دانشمندان نشان داده‌اند که استفاده از جریان برق می‌تواند در حذف علف‌های هرز تاکستان به‌اندازه‌ی استفاده از علف‌کش‌ها یا چمن‌زنی مؤثر باشد. این روش، راهکاری بدون مواد شیمیایی را به کشاورزان ارائه می‌دهد که در شرایط واقعی نیز به خوبی عمل می‌کند، در حالی که فقط خطر جزئی آتش‌سوزی فصلی به همراه دارد.
این کشف حاصل پژوهشی است به سرپرستی کاترین بورگر و میراندا اسلاون از دپارتمان صنایع اولیه و توسعه منطقه‌ای ایالت استرالیای غربی.
آزمایش در شرایط واقعی با استفاده از سیستم Zasso XPower
مقایسه روش‌ها در تاکستان‌ها
در این پژوهش از سیستم Zasso XPower استفاده شد و تیم تحقیقاتی، علف‌کشی الکتریکی را با پاشش گلیفوزات و چمن‌زنی سنتی در دو فصل بهار متوالی مقایسه کرد.
این نتایج، به‌ویژه در زمانی که مقاومت به علف‌کش‌ها و نگرانی‌های مصرف‌کنندگان در مورد باقی‌مانده‌های شیمیایی رو به افزایش است، توجه زیادی را به سوی روش‌های نوآورانه جلب می‌کند.
بررسی عملکرد علف‌کشی با ولتاژ بالا
منطقه آزمایش و نوع پوشش گیاهی
آزمایش‌ها در سال‌های ۲۰۲۲ و ۲۰۲۳ در چهار تاکستان تجاری نزدیک شهر یالینگاپ، واقع در منطقه‌ی خنک‌اقلیم جنوب پرت انجام شدند.
هر کدام از این مناطق دارای پوشش گیاهی متراکم بهاری بودند، عمدتاً شامل علف‌های یک‌ساله‌ای مانند چاودار سفت‌ساقه و ولدت‌گراس درازگل، همراه با حبوبات خزنده و کیکویو مقاوم.
روش اجرا
پژوهشگران یک واحد برق ۳۶ کیلوواتی را روی تراکتور نصب کرده، آرایه‌هایی از الکترودهای تاشو را برای دسترسی به زیر پوشش تاک‌ها استفاده کردند. این تجهیزات با سرعتی بین ۰.۷ تا ۰.۹ مایل در ساعت حرکت داده شدند و جریان برق با دو سطح قدرت (۳۲ و ۴۸ اسب بخار) روی ردیف‌های تاک اجرا شد.
در عین حال، قطعات موازی نیز به‌صورت سنتی یا با مخلوط گلیفوزات و آمیت‌رول سم‌پاشی شدند یا با ارتفاع ۵ سانتی‌متر چمن‌زنی شدند.
نتایج: جایگزینی مؤثر برای علف‌کش‌ها
حذف مؤثر توده گیاهی
پنج هفته بعد از اجرای آزمایش، زیست‌توده برداشت شد و نتایج عددی بسیار روشن بودند:
- علف‌کشی الکتریکی در هر دو سطح قدرت توانست ۸۴ تا ۸۷ درصد از توده‌ی علف‌های هرز را حذف کند
- این نتیجه تقریباً معادل ۸۸ درصد حذف توسط گلیفوزات بود
- در حالی که چمن‌زنی تنها ۶۵ درصد موفقیت داشت
بورگر در این‌باره گفت: «ما نشان دادیم که علف‌کشی الکتریکی در تاکستان‌ها کارایی مشابه با علف‌کش‌ها دارد.»
بی‌خطر برای درختان انگور
از نظر آسیب احتمالی به تاک‌ها نیز بررسی‌ها نشان داد که اسکن‌های NDVI مکرر هیچ آسیبی به شاخ و برگ یا رشد ساقه‌ها را نشان ندادند. رشد در تمام روش‌ها یکسان بود.
مزایای قابل‌توجه برای کشاورزی ارگانیک
سازوکار و مزایا
ضربان‌های الکتریکی از طریق سوراخ‌کردن بافت گیاه و سوزاندن ریشه‌ها عمل می‌کنند و مزایایی دارند که مواد شیمیایی فاقد آن‌ها هستند، مانند:
- عدم باقی‌ماندن مواد شیمیایی در محیط یا مواد غذایی
- عدم نیاز به دوره‌ی بارندگی‌ناپذیر پس از اجرا
- قابلیت استفاده در باد
- عدم ایجاد مقاومت در گیاهان
- عدم آسیب به گیاهان اطراف یا منابع آبی
اهمیت در تاکستان‌های ارگانیک
با توجه به این مزایا، این روش برای تاکداران ارگانیک بسیار جذاب است، به‌خصوص که بیش از ۶ درصد از تولید تاکستان‌های استرالیا اکنون گواهی ارگانیک دارند. همچنین، گسترش علف‌هرز مقاوم به علف‌کش مانند چاودار، بسیاری از مزارع معمولی را تهدید می‌کند.
بورگر تأکید کرد: «علف‌کشی الکتریکی برای تولیدکنندگان ارگانیک بسیار حیاتی خواهد بود.»
محدودیت‌ها و ریسک‌ها
چالش‌های موجود
با وجود مزایای متعدد، این فناوری بدون محدودیت نیست:
- سرعت اجرای آهسته
- مصرف بالای سوخت
ارزیابی خطر آتش‌سوزی
یکی از نگرانی‌های اصلی، خطر آتش‌سوزی بود. برای ارزیابی این خطر، جریان برق روی قطعاتی از کاه جو خشک و یونجه جو دوسر اجرا شد.
نتایج نشان داد جرقه‌ها تنها زمانی باعث آتش‌سوزی شدند که بقایای گیاهی کاملاً خشک و حرکت تراکتور کند بود. با دو برابر کردن سرعت حرکت، میزان جرقه‌ها تا ۹۰ درصد کاهش یافت. در شرایط مرطوب بهاری واقعی نیز هیچ آتش‌سوزی‌ای رخ نداد.
بورگر گفت: «در تمام آزمایش‌های میدانی که در فصل بهار انجام دادیم، هیچ آتش‌سوزی اتفاق نیفتاد، و این رایج‌ترین زمان برای مدیریت علف‌های هرز در استرالیای غربی است.»
محدودیت‌های فصلی
بر اساس داده‌ها، این روش برای کنترل علف‌های بهاره و زمستانی در اقلیم مدیترانه‌ای مناسب است، اما برای علف‌های تابستانه یا پاییزه مناسب نیست.
مسیر ترکیبی برای مدیریت علف‌های هرز
کاهش مصرف مواد شیمیایی
یافته‌ها نشان می‌دهد که استفاده از این روش می‌تواند جایگزین یک یا دو دوره سم‌پاشی بهاری شود، و در نتیجه:
- بار شیمیایی کاهش یابد
- سرعت ایجاد مقاومت در علف‌های هرز کاهش یابد
در ادامه‌ی فصل نیز می‌توان از روش‌های سنتی مانند چمن‌زنی یا پاشش برای کنترل نهایی استفاده کرد.
فرصت در ترکیب با فناوری‌های نوین
با گسترش استفاده از تراکتورهای خودران در تاکستان‌ها، اجرای روش‌های کندتر مانند علف‌کشی الکتریکی می‌تواند بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر شود، زیرا ماشین‌ها می‌توانند بدون حضور انسان کار کنند.
مطالعات آینده نیز قرار است عملکرد در سرعت‌های بالاتر، رطوبت‌های مختلف خاک، و علف‌های چندساله را مورد بررسی قرار دهند.
جمع‌بندی: کنترل پایدار و پاکیزه‌تر علف‌های هرز
تیم بورگر با اثبات اینکه علف‌کشی الکتریکی در شرایط واقعی می‌تواند با مواد شیمیایی رقابت کند، بحث کنترل علف‌های هرز را به‌کلی متحول کرده است.
همچنین، داده‌های کمیابی درباره‌ی خطر آتش‌سوزی ارائه کرده‌اند تا به کشاورزان کمک کنند که این ابزار را در زمان مناسب و با اطمینان خاطر استفاده کنند.
اگر آزمایش‌های بعدی در باغ‌ها و کشت ردیفی نیز نتایج مشابهی داشته باشند، استفاده از ولتاژ الکتریکی می‌تواند به یکی از ستون‌های اصلی مدیریت یکپارچه علف‌های هرز تبدیل شود.
در نهایت، این روش می‌تواند به کشاورزان کمک کند نیاز بازار به محصولات پاک‌تر را برآورده سازند و در عین حال از اثرگذاری علف‌کش‌های باارزش محافظت کنند.
