Lézerekkel a gyomok ellen
A LaserWeeder első európai szezonja
A vegyszeres gyomirtás világszerte egyre nagyobb kritikák és korlátozások kereszttüzébe kerül. Ennek alternatívájaként a Carbon Robotics által kifejlesztett LaserWeeder 2024 elején jelent meg az európai piacon, miután korábban az Egyesült Államokban mutatták be. Hollandiában néhány gazdálkodó már egy teljes szezonon keresztül tesztelte a gépet. Tapasztalataik az első valós képet adják arról, milyen lehetőségeket rejt a lézeres gyomirtás technológiája, illetve hogy a jelentős beruházási költség valóban megtérülhet-e a mindennapi mezőgazdasági gyakorlatban.
De először is: mi az a lézeres gyomirtó?
Szigorúan véve a LaserWeeder az amerikai Carbon Robotics vállalat márkaneve. A céget 2018-ban alapították és az első gyomirtókat 2022-ben szállították le az Egyesült Államokban. Ezek a gépek lézersugarak segítségével pusztítják el a gyomokat. 2024 januárjától a Carbon Robotics Európában is bevezette a LaserWeeder-t. Tavaly Hollandiában indult az első két gép próbaüzeme, mára pedig már öt darab működik az országban. Az első 2026-os szállításokra pedig már beérkeztek a megrendelések.
A LaserWeeder mögötti technológia egyedülálló, bár maga az alapelv nem új. Ma már több gyártó kínál lézersugarakkal működő gyomirtókat, de a LaserWeeder a használt technológia révén kiemelkedik a többi közül. Bár más rendszerek eredményeit ez nem kisebbíti, a LaserWeeder jelenleg technikailag a legfejlettebb lézeres gyomirtó rendszernek számít.
Hollandiában azonban a gyakorlati tapasztalatok még korlátozottak és a gép beszerzési költsége is jelentős. Most, hogy az első holland felhasználók egy teljes szezonon keresztül, valós méretekben üzemeltették a LaserWeedert, már pontosabb képet kaphatunk a teljesítményéről. Hiszen a kérdés nemcsak az, mennyibe kerül, hanem az is, mit nyújt a gyakorlatban.
A gyorsan növő, talajt hamar beborító növénykultúrákban – például sok leveles zöldség esetében – általában két kezelési forduló a LaserWeeder-rel elegendő ahhoz, hogy a terület gyommentes maradjon. (Fotó: Peter Roek)
A LaserWeeder működési elve
A LaserWeeder működési elve egyszerű, de a technikai megvalósítás rendkívül összetett. Nagy felbontású kamerák készítenek képeket a növényállományról, amelyeket a mesterséges intelligencián alapuló szoftver elemez és azonosítja a gyomnövényeket. A rendszer hat–hét egymást követő képet vizsgál, hogy pontosan meg tudja különböztetni a gyomokat a kultúrnövényektől, így meghatározva minden gyomnövény helyét.
Ezután egy szervomotorral működtetett optikai kábelen keresztül irányított szkenner minden gyomot egyenként céloz meg és azonosítja annak növekedési pontját. Tükrök vezetik a lézersugarat pontosan erre a pontra, elpusztítva a gyomnövényt. A Carbon Robotics ezt a folyamatot „lövéseknek” nevezi.
A LaserWeeder ezen túl a növény méretét is felméri és meghatározza, mennyi ideig kell kitenni a lézersugárnak. Részben azt is felismeri, milyen gyomfajról van szó: négy kategóriába sorolja a gyomokat, így például a kakaslábfüvet másképp kezeli, mint a többit. A gép megszámolja a gyomokat és a kultúrnövényeket is, adatokat szolgáltatva a terület gyomfertőzöttségéről.
Ahogy csökken a gyomnyomás, a haladási sebesség növelhető. Kezdetben ezt manuálisan kellett beállítani, de ma már – ha a traktor kompatibilis – a LaserWeeder automatikusan képes szabályozni a traktor előrehaladását.
Bakhátas kultúrákban, például sárgarépában, ahol a sorok nem mindig tökéletesen egyenesek, a gép automatikusan korrigálja a nyomvonalát, hogy pontosan a sorokban maradjon.
A kis munkasebesség és a hosszú üzemidő (gyakran napi 24 óra) miatt a LaserWeeder kifejezetten alkalmas autonóm működésre. Észak-Amerikában a Carbon Robotics már kínálja az „Autotrack” rendszert és 2020-ban bemutatta a teljesen önjáró, autonóm változatot is.
A LaserWeeder nagy hatékonysággal képes eltávolítani a jelentős gyommennyiséget. Leveles zöldségek esetében általában már két kezelés is elegendő, míg hagymaféléknél rendszerint több áthaladásra van szükség az optimális eredményhez. A gép teljesítményét elsősorban a gyomnyomás mértéke befolyásolja. (Fotó: Martin Smits)
A LaserWeeder több mint 100 növénykultúrában működik
A LaserWeeder már több mint 100 különböző növénykultúrában bevethető, elsősorban a zöldségtermesztésben. Hollandiában nemcsak a hagyma- és sárgarépa-termesztésben, hanem díszhagymák és leveles zöldségek esetében is egyre szélesebb körben alkalmazzák. Amennyiben a gépet egy új, számára ismeretlen kultúrában használják, az algoritmust újra kell tanítani – ez a gyakorlatban mindössze néhány napot vesz igénybe. Világszerte – elsősorban Észak-Amerikában – már több mint 140 LaserWeeder dolgozik a gazdaságokban.
Mivel a LaserWeeder géppark világszerte üzemel és sok esetben éjjel-nappal folyamatosan dolgozik, a Carbon Robotics 24/7 ügyfélszolgálatot biztosít felhasználóinak. Ez az egyik olyan tényező, amelyet minden gazdálkodó kiemel: a vállalat támogatása kiemelkedően magas színvonalú. Bár a bevezetéskor akadt néhány kezdeti nehézség, a gyors és hozzáértő támogatás különösen fontos, amikor a gépet új növénykultúrákban vetik be. A LaserWeeder nem egy hagyományos eszköz, mint egy kapa, vagy borona – működtetése és finomhangolása komoly technológiai hátteret igényel. És mivel egy több, mint egymillió euró értékű berendezésről van szó, az üzemkiesés lehetősége egyszerűen nem megengedhető.
Az eredmények Flevolandban, június harmadik hetében, ökológiai hagymatermesztésnél készültek. Bár a mező távolról tisztának tűnik, mindig maradnak gyomok. A hagymatermesztésben a kézi munka teljes elhagyása továbbra sem lehetséges. (Fotó: Martin Smits)
Megtérül-e a befektetés?
A tapasztalatok alapján a LaserWeeder megbízhatóan működik és nagy hatékonysággal távolítja el a jelentős gyommennyiséget. A Hollandiában üzemelő, 6 méter munkaszélességű első generációs modellek óránként akár 200 000 gyomnövény megsemmisítésére is képesek. A legjobb eredmény eléréséhez kulcsfontosságú, hogy a kezelést időben, még a fiatal gyomok megjelenésekor kezdjék meg – ekkor működik a technológia a leghatékonyabban és legköltséghatékonyabban.
Ahogy a gyomok növekednek, a lézeres megvilágítás ideje is arányosan növekszik, mivel a szoftver egyedileg számítja ki az optimális expozíciós időt minden egyes növényre. A rendszer mögött álló számítási kapacitás valóban lenyűgöző. A hosszabb expozíciós idő ugyanakkor automatikusan csökkenti a gép teljesítményét, így a területi kapacitást (hektár/óra) elsősorban a gyomnyomás mértéke határozza meg. Amíg hektáronként 100 000, addig más esetben akár 1 000 000 gyomnövény is előfordulhat – ez akár tízszeres különbséget is eredményezhet az egy óra alatt kezelt terület nagyságában.
A hollandiai tapasztalatok szerint a LaserWeeder munkasebessége a gyomnyomás mértékétől függően 200 méter/óra és 1,5 km/óra között változik. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a gép hektáronként nyolc órát, illetve alacsony gyomnyomás mellett akár kevesebb mint egy órát igényel a terület megtisztításához. A rendszer működéséhez 100 lóerő teljesítmény szükséges a kardántengelyen, ami 15–18 liter/óra üzemanyag-fogyasztásnak felel meg.
Jelentős kapacitásnövekedés érhető el, ha a lézeres gyomirtás csak ott történik, ahol a mechanikai eszközök nem férnek hozzá – például a sárgarépa bakhátas termesztése esetén. Ilyenkor a gép kizárólag a bakhát tetejét lézerezi, ami jelentősen növeli a munkateljesítményt.
A talaj bolygatásának elkerülése további előnyt jelent, hiszen így csökkenthető az új gyommagvak csírázása. Bár ennek a hatása nehezebben számszerűsíthető, a kézi munkaerő-igény csökkenése jól dokumentált és önmagában is a megtérülés egyik kulcstényezője.
A konvencionális gazdálkodók számára további előnyt jelenthet, hogy a vegyszeres gyomirtás gyakran visszaveti a kultúrnövény fejlődését. A hagyma esetében ez különösen jól ismert jelenség – még ha pontosan nehezen is mérhető.
Mennyibe kerül egy LaserWeeder?
A Carbon Robotics egy amerikai vállalat, amelynek európai piacra szánt LaserWeeder gépei ugyan Hollandiában kerülnek összeszerelésre, a fizetés azonban amerikai dollárban történik. Az árlista a 2 méter munkaszélességű modellnél 610 000 dollárról indul, míg a 6 méteres változat ára elérheti az 1 490 000 dollárt (mintegy 1,28 millió eurót). Az ár tartalmazza az első év teljes körű szervizét és műszaki támogatását.
Ezt követően a felhasználóknak licencet, vagy karbantartási szerződést kell kötniük. A költségek a munkaszélességtől és az éves üzemórák számától függenek, de egy 6 méteres gép esetében az éves fix kiadások könnyen elérhetik a több tízezer eurót.
Második generációs modellek 2026-ban új lézerekkel
A Hollandiában jelenleg működő LaserWeeder gépek az első generációt képviselik. A 2026-tól elérhető második generációs modellek több jelentős újítást tartalmaznak. Bár az alapvető működési elv hasonló marad, a gépek más típusú lézert használnak. A Carbon Robotics volt az egyetlen vállalat a világon, amely CO₂-lézercsöveket alkalmazott; a második generáció ehelyett dióda lézereket használ. Míg a CO₂-lézerek teljesítménye 150 watt, a dióda lézerek 240 wattot biztosítanak – a nagyobb teljesítmény így nagyobb kapacitást ígér, bár pontos gyakorlati adatok még nem állnak rendelkezésre.
Egy másik fontos különbség, hogy a diódalézerek kevésbé érzékenyek a karbantartásra, könnyebbek és kompaktabbak, élettartamuk pedig mintegy ötször hosszabb, a gyári tervezés szerint 10 000 üzemórára szólnak. Az első generáció kizárólag 6 méteres kivitelben volt elérhető, 4 300 kg-os tömeggel, ami a szállítás során nehézségeket okozott. Ezzel szemben a 6 méteres második generációs modell mindössze 3 266 kg. A Generation II emellett már változtatható munkaszélességgel is rendelhető: a moduláris gépek 2, 3, 4, 4,5 és 6 méteres változatokban érhetők el, így rugalmasabban alkalmazhatók különböző termesztési körülményekhez.
Az európai piacra szánt LaserWeeder gépeket IJmuidenben (Hollandia) szerelik össze, míg a műszaki támogatást Nijkerkből biztosítják. Itt található a pótalkatrész-raktár és a lézerek karbantartási központja is.
A Carbon Robotics a gépeket közvetlenül értékesíti és minden olyan országban, ahol jelen van, saját értékesítési irodát működtet. A vállalat világszerte 275 alkalmazottat foglalkoztat.
A biogazda Stefan Van Woerden: „30 munkással kevesebbet alkalmaztam”
A gazda tavasszal a LaserWeedert ökológiai hagyma- és sárgarépatermesztésben vetette be. A gép összesen mintegy 160 hektárt kezelt, kicsivel több sárgarépát, mint hagymát.
„A gép azt tette, amit elvártunk tőle” – mondta Stefan. „Nagyon fontos, hogy a lézerezést időben kezdjük. Amikor úgy gondolod, hogy még nem szükséges, akkor kell elkezdeni.”
Ez azonban nem jelenti azt, hogy a LaserWeeder minden más eszközt kiváltana. A gyommentes induláshoz továbbra is szükség van a kelés előtti égetésre. Minél tisztább a kezdet, annál hatékonyabban működik a gép. A magról kelő gyomok kezelésében kiváló, az évelőket ugyan eltalálja, de azok újra kihajthatnak.
A sárgarépában a rendszer ugyanolyan hatékony, mint az ágyásos hagymatermesztésben, mivel képes a keskeny sorokra fókuszálni, ami növeli a teljesítményt. A területek tisztán tartása nagyon jól működik, de a későn megjelenő gyomok még igényelnek némi kézi munkát – különösen a hagymában.
Stefan van Woerden biogazda elmondása szerint a LaserWeeder használatával három hónap alatt 30 munkással kevesebbre volt szüksége. (Fotó: Martin Smits)
Módosított vetési ütemezés
A LaserWeeder akkor a leghatékonyabb, amikor a gyomok még nagyon kicsik, ezért a vetést ütemezni kell. A gép költséghatékony működéséhez megfelelő nagyságú területre van szükség.
Mivel a gyomok fejlettsége kulcsfontosságú, az egyes táblák növényeinek fejlődési fázisai között fokozatos átmenetet kell biztosítani.
A hagymatermesztésben a boronát csak korlátozottan használták. Bár a boronálás eltávolítja a gyomokat, egyben új csírázást is előidéz. A hagymában a kapálás továbbra is szükséges: levegőzteti a talajt és növeli a LaserWeeder hatékonyságát, mivel a gép így a soron belüli gyomokra tud koncentrálni.
Van egy további előnye is a LaserWeedernek: míg a kézi gyomlálás során előfordul, hogy néhány termesztett növényt is kihúznak, a gép ezt elkerüli, ami potenciálisan növeli a termést.
A gyomnyomástól függően egyes táblákat kétszer, másokat akár ötször is kezelték lézerrel. Összesen körülbelül 1 400 üzemórát dolgozott idén a LaserWeeder a 160 hektáron, ami azt eredményezte, hogy majdnem három hónapon át mintegy 30 fővel kevesebb kézi gyomlálóra volt szükség.
Van der Einden: „Minden a gazdaság tisztaságán múlik”
Adrie van den Einden Lieropban gazdálkodik, és idén fejezte be második szezonját a Carbon Robotics LaserWeeder gépével.
Hogyan teljesített a gép két szezon alatt? „Nagyon jól” – mondta Van den Einden. Az első évben a LaserWeeder körülbelül 350 hektárnyi leveles zöldséget és sárgarépát tartott gyommentesen, idén pedig még ennél is nagyobb területen bizonyított. A gépet éjszaka nem üzemeltetik. A táblákat általában kétszer kezelik; ezt követően a növényállomány záródik, így a maradék gyomokat már a kultúra maga nyomja el.
A gazdaságban sárgarépát, valamint számos leveles zöldséget – például rukkolát, spenótot, bébisalátát és galambbegy salátát – termesztenek, részben biotermesztésben. Ezek a teljesen szántóföldi kultúrák nem alkalmasak kapálásra, vagy boronálásra, így a LaserWeeder az egyetlen hatékony gyomirtási megoldás.
A gép teljesítménye (méter/óra) teljes mértékben a gyomnyomástól függ.
Van den Einden azonban hangsúlyozza: „Önmagában a LaserWeeder nem elég. Ha a gazdaság higiéniai állapota nem megfelelő – különösen homokos talajon –, a gyomfertőzöttség gyorsan túl magas szintet érhet el. Tudni kell, mely területek alkalmasak a gép használatára, különösen bérelt föld esetén. Ha túl sok a gyom, még a LaserWeeder sem tud lépést tartani.”
A gyomfertőzöttségtől függően a gép haladási sebessége néhány száz métertől akár több kilométer per óráig változhat; jellemzően óránként körülbelül fél hektárt lehet vele kezelni.
Bár a LaserWeeder költséges berendezés, ha a kézi munka az egyetlen alternatíva, akkor ez az egyedüli ésszerű választás. „Emellett lelki nyugalmat is ad” – tette hozzá Van den Einden. „Szinte folyamatosan tud dolgozni, kivéve, amikor a talaj annyira nedves, hogy a traktor már kárt okozna benne – de ez ritkán fordul elő.”
„Ha az egyetlen alternatíva a kézi munka, a LaserWeeder igazi áttörést jelent” – mondta Adrie van den Einden zöldségtermesztő. „Minden ott kezdődik, hogy a gyomnyomást a lehető legalacsonyabb szinten tartsuk.” (Fotó: Peter Roek)
Automatikus sebesség szabályozás
Kezdetben jelentős támogatásra volt szükség a LaserWeeder helyes működtetéséhez, de mára ez jelentősen csökkent. Van den Einden gazdaságában már több kezelő is képes a gépet üzemeltetni.
„Attól, hogy valaki tud traktort vezetni, még nem biztos, hogy tudja kezelni a LaserWeedert. Érteni kell a beállításokat és némi felügyelet továbbra is szükséges. A következő lépés azonban az autonóm működés lesz – ha egyszer megfelelően konfigurálják, nem lesz szükség állandó kezelőre.”
Egy lépést már megvalósítottak: a traktor sebességének automatikus szabályozását, bár ez még nem tökéletes. A gazdaságban egy 155 lóerős John Deere traktor szolgál a LaserWeeder meghajtására, amely teljesítményében elegendő. A jármű TIM (Tractor Implement Management) rendszerrel van felszerelve, azonban ez 1 km/óra sebesség alatt nem működik.
A LaserWeedert közúton utánfutón szállítják, amelyet módosítottak, hogy megakadályozzák a víz felcsapódását a gép alá, mivel egyes alkatrészek érzékenyek a nedvességre. Kiegészítő védelmet építettek be, hogy a kritikus részek szárazon maradjanak.
Kezdetben a traktornak magas fordulatszámon kellett működnie a generátor meghajtásához, noha teljesítmény szempontjából erre nem volt szükség. Ezt azóta módosították, így a motor alacsonyabb fordulatszámon is üzemelhet, ami üzemanyag-megtakarítást eredményez.
A második generációs LaserWeeder már elérhető a piacon, hasonló vételáron, mint az első. „Egyre több gazda érdeklődik iránta” – mondta Van den Einden –, de érthető, hogy a magas beruházási költség miatt sokan még kivárnak. Amikor majd használt gépek is megjelennek a piacon, biztosan nőni fog a kereslet.
A technológia működik – csak a gazdasághoz kell illeszteni.”
A LaserWeeder bérelhető
A Roboltics B.V. székhelye a hollandiai Breezandban található, és a Boltha B.V. vállalatcsoporthoz tartozik, amelyet a Van den Berg testvérek – Sjaak, Tim és Thijs – irányítanak. A vállalat egyik fő célja, hogy a hagymás növények termesztését fenntarthatóbbá tegye, illetve hogy elérje a környezeti terheléstől mentes termelést. 2023-ban találkoztak először a LaserWeeder technológiával, amelyet a vegyszermentes gyomirtás ígéretes megoldásának tartottak a virághagyma-termesztésben.
Joop Bontje maga nem foglalkozik hagymatermesztéssel, sőt közvetlenül a mezőgazdasággal sem, azonban régóta ismeri a Van den Berg családot, akik felkérték, hogy készítsen számukra egy üzleti tervet. Ezt követően társtulajdonos lett a Roboltics vállalatban, ahol ma ügyvezető igazgatóként tevékenykedik. Az új technológia tökéletesen illeszkedik a Rabo Bank „Agrofood 2040” jövőképéhez, a bank pedig biztosította a szükséges finanszírozást. A LaserWeeder 2024-ben kezdte meg működését – először a tulipántermesztésben, majd később más növénykultúrákban is.
Joop Bontje, a Roboltics egyik partnere: „A gép percenként körülbelül 4 000 gyomot ‘lő ki’, ami körülbelül 50 ember munkájának felel meg.” (Fotó: Roboltics)
A bérleti díj 400 euró óránként
A hagymás növények gyomirtása csak rövid időszakban szükséges, ami önmagában nem indokolná egy ilyen drága gép beszerzését. A Roboltics ezért más kultúrák számára is bérbe adja a LaserWeedert. A gépet már használták rukkolában, sárgarépában és spenótban – ezek a kultúrák már „ismertek” a rendszer számára.
Új kihívást jelentettek a tulipán, a liliom és a kálák, de a Carbon Robotics szoftvermérnökei néhány nap alatt betanították a mesterséges intelligenciát ezek felismerésére és kezelésére.
„A Carbon Robotics támogatása kiváló” – mondta Bontje –, „és a LaserWeeder teljesítménye is kiemelkedő. Ugyanakkor nem szabad csodagépként tekinteni rá, amely egyik napról a másikra gyommentessé varázsolja a táblát. A LaserWeeder egy integrált gyomirtási stratégia része. Az időzítés kulcsfontosságú: a kis gyomnövények könnyen elpusztíthatók, de a nagyobb évelő gyomok, például az aszat, nehezebben – a gép eltalálja őket, de a gyökér nem mindig pusztul el. A kapacitást nehéz pontosan meghatározni” – tette hozzá. „A gyomnyomás a döntő tényező. Néha a haladási sebesség csak 200 méter óránként, máskor akár 1,5 kilométer is lehet.”
A Roboltics a LaserWeedert bérmunkában 400 eurós óradíjért kínálja, szeptembertől februárig pedig hosszú távú bérlet formájában Dél-Európában is elérhető.
Fordította: Megyery Szandra
Forrás: https://www.futurefarming.com/
(Biokultúra 2025/5-6)
