借助电能控制植物

本发明涉及借助电能控制植物，所述植物表现为栽培植物的田地中的不期望的伴生物。本发明的主题是用于控制所述植物的方法、设备和车辆。

当在田地中栽培栽培植物时，经常出现不期望的伴生植物，它们与栽培植物争夺资源，阻碍农业措施的实施或使得所述实施更加困难，损害收获的质量或者以一些其他方式不利地影响栽培植物的栽培。这些栽培植物伴生物可能是例如杂草/禾本科杂草或在之前的生长季被栽培在田地中且现在发芽的植物。

大量措施通常可用于控制不期望的植物，诸如例如，施加除草剂、机械去除或借助电能控制。

仅在可以选择性地控制栽培植物伴生物而不会损害周围栽培植物的情况下，施加除草剂才是实用的。机械去除相对较费力和/或成本高昂。

借助电能控制植物的方法已经被知晓几十年，且已经在现有技术中被广泛描述(参见例如US248443、US2591597、US2682729、US4047326、US4428150、WO16016627、WO16162667、WO2018050137、WO2018050138、WO2018050142、WO2018050143、WO2018095450、WO2018095451)。

借助电能控制栽培植物的田地中的栽培植物伴生物也已经在现有技术中被描述。M.F.Diprose等人报告了在甜菜地里中对巨芽(bolter)的控制(Use of electricity tocontrol bolters in sugar beet(Beta vulgaris L.):a comparison of theelectrothermal with chemical and mechanical cutting methods，Weed Research1985，第25卷,第53-60页)。接触电极在甜菜上方约5-15cm的距离处被移动越过田地，并且在该过程中接触较大的巨芽。一旦接触，电流就会流过巨芽且致使它们无害；较小的甜菜则不受伤害。所描述的方法仅使得可以控制比周围栽培植物更大的栽培植物伴生物。

基于所描述的现有技术，本领域技术人员面对提供使得可以控制小于周围栽培植物的栽培植物伴生物而不损害周围栽培植物的手段的客观技术目的。

此目的由独立权利说明的主题实现。优选的实施方案可以在从属权利要求中以及本说明书及附图中找到。

因此，本发明在第一方面提供了一种用于控制栽培植物田地中的栽培植物伴生物的方法，

-提供包括作物分隔器和接触电极的设备，

-将所述作物分隔器置于高于所述栽培植物伴生物的生长高度且低于所述栽培植物的生长高度的高度，

-将所述接触电极置于低于所述作物分隔器且位于所述栽培植物伴生物的生长高度处的高度，

-将所述设备移动通过栽培植物的田地，栽培植物伴生物出现在所述田地中，

-在移动期间

○借助所述作物分隔器引导所述栽培植物越过所述接触电极，

○使所述栽培植物伴生物与所述接触电极接触，其中所述接触电极与所述栽培植物伴生物的接触引起电流从所述接触电极流动通过所述栽培植物伴生物的一部分至对电极，由此所述栽培植物伴生物被削弱或被摧毁。

本发明还提供了一种用于控制栽培植物的田地中的栽培植物伴生物的设备，包括

-作物分隔器，作物分隔器所述包括两个横向侧，其中所述横向侧会聚在尖端处，

-接触电极，其中所述接触电极

○位于所述作物分隔器下方，并且

○位于所述作物分隔器的与所述作物分割器的尖端相对的一侧上，

-紧固装置，用于将所述作物分隔器紧固至车辆的高于所述栽培植物伴生物的生长高度且低于所述栽培植物的生长高度的高度处。

本发明还提供了一种用于控制栽培植物的田地中的栽培植物伴生物的车辆，包括

-作物分隔器，所述作物分隔器包括两个横向侧，其中所述两个横向侧会聚在尖端处，

-接触电极，

-电压源，以及

-对电极，

其特征在于，所述作物分隔器是高度可调节的，并且所述接触电极位于所述作物分隔器下方且位于所述作物分隔器的与所述作物分隔器的尖端相对的一侧上。

本发明还提供了根据本发明所述的车辆和/或根据本发明所述的设备用于控制栽培植物的田地中的植物伴生物的用途，其中所述植物伴生物具有低于所述栽培植物的生长高度。

下面将更具体地阐述本发明但不区分发明的主题(方法、设备、车辆、用途)。更确切地，随后的阐述意在同样地适用于发明的所有主题，而不考虑它们所出现的背景(方法、设备、车辆、用途)。

如果在本说明书中或在权利要求书中以一个顺序陈述步骤，则这未必意味着本发明限制于所陈述的顺序。更确切地，可设想，所述步骤也能够以不同顺序执行或者彼此并行地执行，除非一个步骤建立在另一步骤之上，这必然意味着建立在另一步骤之上的步骤随后执行(但是这在个体情况中将很明显)。因此，所陈述的顺序是本发明的优选实施方案。

术语“田地”被理解为意味着地球的表面中用于农业栽培的空间可界定区域，在这种田地中，种植栽培植物，所述栽培织物被供应营养且被收获。

术语“栽培植物”被理解为意味着通过人类干预而专门种植作为有用植物或观赏植物的植物。

术语“栽培植物伴生物”被理解为意味着生长在所栽培的栽培植物之间的、但是与栽培植物不同、未被专门栽培为在当前生长季中实现收获产量或的另一其他目的的植物。栽培植物伴生物可以是杂草、禾本科杂草、野生栽培植物、自生植物等。在本发明的背景中，栽培植物伴生物相应地是表现为在栽培期望的栽培植物时不期望的同伴的植物。它们通过与栽培植物争夺资源、使农业措施的实施更加困难以及污染已收获的栽培植物来影响收获的质量和/或数量。因此，应当控制栽培植物伴生物。

术语“控制”被理解为意味着避免所存在的栽培植物伴生物的扩张，或减少所存在的栽培植物伴生物的数量。

使用被移动通过栽培栽培植物的田地的设备来实现控制。为此目的，所述设备具有紧固装置，可以通过所述紧固装置来将所述设备紧固至车辆。所述车辆可以是借助轮子、轨道或链条移动通过田地的机动车辆，诸如例如，农业机械、拖拉机、乌尼莫克(Unimog)等。所述车辆优选地以自主的方式(即，在没有人协助的情况下)移动通过田地。

在移动期间，所述装置选择性地控制栽培植物伴生物，而忽略栽培植物。

这是通过借助作物分隔器将栽培植物伴生物与周围栽培植物分离来完成的。

作物分隔器已经被广泛描述在现有技术中(参见例如GB151624A、GB175015A、DE513513(C)、AT122999B、US2209047A、US2365790A、GB567950A、US2016057933、WO15159464A1)。它们的任务通常包括将栽培植物的一部分从栽培植物群中分离，以便处理(例如，收获)所述部分。这种作物分隔器被附接至根据本发明的设备。它在根据本发明的设备的移动方向上位于接触电极的前方。此外，该作物分隔器被安装在低于所述栽培植物的顶端且高于所述栽培植物伴生物的顶端的高度处。

也可设想，根据本发明的设备包括多个作物分隔器。这些作物分隔器优选地被布置成彼此并排并且彼此间隔开，使得它们优选地垂直于重力且横向于移动方向延伸。

“横向于移动方向”是指以与移动方向成至少30°且至多150°，优选地至少45°且至多135°，甚至更优选地至少60°且至多120°的角度延伸的方向。移动方向和“横向于移动方向”的方向优选地跨越与地球表面相切地延伸的平面。

作物分隔器可以被设计成使得它朝向前方(根据本发明的设备的移动方向)渐缩。

当所述作物分隔器移动通过田地时，所述栽培植物被所述作物分隔器移动至侧边，并且沿着该作物分隔器被朝后引导。在所述作物分隔器后方，所述栽培植物移动回至它们的初始位置。

接触电极被附接至所述作物分隔器的后端，优选地横向于所述设备的移动方向。

所述作物分隔器引导所述栽培植物越过所述接触电极。相比之下，由于它们的较低的生长高度，栽培植物伴生物不被所述作物分隔器扫开且不被引导至所述作物分隔器的侧边且不被引导越过所述接触电极。相反，所述作物分隔器在所述栽培植物伴生物上方移动。

所述接触电极被布置在这样一个高度处，当所述作物分隔器在所述栽培植物伴生物上方移动时，所述接触电极在所述高度处接触所述栽培植物伴生物的一部分。因此，所述接触电极位于所述栽培植物伴生物的生长高度处。所述接触电极的接触引起电流流动通过所述栽培植物伴生物的一部分，所述电流致使所述栽培植物伴生物无害。

优选地，所述作物分隔器和所述接触电极是高度可变的，以便它们可以适配至所述栽培植物和所述栽培植物伴生物的生长高度。可设想，所述作物分隔器和所述接触电极彼此独立地调节高度；然而，也可设想，所述接触电极被连接至所述作物分隔器，并且所述接触电极和所述作物分隔器被同时地调节高度。

优选地，根据本发明的车辆具有高度调节单元，通过该单元可以改变所述作物分隔器和/或所述接触电极的高度。术语“高度”被理解为意味着所述作物分隔器或所述接触电极的下部边缘与地面之间的距离。术语“下部边缘”是指所述作物分隔器或所述接触电极的与地面具有最短距离的部分。

优选地，自动地进行高度调节。可设想，例如，所述设备或所述车辆具有一个或多个摄像机，所述摄像机用于确定所述栽培植物端部和/或所述栽培植物伴生物端部的高度(生长高度)。也可以使用一个或多个距离传感器来确定植物生长高度。可商购获得多种形式的距离传感器，并且所述距离传感器基于不同的测量原理，诸如，雷达(W.Paul,H.Speckmann:Radarsensoren-Neue Technologien zur

所述接触电极可以被设计为悬臂、网、栅、条带、刷等。也可以存在多个接触电极而非一个接触电极。

所述对电极也可以被设计为悬臂、网、栅、条带、刷等。同样地，可设想存在多个对电极。

通过在所述接触电极和所述对电极之间施加电压来控制栽培植物伴生植物。

所述电压借助电压源来生成，所述电压源通常是根据本发明的设备的部件或者根据本发明的车辆的部件。然而，原理上可设想，电压源被设置在所述田地中的固定位置中，并且经由电缆连接而被连接至所述接触电极和所述对电极。所述电压源可以是发电机或蓄电池。

通常仅在所述接触电极和所述对电极之间的电阻被减小时(例如，由于植物的多个部分被置于所述接触电极和所述对电极之间，所述部分具有低于周围空气的电阻)，电流才会在所述接触电极和所述对电极之间流动。然后，电流流动通过植物的所述多个部分，根据(电流)极性，从接触电极流动至对电极或者从所述对电极流动至所述接触电极。在使用交流电压的情况下，电流以交替的方式从所述接触电极流动通过所述植物的多个部分至所述对电极，以及从所述对电极流动通过所述植物的多个部分至所述接触电极。用于控制栽培植物伴生物的合适参数(电流强度、电压、频率)可以从现有技术(参见例如US248443、US2591597、US2682729、US4047326、US4428150、W016016627、W016162667、WO2018050137、WO2018050138、WO2018050142、W02018050143、WO2018095450、WO2018095451、M.F.Diprose等人，1985，25，53-60)中收集。

当借助电能控制植物时，通常不使对电极与待控制的植物直接接触，而是使对电极与植物生长的地面接触，因为电流最后也流动通过植物的根部，根部因此也被损害，这是一种控制植物的特别有效的方式。

在本发明的情况下，所述对电极优选地也与地面接触。

所述对电极可以是根据本发明的设备的部件，或者它可以是可以紧固有根据本发明的设备的根据本发明的车辆的部件；然而，它也可以是独立于所述设备和所述车辆的物体。在优选的实施方案中，所述对电极是所述车辆的部件，且与地面接触或者可与地面接触。可设想，所述对电极被设计为滑动触点，所述滑动触点在所述设备移动通过田地时在地面上滑动。也可设想，所述车辆或所述设备的一个或多个轮子被设计为对电极。

可设想，在接触电极和对电极之间存在恒定电压。一旦接触电极与植物接触，电流就会通过该植物在接触电极和对电极之间流动。然而，也可设想，接触电极和对电极保持无电压，且仅在栽培植物伴生物接近所述接触电极时，才在所述接触电极和所述对电极之间施加电压。这可以借助距离传感器或光屏障来实现。例如，可设想，作物分隔器的横向侧具有附接至其上的引导侧翼，光屏障被设置在接触电极前方且设置在所述引导侧翼之间。所述引导侧翼帮助引导栽培植物越过接触电极。相对小的栽培植物伴生物不被所述引导侧翼扫开，且在所述作物分隔器下方进入所述引导侧翼之间。它们干扰了光屏障，从而在接触电极和对电极之间建立电压。还可设想使用接触传感器，仅当所述接触电极与栽培植物伴生物接触时，所述接触传感器才启动所述接触电极和所述对电极之间的电压。

根据本发明的设备可以被设计成使得它除了控制具有低于周围栽培植物的生长高度的栽培植物伴生物(“相对小的栽培植物伴生物”)以外，还可以控制具有高于周围栽培植物的生长高度的栽培植物伴生物(“相对大的栽培植物伴生物”)。可设想，在第一操作步骤中，将所述接触电极置于高于栽培植物的生长高度且低于相对大的栽培植物伴生物的生长高度的高度。所述作物分隔器位于所述接触电极的上方从而位于所述栽培植物的上方，而且也在相对大的栽培植物伴生物的上方(从而它在这个高度不执行任何功能)。所述接触电极被移动通过田地且仅接触相对大的栽培植物伴生物且致使它们无害。在第二操作步骤中，所述作物分隔器和所述接触电极被降低至所述作物分隔器位于低于所述栽培植物的生长高度且高于相对小的栽培植物伴生物的生长高度的高度，以使得它可以引导所述栽培植物越过所述接触电极。所述接触电极被安装在所述作物分隔器的下方，以便当所述接触电极移动通过田地时与相对小的栽培植物伴生物接触。因此，在第二操作步骤中，则致使所述相对小的栽培植物伴生物无害。

在优选的实施方案中，所述接触电极的长度是可变的。“长度”被理解为意味着所述接触电极在重力方向上的大小。“宽度”是指所述接触电极垂直于重力方向且横向于(优选地垂直于)移动方向的大小。“厚度”是指所述接触电极在移动方向上的大小。例如，可设想，所述接触电极包括一个或多个金属条带，所述金属条带例如被卷绕在一个卷轴上。可以通过从所述卷轴上解绕所述金属条带或将所述金属条带缠绕到所述卷轴上来改变所述金属条带的长度。也可设想，如果需要更长的接触电极，则所述接触电极的一部分可以被放置在所述作物分隔器后方并且朝下(在重力方向上)延伸。被设计为长度可变的接触电极具有的优势在于，它可以被最佳地适应于所述栽培植物伴生物的生长高度，以及适应于所述栽培植物和所述栽培植物伴生物之间的生长高度的差异。

所述接触电极(也)可以被设计为宽度可变的，尤其是如果根据本发明的设备被设计用于控制相对小和相对大的栽培植物伴生物这二者。如果所述接触电极被用于控制相对小的栽培植物伴生物，则它不应突出超过所述作物分隔器的侧边缘，因为否则所述栽培植物可能与所述接触电极接触。如果所述接触电极被用于控制相对大的栽培植物伴生物，则所述接触电极可以突出超过所述作物分隔器的侧边缘，因为所述栽培植物由于较低的生长高度而不会达到接触电极。突出超过所述作物分隔器的侧边缘的接触电极具有以下优点：它移动通过所述田地期间覆盖更大的面积，从而捕获更大数量的相对大的栽培植物伴生物并且致使它们无害。因此，在优选的实施方案中，所述接触电极被设计成其大小可以横向于移动方向(宽度)变化。例如，可设想提供一种可折叠的接触电极，所述接触电极在被折叠时不会突出超过所述作物分隔器的侧边缘，但是所述接触电极在被展开时突出超过所述作物分隔器的侧边缘。

下面参照附图详细描述本发明，而不希望将本发明限于附图中所示出的特征以及特征组合。

在附图中：

图1示意性地示出了作物分隔器的一个实施方案的(a)正视图、(b)第一侧视图、(c)仰视图、(d)第二侧视图、(e)后视图和(f)俯视图。

作物分隔器(10)包括两个横向侧(11，11’)，所述两个横向侧会聚在尖端(12)处。基底(13)位于尖端的相对侧上。

图2示意性地示出了来自图1的作物分隔器(10)连同接触电极的(a)正视图、(b)第一侧视图、(c)仰视图、(d)第二侧视图、(e)后视图和(f)俯视图。

接触电极(20)位于作物分隔器(10)下方。接触电极(20)还位于作物分隔器(10)的尖端(12)的相对侧(基底13)上。接触电极(20)可以被紧固至作物分隔器。接触电极(20)包括三个柔性金属条带。

图3示意性地示出了来自图1的作物分隔器(10)连同接触电极的(a)正视图、(b)第一侧视图、(c)仰视图、(d)第二侧视图、(e)后视图和(f)俯视图。

接触电极(20)位于作物分隔器(10)下方。接触电极(20)还位于作物分隔器(10)的尖端(12)的相对侧(基底13)上。接触电极(20)可以被紧固至作物分隔器。接触电极(20)被设计为格或席；它包括三个部分，一个基底部(21)和两个侧部(22，22’)。侧部(22，22’)可朝外折叠；在图3中，它们被向内折叠。

图4示意性地示出了来自图3的作物分隔器(10)与接触电极(20)。侧部(22，22’)可朝外折叠；在图4中，它们被朝外折叠至侧边，因此形成更大的电极面积。

图5示意性地示出了来自图2的作物分隔器(10)与接触电极(20)。引导侧翼(30，30’)被附接至作物分隔器(10)的横向侧(11，11’)。可以在引导侧翼之间提供探测植物是否在引导侧翼之间的光屏障。

图6示意性地示出了来自图1的作物分隔器(10)连同接触电极的(a)正视图、(b)第一侧视图、(c)仰视图、(d)第二侧视图、(e)后视图和(f)俯视图。

接触电极(20)包括三个金属条带，这三个金属条带各自被卷绕在卷轴(23)上。接触电极的长度可以通过将金属条带缠绕在卷轴上来减小；接触电极的长度可以通过将金属条带从卷轴中解绕来增大。

图7示意性地示出了根据本发明的车辆的(a)侧视图和(b)正视图。

根据本发明的车辆在轮子(65)上移动通过田地。安装在车辆的前方区域的是悬臂(90)，两个作物分隔器(10)和两个接触电极(20)被附接至该悬臂。这些是来自图2的作物分隔器(10)和接触电极(20)。作物分隔器(10)和接触电极(20)被布置成彼此间隔开且彼此并排，并且横向于移动方向(在当前情况下以90°的角度)且垂直于重力延伸。

车辆包括一个电压源(70)。接触电极(20)经由电缆(75)被连接至电压源(70)。车辆包括对电极(80)，该对电极与地面接触以作为滑动电极。该对电极同样地经由电缆(73)被连接至电压源(70)。可设想，悬臂(90)是高度可调节的，以便可以将作物分隔器(10)置于高于栽培植物伴生物的生长高度且低于栽培植物的生长高度的高度。接触电极则位于作物分隔器下方且位于栽培植物伴生物的生长高度处。

图8示意性地示出作物分隔器(10)连同接触电极(20)用于控制栽培植物(40)群中的栽培植物伴生物(50)。作物分隔器(10)和接触电极(20)来自图2的作物分隔器(10)和接触电极(20)。在图8(a)中，可以看到，栽培植物伴生物(50)具有低于周围栽培植物的生长高度H

在图8(b)中，可以看到，作物分隔器(10)被置于低于栽培植物的生长高度H

在图8(b)中，可以看到，作物分隔器连同接触电极(20)向前移动至图片外，这样做时，栽培植物(40)被引导至侧边并且越过接触电极(20)。具有较低生长高度H