Traditionelle Unkrautbekämpfungsmethoden verwenden Herbizide, um Unkräuter zu beseitigen. Herbizide können andere Pflanzen kontaminieren und auch in die Wasserversorgung gelangen. Darüber hinaus können Menschen und Tiere Herbiziden ausgesetzt sein und Unkräuter können Resistenzen gegen Medikamente entwickeln. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Herbizide durch Handarbeit zu ersetzen. Die körperliche Arbeit beim Jäten ist kostspielig und schwer zu organisieren1.
Obwohl es einfach ist, sich zwischen Linien hochzuziehen, ist es sehr schwierig, innerhalb von Linien hochzuziehen und erfordert viel körperliche Kraft. In diesem Bereich herrscht Arbeitskräftemangel. Abbildung 1 Jäten zwischen den Reihen und zwischen den Reihen 2
Folgende Unkrautbekämpfungsmethoden stehen zur Verfügung: 1
· Mechanischer Aktuator
· Brennen
· Druckluft
· Entladung
· Gefroren
· Heißes Wasser
· Mikrowelle
· Wasserstrahl
· Laser
Es werden umweltfreundliche und effizientere alternative Unkrautbekämpfungsmethoden benötigt. In dieser technischen Anmerkung liegt der Schwerpunkt auf der Lasermethode. Die Idee besteht darin, mithilfe von maschinellem Sehen eine bestimmte Unkrautart zu identifizieren und dann mit einem sichtbaren oder Nahinfrarot-Laser Impulse der entsprechenden Energie auf den Stiel zu richten, um Schaden anzurichten. Mehrere Forscher haben sich mit dieser Idee befasst3,4 und herausgefunden, dass die Wirksamkeit der Methode von einigen unten aufgeführten Parametern abhängt4:
· Betriebswellenlänge
· Kontaktzeit
· Punktgröße
· Laserleistung
· Spot-Standort
Diese Technik kann mit maschinellem Sehen und Bildverarbeitung von Robotern kombiniert werden, um eine effektive Steuerungsmethode zu schaffen. Es stellt sich heraus, dass das Wachstumsstadium eines Unkrauts eine wichtige Rolle bei der Ausrottung spielt. Je früher ein Unkraut wächst, desto leichter lässt es sich entfernen. Wichtig für die Wirksamkeit der Methode ist auch die genaue Ausrichtung auf den Stamm und eine ausreichende Energiedichte.
Eine Frage ist, welche Betriebswellenlänge gewählt werden sollte. In einer Studie wurden ein 90-Watt Nahinfrarotlaser bei 800 nm und ein 5-Watt grüner Laser bei 532 nm verwendet. Nahinfrarotlaser haben eine geringere Oberflächenabsorption und eine tiefere Gewebedurchdringung. Am Ende der Studie stellte sich jedoch heraus, dass der Laser Unkraut effektiver vernichtet. Zwei Wochen nach der Behandlung konnte eine tödliche Wirkung auf Unkräuter beobachtet werden, da die Frischqualität um 90 % abnahm3.
