DIFESA VITE

Virtuose e intelligenti. Le irroratrici del futuro

DIFESA VITE – Abbinare sensori emappe di vigore all’erogazione di agrofarmaci: primo passo verso una difesa di precisione. Le applicazioni e gli studi in campo.

Estendere il concetto di viticoltura di precisione alla distribuzione dei fitofarmaci in vigneto significa affrontare una serie di problematiche legate a un'operazione della quale si può dire molto ma non che sia precisa.

Le tecniche di difesa prevedono attualmente di distribuire in modo sicuro e tempestivo una dose uniforme di prodotto a un bersaglio (la vegetazione) che, soprattutto in un vigneto, non è caratterizzato da altrettanta uniformità. Sino ad ora sia le macchine operatrici sia i dosaggi consigliati, sono stati progettati e studiati in modo tale da permettere all'operazione di raggiungere, con una copertura che garantisce ampiamente l'efficacia fitosanitaria, anche la vegetazione meno raggiungibile, con le conseguenze di accumuli e sovradosaggi sulla vegetazione più esposta ed enormi perdite nell'ambiente.

Le perdite che vanno fuori bersaglio, nel suolo o nell'aria, e quelle disperse per deriva possono raggiungere in alcuni atomizzatori fino all'80% del prodotto erogato.

Come giudicheremmo un arciere che deve lanciare cento frecce per fare venti centri? Forse lo diremmo quantomeno poco competitivo. E poiché (torniamo adesso alle macchine irroratrici)la competitività non viene più valutata soltanto in termini di costi, tempo ed efficacia per il produttore e per la coltura, ma anche di costi ambientali e cioè di ecosostenibilità, qualcosa sta finalmente cambiando.

Con l'entrata in vigore della direttiva 2009/127/CE relativa alle macchine per l'erogazione dei prodotti fitosanitari sono stati introdotti alcuni aspetti innovativi, come l'obbligatorietà per i produttori di macchine di valutare la dispersione della miscela nell'ambiente, e di progettare le macchine irroratrici tenendo conto dei rischi di dispersione e di deriva non solo nella distribuzione ma anche nelle operazioni accessorie (lavaggio, riparazione, riempimento, ecc.).

Come ridurre le perdite

Il volume di prodotto erogato può essere sensibilimente diminuito riducendo le perdite con il controllo di alcune semplici variabili, che nella pratica normale non sono facilmente monitorabili dall'operatore, ma che influiscono sull'efficienza e la qualità dei trattamenti in vigneto.

Tali parametri sono per esempio l'orientamento o l'ostruzione degli ugelli, la pulizia e la manutenzione dell'irroratrice, il settaggio della portata, il livello di riempimento del serbatoio e i principali parametri meteo (velocità e direzione del vento, temperatura e umidità relativa). In Francia due progetti su scala Europea e nazionale (Life Aware e Ticsad) hanno valutato l'inserimento di nuovi metodi di Ict (Information and Communication Technology) per il monitoraggio di questi parametri, con l'equipaggiamento della trattrice e del'irroratrice con semplici sensori di flusso e di livello, una stazione meteo, un sistema Gps e un computer di bordo. L'obiettivo era quello di portare gli operatori a gestire più facilmente le operazioni di settaggio delle macchine, monitorare le operazioni in tempo reale, registrarle in un sistema di tracciabilità ed elaborarne i risultati attraverso un software user friendly. Il progetto ha portato a una riduzione degli errori più frequenti (legati all'errato calcolo delle dosi e delle superfici, alla regolazione delle attrezzature o della velocità di avanzamento per esempio) con una migliore applicazione di pratiche sostenibili e una riduzione di uso dei prodotti valutata intorno al 10-15%.

Gli interventi sulle macchine

In risposta alla crescente necessità di operazioni ecosostenibili, negli ultimi anni si sono sviluppate alcune macchine irroratrici in grado di ridurre anche sensibilmente i volumi dei prodotti utilizzati per la protezione della vite dispersi nell'ambiente, con accorgimenti di diverso tipo (tunnel, recupero e riutilizzo del prodotto con pannelli convoglianti, sistemi elettrostatici che favoriscono l'adesione del principio attivo alla vegetazione target ed evitano perdite e inutili accumuli, ecc.).

Sempre allo scopo di ridurre i volumi utilizzati e quelli dispersi nell'ambiente si è sviluppata la necessità di adattare i dosaggi dei fitofarmaci (spesso espressi in dose a ettaro) alle caratteristiche geometriche e vegetative della coltura. Tale adattamento è necessario non soltanto per ridurre le perdite, ma anche per migliorare l'efficienza del trattamento stesso.

È stato infatti dimostrato che, data la variabilità della superficie fogliare all'interno del vigneto o del frutteto, con l'irrorazione di dosaggi costanti il grado di copertura subisce una diminuzione all'aumentare della Lai (Leaf Area Index).

I modelli sviluppati, come il Trd (Tree Row Density), il Trv (Tree Row Volume) o l' Lwa (Leaf Wall Area) prendono in considerazione alcuni parametri come lo spessore e l'altezza della vegetazione .

Tuttavia la loro misurazione e il loro utilizzo nella regolazione del settaggio delle macchine irroratrici potrebbe non essere semplice da parte degli utilizzatori soprattutto nel caso in cui la variabilità delle condizioni presenti in vigneto sia elevata.

Il passo successivo verso una “difesa di precisione” è stato quindi quello di rendere la nuova generazione di macchine irroratrici, potenzialmente già virtuose, anche intelligenti e cioè in grado di adattare autonomamente la dose di prodotto erogata al loro bersaglio, in funzione di parametri misurabili, secondo la tecnologia delle macchine operatrici a rateo variabile (Vrt).

Il fatto che il concetto di intelligenza sia associato a un comportamento eco-sostenibile fa ben sperare per il futuro di un'agricoltura sempre più a misura di ambiente.

Regolazioni in tempo reale

Una soluzione che si sta sviluppando in diversi progetti di ricerca riguarda la possibilità di applicare le tecniche di viticoltura di precisione con dispositivi di proximity o remote sensing all'erogazione dei fitofarmaci.

Le tecniche di proximity sensing e quelle di remote sensing permettono infatti di misurare (con misure strumentali georeferenziate) la variazione di indici legati alla struttura fogliare o con essa direttamente correlabili.

L'obiettivo è quello di regolare in tempo reale con l'avanzamento della macchina operatrice la dose di prodotto per la difesa sulla base della superficie fogliare-bersaglio valutata puntualmente e localmente nel vigneto.

Ultrasuoni o laser

Diversi autori (Gils et al., 2007; Balsari et al., 2009) hanno sperimentato l'applicazione dei sensori a ultrasuoni per la misura della canopy e la regolazione dei flussi di prodotto fitosanitario erogato in funzione della loro risposta.

I sensori a ultrasuoni emettono un segnale (onda sonora nella frequenza degli ultrasuoni) e misurando la sua eco, dopo che questo ha raggiunto una superficie-bersaglio, sono in grado di valutare la distanza con il bersaglio stesso. Questi sensori, montati su una barra verticale e su un mezzo mobile (nel caso dei progetti citati la stessa irroratrice) dotato di sistema Gps possono fornire una precisa mappatura della canopy del vigneto misurando la posizione e lo spessore della parete fogliare. Le informazioni utili per la regolazione dei volumi di prodotto da erogare sono due: la distanza tra il sensore e il target (che permette anche di capire se la parete fogliare è effettivamente presente davanti allo sprayer), e lo spessore della vegetazione che può essere messo in relazione agli strati fogliari e quindi alla superficie fogliare.

Montati a diverse altezze sull'irroratrice i sensori a ultrasuoni forniscono le loro informazioni sulle diverse fasce di vegetazione. Collegati a un sistema di elaborazione che ne analizzi separatamente i dati, è possibile utilizzarli per regolare l'apertura e la chiusura di elettrovalvole, la regolazione delle pressioni di esercizio o ancora l'attivazione di ugelli di diversa portata.

Nelle prove svolte da Gils nel 2007 con una macchina irroratrice dotata di due serie di sensori a ultrasuoni e in grado di adattare la dose erogata istantaneamente sulla base del volume di chioma misurato, si sono ottenuti risparmi di prodotto del 57%. Lo stesso gruppo di ricerca di Barcellona ha testato un sistema simile su diverse varietà anche allo scopo di valutarne l'efficienza in diverse epoche fenologiche e su chiome formate da foglie di diversa forma e dimensione. I risultati hanno fatto registrare risparmi di prodotto variabili tra il 40 e il 77%. Inoltre è stata verificata una maggiore uniformità nella distribuzione fogliare del prodotto e una maggiore quantità di prodotto intercettato dalle foglie rispetto a quello erogato.

Altre tecniche per il rilevamento del target con sensori di diverso tipo sono tuttora oggetto di studio per il vigneto e per altre colture allevate in parete, come le tecniche di visual analysis o la scansione della parete con tecnologie di rilevamento laser (Lidar).

Queste ultime in particolare si presentano particolarmente promettenti in quanto permettono un'ottima caratterizzazione delle variazioni del volume, della forma e dell' altezza della parete fogliare, oltre che di rilevare la presenza di vuoti, con un'accuratezza di 15 mm .

Per il momento tuttavia non sono state sviluppate macchine irroratrici in grado di elaborare il segnale laser in tempo reale per regolare l'erogazione del prodotto, anche se si può pensare ad un'applicazione differita di mappe georeferenziate molto precise ottenute con un laser scanning della canopy.

Panoramiche multispettrali

Anche le mappe NDVI (indice di vigore vegetivo normalizzato) ottenute dalle immagini multispettrali rilevate con tecniche di remote sensing (foto aeree o immagini da satellite) o da sensori montati su mezzi mobili che percorrono i filari, possono essere utilizzate per la regolazione delle irroratrici a rateo variabile, essendo gli indici di vigore in relazione con lo sviluppo fogliare e di conseguenza con la posizione e il volume del target da trattare.

Nell'ultimo Sitevi di Montpellier la società svizzera Avidor hightech ha vinto il premio dell'Innovazione con un dispositivo che, montato su macchine irroratrici, sarebbe in grado di regolarne il flusso sulla base delle informazioni date dall'indice di NDVI, rilevato in tempo reale dai GreenSeeker RT200 montati sul trattore, o con il caricamento di mappe di prescrizione ottenute in altro modo (foto aeree o altro).

L'uso delle mappe di prescrizione aziendali per lo sviluppo di un'irroratrice a rateo variabile è l'obiettivo del progetto di Marchesi Antinori, Tecnovict, Same Deutz Fahr e Martignani descritto nel box.

Qualunque sia il metodo utilizzato nella valutazione del volume della chioma o della superficie fogliare, l'obiettivo è sempre naturalmente quello di ridurre le dosi di prodotti fitosanitari utilizzati mantenendo l'efficienza fitoiatrica.

Questo è possibile se il trattamento consente di avere omogeneità nella copertura fogliare, evitando sotto e sovradosaggi, questi ultimi (come le perdite nel suolo e nell'aria)particolarmente elevati nelle fasi iniziali di sviluppo vegetativo.

La garanzia di uniformità del deposito deve naturalmente essere accompagnata dalla verifica dell'efficacia biologica, anche con diversi livelli di pressione di malattia.

Ecco che si prospetta la necessità di realizzare e verificare l'efficacia dei nuovi sistemi con un approccio del tutto multidisciplinare, che affianchi alla messa a punto di mezzi meccanici tecnologicamente avanzati, le competenze e le professionalità che ne verifichino i risultati e l'efficacia.

Anche la collaborazione dei fornitori di prodotti per la difesa, necessaria per la formulazione dei dosaggi in funzione delle caratteristiche del target dovrà naturalmente far parte di questo nuovo approccio di difesa intelligente.

Allegati

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