Cilj poljoprivredne proizvodnje je suzbijanje korova na učinkovit i ekonomski opravdan način. Korovi uzrokuju negativne posljedice iz razloga što predstavljaju konkurenciju uzgajanim kulturnim biljkama za prostor, svjetlost, vodu i hranive tvari. U poljoprivrednoj proizvodnji najviše dolazi do visokih troškova uslijed suzbijanja korova te gubitaka koji nastaju zbog zakorovljenosti. Jedna od značajnijih fizikalnih metoda za uništavanje korova je djelovanjem termičkih kultivatora.
Suzbijanje termičkim kultivatorima se obavlja plamenicima različitih izvedbi. Primjena plamena je učinkovita metoda ako se izvodi u optimalnom vremenu, odnosno prije nicanja kulturnih biljaka, a korovi su u to vrijeme već izniknuli s 1-2 para listova. Termička kultivacija je pokazala izvrsne rezultate za suzbijanje korova i njihovih reproduktivnih organa. Temperatura zemljišta se zagrijava od 340 do 650 °C. Upotreba plamena se preporučuje i krajem vegetacijske sezone. Na taj način se uništava 99 % sjemena rasutog na površini tla.
Suzbijanje korova primjenom plamena obuhvaća: spaljivanje; primjenu prije nicanja usjeva po cijeloj površini; primjenu otvorenog plamena; primjenu plamena sa štitnicima te primjenu plamena na kraju vegetacije. Različiti načini primjene plamena zahtijevaju različite tipove strojeva.
Konvencionalni način proizvodnje poguban je za okoliš
Gubici koje uzrokuju korovi su veći nego gubici koji nastaju zbog kukaca, nematoda, bolesti ili glodavaca. Predstavljaju najznačajniju prijetnju uspješnoj i profitabilnoj poljoprivrednoj proizvodnji. Iako tehnologija svakim danom napreduje sve više, korovi i dalje predstavljaju značajan problem. Sposobnost prilagođavanja na nepovoljne uvjete je najvažnije svojstvo korova za preživljavanje i daljnje širenje. Uzgajana biljka se ne može sama izboriti, bez pomoći proizvođača.
Bez provođenja mjera zaštite protiv korova, bolesti i štetnika, gubitak prinosa iznosi oko 50 %. Međutim, konvencionalni način proizvodnje donosi brojne negativne posljedice na okoliš, zdravlje ljudi i životinja. Uzrokuje degradaciju tla, salinizaciju tla, prekomjerno trošenje pitke vode za navodnjavanje, onečišćenje vode i zraka. Osim toga uzrokuje i emisiju stakleničkih plinova, smanjenje bioraznolikosti itd. U usporedbi s kemijskim mjerama, nekemijske mjere su manje učinkovite, neke su skuplje, nemaju brzo vidljiv učinak i imaju složeniji učinak. No, treba im pridati više pažnje jer su ekološki prihvatljivije.
Primjena plamena na cijeloj površini se može koristiti prije nicanja usjeva kako bi se suzbili korovi koji su niknuli nakon predsjetvene pripreme zemljišta. Na urbanim zelenim površinama, gdje nije preporučljiva upotreba herbicida, primjenjuje se tretiranje plamenom. Plamen se uglavnom primjenjuje kod biljaka tolerantnih na plamen, kao što su kukuruz, luk, pamuk. Iznad plamenika za sagorijevanje propana postavljaju se štitnici koji zadržavaju vrelinu zraka za uspješno suzbijanje korova između redova usjeva uz manju potrošnju.
Princip rada termičkih kultivatora
Korovi se primjenom plamena ne spaljuju. Ekstremno visokim temperaturama su izloženi djelić sekunde. Nakon toga dolazi do pucanja stanične stjenke, izlijevanja staničnog soka, dehidracije te gubljenja životne sposobnosti tretirane biljke. Visoka temperatura dovodi i do denaturacije proteina i deaktivacije enzima. Termičko suzbijanje korova, predstavlja fizikalnu mjeru suzbijanja kojom se korovi uništavaju vrućinom koja nastaje sagorijevanjem propana u plamenicima. Pri tome se korovi na kratko vrijeme izlažu visokoj temperaturi.
Najvažnije pri ovoj mjeri jest kako učinkovito uništiti korove u redu usjeva u početnim fazama rasta i razvoja dok su najosjetljiviji, a pri tome ne uništiti biljke koje su cilj uzgoja. Učinkovitost se postiže kombinacijom tlaka i brzine kretanja mehanizacije te kutom pod kojim su plamenici postavljeni u odnosu na uzgajanu biljku. Kako bi upotreba bila uspješna potrebno je poznavanje svih činitelja koji na to mogu utjecati, ali i poznavanja rukovanja i upravljanja mehanizacijom, kako ne bi došlo do negativnih posljedica.
Tehničke karakteristike uređaja za termičko suzbijanje korova
Kao izvor plamena koristi se plin propan. On je ekološki sigurniji, nema kemijskih ostataka štetnih za ekosustav. Propan sagorijeva na plamenicima. Oni su različitog kapaciteta, veličina mlaznica, oblika plamenika, dužine cijevi za usmjeravanje plamena i slično. Plamenici se nalaze pod štitovima koji usmjeravaju toplinu prema tlu. Vrlo je važno spriječiti negativne posljedice pravilnim prilagođavanjem stroja.
Potrebna količina topline se prenosi na korov prilagođavanjem radnog tlaka. Određivanjem brzine kretanja stroja utječe se na dužinu izloženosti površine toplini. Doziranje plamena se izražava u kg/ha propana. Osnovni dijelovi termičkog kultivatora su: traktor, spremnik s propanom, manometar, regulator tlaka, kvantometar, cijev propan u obliku plina, crijevo za plin, greda kultivatora, opruga kultivatora, sekcija kultivatora, nosač plamenika, kopirni kotač kultivatora, plamenik, motičica u obliku pačje noge, motičica u obliku britve.
Plamenici su tijekom godina mijenjali svoj izgled s obzirom na medij koji se koristio za sagorijevanje. Do danas korištenjem plina konstrukcija se promijenila te je postala znatno jednostavnija.
Postoje dva tipa plamenika:
1.Plamenici do kojih plin dolazi u tekućem stanju i na samom plameniku prelazi u plinovitu fazu i sagorijeva.
2.Plamenici kod kojih se u spremniku tekuća faza pretvara u plinovitu i tako plin dolazi do plamenika gdje sagorijeva.
Kod plamenika je jako bitan položaj istoga jer se toplina usmjerava u osnovu kulturne biljke kako bi se smanjila moguća oštećenja. Plamenici, u odnosu na red usjeva, mogu se postaviti u tri položaja: poprečno, unatrag i paralelno u odnosu na red usjeva.
Kroz istraživanja utvrđeno je kako poprečni položaj ima najveću učinkovitost prilikom suzbijanja korova uz najmanje oštećenje kulturne biljke. Vrlo bitno prilikom rada je znati pozicionirati vrh plamena koji treba biti 15 cm iznad površine tla, 30-40 cm od simetrale reda. Prije same upotrebe termičkog kultivatora i početka procesa suzbijanja korova plamenom potrebno je odrediti potrošnju propana (kg/h odnosno kg/ha) kako bi se ostvarila ekonomska isplativost cijelog postupka.
Postoje dva načina: jedan je mjerenje mase spremnika prije i poslije termičke kultivacije. Drugi način je upotrebom suvremenih mjerača protoka. Najčešća mogućnost promjene količine plina odnosno doze je promjenom brzine kretanja. Pri primjeni plamena, jako je bitno poznavanje temperature površini lista kako bi se preciznije utvrdio utjecaj različitih mjera plina. Za objašnjenje učinkovitosti plamena na kulturne biljke i korove, u različitim fazama razvoja, bitna je vrijednost temperature i njena visinska raspodjela u prostoru. Temperatura plamena iznosi od 1.900 do 2.600 °C.
S obzirom kako se termička kultivacija uglavnom izvodi na otvorenom pod utjecajem vanjskih čimbenika nužno je uračunati i minimalnu grešku pri očitanju razine temperature od 2 do 4°C. Bitno je znati kako razina temperature od 66 do 93 °C u trajanju od ¼ do ¾ sekunde je dovoljna za letalni učinak kod korova koji su u fazi 2 do 3 lista. Kako bi se uspješno provela kontrola mjerenja temperature na površini lista koji je bio tretiran, danas se koriste metode infracrvene radiometrije koja ima grešku očitanja svega 1 %. Također jedna od vrlo učinkovitih metoda mjerenja temperature je upotrebom termoparova.
Termoparovi su široko korišteni diferencijalni uređaji koji pretvaraju toplinsku energiju u električnu energiju. Glavna odlika u poljoprivredi je što ne mjere temperaturu kojoj je biljka bila izložena već stvarnu temperaturu u biljci. Najveća temperatura je na površini tla gdje su usmjereni plamenici, a odmicanjem od površine tla smanjuje se i temperatura. Na 10 cm visine od površine tla, temperatura je niža za 25 do 30 %. Na 20 cm je niža za 35 do 45 % u odnosu na temperaturu na 10 cm visine, odnosno 55 do 60 % niža u odnosu na temperaturu na površini tla. Ovisno o mjeri plina, tlaku i brzini kretanja strojeva, razlikuju se i temperature na površini lista. Prilikom kretanja strojeva brzinom 3,5 km/h s utrošenim 12,8 kg/ha propana, temperatura na površini lista iznosi 111 °C.
Isplativost termičkih kultivatora
Prilikom uspoređivanja cijene i ekonomičnosti upotrebe termičkih kultivatora s drugim mjerama, potrebno je uzeti u obzir razne čimbenike. To su cijena plina, količina primjene plina, cijena poljoprivredne tehnike, amortizaciju strojeva, veličinu spremnika za plin, radni učinak poljoprivredne tehnike, cijenu goriva i maziva za pogonski stroj-traktor i slično.
S obzirom da u Republici Hrvatskoj još trenutno nema proizvođača termičkih kultivatora, nužan je uvoz posebno namijenjenih strojeva za primjenu plamena što iziskuje veliko ulaganje. Kako bi se smanjio taj iznos predlaže se poljoprivrednicima prenamjena postojećih kultivatora. Modifikacija kultivatora je moguća dodavanjem spremnika za plin, plinske instalacije, plamenike i ostalu potrebnu prateću opremu. Znanstvenim istraživanjem utvrđeno je kako bi ulaganje bilo isplativo, potrebno je korištenje i obrađivanje površine od minimalno 6 do 20 ha.
S obzirom na visoku cijenu mehanizacije i niski učinak, dolazi do pojave visoke cijene primjene plamena nego kod primjene herbicida. Zbog toga se plamen primjenjuje na relativno malim površinama. U konvencionalnoj proizvodnji ovaj način suzbijanja korova nije jako korišten dok je kod ekološke proizvodnje ova mjera potpuno ekonomski opravdana.
Prednosti i nedostaci primjene plamena
U usporedbi s konvencionalnim kemijskim mjerama zaštite bilja, suzbijanje korova primjenom plamena ima brojne prednosti od kojih mogu se navesti sljedeće: brzo i učinkovito suzbijanje korova, nema rezidua u biljkama, tlu i podzemnim vodama, učinak ne ovisi o oborinama, nije utvrđena rezistentnost korovnih vrsta, mogućnost obavljanja termičke kultivacije tijekom vlažnog vremena, po cijeni dugoročno promatrajući je jeftinije nego plaćanje radne snage. Od nedostataka je nužan uvoz termičkih kultivatora ili upotreba uradi sam izvedbe koja povećava opasnost pri rukovanju, pri sagorijevanju ispušta se CO2 te kao velika mana učinak je kratkotrajan te ga je nužno češće ponavljati, što stvara nove troškove.
