МАЛОРАСПРОСТРАНЁННЫЕ СПОСОБЫ И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НЕЖЕЛАТЕЛЬНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ

К одним из традиционных вопросов удаления нежелательной (как древесно-кустарниковой, так и травянистой) растительности с ряда объектов относится вопрос выбора наиболее действенного метода работы в конкретных эксплуатационных условиях. К обычным и наиболее распространённым методам удаления растительности [1-3] относятся механический (воздействие на засорители осуществляется режущим инструментом) [4, 5] и химический (воздействие на засорители осуществляется химическими препаратами типа гербицидов) методы. Наиболее популярным методом в настоящее время является химический, как метод, обеспечивающий высокое качество работ при сравнительно небольших трудозатратах [6]. В тоже время механический метод удаления растительности [7-9] является более экологичным и способным обеспечить удаление засорителей большого размера и густоты произрастания.

Целью работы является исследование альтернативных методов удаления нежелательной (древесно-кустарниковой и травянистой) растительности с выявлением их достоинств и недостатков.

Обзор информации, представленной в сети Internet, позволил выявить, что уже достаточно давно предпринимаются попытки разработать альтернативные технологии удаления нежелательной растительности, к которым относятся применение пара и кипящей воды, инфракрасного и ультрафиолетового излучения, а также электрические методы.

В США оборудование для горячей воды для борьбы с сорняками было представлено ещё в начале 1990-х годов. Предварительные исследования показали, что метод применения горячей (кипящей) воды может контролировать большинство однолетних и молодых многолетних сорняков, а общий эффект был сопоставим с применением глифосата [10]. В тоже время старые многолетние сорняки требуют проведения повторных процедур для эффективного контроля за их ростом. Еще одна машина с горячей водой из Новой Зеландии специализировалась на подаче горячей пены для достижения изолирующего эффекта и более долгого сохранения контакта с сорняками. Достоинствами данного метода является то, что горячая вода может быть использована там, где нет возможности применения огневого метода борьбы из-за опасности возникновения пожаров. Однако, к недостаткам относится относительно высокое потребление энергии, необходимость перевозки с собой достаточно больших запасов воды (что обуславливает наличие резервуара), а также необходимость частого пополнения данных запасов. Также к недостаткам можно отнести то, что основным ограничением при использовании пара и кипящей воды является неспособность той и другой субстанции повредить корни глубоко укоренившихся растений.

На территории Канадской тихоокеанской железной дороги также ещё в конце ХХ века проходили испытания установки, распыляющие пар на нежелательную растительность внутри балластной призмы. В целом пар имеет значительно более высокую температуру его передачи на нежелательную растительность, а следовательно может иметь более высокий потенциал в качестве метода борьбы с сорняками. Однако, пар более летуч, чем жидкая вода, и это увеличивает риск потерь энергии. В целом, паровое оборудование с ручным распылителем и креплением на шланге выгодно в труднодоступных местах, в зонах с множеством препятствий.

Одним из вариантов обработки нежелательной растительности паром является вариант её обработки горячим воздухом, эффект от которого сопоставим с другими тепловыми методами, но при этом необходимые дозы энергии относительно высоки.

На ряде нескольких Канадских железных дорог были исследованы различные технологии контроля растительности с использованием инфракрасного излучения. Было установлено, что инфракрасные горелки не подвержены воздействию ветра, в отличие от пламени, и они охватывают более чётко определенную область. Основными ограничениями этого метода являются потеря энергии во время передачи на растения; небольшой временный эффект из-за невозможности повредить все корни растения; риск возникновения и распространения огня; большое энергопотребление. К недостаткам инфракрасного излучения также относится более высокая стоимость оборудования (по сравнению с огневым методом) и возможность механического повреждения длинные рабочих панелей о неровности почвы.

Ещё одним методом борьбы с сорняками является метод с использованием ультрафиолетового излучения. Достоинствами указанного метода является то, что листья сорняка поглощают большую часть ультрафиолетового света, перегреваясь при этом за 1…2 секунды. Потребление энергии составляет всего 1/4 от эквивалентной энергии, используемой в огневом методе борьбы с сорняками. В отличие от огневого метода борьбы ультрафиолетовый свет является пожаробезопасным и не столь вредным, как химические вещества (гербициды), которые могут попасть в подземные воды. При этом существенно сокращаются выбросы в атмосферу СО2 (до 75%). При использовании на железнодорожных путях локомотив (подающий на ультрафиолетовые лампы мощность 5 МВт) может удалять сорняки со скоростью свыше 100 километров в час. При использовании на полях трактор с мощностью 100 л.с. на вале отбора мощности может убрать 10000 м² сорняков за один час, а специально построенное мощное высокоскоростное транспортное средство мощностью 1000 л.с. может убрать 100000 м² сорняков за один час с использованием технологии лёгких самолетов для крупных органических ферм и подрядных компаний по борьбе с сорняками [11]. К достоинствам данного метода относится и быстрое время окупаемости, а также меньшая стоимость человеко-часов работы (до половины или одной трети от стоимости огневых работ), ввиду большей рабочей скорости обработки территории (рис. 1).

Рисунок 1 – Применение ультрафиолетового метода борьбы с сорняками

Электрические методы уничтожения сорняков используют высоковольтный электрод, касающийся нежелательных растений. Серьёзность повреждения растений зависит от напряжения и времени контакта, а также вида, морфологии и возраста нежелательной растительности. Однако высокая капитальная стоимость соответствующих аппаратов обуславливает возможность его применения при лишь больших объёмах работ. Очевидным недостатком метода является требуемое для работы таких установок высокое напряжение, представляющее опасность как для операторов соответствующих машин, так и для работников, находящихся в непосредственной близости от места выполнения работ.

Ещё одним методом борьбы с нежелательной растительностью с помощью электричества является метод применения микроволн. При всей перспективности у данного метода есть ряд очевидных недостатков, затрудняющих его применение, а именно: высокое энергопотребление и высокая СВЧ-мощность, которая может быть опасной для оператора машины с соответствующей установкой.

Иногда применяют метод замораживания нежелательной растительности жидким азотом и углекислым газом. В целом замораживание является эффективным методом, но потребление энергии при этом сравнимо с огневым методом борьбы. Кроме того, замораживающая среда остаётся близко к поверхности почвы и только разрушает основание растения, которое при этом иногда может быть защищено листьями растения.

1. Вахнина Г.Н. Искусственное лесовосстановление – глобальная проблема / Г.Н. Вахнина, Е.Ю. Вакула, Н.М. Сафонова, Е.Л. Шадрина // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017. № 7-2. С. 254-256.
2. Вакула Е.Ю. Анализ способов удаления нежелательной растительности на железнодорожных магистралях / Е.Ю. Вакула // Ресурсы Европейского Севера. Технологии и экономика освоения. 2016. № 2 (4). С. 55-62.
3. Вакула Е.Ю. Анализ различных способов борьбы с нежелательной растительностью / Е.Ю. Вакула, Л.Н. Богданова // В сборнике: Современные научно-практические решения XXI века Материалы международной научно-практической конференции. Под общей редакцией В.И. Оробинского, В.Г. Козлова. 2016. С. 155-163.
4. Платонов А.А. Технологические процессы удаления нежелательной растительности различными средствами механизации / А.А. Платонов // Resources and Technology. 2017. Т. 14. № 2. С. 33-48
5. Платонов А.А. Организация работ по удалению нежелательной древесно-кустарниковой растительности в полосе отвода железных дорог / А.А. Платонов // Воронежский научно-технический Вестник. 2016. Т. 1. № 1 (15). С. 17-23.
6. Антипов Б.В. Научные основы разработки системы защиты от растительности железнодорожного пути и других объектов производственной инфраструктуры / Б.В. Антипов // автореферат дис. … доктора технических наук / Всерос. науч.-исслед. ин-т ж.-д. трансп. МПС РФ. Москва, 2014
7. Платонов А.А. Вопросы утилизации нежелательной растительности при содержании охранных зон трасс ВЛ / А.А. Платонов // Воронежский научно-технический Вестник. 2020. Т. 1. № 1 (31). С. 95-102.
8. Платонов А.А. О существующих технологических решениях и средствах удаления нежелательной древесно-кустарниковой растительности в полосе отвода железных дорог / А.А. Платонов // Сборник научных трудов Донецкого института железнодорожного транспорта. 2018. № 49. С. 48-53.
9. Платонов А.А. О местах воздействия на нежелательную растительность при её удалении с территорий транспортных инфраструктур / А.А. Платонов // В сборнике: Актуальные проблемы развития лесного комплекса Материалы XVII Международной научно-технической конференции. Ответственный редактор Ю.М. Авдеев. 2019. С. 216-218.
10. Ascard J (1998) Comparison of flaming and infrared radiation techniques for thermal weed control. Weed Res 38:69-76.
11. Organic Weed Control – Non-chemical Weed Control // Optocleaner [сайт] [2020]. – URL: http://www.kaj.dk/weed-by-uv.htm (дата обращения: 29.04.2020)

Все статьи автора «Платонов Алексей Александрович»