Dato: 28-06-2010 | Videnblad nr. 09.00-06 Emne: Generelt

Ukrudtsbekæmpelse med frysning

Undersøgelser på Sveriges Landbrugsuniversitet viste i starten af 1990’erne, at ukrudtsbekæmpelse med frysning i princippet havde samme effekt på ukrudt som flammebehandling. Energiforbruget er dog meget større, hvilket gør metoden dyr og ikke særlig CO2-venlig.

Frysning blev tidligere anset som en mulighed i situationer, hvor brandfare udelukker brug af flammebehandling. De svenske forsøg, som omtales i dette Videnblad, viste, at frysning var for energikrævende i forhold til effekten på ukrudt. Metoden anvendes, så vidt det vides, ikke i praksis i dag, hvilket bl.a. skyldes resultaterne i de svenske afrapporteringer.

Tabel 1. CO2 udslip i kg ved bekæmpelse af ukrudt på 1 ha inkl. 10 km’s transport. Tallene (0*) forudsætter, at fremstillingen af flydende kvælstof og kulsyresne foregår med overskudsproduktion af el fra vandkraft eller atomkraft i sommerhalvåret. I så fald giver ukrudtsbekæmpelse med flydende kvælstof og kulsyresne et langt mindre CO2 udslip til atmosfæren end flammebehandling. Andre metoder til fremstilling af el vil kunne forringe de miljømæssige fordele ved frysning. (Kilde for de tre første kolonner Larsson 1993, sidste kolonne Kristoffersen 2003).

Flydende kvælstof

Kulsyresne

Flamme-
behandling

Ukrudts-
brænder

Produktionsfasen

0*

0*

4

Transportfasen

5

11

0,0015

Anvendelsesfasen

0

ingen måling

90

2400

Svenske forsøg

Sveriges Lantbruksuniversitet udførte i starten af 1990’erne forsøg med flydende kvælstof og kulsyresne. En væsentlig baggrund for undersøgelserne var, at man i Sverige havde en overskudsproduktion af el om sommeren, der gjorde fremstillingen af de to stoffer forholdsvis billig. Formålet var at afprøve effekten på ukrudt, måle energiforbruget og vurdere metodens konsekvenser for miljøet. De to frysemetoder blev sammenlignet med flammebehandling.

Før disse forsøg var der kun få erfaringer med frysning til ukrudtsbekæmpelse. Tidligere svenske afprøvninger af flydende kvælstof på jordarealer viste, at det var nødvendigt at gentage behandlingen for at opnå en tilfredsstillende effekt. Hollandske forsøg med flydende kvælstof på befæstede arealer viste, at metoden var for dyr og ikke virkede langt nok ned.

Virkning af kulde

Både kvælstof og kulsyre opbevares i væskeform under tryk. Ved atmosfærisk tryk forgasser kvælstof, mens kulsyre bliver til en blanding af sne og gas. Den energi, der går til forgasning, tages fra omgivelserne, som herved køles ned. Teoretisk set skulle frysning være mere effektivt over for ukrudt end varme, fordi de kolde gasser holder sig længere ved jorden end de varme og derfor kan nå at påvirke planterne mere.

Plantearten, hærdningsgraden og frysemåden er afgørende for, hvor meget planten skades af frost. Ved frysning dannes iskrystallerne for det meste mellem cellerne i planten. Derved trækkes vand ud af cellerne, hvilket kan ødelægge cellemembranen. Hvis temperaturen falder meget hurtigt, kan der dannes is inde i cellerne.

Plantens mulighed for at vokse videre efter et kuldechok afhænger især af, om vækstpunktet er intakt. Tab af blade er ikke nok til at stoppe væksten.

Effekt på ukrudtet

De synlige skader på planterne af henholdsvis kulde og varme ligner hinanden, når varmebehandlingen ikke er en afbrænding, men en kogning som får cellemembranen til at sprænges. Afhængig af planteart, voksemåde og størrelse var der dog også forskelle i forsøgene.

Flammebehandling skadede hele planten, mens frysning først og fremmest gik ud over de nedre dele. Dette skyldes sandsynligvis, at de kolde gasser bliver ved jorden. Kulsyresneen lagde sig på jorden og skadede rodhalsen. I mange tilfælde dog ikke mere end at planten senere kunne vokse videre. På større planter tog bladene af for kulsyresneen, og skaden på planten var begrænset.

Jo kraftigere planterne var, jo mindre tog de skade af både varme og kulde. Tidsler påvirkedes næsten ikke, og andre planter, som tog skade, kunne alligevel skyde igen. Den ringe effekt skyldes sandsynligvis, at hverken varme eller kulde har kunnet nå at trænge ind og skade plantens vitale dele.

Energiforbrug

Teoretisk set kræver frysning mindre energi end kogning. Alligevel viste de svenske forsøg, at det krævede 3 gange så meget energi at uskadeliggøre 90 % (målt i antal og vægt) af ukrudtet med flydende kvælstof som med flammebehandling. Tilsvarende krævede kulsyresne 6 gange så meget energi som flammebehandling.

Forklaringen er sandsynligvis, at vandet i planterne ikke behøver at opvarmes så meget, at det omdannes til damp, for at ødelægge cellerne. At uskadeliggøre planten med frysning forudsætter derimod, at vandet fryser til is, hvilket er meget energikrævende.

Derudover går der store mængder kvælstof og kulsyre til at producere den nødvendige energi til frysningen. Det betyder et stort forbrug af energi, både til fremstilling og transport. En samlet beregning viser, at energiforbruget ved frysning af ukrudtet med flydende kvælstof alt i alt er ca. 30 gange større end ved flammebehandling. Tilsvarende er forbruget ca. 25 gange større end ved kulsyresne end med flammebehandling.

Miljøkonsekvenser

De tre metoders konsekvenser for miljøet blev beregnet ud fra nettotilskuddet af CO2 til atmosfæren og energiforbruget til produktion, transport og anvendelse. Undersøgelserne viste, at bekæmpelse af ukrudt med frysning var mere miljøvenligt end flammebehandling, hvis flydende kvælstof højst blev transporteret 100 km og kulsyresne højst 50 km. Beregningen forudsatte dog, at de to stoffer er fremstillet med overskydende el fra atomkraft eller vandkraft i sommerhalvåret. Disse betingelser ville ikke være gældende i Danmark.

Arbejdet med de to stoffer er ikke risikofrit. Flydende kvælstof giver risiko for kvælning, og store doser kulsyresne kan virke bedøvende. Begge stoffer kan give forfrysninger, hvis man kommer for tæt på udstyr eller materiale. Omvendt indebærer flammebehandling risiko for brand og forbrændinger. Udsivende gas er farligt, og af hensyn til eksplosionsfaren må gasflasken ikke udsættes for varme.

Omkostninger

Forsøgene viste, at frysning med flydende kvælstof kostede ca. 19 gange så meget som flammebehandlingen med datidens priser. Dyrest var behandlingen med kulsyresne, der kostede ca. 47 gange så meget som flammebehandling. Transport er med til at fordyre frysemetoderne.

Set ud fra et energisynspunkt er frysning en dårlig forretning – der går langt mere energi til at opnå en tilsvarende effekt på ukrudtet. Kun frysning af græs med flydende kvælstof ved et energiforbrug på 300-400 kJ/m2 kunne konkurrere med flammebehandling mht. virkning.

Konklusion

De svenske forsøg viste, at frysning var for energikrævende i forhold til effekten på ukrudt. Selv hvis metoder og udstyr blev videreudviklet, blev det anset for tvivlsomt, om metoden ville blive brugbar og økonomisk rentabel. Denne konklusion anses stadig som gældende, og der er ikke publiceret yderligere forskning eller afprøvninger på området.

Frysning blev i sin tid set som en mulighed i situationer, hvor brandfare udelukker brug af flammebehandling. I dag findes dog alternativer som damp eller mekaniske metoder som f.eks. børstning, hvis pesticider ikke kan bruges.

Kilder

Fergedal, S. 1993: Ogräsbekämpning genom frysning med flytande kväve och kulsyresnö – en jämförelse med flamning. Rapport nr 165. Institutionen för lantbruksteknik, Sveriges Lantbruksuniversitet.
Fergedal, S.; Svensson, S.E. 1993: Ogräsbekämpning genom frysning med flytande kväve och kulsyresnö. I Ogräs och ogräsbekämpning. Svenska Växtskyddskonferencen. Institutionen för växtodlingslära, Sveriges Lantbruksuniversitet.
Fogelberg, F. 2001: Research on pest control and pesticide reduction in Sweden, Denmark and the Netherlands. Institutionen för lantbruksteknik, Sveriges Lant-bruksuniversitet.
Kristoffersen, P. 2003: Udledning af CO2 ved termisk ukrudtsbekæmpelse. Videnblad 9.9-1. Videntjenesten for Park og Landskab. Skov & Landskab.
Larsson, S. 1993: Miljökonsekvensbeskrivning av termiske ogräsbekämpningsmetoder for hårdgjorde ytor – en jämförelse med flamning med gasol och frysning med flytande kväve och kulsyresnö. Rapport nr. 168. Institutionen för lantbruksteknik, Sveriges Lantbruksuniversitet.



Videnblad nr.: 09.00-06
Forfatter: Tilde Tvedt