Лазерный мир

Внедрение технологии глубокого обучения и обработки изображений в сельском хозяйстве сделало возможным обнаружение сорняков в режиме реального времени. Точное удаление сорняков может быть достигнуто с помощью роботизированной платформы путем нацеливания на отдельные сорняки, обнаруженные этими моделями глубокого обучения.

Лазеры стали одним из решений точной прополки. Используя узкие лазерные лучи CO 2 (выходная мощность 4 Вт, 10 Вт и 20 Вт), исследователи смогли срезать стебли сорняков. Тесты диодных лазеров показали, что диодный лазерный луч повышает температуру воды в клетках растений и задерживает или останавливает их рост без необходимости полностью срезать стебель. Кроме того, с помощью 25-ваттного диодного лазера ученые продемонстрировали потенциал низкоэнергетического лазера в борьбе с сорняками на разных стадиях роста.

Лазерная борьба с сорняками – относительно новая технология, и в настоящее время на рынке не так много подобных систем. Однако недавно было реализовано несколько решений, сочетающих лазерное оборудование, обнаружение сорняков и робототехнику.

Направленные узкие лазерные лучи способны удалять не только междурядные сорняки, но и внутрирядные сорняки при правильном обнаружении, локализации и лазерном наведении при помощи программного обеспечения. Важно, что такая практика сводит к минимуму воздействие на здоровье почвы и нецелевые организмы.

Основная цель данного исследования заключалась в изучении эффективности диодных лазеров малой мощности при уничтожении сорняков.

Диодные лазеры излучают луч, пропуская ток через полупроводник. Преимущество в том, что они маленькие, широко доступные, недорогие, требуют низкого напряжения и тока. Их уникальность по размеру, весу, стоимости в сочетании с высокой эффективностью и надежностью облегчает их интеграцию в системы, в отличие от других типов лазеров, доступных на рынке, таких как CO 2 и волоконные лазеры.

СО 2 лазеры относительно громоздки и требуют большего напряжения, тока и отдельной системы охлаждения при работе во внешней среде, в то время как волоконные лазеры являются самыми мощными и самыми дорогими из трех вариантов.

Кроме того, с точки зрения пожарной безопасности лазерный луч превращается в тепловую энергию при попадании на поверхность. Высокоэнергетические лазеры потенциально могут воспламенять материалы и вызывать термические повреждения у человека-обработчика.

Использование диодных лазеров малой выходной мощности представляет меньшую эксплуатационную опасность, чем мощные и более сложные СО 2 и волоконные лазеры; тем не менее, они все еще могут вызвать повреждение глаз при воздействии, поэтому необходимо соблюдать надлежащую осторожность и работать в защитных очках.

Семена двух видов сорняков амаранта Палмера (Amaranthus palmeri) и ипомеи мелколистной (Jaquemontia tamnifolia) были собраны на исследовательских полях Университета Джорджии и примерно через 3 недели после появления всходов обработаны лазерами.

Проведено три эксперимента. В первом эксперименте два вида сорняков обрабатывали четырьмя лазерами разной мощности, чтобы определить время, необходимое для отделения стебля сорняка.

Второй эксперимент включал мониторинг состояния двух видов сорняков в течение недели после их обработки двумя лазерами при постоянном времени воздействия 1 с, 2 с и 3 с.

Третий эксперимент был повторением второго с более высокой мощностью лазера и более коротким временем обработки.

Результаты показали, что диодные лазеры являются эффективным средством борьбы с сорняками.

Диаметр стебля сорняка, мощность лазера, продолжительность обработки и расстояние между лазером и сорняком были статистически значимыми в отношении гибели сорняков, при этом виды сорняков не имели значения.

Кроме того, обнаружено, что борьба с сорняками возможна путем облучения стеблей двух видов сорняков диаметром от 0,8 до 2,65 мм лазерным лучом без обязательного отделения стебля, с эффективностью последующей гибели 80% при времени обработки 0,5 с и эффективностью 100% при использовании лазера мощностью 6,1 Вт в течение 1,5 секунд.

Расстояния между лазером и сорняком были статистически значимыми в отношении смертности сорняков, при этом виды сорняков не имели значения. Таким образом, продемонстрировано, что нет необходимости полностью срезать стебель сорняка, чтобы растение погибло».

Читать полностью: https://www.agroxxi.ru/gazeta-zaschita-rastenii/zrast/gazeta-zaschita-rastenii-zrast-borba-s-ustoichivymi-sornjakami-dioidnym-lazerom.html