scritto da: Ingrid Zwertvaegher, David Nuyttens (ILVO, Belgio), Thanos Balafoutis, Michalis Moraitis (IVO/EKETA) e Spyros Foudas (GPA)

Spruzzatore intelligente che controlla il flusso d’aria e le percentuali di applicazione degli ugelli in base alla densità della pianta sono stati testati in un vigneto italiano la scorsa estate. Questa tecnologia innovativa è combinata con modelli predittivi e sistemi di rilevamento delle malattie. I test sono stati effettuati dopo due anni di sviluppo, nell’ambito del programma europeo OPTIMA (finanziato dal programma Horizon 2020).

Il progetto OPTIMA si è concluso a giugno 2022, dopo 46 mesi di lavoro continuo. L’obiettivo era sviluppare strategie innovative e integrate di protezione delle colture per uva (per peronospora), mele (per fusicladium) e carote (per alternaria). Oltre allo sviluppo di atomizzatori intelligenti, il progetto studia i prodotti per la protezione delle colture nuovi ed esistenti per la loro efficacia contro alcune malattie fungine, con l’obiettivo di ridurre l’uso di pesticidi sintetici, nonché l’impatto della loro applicazione sull’ambiente e sulla salute umana.

La fotocamera determina se e dove deve essere creata l’applicazione

In caso di malattie e parassiti, un intervento tempestivo è essenziale. Il sistema di rilevamento delle malattie sviluppato nell’ambito di questo progetto funziona mentre guida un trattore all’interno di una linea di colture e ne riceve le immagini tramite una semplice telecamera (RGB) e spettrale. Sulla base di queste immagini e utilizzando modelli computerizzati, è stato determinato il grado di contaminazione e la sua posizione nell’impianto. Prima del processo di apprendimento in cui il sistema è stato addestrato a riconoscere il pattern corretto da un gran numero di immagini, il sistema ha identificato correttamente il 58% delle infezioni nel vigneto sperimentale come peronospora.

Applicazione a portata variabile tramite mappa dell’applicazione e ugelli a portata variabile

Sulla base delle immagini acquisite dal sistema di rilevamento della malattia, viene creata una mappa con l’indicazione della posizione esatta dell’infezione e della dose di spray richiesta. Questo viene fatto in anticipo in modo che l’agricoltore o l’operatore possano apportare modifiche alla mappa, se lo desiderano.

L’irroratrice intelligente per vite nasce dall’ottimizzazione dell’irroratrice Synthesis disponibile in commercio dell’azienda italiana CAFINI SPA.

Per ottenere applicazioni a dose variabile, la macchina è dotata di ugelli pulsati (sistema Dynajet) della società TeeJet, che lampeggiano 20 volte al secondo (20 Hz). È possibile controllare il periodo di tempo in cui l’ugello rimane aperto, determinando così la portata (L/min). Con il funzionamento a impulsi degli ugelli, la pressione e di conseguenza la dimensione delle gocce vengono mantenute, migliorando la qualità dello spruzzo.

La turbina elettrica e il sensore di densità della seminatrice consentono un flusso d’aria variabile

L’irroratrice è dotata di una turbina elettrica che è un’innovazione molto recente. Queste turbine sono più silenziose ed efficienti, mentre il consumo energetico è in media inferiore del 30% rispetto ai ventilatori meccanici convenzionali dello stesso diametro.

Inoltre, consente di regolare i livelli di supporto dell’aria in tempo reale, in base alla densità della fioriera. A tale scopo, davanti al serbatoio di spruzzatura è installato un sensore a ultrasuoni che scansiona l’impianto e invia i dati all’unità di controllo, che poi li elabora e controlla la turbina. I ricercatori in Italia hanno validato i sensori su diversi vitigni e poi hanno confrontato i risultati con le proprie osservazioni (Figura 1).

Deposizione di liquido spray migliorata

Utilizzando ugelli a ventaglio piatto, pressione di spruzzatura inferiore (4 bar), velocità di spruzzatura variabile e assistenza dell’aria variabile, lo spruzzatore intelligente aumenta la corretta deposizione del liquido di spruzzatura dal 60% al 104% rispetto agli spruzzatori di riferimento dotati di ugelli a cono cavo e spruzza uniformemente in il campo con una pressione di 14 bar (Figura 2).

Anche rispetto alla stessa tipologia di irroratrice senza portata variabile ma regolata secondo le migliori pratiche gestionali e dotata di ugello a cono cavo, il tasso di miglioramento rimane dal 30% al 57%. Tuttavia, la dose di spruzzatura è inferiore del 20% rispetto allo spruzzatore intelligente. L’esperimento è stato condotto in 2 fasi di crescita: a piena fioritura con una perdita di fiori del 50% (BBCH 65) ea frutto maturo (BBCH 89). Inoltre, durante il test di un’applicazione in sovradosaggio (copertura fogliame > 30%), lo spruzzatore intelligente ha nuovamente consumato una quantità inferiore di liquido spray. Ciò dimostra che anche con una dose di spruzzatura inferiore, la velocità di deposito può essere soddisfacente con un’operazione piccola e intelligente.

Le possibilità di dispersione delle nuvole di nebulizzazione sono ridotte di circa il 30%

Lo spruzzatore intelligente riduce la possibilità di spargere la nuvola di nebulizzazione. Nelle piante più dense questa riduzione è di circa il 30%, mentre nelle piante più sottili arriva fino al 40%. La riduzione è maggiore del 20% rispetto a un atomizzatore opportunamente calibrato con ugello a cono cavo, quindi la corretta scelta dell’ugello e della pressione di irrorazione rimane uno degli aspetti più importanti dell’irrorazione del vigneto. Anche l’abbinamento del flusso d’aria e della velocità di spruzzatura alla densità della seminatrice è una pratica promettente e può ridurre ulteriormente la diffusione.

Meno manutenzione con fungicida peronospora

Nel progetto OPTIMA, l’accento è posto anche sulla selezione di fungicidi biologici e sintetici nuovi ed esistenti. Sebbene i primi esperimenti sulla vite in serra e in vaso abbiano individuato alcuni promettenti prodotti biologici contro la peronospora, si sono purtroppo rivelati insufficientemente efficaci nelle prove in campo. Tuttavia, sono state identificate una serie di nuove formulazioni sintetiche e biologiche alternative per combatterla.

Si spera che l’ottimizzazione del loro utilizzo, in combinazione con i prodotti esistenti, porti a una riduzione del numero di fungicidi sintetici applicati e in particolare alla sostituzione dei pesticidi inclusi nell’UE come “candidate replacement”. Ciò sarà assistito dal sistema di supporto alle decisioni del progetto (OPTIMA DSS), che è in grado di fornire previsioni meteorologiche e di diffusione delle malattie con un’elevata risoluzione spaziale, nonché indicazioni su quando è possibile l’irrorazione senza un’elevata dispersione o lisciviazione di pesticidi. Il suddetto sistema è stato testato per 2 anni sul campo e si è dimostrato efficace nel ridurre il numero di operazioni rispetto alla pratica convenzionale.

La vitalità del biofungicida non è influenzata dall’irrorazione

In laboratorio è stato inoltre studiato l’effetto della temperatura e dello stress meccanico durante l’applicazione con macchina a spruzzo sulla sopravvivenza di due microrganismi utilizzati come biofungicidi (Bacillus subtilis e Trichoderma harzianum). Temperature della miscela spray superiori a 40 gradi Celsius hanno chiaramente un effetto negativo sulla sopravvivenza di entrambi gli organismi, mentre nessuno dei due è influenzato negativamente dalle azioni meccaniche coinvolte nell’irrorazione, come la miscelazione nel contenitore, il pompaggio e infine l’applicazione.

Pertanto si raccomanda di evitare temperature di miscelazione molto elevate quando si utilizzano prodotti organici ed è quindi bene considerare il tipo di pompa, la temperatura esterna e l’irraggiamento solare ed è consigliabile evitare l’applicazione in giornate molto calde e soleggiate.