adjacent applicator units cannot occur, as is the case when alternating electrical current is used.
  • Essentially stationary is understood to mean that slight movements of the applicators are possible, but, for example, a distance between the first applicator and the second applicator and a distance between the second applicator and the third applicator changes only slightly, for example by 3%, 5% or 10% of the value of the respective distance.
  • the shoot axis and/or leaves of the plant can be viewed as a resistive load, which is switched on by the contacting, while a no-load case is established by decontacting.
  • these load fluctuations are essentially compensated for or compensated for.
  • a substantially constant electrical power is understood to mean that a power control compensates for power fluctuations within a predetermined time in order to return to a predetermined target power.
  • a first applicator unit is used, in which the first applicator, the second applicator and the third applicator are arranged one after the other at a distance from one another transversely to a direction of movement of the applicator unit.
  • first the first applicator, then the second applicator and finally the third applicator successively traverse a reference point on the ground.
  • a second applicator unit in which a first applicator, a second applicator and a third applicator are arranged at a distance from one another along a direction of movement of the second applicator unit.
  • the first applicator and/or the second applicator and/or the third applicator simultaneously cross a reference axis on the ground.
  • such a first applicator unit and such a second applicator unit are used, with the first applicator unit applying direct electric current to a shoot axis and/or leaves of a plant for a first period of time, the shoot axis and/or the Leaves of the plant are subjected to direct electrical current for a second period of time, the second period of time being longer than the first period of time when the shoot axis and/or leaves of the plant extend essentially in a direction transverse to the direction of advance, and wherein the second Period of time is shorter than the first period of time when the shoot axis and/or leaves of the plant extend substantially in a longitudinal direction to the direction of advance.
  • two applicator units are used during operation, with the second applicator unit applying electrical direct current to plants which, due to their dimensions, can at most only be briefly applied to the first applicator unit with electrical direct current, e.g. because their dimensions in their longitudinal direction the direction of travel are too small to simultaneously contact at least two of the three applicators of the first applicator unit for a sufficient period of time. In this way, even plants with irregular growth can be reliably supplied with electrical direct current.
  • an electric field strength is provided between the first applicator and the second applicator which is greater than the electric field strength provided between the second applicator and the third applicator.
  • a distance between the first applicator and the second applicator, in particular the first applicator unit is smaller than a distance between the second applicator and the third applicator.
  • this combination of polarities reduces arcing between the first applicator and the second applicator.
  • arcing between the second applicator and the third applicator is increased. This is counteracted by an increased distance, which leads to a reduced electric field strength.
  • an essentially equally large electric field strength is provided between the first applicator and the second applicator and between the second applicator and the third applicator, in particular if the first applicator, the second applicator and the third applicator simultaneously touch the shoot axis and/or or contact the leaves of the plant.
  • a distance between the first applicator and the second applicator, in particular the second applicator unit can be the same size as a distance between the second applicator and the third applicator.
  • applicators each having a continuously formed outer surface are used.
  • a continuously formed outer surface means a surface without edges, projections or similar surface discontinuities. In this way, field strength peaks in the electrical field strength can be avoided and overall homogenization of the field strength profile can be achieved, which also leads to a reduction in arcing.
  • a constant power source which provides an electrical direct current with a ripple of 5% to 20%.
  • Ripple including residual ripple, is understood to mean an undesired AC voltage component despite smoothing by at least one smoothing capacitor.
  • the residual ripple can be load-dependent, i.e. a high load leads to a low residual ripple, while a small load leads to a high residual ripple.
  • an electrical direct current is used which is not constant over time, but which does not result in a reversal of the current direction or a change in polarity as in the case of an electrical alternating current.
  • the invention also includes a device for treating plants, an applicator unit for such a device, and a carrier vehicle such a device and a kit containing components of such a device.
  • Figure 1A and 1B an embodiment of a carrier vehicle of a device for treating plants.
  • FIG. 2 Components of a transformation and control unit of the device shown in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 3 shows an applicator unit according to a first exemplary embodiment for the device shown in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 4 shows an applicator unit according to a second exemplary embodiment for the device shown in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 5 shows an applicator unit according to a third exemplary embodiment for the device shown in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 6 shows an applicator unit according to a fourth exemplary embodiment for the device shown in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 7 shows one of the applicator units shown in FIG. 3 in operation.
  • FIG. 8 both of the applicator units shown in FIG. 3 in operation.
  • FIG. 9 shows one of the applicator units shown in FIG. 4 in operation.
  • FIG. 10 shows another exemplary embodiment of that shown in FIG.
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of that shown in FIG.
  • FIG. 12 shows a process sequence in a schematic representation.
  • FIG. 1A shows an arrangement of individual components of a device 1 according to the invention on an agricultural machine serving as a carrier vehicle 30 .
  • the device 1 can be used, for example, to effect desiccation by applying an electric current to plants. Provision can be made to reduce electrical contact resistances by prior application of a medium that reduces contact resistance, such as a corresponding liquid, before the electrical current is applied.
  • a medium that reduces contact resistance such as a corresponding liquid
  • Agricultural machines are specialized machines that are mainly used in agriculture. They may be self-propelled or pulled by an agricultural towing vehicle such as a tractor. In other words, the agricultural machine can be a self-propelled towing vehicle or a non-propelled trailer that is towed by a towing vehicle.
  • the carrier vehicle 30 is designed as a tractor. Deviating from the present exemplary embodiment, the carrier vehicle 30 can also be designed as a fertilising, sowing or harvesting machine, which is modified by attaching the components of the device 1 became.
  • the components of the device 1 can also be provided in the form of a kit.
  • the device 1 and the carrier vehicle 30 may differ depending on the mode of use and the specific requirements of the crop in question and the time of treatment.
  • the device 1 has a first module 10 for applying a contact resistance-reducing medium 15 and a second module 20 for transmitting electrical direct current to plants.
  • the device 1 can also have only a second module 20 for transmitting electrical current to the plant parts.
  • the first module 10 is assigned to the towing vehicle and components of the second module 20 are assigned to the towing vehicle and the trailer.
  • the components of the second module 20 can also only be assigned to the trailer.
  • the contact resistance-lowering medium 15 is a contact resistance-lowering liquid.
  • the first module 10 is arranged on the front and the second module 20 on the rear of the carrier vehicle 30 .
  • This arrangement makes it possible for the application of the contact resistance-reducing medium 15 to always take place before or at the same time as the electrophysical treatment by applying electrical direct current.
  • the first module 10 has at least one application device that is designed as a nozzle 11 .
  • the application device can also be designed as a wiper (not shown), or alternatively itself as a wiper.
  • the application device is thus for spraying and stripping or applying the contact resistance-lowering medium 15, or alternatively for spraying or stripping.
  • the first module 10 has a number of jointly or preferably individually controllable nozzles 11 or scrapers on a first support structure 13 in a desired working width of the device 1 (eg 1, 5-48 m, preferably 6-27 m) and geometry (statically or flexibly mounted or sensor-controlled in terms of height) are arranged.
  • the nozzles 11 and/or wipers are supplied with the contact resistance-reducing medium 15, a liquid in the present exemplary embodiment, which is stored in one or more liquid containers 14.
  • Sensors 16 are arranged, among other things, in the area of the nozzles 11 (not shown), the data from which are used to control the quantity of the application of the medium 15 that reduces contact resistance, if required.
  • Further sensors 16 can be arranged on the front of the first module 10 (ie in the direction of travel) for the purpose of occupational safety. Current/voltage sensors, optical sensors, for example camera systems, position or movement sensors, LIDAR, metal detectors and others are used as sensors, without being restricted to these. Drones flying ahead can also be used to capture the plants ahead.
  • pasture fence applicators for deterring or startling animals can be arranged on the carrier vehicle 30 or the second module 20 .
  • the carrier vehicle 30 supplies mechanical drive energy for an electric generator 32 of the second module 20 via a power take-off shaft 31 or a hydraulic circuit, which generator can be located in the rear area (as shown) or front area on the carrier vehicle 30 .
  • the individual modules of the device 1 are arranged, for example, as attachments, for example with three-point hitches. Special crops require special machines, sometimes even as a carrier vehicle 30 with special suspensions, if necessary also on the side or under the carrier vehicle 30 on coupled to the carrier vehicle 30, saddled or moved on a trailer.
  • Electrical current is conducted from the generator 32 to a transformation and control unit 33 of the second module 20 with electrical lines. There, the electrical current is converted for the transformation and then, in the case of alternating current, brought to the desired frequency, waveform and electrical voltage used in the end, and in the case of direct current, to the predetermined electrical voltage with a predetermined residual ripple in centrally or distributedly positioned transformers and other control units .
  • the second module 20 has a plurality of applicator units 2a, each with a plurality of applicators 21a, 21b, 21c for applying electrical direct current to plants.
  • FIG. 1B Reference is now additionally made to FIG. 1B.
  • the plurality of applicator units 2a are arranged in an applicator row 12 , the direction of extension of the applicator row 12 extending transversely, in the present exemplary embodiment at an angle of 90°, to a direction of travel FR of the carrier vehicle 30 .
  • the applicators 21a, 21b, 21c of the applicator row 12 are arranged on a parallelogram-like second support structure 24, which can be height-positioned via a trailing auxiliary wheel (support wheel) 25 (depending on the culture, it can also be leading).
  • the constant power source 3 has a connection for lines 4 for electrically conductive connection to the generator 32, a distribution unit 5 and a converter assembly 6 with a plurality of converters 7a, 7b, 7c.
  • a converter also referred to as an alternating current converter or also referred to as an AC/DC converter
  • AC/DC converter is understood to mean a power converter which generates an electrical alternating voltage of different frequency and amplitude from an electrical alternating voltage.
  • FIG. 2 shows three converters of the 20 (10) converters 7a, 7b, 7c in the present exemplary embodiment.
  • the number of converters 7a, 7b, 7c can also be different.
  • Each of the applicator units 2a, 2b of the applicator row 12 can be assigned a converter 7a, 7b, 7c, i.e. each of the applicator units 2a, 2b of the applicator row 12 has its own converter 7a, 7b, 7c.
  • the generator 32 provides three-phase electrical current with an electrical voltage of 400 V and a frequency of 50 Hz to 60 Hz.
  • the distribution unit 5 distributes the three-phase electrical current to the plurality of converters 7a, 7b, 7c.
  • each of the plurality of converters 7a, 7b, 7c provides a first polarity P1, in the present exemplary embodiment, a positive polarity, at a first output, and a second polarity P2, in the present exemplary embodiment, a negative polarity, at its second output.
  • power is controlled by combined frequency and pulse width modulation.
  • FIG. 3 Reference is now additionally made to FIG. 3 in order to explain further details of the device 1 according to an exemplary embodiment.
  • the device 1 has a first applicator unit 2a and a second applicator unit 2b for applying electrical direct current to plants.
  • the first applicator unit 2a has a first, in particular essentially stationary, applicator 21a, a second, in particular essentially stationary, applicator 21b and a third, in particular essentially stationary, applicator 21c, each on the second support structure 24 are attached.
  • Essentially stationary is understood to mean that slight movements of the applicators 21a, 21b, 21c are possible, but there is, for example, a distance A1 between the first applicator 21a and the second applicator 21b and a distance A2 between the second Applicator 21 b and the third applicator 21 c changes only slightly, for example by 3%, 5% or 10% of the value of the distance A1 or the value of the distance A2.
  • the first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c are arranged one after the other at a distance A1 or a distance A2 from one another in the direction of advance FR of the applicator unit 2a.
  • the first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c are each rod-shaped with a main extension direction HR, which in the present embodiment extends straight at right angles to the direction of travel FR.
  • the first applicator 21a and the third applicator 21c can also be interpreted as external applicators and the second applicator 21b as an internal applicator, with the external applicators each having the same polarity P1 and the internal applicator having the other polarity P2.
  • the first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c in the present exemplary embodiment are each designed as round rods made from an electrical conductor material.
  • the first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c each have a continuously formed outer surface without edges, projections or similar surface discontinuities.
  • the distance A1 between the first applicator 21a and the second applicator 21b and the distance A2 between the second applicator 21b and the third applicator 21c can be in the range of 1.5 m to 0.15 m. In the present exemplary embodiment, it is in the range from 15 cm to 20 cm. Such applicators are also referred to as short applicators (SRA - for English: Short Range Blade). In the present exemplary embodiment, the distance A1 and the distance A2 are unequal. In the present exemplary embodiment, the distance A1 is smaller than the distance A2. In the present exemplary embodiment, the distance A1 is 15 cm and the distance A2 is 20 cm.
  • the distance A1 is smaller than the distance A2 in the present exemplary embodiment, and thus the respective electric field strength between the first applicator 21a and the second applicator 21b is greater than between the second applicator 21b and the third applicator 21c in the present exemplary embodiment, arcing between the second applicator 21b and the third applicator 21c is reduced, in particular when the second applicator 21b is charged with the negative polarity and the third applicator 21c with the positive polarity. Dem gets through counteracted the distance A2, which is greater than distance A1 and leads to a comparatively reduced electric field strength.
  • the second applicator unit 2b also has a first applicator 21d, which is in particular essentially stationary, a second applicator 21e, which is especially essentially stationary, and a third applicator 21f, which is especially essentially stationary.
  • the first applicator 21d and the third applicator 21f are each rod-shaped with a main extension direction HR, which in the present embodiment extends longitudinally to the direction of travel FR, ie the first applicator 21d and the third applicator 21f are in the present embodiment Embodiment at a right angle longitudinally to the direction of travel FR spaced apart.
  • the first applicator 21d, the second applicator 21e and the third applicator 21f in the present exemplary embodiment are each also designed as round rods made of an electrical conductor material.
  • the first applicator 21d and the third applicator 21f are connected to one another by two connecting sections 8a, 8b.
  • the two connecting sections 8a, 8b can also each be in the form of rods with a main extension direction, for example also as round rods made of an electrical conductor material.
  • the first applicator 21d and the third applicator 21f as well as the two connecting sections 8a, 8b form a frame applicator which can also be regarded as an outer frame applicator.
  • the two connecting sections 8a, 8b can also be formed from an electrical insulating material.
  • the two connecting sections 8a, 8b then have no applicator function. In analogy to the applicator unit 2a, they can thus be regarded as external applicators.
  • the second applicator 21e which can be regarded as an internal applicator in analogy to the applicator unit 2b, has two partial applicators 21e', 21e'' in the present exemplary embodiment.
  • two edge sections of a treatment area can be supplied with direct electric current, while a middle section of the treatment area, which is located between the two edge sections, is not treated.
  • the second applicator 21e in particular has two partial applicators 21e', 21e" in the present exemplary embodiment, the respective distance A3, A4 from the first applicator 21d and from the third applicator 21f can be kept small. This allows high electric field strengths to be achieved between them. In order to achieve comparable electric field strengths with a second applicator 21d without partial applicators 21e', 21e'', significantly higher electric voltages would otherwise be required.
  • the second applicator 21e can also be designed as a single applicator.
  • first partial applicator 21e' and the second applicator 21e" are connected to one another by two connecting sections 9a, 9b.
  • the two connecting sections 9a, 9b can also each be rod-shaped with a main extension direction, for example also as round rods made of an electrical see conductor material be formed.
  • the first partial applicator 21e' and the second partial applicator 21e'' together with the two connecting sections 9a, 9b form a frame with a basic rectangular shape in the present exemplary embodiment.
  • the first partial applicator 21e' and the second partial applicator 21e'' as well as the two connecting sections 9a, 9b also form a frame applicator, which can also be regarded as an inner frame applicator.
  • the two connecting sections 9a, 9b can also be formed from an electrical insulator material. Then the two connecting sections 9a, 9b have no applicator function. In analogy to the applicator unit 2a, they can thus be regarded as external applicators.
  • a distance A3 between the first applicator 21d and the partial applicator 21e' of the second applicator 21e corresponds in the present exemplary embodiment to the distance A4 between the third applicator 21f and the partial applicator 21e" of the second applicator 21e.
  • distance A3 and distance A4 are equal.
  • the assignment of the polarities P1, P2 to the respective first applicator 21a, 21d, the second applicator 21b, 21e and the third applicator 21c of the first applicator unit 2a or the second applicator unit 2b according to the present exemplary embodiment ensures that that the polarities P1, P2 to a first applicator 21a, 21d, a second applicator 21b, 21e and/or a third applicator 21c of a directly accessible first applicator unit 2a or second applicator unit 2b of the applicator row 12 are the same . In this way, potential differences between adjacent applicator units 2a, 2b of the applicator rows 12 and thus the formation of arcs are minimized.
  • the device 1 also has a first applicator unit 2a and a second applicator unit 2b.
  • the first applicator unit 2a corresponds to the applicator unit 2a according to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the second applicator unit 2b also has a first applicator 21d, which is in particular essentially stationary, a second applicator 21e, which is in particular essentially stationary, and a third applicator 21, which is in particular essentially stationary f, wherein the second applicator 21e, which can be understood as an internal applicator in analogy to the applicator unit 2a, has two partial applicators 21e', 21e'' in the present exemplary embodiment.
  • the first applicator 21d, the two partial applicators 21e', 21e'' of the second applicator 21e and the third applicator 21f each have a connecting section 17 and an electrode section 18 made of an electrically conductive material with a free distal end .
  • the respective connecting sections 17 and/or electrode sections 18 can be made more flexible than, for example, the applicators 21a, 21b, 21c of the first applicator unit 2a, i.e. they can deform reversibly if they come into contact with the ground and/or plants.
  • the first applicator 21d and the third applicator 21f are longer than the two partial applicators 21e', 21e'' of the second applicator 21e.
  • the first applicator 21d and the third applicator 21f can dip into depressions in the ground on both sides of a plant and contact stems and/or leaves of the plant located there, as will be explained in detail later.
  • the device 1 also has a first applicator unit 2a and a second applicator unit 2b.
  • the first applicator unit 2a corresponds to the applicator unit 2a according to the exemplary embodiments shown in FIGS.
  • the second applicator unit 2b also has a first applicator 21d, which is in particular essentially stationary, a second applicator 21e, which is in particular essentially stationary, and a third, in particular, essentially stationary arranged applicator 21f, wherein the second applicator 21e, which in analogy to the applicator unit 2a can be understood as an internal applicator, has two partial applicators 21e', 21e" in the present exemplary embodiment.
  • the second applicator 21e with the two partial applicators 21e', 21e'' of the second applicator unit 2b is mechanically and also electrically conductively connected directly, for example with a clamp, to the third applicator 21c of the first applicator unit 2a .
  • the two partial applicators 21e', 21e'' of the second applicator 21e of the second applicator unit 2b have the same polarity P1 as the third applicator 21c of the first applicator unit 2a.
  • the first applicator 21d and the third applicator 21f have the other polarity P2.
  • first applicator 21d the second applicator 21e with the two partial applicators 21e', 21e'' and the third applicator 21f are arranged ending at the same height.
  • the device 1 also has a first applicator unit 2a and a second applicator unit 2b.
  • the first applicator unit 2a corresponds to the applicator unit 2a according to the exemplary embodiments shown in FIGS. 3 and 4 and 5, apart from the fact that the first applicator unit 2a has only a first applicator 21a and a second applicator 21b.
  • This first applicator unit 2a was formed, for example, by simply dismantling the third applicator 21c.
  • the device 1 can be modified by assembling and disassembling individual applicators 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f.
  • a modification was made for a secondary treatment of plants 40 as part of desiccation, in which, in particular, the second applicator unit 2b should be used to apply electrical direct current to the plants 40 again and/or previously untreated plants 40.
  • the second applicator unit 2b also has a first applicator 21d, in particular arranged essentially stationary, a second applicator 21e, in particular arranged essentially stationary, and a third, in particular im Essentially stationarily arranged applicator 21f, wherein the second applicator 21e, which can be understood as an internal applicator in analogy to the applicator unit 2a, has two sub-applicators 21e', 21e'' in the present exemplary embodiment.
  • the second applicator 21e with the two partial applicators 21e′, 21e′′ of the second applicator unit 2b is mechanically and also electrically conductive directly, for example with a clamp, to the second applicator 21b of the first Applicator unit 2a connected.
  • the two partial applicators 21e', 21e'' of the second applicator 21e of the second applicator unit 2b have the same polarity P2 as the second applicator 21b of the first applicator unit 2a.
  • the first applicator 21d and the third applicator 21f have the other polarity P1.
  • the second applicator 21e with the two partial applicators 21e', 21e'' is longer than the first applicator 21d and the third applicator 21f.
  • the plants 40 can be, for example, tuber vegetables with a tuber in the soil 44, such as sweet potatoes, cassava, yams, yacon, carrots, radishes and horseradish, black salsify, various forms of turnip, parsnip, root parsley, swede, beetroot, radishes , chervil beet, celeriac, kohlrabi or bulbous zest.
  • the plants 40 are potato plants.
  • the first applicator 21a has a first polarity P1, in the present embodiment a positive polarity
  • the second applicator 21b has a second polarity P2, in the present embodiment a negative polarity
  • the third applicator 21c has the first polarity P1 due to the electrical Connection to the constant power source 3, which leads to the physical current directions indicated by the arrows.
  • This choice of polarities P1, P2 can reduce arcing between the first applicator 21a and the second applicator 21b.
  • the first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c can be charged with the electrical DC voltage in the range from 1600 V to 5500 V.
  • the first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21 c applied with an electrical direct voltage in a range from 1,600 V to 5500 V.
  • the device 1 is now moved in the direction of advance FR over a field 34 with the plants 40, e.g. at speeds in the range from 2 km/h to 6 km/h.
  • the device 1 with the first applicator unit 2a moves at a low height above the floor 44. This is to ensure that one of the applicators 21a, 21b, 21c does not come into contact with the floor 44.
  • the first applicator 21 a and the second applicator 21 b as well as the third applicator 21 c are brought into contact with a shoot axis 43 and/or leaves 41 of the plant 40, in particular without contact with the ground, and the contacted shoot axis 43 and/or leaves 41 are thus acted upon of the plant 40 with direct electric current, the constant power source 3 providing a substantially constant electric power.
  • a main flow component HS is established, the current path of which does not lead through the soil 44, but only through the shoot axis 43 and/or leaves 41 of the plant 40 Current path sections through the floor 44 leads.
  • the main current component HS makes up at least half of the total electric current that flows between two of the three applicators 21a, 21b, 21c. In contrast, flows at the Using long applicators a main flow component through the floor 44.
  • the electrical (resistive) load changes due to the movement in the direction of travel FR, with the Constant power source 3 provides a substantially constant electrical power.
  • a plant 40 with its leaves 41 can have a longitudinal extent LR that is greater than the first distance A1 and the second distance A2 together.
  • the first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c contact the plant 40 with its leaves 41 simultaneously for a certain period of time during the crossing. In other words, simultaneous multiple contacting occurs.
  • the first applicator 21 a and the second applicator 21 b as well as the second applicator 21 b and the third applicator 21 c contact the plant 40 with its leaves during the crossing 41 successively. However, there is no simultaneous multiple contacting.
  • a plant 40 with its leaves 41 is also shown, which has a transverse extension QR that is greater than the first distance A3 and the second distance A4 of the second applicator unit 2b.
  • the first applicator 21 a and the second applicator 21 b as well as the second applicator 21 b and the third applicator 21 c of the first applicator unit 2a may contact the during the crossing Plant 40 with its leaves 41 not in such a way that at least two of the applicators 21a, 21b, 21c contact the plant 40 with their leaves 41 at the same time and consequently no electric current flow is established.
  • the first applicator 21d and the partial applicator 21e' of the second applicator 21e and/or the third applicator 21f and the partial applicator 21e" of the second applicator 21e make contact with the plant 40 with its leaves 41 during the passage
  • the use of the second applicator unit 2b can result in longer contact times with the shoot axis 43 and/or leaves 41 of the plant 40.
  • the plant 40 is a potato plant that is on an elevation of the ground 44, such as a potato ridge, with the leaves 41 at least partially extend into depressions of the floor 44 adjacent to the elevation.
  • the plant 40 can also be another plant, such as tuber vegetables with a tuber in the soil 44.
  • tuber vegetables such as sweet potatoes, cassava, yams, yacon, carrots, radishes and horseradish, black salsify, various forms of turnip, parsnip, root parsley, swede, beetroot, radishes, chervil, celeriac, kohlrabi or scallions.
  • the applicators 21d, 21f which are longer in the present exemplary embodiment, extend into the depressions in the base 44 and can also contact the leaves 41 of the plant 40 located there.
  • first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c as well as other applicators do not extend with their main extension direction HR in the direction of travel FR and also not transversely to the direction of travel FR, but at an angle of e.g. 45°.
  • two applicator sections can each be joined together at a different angle in the shape of an arrow in order to form the first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c, as well as further applicators.
  • first applicator 21a, the second applicator 21b and the third applicator 21c and other applicators do not have to be straight rod-shaped, but can also be partially curved or sawtooth-shaped.
  • FIG. 3 Different embodiments of the second applicator unit 2b shown in FIG. 3 are shown.
  • the second applicator unit 2b can also have a basic shape that deviates from a rectangular basic shape, such as a circular or elliptical basic shape or also a trapezoidal or other basic shape.
  • the second applicator unit 2b can also be arranged in such a way that the first applicator 21d, the second applicator 21e with the sub-applicators 21e', 21e" and the third applicator 21f do not extend with their main extension direction HR in the direction of travel FR and also do not extend transversely to the direction of travel FR, but at an angle of, for example, 45°.
  • the method for treating plants 40 can include that a medium 15 that reduces contact resistance is applied in advance to the shoot axis 43 and/or leaves 41 of the plant 40.
  • a first step S100 the first applicator 21a with a first polarity P1, the second applicator 21b with a second polarity P2 and the third applicator 21c with the first polarity P1 and the first applicator 21d with the first polarity P1, the second applicator 21e, optionally with the sub-applicators 21e', 21e", with the second polarity P2 and the third applicator 21f with the first polarity P1, each with the regulated constant power source 3 electrical power connected in a transmitting manner.
  • the respective first applicator 21 a, 21 d and the second applicator 21 b, 21 e with the shoot axis 43 and/or leaves 41 of the plant 40 and the second applicator 21 b, 21 e and the third applicator 21 c, 21f are successively and/or simultaneously brought into contact with the shoot axis 43 and/or the leaves 41 of the plant 40 in such a way that an electrical direct current is established, the main current component HS of which does not have a current path that runs in sections through the soil 44 .
  • the device 1 is moved in the direction of advance FR over the field 34 with the plants 40 at a low height above the ground 44, so that there is no ground contact of one of the applicators 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f with the floor 44 comes.
  • a further step S300 the contacted shoot axis 43 and/or the contacted leaves 41 of the plant 40 are then subjected to direct electrical current in order to bring about desiccation.
  • the regulated constant power source 3 maintains a substantially constant electrical power, e.g. through a combined frequency and pulse width modulation.
  • the applicators 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f come into contact with the shoot axis 43 and/or the leaves 41 of the plant 40 and lose contact again. Since the shoot axis 43 and/or the leaves 41 of the plant 40 can be interpreted as ohmic resistances in an electrical equivalent circuit diagram, the ohmic load of the constant power source 3 changes abruptly or abruptly as a result.
  • the regulated constant power source 3 regulates these load fluctuations during operation.
  • a device 1 which has a plurality of applicator units 2a, 2b next to one another in the applicator row 12 in order to cover a working width of 6 m.
  • the configuration shown in FIG. 3 with the two applicator units 2a, 2b in a row was used.
  • the distance between the applicators 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f was in the range from 0.1 m to 0.2 m.
  • the device 1 was moved over the field 34 in the direction of travel FR at speeds of 2 km/h to 6 km/h. Depending on the speed in the direction of travel FR, the following nominal energy consumption per hectare was achieved: 2 km/h (48 kW/ha), 4 km/h (24 kW/ha), 6 km/h (16 kWh/ha) .
  • Undesirable damage to the potato tubers can also be avoided when desiccating potato plants, since almost no electric current flows through the bottom 44 and damages the potato tubers.
  • plants such as tuber vegetables with a tuber in the soil 44, such as sweet potato, cassava, yam, yacon, carrot, radish and horseradish, black salsify, various forms of turnip, parsnip, root parsley, swede, beetroot, radish, chervil , celeriac, kohlrabi or bulbous zest.
  • the effectiveness of the first applicator unit 2a shown in particular in FIG. 6 with only a first applicator 21a and a second applicator 21b in green manure with mustard plants was examined.
  • the mustard plants are spaced 20 cm apart. They show leaves 41 with a large leaf area and shoot axis 43, which are already beginning to lignify in the hot summer.
  • Hasten spray agent additive to improve the effectiveness of pesticides
  • 1.5 kg of magnesium sulfate per medium was used as a contact resistance-reducing medium hectares at a water application rate of 250 L of water per hectare.
  • the driving speed was 4 km/h.
  • Table 1 below provides an overview of the BS60, BB60, BB30 and RR30 applicator configurations used.
  • the double flow through shoot axes 43 and roots 42 can be expected to be highly efficient. With a larger applicator distance, deeper penetration into the soil 44 and thus greater root destruction is to be expected.
  • the cutting disk When using the BS60 style applicator configuration with a metal blade and cutting disk combination, the cutting disk will cut about 2 cm to 5 cm into the soil 44 thereby penetrating the dry topsoil. This additionally reduces the electrical resistance of the soil 44 and therefore leads to a high single electrical current flow through the plants 40, which are contacted over a large area by the applicators with metal lamellae.
  • the RR30 applicator configuration features two 20mm diameter stainless steel tubes spaced 30cm apart, mounted on a flexible rubber mat that is stretched over the plants 40. Since the plants 40 are pushed over as a result, the tube lying transversely to the direction of advance FR runs over the plant cover with a very short contact distance. Penetration of the electric current into the soil 44 and into the roots 42 is hardly to be expected, since the electric current is either introduced into only one plant 40 and exits again through the pole lying on the same plant 40, or the electric current finds its own way of the lowest electrical resistance between two adjacent plants 40 lying one on top of the other, for example through stalk and leaf material. Although this can generally minimize the distance traveled by the electric current, the small contact surfaces and the risk of plants covering each other do not have any major effects expect. In addition, this geometry precludes electrical current flow through roots 42 and little overall effect can be expected.
  • the RR30 applicator configuration was originally designed for very small culm-like plants 40 such as blackgrass (2 - 5 cm) that can move between sheet metal blade applicators.
  • a seed row of the plants 40 was harvested over a length of 2 m, the number of plants 40 was determined and the stalk length was measured as a biomass indicator. In those cases where the remaining number of plants was very small, harvesting was carried out at 4 m and the quantity was then calculated down to 2 m.
  • the applicator configuration of type BS60 with the cutting disc gives poorer results than the control K.
  • the number of plants 40 corresponded to the control K, showing that no plants 40 were killed.
  • the cutting disc could not generate sufficient electrical flow in the fairly dry topsoil.
  • the somewhat higher stalk length may be due to the marginal position of the treatment, in addition to the very good effect of the RR30 type applicator configuration, which led to better water and light supply.
  • the use of the BB60 and BB30 applicator configurations with the sheet metal blades resulted in a slight reduction in the number of plants 40.
  • the reduced total stem lengths show that the plants 40 were also weakened by killing individual stems, but that the root 42 of the plant 40 was not greatly affected.
  • the applicator configuration of the type RR30 delivers by far the best results in spite of a small contact area with stem-accentuated herbaceous mustard plants. This can be attributed to the fact that the high electrical current densities at the contact points in combination with the contact liquid used in all tests ensured a low overall electrical resistance despite the small contact area. As a result, many plants could be destroyed to such an extent that further growth was not possible at all or only possible to a very limited extent and with delay.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Pflanzen (40), mit den Schritten: (S100) Verbinden von einem ersten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator (21a, 21d) mit einer ersten Polarität (P1), einem zweiten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator (21b, 21e) mit einer zweiten Polarität (P2) und einem dritten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest, angeordneten Applikator (21c, 21f) mit der ersten Polarität (P1) zumindest einer Applikatoreinheit (2a, 2b) mit einer geregelten Konstantleistungsquelle (3), (S200) Inkontaktbringen, insbesondere bodenkontaktfreies Inkontaktbringen, des ersten Applikators (21a, 21d) und des zweiten Applikators (21b, 21e) mit einer Sprossachse (43) und/oder Blättern (41) einer Pflanze (40) und des zweiten Applikators (21b, 21e) und des dritten Applikators (21c, 21f) mit der Sprossachse (43) und/oder den Blättern (41) der Pflanze (40) nacheinander und/oder zeitgleich, 20 (S300) Beaufschlagen der kontaktierten Sprossachse (43) und/oder der Blätter (41) der Pflanze (40) mit elektrischem Gleichstrom, und (S400) Aufrechterhalten einer im Wesentlichen konstanten elektrischen Leistung durch die geregelte Konstantleistungsquelle (3).

Description

Verfahren zur Behandlung von Pflanzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Pflanzen, insbesondere zur Sikkation von Feldfrüchten oder zur Gründüngungskontrolle.
Unter Sikkation (übersetzt: Austrocknung) wird dabei ein Vorgehen in der Landwirtschaft verstanden, bei dem Kulturpflanzenbestände mit Sikkanten zum Zwecke der Abreifebeschleunigung abgetötet werden. Ein willkommener Nebeneffekt ist die gleichzeitige Abtötung von Unkräutern, deren noch grüne Pflanzenteile andernfalls z.B. mit Getreide abgeerntet und den Feuchtigkeitsgehalt des Ernteguts erhöhen würden.
Als Feldfrüchte werden Kulturpflanzen bezeichnet, die auf Feldern angebaut werden. Zu den Feldfrüchten zählen Getreide, Hack- und Hülsenfrüchte, Ölfrüchte oder Pflanzen zur Grünernte, die als Futtermittel oder, wie Silomais, zur Energiegewinnung genutzt werden.
Unter Gründüngung wird der gezielte Anbau von Pflanzen zur Bodenverbesserung im Acker-, Obst-, Wein- und Gartenbau verstanden. Anders als Nutzpflanzen werden die Pflanzen üblicherweise nicht geerntet, sondern gemulcht oder untergepflügt.
Wenn elektrischer Strom Pflanzenteile durchströmt, werden diese in Abhängigkeit von elektrischer Stromstärke, elektrischer Spannung, Stromtyp (Gleichstrom, Wechselstrom, Frequenz, Glättungsgrad bzw. Restwelligkeit etc.) geschädigt. Eine umfassende und einheitliche Theorie der Wirkung liegt bisher nicht vor. Als gesichert anzunehmen ist, dass insbesondere die Leitbündel zum Flüssigkeitstransport in der Pflanze als die Teile mit dem geringsten elektrischen Widerstand so geschädigt werden, dass sie funktionsunfähig werden und die Pflanze in der Folge in Abhängigkeit vom Schadensgrad und den Wetterbedingungen eingeht und vertrocknet. Die Verwendung von elektrischem Gleichstrom zur Behandlung von Pflanzen ist z.B. aus der US 2,007,383 und der WO 2019 / 052591 A1 bekannt, während die Verwendung von elektrischem Gleich- oder Wechselstrom z.B. aus der WO 2018 / 095450 A1 oder WO 2018 / 050142 A1 bekannt ist.
Herkömmlicherweise werden bei dem Applizieren von elektrischem Strom zwei metallische Applikatoren verwendet, um zumindest den elektrischen Widerstand an der Kontaktstelle möglichst gering zu halten. Weiterhin wird in einigen Fällen der Stromkreis nicht durch einen zweiten Kontakt an Pflanzen mit dem entgegengesetzten Pol, sondern durch in den Boden einschneidende Elektroden geschlossen.
Derartige Applikatoren werden auch als Langapplikatoren (Langreichweitenapplikatoren, auch Zungenapplikatoren oder LRB (von englisch „Long Range Blade“) bezeichnet. Derartige Applikatoren weisen einen Abstand von 0,8 m - 1 m auf.
Der Einsatz hoher elektrischer Spannungen erfordert zudem aus Gründen der Arbeitssicherheit weite Abstände und Absperrungen (insbesondere, wenn metallische Leiter im Arbeitsbereich sind, z.B. in einem Weinberg oder bei urbanen Anwendungen). Derartige Vorrichtungen sind entsprechend durch aufwändige Isolation teuer und durch erhöhte Abstandsanforderungen an Kriechstrecken und Luftstrecken unvorteilhaft groß. Die technische und ökonomische Einsetzbarkeit ist daher gering.
Bisher üblich waren lamellenartige Applikatorpaare aus elastischem Federstahl, die jeweils hintereinander in zwei Reihen angeordnet die Pflanzen elektrisch kontaktierten. Die beiden Applikatoren eines Applikatorpaares haben unterschiedliche Polarität und leiten elektrischen Strom durch Pflanze, Boden und zumeist wieder durch die Pflanzen. Da die Applikatoren elastisch sind und sich einzeln Bodenunebenheiten anpassen, sollten sie je nach dem Grad ihrer Bewegungsfreiheit einen entsprechenden Mindestabstand aufweisen damit es nicht zu direkten Applikatorkontakten oder Lichtbögen kommt. Zugleich entstehen dadurch aber auch lange Leitungswege mit erheblichen ohmschen Widerständen und hohem Stromverbrauch bei der Durchströmung langer Pflanzenteile und des Bodens und langer Strompfade durch den Boden.
Es besteht also Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie hier Verbesserungen erreicht werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren mit den Schritten:
Verbinden von einem ersten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator mit einer ersten Polarität, einem zweiten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator mit einer zweiten Polarität und einem dritten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator mit der ersten Polarität zumindest einer Applikatoreinheit mit einer geregelten Konstantleistungsquelle,
Inkontaktbringen, insbesondere bodenkontaktfreies Inkontaktbringen, des ersten Applikators und des zweiten Applikators mit einer Sprossachse und/oder Blättern einer Pflanze und des zweiten Applikators und des dritten Applikators mit der Sprossachse und/oder den Blättern der Pflanze nacheinander und/oder zeitgleich,
Beaufschlagen der kontaktierten Sprossachse und/oder der Blätter der Pflanze mit elektrischem Gleichstrom, und
Aufrechterhalten einer im Wesentlichen konstanten elektrischen Leistung durch die geregelte Konstantleistungsquelle.
Dabei wird unter elektrischem Gleichstrom ein elektrischer Strom frei von einem Polaritätswechsel bzw. Strom richtungswechsel verstanden. Allerdings kann die Stromstärke sich verändern, d.h. , es kann sich bei dem elektrischen Gleichstrom auch um einen pulsierenden Gleichstrom handeln, wie z.B. einen Gleichstrom, der durch Gleichrichten eines elektrischen Wechselstromes oder Drehstromes gewonnen wurde und eine Restwelligkeit aufweist.
Dadurch, dass eine Applikatoreinheit mit zumindest drei Applikatoren und einer alternierenden Polaritätsreihenfolge zum Beaufschlagen von der Sprossachse und/oder den Blättern der Pflanze mit elektrischem Gleichstrom verwendet wird kann überraschender Weise eine besonders effiziente Behandlung von Pflanzen, insbesondere zur Sikkation von Feldfrüchten oder zur Gründüngungskontrolle, mit reduziertem Energieeinsatz erreicht werden.
Auch die Verwendung von elektrischem Gleichstrom erlaubt eine weitere Reduzierung des jeweiligen Abstandes zwischen unmittelbar benachbarten Applikatoreinheiten, da es nicht wie bei der Verwendung von elektrischen Wechselstrom zu Phasenverschiebungen des elektrischen Stromes zwischen benachbarten Applikatoreinheiten kommen kann.
Dabei wird unter im Wesentlichen ortsfest verstanden, dass zwar geringfügige Bewegungen der Applikatoren möglich sind, jedoch sich aber z.B. ein Abstand zwischen dem ersten Applikator und zweiten Applikator sowie ein Abstand zwischen den zweiten Applikator und dem dritten Applikator nur geringfügig ändert, z.B. um 3%, 5% oder auch 10% des Wertes des jeweiligen Abstandes.
Die Sprossachse und/oder Blätter der Pflanze können als ohmsche Last angesehen werden, die durch das Inkontaktbringen aufgeschaltet wird, während durch ein Außerkontaktbringen ein Leerlauffall hergestellt wird. Diese Lastschwankungen werden während des Betriebs, bei dem eine Vorrichtung mit der Applikatoreinheit über ein Feld mit Pflanzen in Fortbewegungsrichtung bewegt wird, im Wesentlichen ausgeglichen bzw. ausgeregelt. Dabei wird unter einer im Wesentlichen konstanten elektrischen Leistung verstanden, dass eine Leistungsregelung Leistungsschwankungen innerhalb einer vorbestimmten Zeit ausgleicht, um zu einer vorbestimmten Soll-Leistung zurückzukehren. So kann durch diese Maßnahmen die Energieeffizienz des Verfahrens zur Behandlung von Pflanzen, insbesondere zur Sikkation von Feldfrüchten oder zur Gründüngungskontrolle gesteigert werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine erste Applikatoreinheit verwendet, bei welcher der erste Applikator, der zweite Applikator und der dritte Applikator quer zu einer Fortbewegungsrichtung der Applikatoreinheit nacheinander voneinander beabstandet angeordnet sind. Mit anderen Worten, wenn eine Vorrichtung mit der Applikatoreinheit über ein Feld mit Pflanzen bewegt wird, überfährt zuerst der erste Applikator, dann der zweite Applikator und schließlich der dritte Applikator nacheinander einen Bezugspunkt auf dem Boden. So kann mit einer Applikatoreinheit mit drei Applikatoren mit einem besonders einfachen Aufbau eine besonders große Fläche mit elektrischem Gleichstrom beaufschlagt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine zweite Applikatoreinheit verwendet, bei welcher ein erster Applikator, ein zweiter Applikator und ein dritter Applikator längs zu einer Fortbewegungsrichtung der zweiten Applika- tor-einheit voneinander beabstandet angeordnet sind. Mit anderen Worten, wenn die zweite Applikatoreinheit über ein Feld mit Pflanzen in Fortbewegungsrichtung bewegt wird, überfahren der erste Applikator und/oder der zweite Applikator und/oder der dritte Applikator zugleich eine Bezugsachse auf dem Boden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden eine derartige erste Applikatoreinheit und eine derartige zweite Applikatoreinheit verwendet, wobei mit der ersten Applikatoreinheit eine Sprossachse und/oder Blätter einer Pflanze mit elektrischem Gleichstrom für eine erste Zeitdauer beaufschlagt werden, wobei mit der zweiten Applikatoreinheit die Sprossachse und/oder die Blätter der Pflanze mit elektrischem Gleichstrom für eine zweite Zeitdauer beaufschlagt werden, wobei die zweite Zeitdauer länger als die erste Zeitdauer ist, wenn sich die Sprossachse und/oder Blätter der Pflanze im Wesentlichen in eine Querrichtung zur Fortbewegungsrichtung erstrecken, und wobei die zweite Zeitdauer kürzer als die erste Zeitdauer ist, wenn sich die Sprossachse und/oder Blätter der Pflanze im Wesentlichen in eine Längsrichtung zur Fortbewegungsrichtung erstrecken. Mit anderen Worten, im Betrieb werden zwei Applikatoreinheiten verwendet, wobei mit der zweiten Applikatoreinheit Pflanzen mit elektrischem Gleichstrom beaufschlagt werden, die aufgrund ihrer Abmessungen allenfalls lediglich kurzzeitigt mit der ersten Applikatoreinheit mit elektrischem Gleichstrom beaufschlagt werden können, z.B. weil deren Abmessungen in ihrer Längsrichtung in Richtung der Fortbewegungsrichtung zu klein sind, um zumindest zwei der drei Applikatoren der ersten Applikatoreinheit für eine ausreichende Zeitdauer zugleich zu kontaktieren. So können auch Pflanzen mit unregelmäßigen Wuchs zuverlässig mit elektrischem Gleichstrom beaufschlagt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zwischen dem ersten Applikator und dem zweiten Applikator eine elektrische Feldstärke bereitgestellt, die größer als die elektrische Feldstärke ist, die zwischen dem zweiten Applikator und dem dritten Applikator bereitgestellt wird. Hierzu ist ein Abstand zwischen dem ersten Applikator und dem zweiten Applikator, insbesondere der ersten Applikatoreinheit kleiner als ein Abstand zwischen dem zweiten Applikator und dem dritten Applikator. Es wurde überraschender weise festgestellt, dass mit einer derartigen Anordnung die Neigung zur Lichtbogenbildung zwischen dem ersten Applikator und dem zweiten Applikator reduziert werden kann, wenn der erste Applikator als vorlaufender Applikator mit einer positiven Polarität und der zweite Applikator als nachlaufender Applikator mit einer negativen Polarität beaufschlagt werden. Mit anderen Worten, durch diese Kombination der Polaritäten wird die Lichtbogenbildung zwischen dem ersten Applikator und dem zweiten Applikator reduziert. Umgekehrt wird die Lichtbogenbildung zwischen dem zweiten Applikator und dem dritten Applikator erhöht, wenn der zweite Applikator mit der negativen Polarität und der dritte Applikator mit der positiven Polarität beaufschlagt werden. Dem wird durch einen erhöhten Abstand, der zu einer reduzierten elektrischen Feldstärke führt, entgegen gewirkt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zwischen dem ersten Applikator und dem zweiten Applikator sowie zwischen dem zweiten Applikator und dem dritten Applikator jeweils eine im Wesentlichen gleich große elektrische Feldstärke bereitgestellt, insbesondere wenn der erste Applikator, der zweite Applikator und der dritte Applikator gleichzeitig die Sprossachse und/oder die Blätter der Pflanze kontaktieren. Dabei wird unter im Wesentlichen einer gleich großen elektrischen Feldstärke verstanden, die z.B. fertigungstoleranzenbedingt variieren kann, z.B. um 3%, 5% oder auch 10%. Hierzu kann jeweils ein Abstand zwischen dem ersten Applikator und dem zweiten Applikator insbesondere der zweiten Applikatoreinheit gleich groß sein wie ein Abstand zwischen dem zweiten Applikator und dem dritten Applikator.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform werden Applikatoren mit jeweils einer stetig ausgebildeten Außenfläche verwendet. Unter einer stetig ausgebildeten Außenfläche wird eine Oberfläche ohne Kanten, Vorsprünge oder ähnliche Oberflächenunstetigkeiten verstanden. So können Feldstärkenspitzen der elektrischen Feldstärke vermieden und insgesamt eine Homogenisierung des Feldstärkeverlaufs erreicht werden, was auch zu einer Reduzierung der Lichtbogenbildung führt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Konstantleistungsquelle verwendet, die einen elektrischen Gleichstrom mit einer Welligkeit von 5% bis 20% bereitstellt. Unter Welligkeit, auch Restwelligkeit, wird dabei trotz Glättung durch zumindest einen Glättungskondensator ein unerwünschter Wechselspannungsanteil verstanden. Dabei kann die Restwelligkeit lastabhängig sein, d.h. eine hohe Last führt zu einer niedrigen Restwelligkeit, während eine kleine Last zu einer hohen Restwelligkeit führt. Mit anderen Worten, es wird ein elektrischer Gleichstrom verwendet, der nicht zeitlich konstant ist, bei dem es aber nicht zu einer Stromrichtungsumkehr bzw. einem Polaritätswechsel wie bei einem elektrischen Wechselstrom kommt.
Ferner gehören zur Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung von Pflanzen, eine Applikatoreinheit für eine derartige Vorrichtung, ein Trägerfahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung und ein Bausatz, enthaltend Komponenten einer derartigen Vorrichtung.
Es wird nun die Erfindung anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1A und 1 B eine Ausführungsform eines Trägerfahrzeugs einer Vorrichtung zur Behandlung von Pflanzen.
Figur 2 Komponenten einer Transformations- und Kontrolleinheit der in den Figuren 1A und 1 B gezeigten Vorrichtung.
Figur 3 eine Applikatoreinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die in den Figuren 1 A und 1 B gezeigte Vorrichtung.
Figur 4 eine Applikatoreinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die in den Figuren 1A und 1 B gezeigte Vorrichtung.
Figur 5 eine Applikatoreinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für die in den Figuren 1 A und 1 B gezeigte Vorrichtung.
Figur 6 eine Applikatoreinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel für die in den Figuren 1 A und 1 B gezeigte Vorrichtung.
Figur 7 eine der in Figur 3 gezeigten Applikatoreinheit im Betrieb.
Figur 8 beide der in Figur 3 gezeigten Applikatoreinheiten im Betrieb.
Figur 9 eine der in Figur 4 gezeigten Applikatoreinheit im Betrieb. Figur 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der in Figur 3 gezeigten
Applikatoreinheit.
Figur 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel der in Figur 4 gezeigten
Applikatoreinheit.
Figur 12 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf.
Es wird zunächst auf Figur 1A Bezug genommen.
In Fig. 1A ist eine Anordnung einzelner Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 an einer als Trägerfahrzeug 30 dienende Landmaschine dargestellt.
Mit der Vorrichtung 1 kann z.B. eine Sikkation durch Beaufschlagen von Pflanzen mit elektrischem Strom bewirkt werden. Dabei kann vorgesehen sein, vor dem Beaufschlagen mit elektrischem Strom elektrische Übergangswiderstände durch vorheriges Aufbringen eines übergangswiderstandsenkenden Mediums, wie z.B. einer entsprechenden Flüssigkeit, zu reduzieren.
Landmaschinen sind spezialisierte Maschinen, die vorwiegend in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Sie können selbstfahrend ausgebildet sein oder von einem landwirtschaftlichen Zugfahrzeug, wie z.B. einem Traktor, gezogen werden. Mit anderen Worten, bei der Landmaschine kann es sich um ein Zugfahrzeug mit eigenem Antrieb oder um einen Anhänger ohne eigenen Antrieb, der von einem Zugfahrzeug gezogen wird, handeln.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Trägerfahrzeug 30 als Traktor ausgebildet. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Trägerfahrzeug 30 auch als Dünge-, Saat- oder Erntemaschine ausgebildet sein, die durch Anbringen der Komponenten der Vorrichtung 1 modifiziert wurde. Hierzu können die Komponenten der Vorrichtung 1 auch in Form eines Bausatzes bereitgestellt werden.
Die Vorrichtung 1 und das Trägerfahrzeug 30 können je nach Einsatzmodus und speziellen Anforderungen der betreffenden Feldfrucht und des Behandlungszeitpunktes unterschiedlich sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 ein erstes Modul 10 zum Aufträgen eines übergangswiderstandsenkenden Mediums 15 und ein zweites Modul 20 zum Übertragen von elektrischem Gleichstrom auf Pflanzen auf. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 1 aber auch nur ein zweites Modul 20 zum Übertragen von elektrischem Strom auf die Pflanzenteile aufweisen. Ferner kann vorgesehen sein, dass z.B. bei einem Gespann, bestehend aus einem Zugfahrzeug und einem von dem Zugfahrzeug gezogenen Anhänger, das erste Modul 10 dem Zugfahrzeug und Komponenten des zweiten Moduls 20 dem Zugfahrzeug und dem Anhänger zugeordnet sind. Auch können die Komponenten des zweiten Moduls 20 nur dem Anhänger zugeordnet sein.
Das übergangswiderstandsenkende Medium 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine übergangswiderstandsenkende Flüssigkeit.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das erste Modul 10 an der Frontseite und das zweite Modul 20 an der Rückseite des Trägerfahrzeugs 30 angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, dass das Aufbringen des übergangswiderstandsenkenden Mediums 15 immer vor oder gleichzeitig mit der elektrophysikalischen Behandlung durch Beaufschlagen mit elektrischem Gleichstrom stattfinden kann.
Das erste Modul 10 weist mindestens eine Auftragseinrichtung auf, die als Düse 11 ausgebildet ist. In Kombination mit der Düse 11 kann die Auftragseinrichtung auch einen Abstreifer (nicht dargestellt), oder alternativ selbst als Abstreifer ausgebildet sein. Die Auftragseinrichtung ist damit zum Sprühen und Abstreifen bzw. Aufbringen des übergangswiderstandsenkenden Mediums 15 ausgebildet, oder alternativ auch zum Sprühen oder Abstreifen. Das erste Modul 10 weist dabei eine Anzahl von gemeinsam oder vorzugsweise einzeln steuerbaren Düsen 11 oder Abstreifern auf, die an einer ersten Trägerkonstruktion 13 in einer gewünschten Arbeitsbreite der Vorrichtung 1 (z.B. 1 ,5 - 48 m, vorzugsweise 6 - 27 m) und Geometrie (statisch oder flexibel gelagert oder in der Höhe sensorgesteuert) angeordnet sind. Die Düsen 11 und/ oder Abstreifer werden mit dem übergangswiderstandsenkenden Medium 15, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Flüssigkeit, versorgt, die in einem oder mehreren Flüssigkeitsbehältern 14 bevorratet werden. Sensoren 16 sind u.a. im Bereich der Düsen 11 angeordnet (nicht gezeigt), deren Daten bei Bedarf zum Steuern der Menge des Auftrags des übergangswiderstandsenkenden Mediums 15 verwendet werden. Weitere Sensoren 16 können an der Vorderseite des ersten Moduls 10 (d.h. in Fahrtrichtung) zum Zwecke der Arbeitssicherheit angeordnet sein. Als Sensoren werden z.B. Strom/Spannungs- sensoren, optische Sensoren, z.B. Kamerasysteme, Lage- oder Bewegungssensoren, LIDAR, Metalldetektoren und andere verwendet, ohne darauf beschränkt zu sein. Auch können voranfliegende Drohnen zum Erfassen der vorausliegenden Pflanzen eingesetzt werden. Weiterhin können Weidezaunapplikatoren zum Abschrecken oder Aufschrecken von Tieren am Trägerfahrzeug 30 oder dem zweiten Modul 20 angeordnet sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liefert das Trägerfahrzeug 30 über eine Zapfwelle 31 oder einen Hydraulikkreislauf mechanische Antriebsenergie für einen elektrischen Generator 32 des zweiten Moduls 20, der sich im hinteren Bereich (wie gezeigt) oder vorderen Bereich am Trägerfahrzeug 30 befinden kann. Die einzelnen Module der Vorrichtung 1 sind beispielsweise als Anbaugeräte angeordnet, z.B. mit Dreipunktaufhängungen. Sonderkulturen erfordern Sondermaschinen, z.T. schon als Trägerfahrzeug 30 mit speziellen Aufhängungen, ggf. auch seitlich oder unter dem Trägerfahrzeug 30. Bei Vorrichtungen 1 mit sehr hohem Energiebedarf durch z.B. sehr hohe Arbeitsbreiten oder Trägerfahrzeuge 30 ohne ausreichend freie Leistungskapazitäten können auch unabhängige Stromerzeugersysteme eingesetzt werden, die auf dem Trägerfahrzeug 30 angekoppelt, aufgesattelt oder auf einem Anhänger bewegt werden können.
Elektrischer Strom wird von dem Generator 32 mit elektrischen Leitungen zu einer Transformations- und Kontrolleinheit 33 des zweiten Moduls 20 geleitet. Dort wird der elektrische Strom für die Transformation umgewandelt und dann in zentral oder verteilt positionierten Transformatoren und weiteren Steuerungseinheiten im Fall von Wechselstrom auf die gewünschte letztlich genutzte Frequenz, Verlaufsform und elektrische Spannung und im Fall von Gleichstrom auf die vorbestimmte elektrische Spannung mit einer vorbestimmten Restwelligkeit gebracht.
Das zweite Modul 20 weist eine Mehrzahl von Applikatoreinheiten 2a jeweils mit einer Mehrzahl von Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c zum Beaufschlagen von Pflanzen mit elektrischen Gleichstrom auf.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 1 B Bezug genommen.
Die Mehrzahl der Applikatoreinheiten 2a sind in einer Applikatorreihe 12 angeordnet, wobei die Erstreckungsrichtung der Applikatorreihe 12 sich quer, im vorliegenden Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von 90°, zu einer Fortbewegungsrichtung FR des Trägerfahrzeugs 30 erstreckt. Die Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c der Applikatorreihe 12 sind an einer Parallelogramm-ähnlichen zweiten Trägerkonstruktion 24 angeordnet, welches über ein nachlaufendes Hilfsrad (Stützrad) 25 (in Abhängigkeit von der Kultur kann es auch vorlaufend sein) höhenpositioniert werden kann.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 2 Bezug genommen.
Dargestellt sind Details einer Konstantleistungsquelle 3 der Transformationsund Kontrolleinheit 33. Die Konstantleistungsquelle 3 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Anschluss für Leitungen 4 zum elektrisch leitenden Verbinden mit dem Generator 32, eine Verteileinheit 5 und eine Umrichterbaugruppe 6 mit einer Mehrzahl von Umrichtern 7a, 7b, 7c auf. Dabei wird unter einem Umrichter (auch als Wechselstrom-Umrichter oder auch als AC/DC-Konverter bezeichnet) ein Stromrichter verstanden, der aus einer elektrischen Wechselspannung eine in der Frequenz und Amplitude unterschiedliche elektrische Wechselspannung erzeugt.
In der Figur 2 sind vom im vorliegenden Ausführungsbeispiel 20 (10) Umrichter 7a, 7b, 7c drei Umrichter dargestellt. Jedoch kann die Anzahl der Umrichter 7a, 7b, 7c auch eine andere sein.
Jeder der Applikatoreinheiten 2a, 2b der Applikatorreihe 12 können je ein Umrichter 7a, 7b, 7c zugeordnet sein, d.h. jede der Applikatoreinheiten 2a, 2b der Applikatorreihe 12 weist einen eigenen Umrichter 7a, 7b, 7c auf.
Der Generator 32 stellt im vorliegenden Ausführungsbeispiel elektrischen Drehstrom mit einer elektrischen Spannung von 400 V mit einer Frequenz von 50 Hz bis 60 Hz bereit. Die Verteileinheit 5 verteilt den elektrischen Drehstrom auf die Mehrzahl der Umrichter 7a, 7b, 7c.
Nach Umwandlung durch die Umrichter 7a, 7b, 7c sowie Gleichrichtung mit Gleichrichtern (nicht dargestellt) und nachfolgende Glättung mit Glättungskondensatoren (ebenfalls nicht dargestellt) wird je eine elektrische Gleichspannung von 1600 V bis 5500 V mit einer maximalen Restwelligkeit von 5% bis 20% (im Frequenzbereich 60 kHz bis 100 kHz) bereitgestellt. Somit stellt jeder der Mehrzahl der Umrichter 7a, 7b, 7c an einem ersten Ausgang eine erste Polarität P1 , im vorliegenden Ausführungsbeispiel, eine positive Polarität, und an seinem zweiten Ausgang eine zweite Polarität P2, im vorliegenden Ausführungsbeispiel, eine negative Polarität, bereit. Eine Leistungssteuerung erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine kombinierte Frequenz- und Pulsweitenmodulation.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 3 Bezug genommen, um weitere Details der Vorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel zu erläutern.
Die Vorrichtung 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine erste Applikatoreinheit 2a und eine zweite Applikatoreinheit 2b zum Beaufschlagen von Pflanzen mit elektrischem Gleichstrom auf.
Die erste Applikatoreinheit 2a weist einen ersten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 a, einen zweiten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 b und einen dritten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21c auf, die jeweils an der zweiten Trägerkonstruktion 24 befestigt sind.
Dabei wird unter im Wesentlichen ortsfest verstanden, dass zwar geringfügige Bewegungen der Applikatoren 21a, 21 b, 21 c möglich sind, jedoch sich aber z.B. ein Abstand A1 zwischen dem ersten Applikator 21 a und dem zweiten Applikator 21 b sowie ein Abstand A2 zwischen den zweiten Applikator 21 b und dem dritten Applikator 21 c nur geringfügig ändert, z.B. um 3%, 5% oder auch 10% des Wertes des Abstandes A1 oder des Wertes des Abstandes A2.
Der erste Applikator 21 a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Richtung der Fortbewegungsrichtung FR der Applikatoreinheit 2a nacheinander mit dem Abstand A1 bzw. dem Abstand A2 voneinander beabstandet angeordnet.
Ferner sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel der erste Applikator 21 a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c jeweils stabförmig mit einer Haupterstreckungsrichtung HR ausgebildet, die sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel geradlinig im rechten Winkel zu der Fortbewegungsrichtung FR erstreckt. Mit anderen Worten, der erste Applikator 21 a und der dritte Applikator 21 c können auch als Außenapplikatoren und der zweite Applikator 21 b kann als Innenapplikator aufgefasst werden, wobei die Außenapplikatoren jeweils die gleiche Polarität P1 aufweisen und der Innenapplikator die andere Polarität P2 aufweist.
Dabei sind der erste Applikator 21 a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils als Rundstäbe aus einem elektrischen Leitermaterial ausgebildet. Somit weisen der erste Applikator 21 a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c jeweils eine stetig ausgebildete Außenfläche ohne Kanten, Vorsprünge oder ähnliche Oberflächenunstetigkeiten auf.
Der Abstand A1 zwischen dem ersten Applikator 21a und dem zweiten Applikator 21 b sowie der Abstand A2 zwischen dem zweiten Applikator 21 b und dem dritten Applikator 21 c kann im Bereich von 1 ,5 m bis 0,15 m liegen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt er im Bereich von 15 cm bis 20 cm. Derartige Applikatoren werden auch als Kurzapplikatoren (SRA - für englisch: Short Range Blade) bezeichnet. Dabei sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abstand A1 und der Abstand A2 ungleich. Der Abstand A1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel kleiner als der Abstand A2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand A1 15 cm und der Abstand A2 20cm.
Dadurch, dass der Abstand A1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel kleiner als der Abstand A2 ist, und damit die jeweilige elektrische Feldstärke zwischen dem ersten Applikator 21 a und dem zweiten Applikator 21 b größer als zwischen dem zweiten Applikator 21 b und dem dritten Applikator 21c ist, wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Lichtbogenbildung zwischen dem zweiten Applikator 21 b und dem dritten Applikator 21 c reduziert, insbesondere wenn der zweite Applikator 21 b mit der negativen Polarität und der dritte Applikator 21 c mit der positiven Polarität beaufschlagt werden. Dem wird durch dem im Vergleich zum Abstand A1 größeren Abstand A2, der zu einer im Vergleich reduzierten elektrischen Feldstärke führt, entgegen gewirkt.
Auch die zweite Applikatoreinheit 2b weist einen ersten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 d, einen zweiten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten Applikator 21 e und einen dritten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 f auf.
Der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21 f sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils stabförmig mit einer Haupterstreckungsrichtung HR ausgebildet, die sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel längs zu der Fortbewegungsrichtung FR erstrecken, d.h. der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21 f sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel unter einem rechten Winkel längs zu der Fortbewegungsrichtung FR voneinander beab- standet angeordnet. Dabei sind der erste Applikator 21 d, der zweite Applikator 21 e und der dritte Applikator 21 f im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils auch als Rundstäbe aus einem elektrischen Leitermaterial ausgebildet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21 f durch zwei Verbindungsabschnitte 8a, 8b miteinander verbunden.
Die beiden Verbindungsabschnitte 8a, 8b können auch jeweils stabförmig mit einer Haupterstreckungsrichtung, z.B. auch als Rundstäbe aus einem elektrischen Leitermaterial ausgebildet sein. In diesem Fall bilden der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21f zusammen mit den beiden Verbindungsabschnitten 8a, 8b einen Rahmen mit einer im vorliegenden Ausführungsbeispiel rechteckfömigen Grundform. Mit anderen Worten, der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21 f sowie die beiden Verbindungsabschnitte 8a, 8b bilden einen Rahmenapplikator, der auch als Außenrahmenapplikator aufgefasst werden kann. Alternativ können die beiden Verbindungsabschnitte 8a, 8b auch aus einem elektrischen Isolatormaterial gebildet sein. Somit haben dann die beiden Verbindungsabschnitte 8a, 8b keine Applikatorfunktion. Sie können somit in Analogie zu der Applikatoreinheit 2a als Außenapplikatoren aufgefasst werden.
Der zweite Applikator 21 e, der in Analogie zu der Applikatoreinheit 2b als Innenapplikator aufgefasst werden kann, weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ auf.
Durch die Ausbildung des zweiten Applikators 21 e mit zwei Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ können zwei Randabschnitte eines Behandlungsbereichs mit elektrischem Gleichstrom beaufschlagt werden, während ein Mittelabschnitt des Behandlungsbereichs, der sich zwischen den beiden Randabschnitten befindet, nicht behandelt wird.
Ferner kann dadurch, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel insbesondere der zweite Applikator 21 e zwei Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ aufweist der jeweilige Abstand A3, A4 zu dem ersten Applikator 21 d und zu dem dritten Applikator 21 f klein gehalten werden. Damit können hohe elektrische Feldstärken zwischen ihnen erreicht werden. Um vergleichbare elektrische Feldstärken mit einem zweiten Applikator 21 d ohne Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ zu erreichen, wären sonst deutlich höhere elektrische Spannungen erforderlich.
Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der zweite Applikator 21 e auch als ein Einzelapplikator ausgebildet sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Teilapplikator 21 e‘ und der zweite Applikator 21 e“ durch zwei Verbindungsabschnitte 9a, 9b miteinander verbunden.
Die beiden Verbindungsabschnitte 9a, 9b können auch jeweils stabförmig mit einer Haupterstreckungsrichtung, z.B. auch als Rundstäbe aus einem elektri- sehen Leitermaterial ausgebildet sein. In diesem Fall bilden der erste Teilapplikator 21 e‘ und der zweite Teilapplikator 21 e“ zusammen mit den beiden Verbindungsabschnitten 9a, 9b einen Rahmen mit einer im vorliegenden Ausführungsbeispiel rechteckfömigen Grundform. Mit anderen Worten, der erste Teilapplikator 21 e‘ und der zweite Teilapplikator 21 e“ sowie die beiden Verbindungsabschnitte 9a, 9b bilden ebenfalls einen Rahmenapplikator, der auch als Innenrahmenapplikator aufgefasst werden kann.
Alternativ können die beiden Verbindungsabschnitte 9a, 9b auch aus einem elektrischen Isolatormaterial gebildet sein. Dann haben die beiden Verbindungsabschnitte 9a, 9b keine Applikatorfunktion. Sie können somit in Analogie zu der Applikatoreinheit 2a als Außenapplikatoren aufgefasst werden.
Ein Abstand A3 zwischen dem ersten Applikator 21 d und dem Teilapplikator 21 e‘ des zweiten Applikators 21 e entspricht im vorliegenden Ausführungsbeispiel dem Abstand A4 zwischen dem dritten Applikator 21 f und dem Teilapplikator 21 e“ des zweiten Applikators 21 e. Somit sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abstand A3 und der Abstand A4 gleich.
Durch die Zuordnung der Polaritäten P1 , P2 zu dem jeweiligen ersten Applikator 21 a, 21 d, dem zweiten Applikator 21 b, 21 e und dem dritten Applikator 21 c der ersten Applikatoreinheit 2a bzw. der zweiten Applikatoreinheit 2b gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird sichergestellt, dass die Polaritäten P1 , P2 zu einem ersten Applikator 21 a, 21 d, einem zweiten Applikator 21 b, 21 e und/oder einem dritten Applikator 21 c einer unmittelbar bebachbar- ten ersten Applikatoreinheit 2a bzw. zweiten Applikatoreinheit 2b der Applikatorreihe 12 gleich sind. So werden Potentialdifferenzen zwischen benachbarten Applikatoreinheiten 2a, 2b der Applikatorreihen 12 und damit die Lichtbogenbildung minimiert.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 4 Bezug genommen, um weitere Details der Vorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zu erläutern. Die Vorrichtung 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch eine erste Applikatoreinheit 2a und eine zweite Applikatoreinheit 2b auf.
Die erste Applikatoreinheit 2a entspricht der Applikatoreinheit 2a gemäß dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Auch die zweite Applikatoreinheit 2b weist wie die Applikatoreinheit 2a gemäß dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel einen ersten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 d, einen zweiten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 e und einen dritten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten Applikator 21 f auf, wobei der zweite Applikator 21 e, der in Analogie zu der Applikatoreinheit 2a als Innenapplikator aufgefasst werden kann, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ aufweist.
Der erste Applikator 21 d, die beiden Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ des zweiten Applikators 21 e und der dritte Applikator 21 f weisen dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils einen Verbindungsabschnitt 17 und einen Elektrodenabschnitt 18 aus einem elektrischen Leitermaterial mit einem freien distalen Ende auf. Die jeweiligen Verbindungsabschnitte 17 und/oder Elektrodenabschnitte 18 können flexibler ausgebildet sein als z.B. die Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c der ersten Applikatoreinheit 2a, d.h. sie können sich bei einem Boden- und/oder Pflanzenkontakt gegebenenfalls reversibel verformen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21f länger ausgebildet als die beiden Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ des zweiten Applikators 21 e. So können der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21 f in Vertiefungen im Boden zu beiden Seiten einer Pflanze eintauchen und dort befindliche Sprossachsen und/oder Blätter der Pflanze kontaktieren, wie dies später noch detailliert erläutert wird.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 5 Bezug genommen. Die Vorrichtung 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch eine erste Applikatoreinheit 2a und eine zweite Applikatoreinheit 2b auf.
Die erste Applikatoreinheit 2a entspricht der Applikatoreinheit 2a gemäß dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen.
Auch die zweite Applikatoreinheit 2b weist wie die Applikatoreinheit 2a gemäß dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel einen ersten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 d, einen zweiten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 e und einen dritten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten Applikator 21f auf, wobei der zweite Applikator 21 e, der in Analogie zu der Applikatoreinheit 2a als Innenapplikator aufgefasst werden kann, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ aufweist.
Abweichend von den vorherigen Ausführungsbeispielen ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der zweite Applikator 21 e mit den beiden Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ der zweiten Applikatoreinheit 2b mechanisch und auch elektrisch leitend direkt z.B. mit einer Klemmschelle mit dem dritten Applikator 21 c der ersten Applikatoreinheit 2a verbunden.
Somit weisen die beiden Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ des zweiten Applikators 21 e der zweiten Applikatoreinheit 2b die gleiche Polarität P1 wie der dritte Applikator 21 c der ersten Applikatoreinheit 2a auf. Hingegen weisen der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21f die andere Polarität P2 auf.
Ferner ist zu erkennen, dass der erste Applikator 21 d, der zweite Applikator 21 e mit den beiden Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ und der dritte Applikator 21f auf einer gleichen Höhe endend angeordnet sind.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 6 Bezug genommen. Die Vorrichtung 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch eine erste Applikatoreinheit 2a und eine zweite Applikatoreinheit 2b auf.
Die erste Applikatoreinheit 2a entspricht der Applikatoreinheit 2a gemäß dem in den Figur 3 und 4 sowie 5 gezeigten Ausführungsbeispielen bis auf die Tatsache, dass die erste Applikatoreinheit 2a nur einen ersten Applikator 21 a und einen zweiten Applikator 21 b aufweist.
Diese erste Applikatoreinheit 2a wurde z.B. durch eine einfache Demontage des dritten Applikators 21 c gebildet. Mit anderen Worten, die Vorrichtung 1 kann durch Montage und Demontage einzelner Applikatoren 21a, 21 b, 21 c, 21 d, 21 e, 21 f modifiziert werden. Z.B. erfolgten im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Modifikation für eine Zweitbehandlung von Pflanzen 40 im Rahmen eine Sikkation, bei der insbesondere mit der zweiten Applikatoreinheit 2b die Pflanzen 40 nochmals und/oder bisher unbehandelte Pflanzen 40 mit elektrischem Gleichstrom beaufschlagt werden sollen.
Auch die zweite Applikatoreinheit 2b weist wie die Applikatoreinheit 2a gemäß dem in den Figuren 3 und 4 sowie 5 gezeigten Ausführungsbeispiel einen ersten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 d, einen zweiten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator 21 e und einen dritten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten Applikator 21f auf, wobei der zweite Applikator 21 e, der in Analogie zu der Applikatoreinheit 2a als Innenapplikator aufgefasst werden kann, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ aufweist.
Abweichend von dem vorherigen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der zweite Applikator 21 e mit den beiden Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ der zweiten Applikatoreinheit 2b mechanisch und auch elektrisch leitend direkt z.B. mit einer Klemmschelle mit dem zweiten Applikator 21 b der ersten Applikatoreinheit 2a verbunden. Somit weisen die beiden Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ des zweiten Applikators 21 e der zweiten Applikatoreinheit 2b die gleiche Polarität P2 wie der zweite Applikator 21 b der ersten Applikatoreinheit 2a auf. Hingegen weisen der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21f die andere Polarität P1 auf.
Ferner ist zu erkennen, dass der zweite Applikator 21 e mit den beiden Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ länger als der erste Applikator 21 d und der dritte Applikator 21 f ausgebildet ist.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 7 Bezug genommen, um den Betrieb der Vorrichtung 1 mit der ersten Applikatoreinheit 2a zu erläutern, bei der eine Sikka- tion von Pflanzen 40 bewirkt werden soll. Bei den Pflanzen 40 kann es sich z.B. um Knollengemüse mit einer Pflanzenknolle im Boden 44 handeln., wie z.B. Süßkartoffel, Maniok, Yams, Yacon, Karotte, Rettich sowie Meerrettich, Schwarzwurzel, verschiedene Rübenformen, Pastinake, Wurzelpetersilie, Steckrübe, rote Rübe, Radieschen, Kerbelrübe, Knollensellerie, Kohlrabi oder Knollenziest. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Pflanzen 40 um Kartoffelpflanzen.
Im Betrieb weist der erste Applikator 21 a eine erste Polarität P1 , im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine positive Polarität, der zweite Applikator 21 b eine zweite Polarität P2, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine negative Polarität, und der dritte Applikator 21 c die erste Polarität P1 aufgrund der elektrischen Verbindung mit der Konstantleistungsquelle 3 auf, was zu den mit den Pfeilen angedeuteten physikalischen Stromrichtungen führt. Durch diese Wahl der Polaritäten P1 , P2 kann eine Lichtbogenbildung zwischen dem ersten Applikator 21 a und dem zweiten Applikator 21 b reduziert werden.
Der erste Applikator 21 a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c können mit der elektrischen Gleichspannung im Bereich von 1600 V bis 5.500 V beaufschlagt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der erste Applikator 21 a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c mit einer elektrischen Gleichspannung in einem Bereich von 1.600 V bis 5500 V beaufschlagt.
Zwischen dem ersten Applikator 21a und dem zweiten Applikator 21 b sowie zwischen dem zweiten Applikator 21 b und dem dritten Applikator 21 c stellt sich jeweils eine elektrische Feldstärke ein, deren Wert im Bereich von 1066,6 V/m (= 1600 V / 1 ,5 m) bis 36.666 V/m (= 5500 V / 0, 15 m) liegen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt sich jeweils eine elektrische Feldstärke ein, deren Wert im Bereich von 10000 V/m (= 2.000 V / 0,20 m) bis 33.333 V/m (= 5.000 V / 0,15 m) liegt. Ferner sind beide elektrischen Feldstärken entgegengesetzt ausgerichtet.
Nun wird die Vorrichtung 1 in Fortbewegungsrichtung FR über ein Feld 34 mit den Pflanzen 40 bewegt, z.B. mit Geschwindigkeiten im Bereich von 2 km/h bis 6 km/h. Dabei bewegt sich die Vorrichtung 1 mit der ersten Applikatoreinheit 2a mit einer geringen Höhe über dem Boden 44. So soll sichergestellt werden, dass es zu keinem Bodenkontakt von einem der Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c mit dem Boden 44 kommt.
Im Betrieb erfolgt also ein insbesondere bodenkontaktfreies Inkontaktbringen des ersten Applikators 21 a und des zweiten Applikators 21 b sowie des dritten Applikators 21 c mit einer Sprossachse 43 und/oder Blättern 41 der Pflanze 40 und damit ein Beaufschlagen der kontaktierten Sprossachse 43 und/oder Blättern 41 der Pflanze 40 mit elektrischem Gleichstrom, wobei die Konstantleistungsquelle 3 eine im Wesentlichen konstante elektrische Leistung bereitstellt.
Mit anderen Worten, es stellt sich eine Hauptstrom kom ponente HS ein, deren Strompfad nicht durch den Boden 44 führt, sondern nur durch die Sprossachse 43 und/oder Blätter 41 der Pflanze 40. Es können sich aber bei einem Bodenkontakt Nebenstromkomponenten NS einstellen, deren Strompfad abschnittsweise durch den Boden 44 führt. Dabei macht die Hauptstromkomponente HS zumindest die Hälfte des elektrischen Gesamtstromes aus, die zwischen zwei der drei Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c fließt. Im Gegensatz dazu fließt bei der Verwendung von Langapplikatoren eine Hauptstrom Komponente durch den Boden 44.
Je nachdem, welche der drei Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c mit der Sprossachse 43 und/oder Blättern 41 der Pflanze 40 in Kontakt stehen oder nicht, aufgrund der Bewegung in Fortbewegungsrichtung FR ändert sich die elektrische (ohmsche) Last, wobei die Konstantleistungsquelle 3 eine im Wesentlichen konstante elektrische Leistung bereitstellt.
Angemerkt sei, dass die hier in Bezug auf die Applikatoreinheit 2a gemachten Ausführungen analog auch für die zweite Applikatoreinheit 2b gelten, d.h. auch die zweite Applikatoreinheit 2b wird in Fortbewegungsrichtung FR über das Feld 34 mit Pflanzen 40 mit einer geringen Höhe über dem Boden 44 bewegt, um sicherzustellen, dass es zu keinem Bodenkontakt von einem der Applikatoren 21 d, 21 e, 21f mit dem Boden 44 kommt.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 8 Bezug genommen.
Dargestellt ist, dass eine Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 eine Längserstre- ckung LR aufweisen kann, die größer ist als der erste Abstand A1 und der zweite Abstand A2 zusammen.
Wenn eine Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 eine derartige Abmessung in Fortbewegungsrichtung FR hat, kontaktieren der erste Applikator 21 a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c während der Überfahrt die Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 für eine gewisse Zeitdauer zugleich. Mit anderen Worten, es kommt zu einer simultanen Mehrfachkontaktierung.
Wenn hingegen die Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 keine derartige Abmessung in Fortbewegungsrichtung FR hat, kontaktieren der erste Applikator 21 a und der zweite Applikator 21 b sowie der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c während der Überfahrt die Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 nacheinander. Es kommt jedoch nicht zu einer simultanen Mehrfachkontaktierung.
Ferner ist eine Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 dargestellt, die eine Quererstreckung QR aufweist, die größer ist als der erste Abstand A3 und der zweite Abstand A4 der zweiten Applikatoreinheit 2b.
Wenn die Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 eine derartige Abmessung quer zur Fortbewegungsrichtung FR hat, kontaktieren eventuell der erste Applikator 21 a und der zweite Applikator 21 b sowie der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c der ersten Applikatoreinheit 2a während der Überfahrt die Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 nicht derart, dass zumindest zwei der Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c zeitgleich bzw. simultan die Pflanze 40 mit ihren Blättern 41 kontaktieren und sich folglich kein elektrischer Stromfluss einstellt.
Jedoch kontaktieren in solch einem Fall der erste Applikator 21 d und der Teilapplikator 21 e‘ des zweiten Applikators 21 e und/oder der dritte Applikator 21f und der Teilapplikator 21 e“ des zweiten Applikators 21 e während der Überfahrt die Pflanze 40 mit ihren Blättern 41. Im Vergleich zu der ersten Applikatoreinheit 2a kann es bei der Verwendung der zweiten Applikatoreinheit 2b zu längeren Kontaktzeiten mit der Sprossachse 43 und/oder Blättern 41 der Pflanze 40 kommen.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 9 Bezug genommen.
Dargestellt ist eine Pflanze 40 mit einer Sprossachse 43 und Blättern 41. Bei der Pflanze 40 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Kartoffelpflanze, die sich auf einer Erhebung des Bodens 44, wie z.B. einem Kartoffeldamm, befindet, wobei sich die Blätter 41 zumindest teilweise in Vertiefungen des Bodens 44 neben der Erhebung erstrecken. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Pflanze 40 auch eine andere Pflanze, wie z.B. Knollengemüse mit einer Pflanzenknolle im Boden 44 sein, wie z.B. Süßkartoffel, Maniok, Yams, Yacön, Karotte, Rettich sowie Meerrettich, Schwarzwurzel, verschiedene Rübenformen, Pastinake, Wurzelpetersilie, Steckrübe, rote Rübe, Radieschen, Kerbelrübe, Knollensellerie, Kohlrabi oder Knollenziest.
Zu erkennen ist, dass bei einem solchen Szenario die im vorliegenden Ausführungsbeispiel länger ausgebildeten Applikatoren 21 d, 21f sich bis in die Vertiefungen des Bodens 44 erstrecken und auch die dort befindlichen Blätter 41 der Pflanze 40 kontaktieren können.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 10 Bezug genommen.
Dargestellt sind verschiedene Ausführungsformen der in Figur 3 gezeigten ersten Applikatoreinheit 2a.
Dargestellt ist, dass der erste Applikator 21a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c sowie weitere Applikatoren sich mit ihrer Haupterstreckungsrichtung HR nicht in Fortbewegungsrichtung FR und auch nicht quer zur Fortbewegungsrichtung FR erstrecken, sondern in einem Winkel von z.B. 45°.
Des Weiteren können zwei Applikatorabschnitte jeweils unter einem unterschiedlichen Winkel pfeilförmig aneinander gefügt sein, um den ersten Applikator 21 a, den zweiten Applikator 21 b und den dritten Applikator 21 c sowie weitere Applikatoren zu bilden. Sie können dabei in Fortbewegungsrichtung FR eine Vorwärtspfeilung oder Rückwärtspfeilung bilden.
Ferner ist dargestellt, dass der erste Applikator 21 a, der zweite Applikator 21 b und der dritte Applikator 21 c sowie weitere Applikatoren nicht stabförmig geradlinig ausgebildet sein müssen, sondern auch oder teilweise gebogen oder auch sägezahnförmig ausgebildet sein können.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 11 Bezug genommen. Dargestellt sind verschiedene Ausführungsformen der in Figur 3 gezeigten zweiten Applikatoreinheit 2b.
Dargestellt ist, dass die zweite Applikatoreinheit 2b auch eine von einer rechteckförmigen Grundform abweichende Grundform aufweisen kann, wie z.B. eine kreis- oder ellipsenförmige Grundform oder auch eine trapezförmige oder andere Grundform.
Ferner kann die zweite Applikatoreinheit 2b auch derart angeordnet sein, dass der erste Applikator 21 d, der zweite Applikator 21 e mit den Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“ und der dritte Applikator 21 f sich mit ihrer Haupterstreckungsrichtung HR nicht in Fortbewegungsrichtung FR und auch nicht quer zur Fortbewegungsrichtung FR erstrecken, sondern in einem Winkel von z.B. 45°.
Es wird nun zusätzlich auf Figur 12 Bezug genommen.
Das Verfahren zur Behandlung von Pflanzen 40, insbesondere zur Sikkation von Feldfrüchten oder zur Gründüngungskontrolle, kann umfassen, dass vorab auf die Sprossachse 43 und/oder Blätter 41 der Pflanze 40 ein übergangswiderstandsenkendes Medium 15 aufgebracht wird.
In einem ersten Schritt S100 werden der erste Applikator 21 a mit einer ersten Polarität P1 , der zweite Applikator 21 b mit einer zweiten Polarität P2 und der dritte Applikator 21 c mit der ersten Polarität P1 und der erste Applikator 21 d mit der ersten Polarität P1 , der zweite Applikator 21 e, gegebenenfalls mit den Teilapplikatoren 21 e‘, 21 e“, mit der zweiten Polarität P2 und der dritte Applikator 21 f mit der ersten Polarität P1 jeweils mit der geregelten Konstantleistungsquelle 3 elektrische Leistung übertragend verbunden.
Dies kann durch Schließen elektrischer Trennschalter, z.B. der Transformations- und Kontrolleinheit 33, erfolgen. In einem weiteren Schritt S200 werden der jeweilige erste Applikator 21 a, 21 d und der zweite Applikator 21 b, 21 e mit der Sprossachse 43 und/oder Blättern 41 der Pflanze 40 und der zweite Applikator 21 b, 21 e und der dritte Applikator 21 c, 21f mit der Sprossachse 43 und/oder den Blättern 41 der Pflanze 40 nacheinander und/oder zeitgleich in Kontakt gebracht, derart, dass sich ein elektrischer Gleichstrom einstellt, dessen Hauptstrom kom ponente HS keinen Strompfad aufweist, der abschnittsweise durch den Boden 44 verläuft.
Hierzu wird die Vorrichtung 1 in Fortbewegungsrichtung FR über das Feld 34 mit den Pflanzen 40 in einer geringen Höhe über dem Boden 44 bewegt, so dass es zu keinem Bodenkontakt von einem der Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c, 21 d, 21e, 21f mit dem Boden 44 kommt.
In einem weiteren Schritt S300 wird nun die kontaktierte Sprossachse 43 und/oder die kontaktierten Blätter 41 der Pflanze 40 mit elektrischem Gleichstrom beaufschlagt, um die Sikkation zu bewirken.
In einem weiteren Schritt S400 hält die geregelte Konstantleistungsquelle 3 eine im Wesentlichen konstante elektrische Leistung aufrecht, z.B. durch eine kombinierte Frequenz- und Pulsweitenmodulation.
Durch die Bewegung der Vorrichtung 1 in Fortbewegungsrichtung FR über das Feld treten die Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c, 21 d, 21 e, 21f in Kontakt mit der Sprossachse 43 und/oder den Blättern 41 der Pflanze 40 und verlieren den Kontakt wieder. Da die Sprossachse 43 und/oder die Blätter 41 der Pflanze 40 in einem elektrischen Ersatzschaltbild als ohmsche Widerstände aufgefasst werden können, ändert sich infolge dessen die ohmsche Last der Konstantleistungsquelle 3 schlagartig bzw. sprungförmig. Diese Lastschwankungen regelt die geregelte Konstantleistungsquelle 3 im Betrieb aus.
Bei z.B. einer Sikkation von z.B. Kartoffelpflanzen wurde eine Vorrichtung 1 verwendet, die eine Mehrzahl an Applikatoreinheiten 2a, 2b nebeneinander in der Applikatorreihe 12 aufweist, um eine Arbeitsbreite von 6 m abzudecken. Es wurde die in Figur 3 gezeigte Konfiguration mit den beiden Applikatoreinheiten 2a, 2b hintereinander verwendet. Der Abstand der Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c, 21 d, 21e, 21f lag im Bereich von 0,1 m bis 0,2 m.
Die Vorrichtung 1 wurde mit Geschwindigkeiten von 2 km/h bis 6 km/h in Fortbewegungsrichtung FR über das Feld 34 bewegt. Dabei wurden in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit in Fortbewegungsrichtung FR die folgenden nominellen Energieeinsätze pro Hektar erzielt: 2 km/h (48 kW/ha), 4 km/h (24 kW/ha), 6 km/h (16 kWh/ha).
Während bei einer trockenen Behandlung und der Verwendung bekannter Applikatoren, wie Langapplikatoren (LRA), zumindest 128 kWh/ha nötig sind, um ein gutes Sikkationsergebnis zu erreichen, genügen bei einer Erstbehandlung bei Verwendung der Applikatoreinheiten 2a, 2b gemäß dieser Konfiguration 40 - 48 kWh/ha bei einer Fahrtrichtung und bei einer Zweitbehandlung in entgegengesetzter Fahrtrichtung sogar 32 kWh/h um gute bis sehr gute Sikkati- onsergebnisse zu erreichen.
Bei der Sikkation von Kartoffelpflanzen kann ferner eine ungewünschte Schädigung der Kartoffelknollen vermieden werden, da nahezu kein elektrischer Strom durch den Boden 44 fließt und die Kartoffelknollen schädigt. Gleiches gilt auch für anderen Pflanzen, wie z.B. Knollengemüse mit einer Pflanzenknolle im Boden 44, wie z.B. Süßkartoffel, Maniok, Yams, Yacön, Karotte, Rettich sowie Meerrettich, Schwarzwurzel, verschiedenen Rübenformen, Pastinake, Wurzelpetersilie, Steckrübe, rote Rübe, Radieschen, Kerbelrübe, Knollensellerie, Kohlrabi oder Knollenziest.
Ferner wurde die Effektivität der insbesondere in Figur 6 gezeigten ersten Applikatoreinheit 2a mit nur einem ersten Applikator 21 a und einem zweiten Applikator 21 b bei der Gründüngung mit Senfpflanzen untersucht. Die Senfpflanzen weisen einen Abstand von 20 cm auf. Sie zeigen Blätter 41 mit großer Blattfläche und Sprossachse 43, die im heißen Sommer bereits zu verholzen beginnen.
Zur Verringerung des Übergangswiderstandes zwischen den Applikatoren 21 a, 21 b und den Senfpflanzen wurde als übergangswiderstandsenkendes Medium eine Mischung aus 0,45 L Hasten (Spritzmittel-Zusatzstoff zur Verbesserung der Effektivität von Pflanzenschutzmitteln) pro Hektar als Adjuvant in Kombination 1 ,5 kg Magnesiumsulfat pro Hektar bei einer Wasseraufwandmenge von 250 L Wasser pro Hektar eingesetzt. Die Fahrgeschwindigkeit betrug 4 km/h.
In dem Versuch wurden parallel bei einer Überfahrt die folgenden Applikatorkonfigurationen vom Typ BS60, BB60, BB30 und RR30 mit einem vorderen Applikator bzw. vorderen Pol und einem hinteren Applikator bzw. hinteren Pol im Vergleich zu einer stromlosen Kontrolle K getestet.
Einen Überblick über die verwendeten Applikatorkonfigurationen vom Typ BS60, BB60, BB30 und RR30 gibt die folgende Tabelle 1 .
Tabelle 1 :
Figure imgf000032_0001
Die Applikatorkonfigurationen vom Typ BS60 und BB60 sowie BB30 mit Blechlamellen aus Edelstahl (270 mm lang, 8 mm breit) wurden senkrecht gefahren, sodass sie den Boden 44 kaum berührten, sondern nur flächigen Kontakt mit den Senfpflanzen hatten und die beiden Pole sich auch bei einem Polabstand bzw. einem Abstand A1 von 30 cm gerade noch nicht zu nahekommen konnten. Der elektrische Strom musste dementsprechend durch die Pflanzen 40 in die Wurzel 42 und nach einem Bodendurchlauf über eine weitere Pflanze 40 am anderen Pol wieder zurückfließen.
Die doppelte Durchströmung von Sprossachsen 43 und Wurzeln 42 lässt eine hohe Effizienz erwarten. Bei einem größeren Applikatorabstand ist ein tieferes Eindringen in den Boden 44 und damit eine höhere Wurzelzerstörung zu erwarten.
Beim Einsatz der Apllikatorkonfiguration vom Typ BS60 mit einer Kombination aus Blechlamelle und Schneidscheibe schneidet die Schneidscheibe ca. 2 cm bis 5 cm in den Boden 44 ein und durchdringt dadurch den trockenen Oberboden. Dies reduziert den elektrischen Widerstand des Bodens 44 zusätzlich und führt deshalb zu einem hohen einmaligen elektrischen Stromfluss durch die Pflanzen 40, die von den Applikatoren mit Blechlamellen großflächig kontaktiert werden.
Die Applikatorkonfiguration vom Typ RR30 weist zwei Edelstahlrohre mit einem Durchmesser von 20 mm mit einem Abstand von 30 cm voneinander auf, die auf einer flexiblen Gummimatte befestigt sind, die über die Pflanzen 40 gezogen wird. Da die Pflanzen 40 dadurch umgedrückt werden, läuft das quer zur Fortbewegungsrichtung FR liegende Rohr mit einer sehr kurzen Berührungsstrecke über die Pflanzendecke hinweg. Ein Eindringen des elektrischen Stroms in den Boden 44 und in die Wurzeln 42 ist kaum zu erwarten, da der elektrische Strom entweder nur in eine Pflanze 40 eingeleitet wird und durch den auf derselben Pflanze 40 aufliegenden Pol wieder austritt, oder der elektrische Strom sich den Weg des geringsten elektrischen Widerstandes zwischen zwei benachbarten, aufeinanderliegenden Pflanzen 40, z.B. durch Halm und Blattmaterial, sucht. Dies kann zwar generell die vom elektrischen Strom durchlaufene Wegstrecke minimieren, die geringe Kontaktflächen und das Risiko der gegenseitigen Pflanzenabdeckung lässt jedoch keine großen Effekte erwarten. Zusätzlich schließt diese Geometrie einen elektrischen Stromfluss durch Wurzeln 42 aus und lässt wenig Gesamtwirkung erwarten.
Die Applikatorkonfiguration vom Typ RR30 wurde ursprünglich für sehr kleine halmartige Pflanzen 40, wie z.B. Ackerfuchsschwanz (2 - 5 cm) konzipiert, die sich zwischen Applikatoren mit Blechlamellen hindurchbewegen können.
Für die Auswertung wurde jeweils auf 2 m Länge eine Saatreihe der Pflanzen 40 geerntet, die Anzahl der Pflanzen 40 ermittelt und die Stängellänge als Biomasseindikator vermessen. In den Fällen, in denen die verbliebene Pflanzenzahl sehr gering war, wurde auf 4 m geerntet und die Menge dann auf 2 m heruntergerechnet.
Die Ergebnisse der Auswertung sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefasst.
Tabelle 2:
Figure imgf000034_0001
Zu erkennen ist, dass die Applikatorkonfiguration vom Typ BS60 mit der Schneidscheibe schlechtere Ergebnisse als die Kontrolle K liefert. Die Anzahl der Pflanzen 40 entsprach der Kontrolle K, was zeigt, dass keine Pflanzen 40 abgetötet wurden. Die Schneidscheibe konnte im ziemlich trockenen Oberboden offensichtlich keinen ausreichenden elektrischen Durchfluss erzeugen. Die etwas höhere Halmlänge kann in der Randlage der Behandlung, neben der sehr guten Wirkung der Applikatorkonfiguration vom Typ RR30, begründet sein, was zu einer besseren Wasser- und Lichtversorgung führte. Die Verwendung der Applikatorkonfigurationen vom Typ BB60 und BB30 mit den Blechlamellen führte zu einer geringfügigen Reduktion der Anzahl der Pflanzen 40. Es wurden also kaum Pflanzen 40 bei der Behandlung abgetötet. Die verringerten Gesamthalmlängen zeigen jedoch, dass eine Schwächung der Pflanzen 40 auch durch das Abtöten einzelner Stängel eingetreten ist, aber keine große Wirkung auf die Wurzel 42 der Pflanze 40 eingetreten war.
Nur bei der Behandlung mit der Apllikatorkonfiguration vom Typ RR30 wurde die Zahl der Pflanzen 40 auf etwa 30 % der Kontrolle K abgesenkt. Dies zeigt, dass die Wirkung auf die Sprossachse 43 so groß war und so tief ansetzte, dass diese nicht mehr weiter austreiben oder wachsen konnten. Die Verringerung der mittleren Höhe der Pflanzen 40 auf etwa 60 % der Kontrolle K zeigt, dass auch die nicht abgetöteten Pflanzen 40 zumindest erheblich geschwächt und im Wachstum eingeschränkt wurden.
Als Gesamtergebnis kann festgehalten werden, dass - entgegen den Erwartungen - die Applikatorkonfiguration vom Typ RR30 trotz einer geringen Kontaktfläche bei stängelbetonten krautigen Senfpflanzen die mit Abstand besten Ergebnisse liefert. Dies kann darauf zurückgeführt werden, dass die hohen elektrischen Stromdichten an den Kontaktstellen in Kombination mit der in allen Tests verwendeten Kontaktflüssigkeit trotz der geringen Auflagefläche für einen geringen elektrischen Gesamtwiderstand gesorgt haben. Dadurch konnten viele Pflanzen 40 so weit zerstört werden, dass ein weiteres Wachstum gar nicht, oder nur sehr begrenzt und verzögert möglich war.
Die Durchleitung von elektrischem Strom durch den Boden 44 und die Wurzeln 42 spielte für den Erfolg im trockenen Oberboden keine Rolle.
Auch wenn hier die Applikatorkonfigurationen vom Typ BS60, BB60, BB30 und RR30 mit lediglich einem vorderen Pol und einem hinteren Pol verwendet wurden, wird aber davon ausgegangen, dass sich die beschriebenen Ergebnisse auf Applikatorkonfigurationen mit drei oder mehr Applikatoren 21 a, 21 b, 21 c, 21 d, 21 e, 21 e‘, 21 e“, 21f analog übertragen lassen.
Mit anderen Worten, es wird die Energieeffizienz des Verfahrens zur Behand- lung von Pflanzen, insbesondere zur Sikkation von Feldfrüchten oder zur
Gründüngungskontrolle, deutlich gesteigert.
Bezugszeichenliste
I Vorrichtung
2a erste Applikatoreinheit
2b zweite Applikatoreinheit
3 Konstantleistungsquelle
4 Anschluss
5 Verteileinheit
6 Umrichterbaugruppe
7a Umrichter
7b Umrichter
7c Umrichter
8a Verbindungsabschnitt
8b Verbindungsabschnitt
9a Verbindungsabschnitt
9b Verbindungsabschnitt
10 erstes Modul
I I Düse
12 Applikatorreihe
13 erste Trägerkonstruktion
14 Flüssigkeitsbehälter
15 übergangswiderstandsenkendes Medium
16 Sensor
17 Verbindungsabschnitt
18 Elektrodenabschnitt
20 zweites Modul
21a elektrischer Applikator
21 b elektrischer Applikator
21c elektrischer Applikator
21 d elektrischer Applikator
21 e elektrischer Applikator
21 e‘ Teilapplikator
21 e“ Teilapplikator 21 f elektrischer Applikator
24 zweite Trägerkonstruktion
25 Stützrad
30 Trägerfahrzeug
31 Zapfwelle
32 Generator
33 Transformations- und Kontrolleinheit
34 Feld
40 Pflanze
41 Blatt
42 Wurzel
43 Sprossachse
44 Boden
A1 Abstand
A2 Abstand
A3 Abstand
A4 Abstand
FR Fortbewegungsrichtung
HR Haupterstreckungsrichtung
HS Hauptstrom kom ponente
LR Längsrichtung
NS Nebenstromkomponente
P1 erste Polarität
P2 zweite Polarität
QR Querrichtung
S100 Schritt
S200 Schritt
S300 Schritt
S400 Schritt

Claims

37
Patentansprüche Verfahren zur Behandlung von Pflanzen (40), mit den Schritten:
(S100) Verbinden von einem ersten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator (21 a, 21 d) mit einer ersten Polarität (P1 ), einem zweiten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator (21 b, 21 e) mit einer zweiten Polarität (P2) und einem dritten insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator (21 c, 21f) mit der ersten Polarität (P1 ) zumindest einer Applikatoreinheit (2a, 2b) mit einer geregelten Konstantleistungsquelle (3),
(S200) Inkontaktbringen, insbesondere bodenkontaktfreies Inkontakt- bringen, des ersten Applikators (21 a, 21 d) und des zweiten Applikators (21 b, 21 e) mit einer Sprossachse (43) und/oder Blättern (41 ) einer Pflanze (40) und des zweiten Applikators (21 b, 21 e) und des dritten Applikators (21 c, 21f) mit der Sprossachse (43) und/oder den Blättern (41 ) der Pflanze (40) nacheinander und/oder zeitgleich,
(S300) Beaufschlagen der kontaktierten Sprossachse (43) und/oder der Blätter (41 ) der Pflanze (40) mit elektrischem Gleichstrom, und
(S400) Aufrechterhalten einer im Wesentlichen konstanten elektrischen Leistung durch die geregelte Konstantleistungsquelle (3). Verfahren nach Anspruch 1 , wobei eine Applikatoreinheit (2a) verwendet wird, bei welcher der erste Applikator (21 a), der zweite Applikator (21 b) und der dritte Applikator (21 c) quer zu einer Fortbewegungsrichtung (FR) der Applikatoreinheit (2a) nacheinander voneinander beab- standet angeordnet sind. 38 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine zweite Applikatoreinheit (2b) verwendet wird, bei welcher ein erster Applikator (21 d), ein zweiter Applikator (21 e) und ein dritter Applikator (21f) längs zu einer Fortbewegungsrichtung (FR) der zweiten Applikatoreinheit (2b) voneinander beabstandet angeordnet sind. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, bei dem eine Applikatoreinheit (2a) nach Anspruch 2 und eine zweite Applikatoreinheit (2b) nach Anspruch 3 verwendet werden, wobei mit der ersten Applikatoreinheit (2a) nach Anspruch 2 eine Sprossachse (43) und/oder Blätter (41 ) einer Pflanze (40) mit elektrischem Gleichstrom für eine erste Zeitdauer beaufschlagt werden, wobei mit der zweiten Applikatoreinheit (2b) nach Anspruch 3 die Sprossachse (43) und/oder die Blätter (41 ) der Pflanze (40) mit elektrischem Gleichstrom für eine zweite Zeitdauer beaufschlagt werden, wobei die zweite Zeitdauer länger als die erste Zeitdauer ist, wenn sich die Sprossachse (43) und/oder Blätter (41 ) der Pflanze (40) im Wesentlichen in eine Querrichtung (QR) zur Fortbewegungsrichtung (FR) erstrecken, und wobei die zweite Zeitdauer kürzer als die erste Zeitdauer ist, wenn sich die Sprossachse (43) und/oder Blätter (41 ) der Pflanze (40) im Wesentlichen in eine Längsrichtung (LR) zur Fortbewegungsrichtung (FR) erstrecken. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen dem ersten Applikator (21 a) und dem zweiten Applikator (21 b) eine elektrische Feldstärke bereitgestellt wird, die größer als die elektrische Feldstärke ist, die zwischen dem zweiten Applikator (21 b) und dem dritten Applikator (21 c) bereitgestellt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen dem ersten Applikator (21 d) und dem zweiten Applikator (21 e) sowie zwischen dem zweiten Applikator (21 e) und dem dritten Applikator (21f) jeweils eine im Wesentlichen gleich große elektrische Feldstärke bereitgestellt wird, insbesondere wenn der erste Applikator (21 d), der zweite Applikator (21 e) und der dritte Applikator (21 f) gleichzeitig die Sprossachse (43) und/oder die Blätter (41 ) der Pflanze (40) kontaktieren.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Applikatoren (21a, 21 b, 21 c, 21 d, 21 e, 21f) mit jeweils einer stetig ausgebildeten Außenfläche verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Konstantleistungsquelle (3) verwendet wird, die einen elektrischen Gleichstrom mit einer Welligkeit von 5% bis 20% bereitstellt.
9. Vorrichtung (1 ) zur Behandlung von Pflanzen (40), mit zumindest einer Applikatoreinheit (2a, 2b) und einer Konstantleistungsquelle (3), wobei die Applikatoreinheit (2a, 2b) einen ersten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator (21 a, 21 d), einen zweiten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator (21 b, 21 e) und einen dritten, insbesondere im Wesentlichen ortsfest angeordneten, Applikator (21 c, 21f) aufweist, die derart mit der Konstantleistungsquelle (3) verbindbar sind, dass der erste Applikator (21 a, 21 d) eine erste Polarität (P1 ), der zweite Applikator (21 b, 21 d) eine zweite Polarität (P2) und der dritte Applikator (21 c, 21 f) die erste Polarität (P1 ) aufweisen, wobei die Applikatoreinheit (2a, 2b) zum Inkontaktbringen, insbesondere zum bodenkontaktfreien Inkontaktbringen, des ersten Applikators (21 a, 21 d) und des zweiten Applikators (21 b, 21 e) mit einer Sprossachse (43) und/oder Blättern (41 ) einer Pflanze (40) und des zweiten Applikators (21 b, 21 e) und des dritten Applikators (21 c, 21f) mit der Sprossachse (43) und/oder den Blättern (41 ) der Pflanze (40) nacheinander und/oder zeitgleich zum Beaufschlagen der kontaktierten Sprossachse (43) und/oder Blättern (41 ) der Pflanze (40) mit elektrischem Gleichstrom ausgebildet ist, und wobei die Konstantleistungsquelle (3) zum Aufrechterhalten einer im Wesentlichen konstanten elektrischen Leistung ausgebildet ist. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 9, wobei der erste Applikator (21 a), der zweite Applikator (21 b) und der dritte Applikator (21 c) der Applikatoreinheit (2a) quer zu einer Fortbewegungsrichtung (FR) der Applikatoreinheit (2a) nacheinander voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein erster Applikator (21 d), ein zweiter Applikator (21 e) und ein dritter Applikator (21f) einer zweiten Applikatoreinheit (2b) längs zu einer Fortbewegungsrichtung (FR) der zweiten Applikatoreinheit (2b) voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 10 und 11 , mit einer Applikatoreinheit (2a) nach Anspruch 10 und einer zweiten Applikatoreinheit (2b) nach Anspruch 11 , wobei die Applikatoreinheit (2a) nach Anspruch 11 dazu ausgebildet ist, eine Sprossachse (43) und/oder Blätter (41 ) einer Pflanze (40) mit elektrischem Gleichstrom für eine erste Zeitdauer zu beaufschlagen, wobei die zweite Applikatoreinheit (2b) nach Anspruch 12 dazu ausgebildet ist, die Sprossachse (43) und/oder die Blätter (41 ) der Pflanze (40) mit elektrischem Gleichstrom für eine zweite Zeitdauer zu beaufschlagen, wobei die zweite Zeitdauer länger als die erste Zeitdauer ist, wenn sich die Sprossachse (43) und/oder die Blätter (41 ) der Pflanze (40) im Wesentlichen in eine Querrichtung (QR) zur Fortbewegungsrichtung (FR) erstrecken, und wobei die zweite Zeitdauer kürzer als die erste Zeitdauer ist, wenn sich die Sprossachse (43) und/oder Blätter (41 ) der Pflanze (40) im Wesentlichen in eine Längsrichtung (LR) zur Fortbewegungsrichtung (FR) erstrecken. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei zwischen dem ersten Applikator (21 a) und dem zweiten Applikator (21 b) eine elektrische Feldstärke bereitstellbar ist, die größer als die elektrische Feldstärke ist, die zwischen dem zweiten Applikator (21 b) und dem dritten Applikator (21 c) bereitstellbar ist. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei zwischen dem ersten Applikator (21 d) und dem zweiten Applikator (21 e) sowie und zwischen dem zweiten Applikator (21 e) und dem dritten Applikator (21f) jeweils eine im Wesentliche gleich große elektrische Feldstärke bereitstellbar ist, insbesondere wenn der erste Applikator (21 d), der zweite Applikator (21 e) und der dritte Applikator (21f) gleichzeitig die Sprossachse (43) und/oder die Blätter (41 ) der Pflanze (40) kontaktieren. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Applikatoren (21 a, 21 b, 21 c, 21 d, 21 e, 21 f) jeweils eine stetig ausgebildete Außenfläche aufweisen. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Konstantleistungsquelle (3) einen elektrischen Gleichstrom mit einer Welligkeit von 5% bis 20% bereitstellt. Applikatoreinheit (2a, 2b) für eine Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 16. Trägerfahrzeug (30), insbesondere selbstfahrende Landmaschine, mit einer Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 16. Bausatz, enthaltend Komponenten einer Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 16 zum Bilden eines Trägerfahrzeugs (30) nach Anspruch 18.
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