Αμπέλι: Μείωση διασποράς του ψεκαστικού νέφους κατά 30% και εφαρµογή λιγότερων µυκητοκτόνων για τον περονόσπορο

Καινοτόμες τεχνολογίες εφαρμόστηκαν στην Ιταλία

γράφουν οι: Ingrid Zwertvaegher, David Nuyttens (ILVO, Belgium), Θάνος Μπαλαφούτης, Μιχάλης Μωραΐτης (ΙΒΟ/ΕΚΕΤΑ) και Σπύρος Φουντάς (ΓΠΑ)

Ενα ευφυές ψεκαστικό μηχάνημα που ελέγχει την ροή του αέρα και τη δόση εφαρμογής στα ακροφύσια βάσει της πυκνότητας της φυτοκόμης δοκιμάστηκε σε αμπελώνες της Ιταλίας το περασμένο καλοκαίρι. Αυτές οι καινοτόμες τεχνολογίες συνδυάστηκαν με ένα μοντέλο πρόβλεψης και ένα σύστημα ανίχνευσης ασθενειών. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν μετά από δύο χρόνια ανάπτυξης, στα πλαίσια του ευρωπαϊκού προγράμματος OPTIMA (Χρηματοδοτούμενο από το πρόγραμμα Ορίζοντας 2020).

Το έργο OPTIMA ολοκληρώθηκε τον Ιούνιο του 2022, έπειτα από 46 μήνες συνεχούς εργασίας. Σκοπός του ήταν η ανάπτυξη καινοτόμων, ολοκληρωμένων στρατηγικών φυτοπροστασίας σε καλλιέργειες αμπέλου (για περονόσπορο), μηλιάς (για φουζικλάδιο) και καρότου (για αλτερνάρια). Εκτός από την ανάπτυξη ευφυών ψεκαστικών μηχανημάτων, το έργο διερεύνησε νέα και υπάρχοντα φυτοπροστατευτικά προϊόντα ως προς την αποτελεσματικότητά τους κατά των συγκεκριμένων μυκητολογικών ασθενειών, αποσκοπώντας στη μείωση της χρήσης συνθετικών φυτοφαρμάκων, καθώς και των επιπτώσεων των εφαρμογών τους στο περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία.

Κάμερες καθορίζουν εάν και πού πρέπει να γίνει εφαρμογή

Σε περιπτώσεις ασθενειών και παρασίτων, η έγκαιρη παρέμβαση είναι εξέχουσας σημασίας. Το σύστημα ανίχνευσης ασθενειών που αναπτύχθηκε στα πλαίσια του έργου λειτουργεί κατά την οδήγηση του τρακτέρ μέσα στις γραμμές της καλλιέργειας και λαμβάνει εικόνες αυτής μέσω απλών (RGB) και φασματικών καμερών. Βάσει των εικόνων αυτών και χρησιμοποιώντας υπολογιστικά μοντέλα, προσδιορίζεται ο βαθμός της μόλυνσης και η θέση της στην καλλιέργεια. Έχοντας προηγηθεί η διαδικασία εκμάθησης κατά την οποία το σύστημα εκπαιδεύτηκε να αναγνωρίζει τα σωστά πρότυπα από έναν μεγάλο όγκο εικόνων, το σύστημα αναγνώρισε ορθά ως περονόσπορο τις μολύνσεις στον πειραματικό αμπελώνα σε ποσοστό 58%.

Εφαρμογές μεταβλητής δόσης μέσω χαρτών εφαρμογής και ακροφυσίων μεταβλητής παροχής

Με βάση τις εικόνες που λαμβάνονται από το σύστημα ανίχνευσης ασθενειών δημιουργείται ένας χάρτης με ενδείξεις για την ακριβή θέση της μόλυνσης και της δόσης ψεκασμού που απαιτείται. Αυτό γίνεται εκ των προτέρων, ώστε ο γεωργός ή ο χειριστής να μπορούν να προβούν σε μεταβολές του χάρτη εάν το επιθυμούν.

Το ευφυές ψεκαστικό μηχάνημα για τα αμπέλια προήλθε από τη βελτιστοποίηση του ήδη εμπορικού ψεκαστικού μηχανήματος Synthesis της ιταλικής εταιρείας CAFFINI SPA.

Για να επιτευχθεί η εφαρμογή με μεταβλητή δόση, το μηχάνημα εξοπλίστηκε με παλλόμενα ακροφύσια (σύστημα Dynajet) της εταιρείας TeeJet, τα οποία ανοιγοκλείνουν 20 φορές ανά δευτερόλεπτο (20 Hz). Η διάρκεια που τα ακροφύσια παραμένουν ανοικτά μπορεί να ελεγχθεί, καθορίζοντας έτσι την παροχή τους (L/min). Με την ελεγχόμενη παλμική λειτουργία των ακροφυσίων διατηρείται η πίεση και κατά συνέπεια το μέγεθος των σταγονιδίων, γεγονός που βελτιώνει την ποιότητα του ψεκασμού.

Η ηλεκτρική τουρμπίνα και οι αισθητήρες πυκνότητας της φυτοκόμης επιτρέπουν τη μεταβλητή ροή αέρα

Το ψεκαστικό είναι εξοπλισμένο με μια ηλεκτρική τουρμπίνα που αποτελεί πολύ πρόσφατη καινοτομία. Η τουρμπίνα αυτή είναι πιο αθόρυβη και πιο αποδοτική, ενώ η κατανάλωση ενέργειας είναι κατά μέσο όρο 30% πιο χαμηλή από εκείνη ενός συμβατικού μηχανικού ανεμιστήρα ίδιας διαμέτρου.

Επιπλέον, επιτρέπει τη ρύθμιση του βαθμού υποβοήθησης αέρα σε πραγματικό χρόνο, με βάση την πυκνότητα της φυτοκόμης. Για τον σκοπό αυτό, μπροστά από το δοχείο ψεκασμού είναι εγκατεστημένοι αισθητήρες υπερήχων που σαρώνουν την καλλιέργεια και στέλνουν τα δεδομένα στη μονάδα ελέγχου, η οποία εν συνεχεία τα επεξεργάζεται και ελέγχει την τουρμπίνα. Ερευνητές στην Ιταλία επικύρωσαν τους αισθητήρες για διάφορες ποικιλίες αμπέλου και έπειτα συνέκριναν τα αποτελέσματα με τις δικές τους παρατηρήσεις (Εικόνα 1).

Βελτιωμένη εναπόθεση του ψεκαστικού υγρού

Με τη χρήση ακροφυσίων τύπου ριπιδίου ή σκούπας (flat fan), χαμηλότερης πίεσης ψεκασμού (4 bar), μεταβλητής δόσης ψεκασμού και μεταβλητής υποβοήθησης αέρα, το ευφυές ψεκαστικό αυξάνει την ορθή εναπόθεση ψεκαστικού υγρού κατά 60% έως 104% σε σύγκριση με το ψεκαστικό αναφοράς που είναι εξοπλισμένο με ακροφύσια τύπου κοίλου κώνου (hollow cone) και ψεκάζει ομοιόμορφα στο χωράφι με πίεση 14 bar (Εικόνα 2).

Ακόμα και σε σύγκριση με τον ίδιο τύπο ψεκαστικού μηχανήματος χωρίς μεταβλητή δόση αλλά ρυθμισμένο σύμφωνα με τις βέλτιστες πρακτικές διαχείρισης και εξοπλισμένο με ακροφύσια τύπου κοίλου κώνου (hollow cone), το ποσοστό βελτίωσης παραμένει 30% έως 57%. Ωστόσο, η δόση ψεκασμού ήταν κατά 20% μικρότερη σε σύγκριση με το έξυπνο ψεκαστικό. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε 2 στάδια ανάπτυξης: στην πλήρη άνθιση έχοντας πεσμένα το 50% των ανθών (BBCH 65) και στην πλήρη ωρίμανση των σταφύλων (BBCH 89). Επιπλέον, δοκιμάζοντας την εφαρμογή υπερβολικής δόσης (κάλυψη φυλλώματος > 30%) το ευφυές ψεκαστικό και πάλι κατανάλωσε μικρότερη ποσότητα ψεκαστικού υγρού. Αυτό υποδεικνύει ότι ακόμα και με μικρότερη δόση ψεκασμού, ο βαθμός της εναπόθεσης μπορεί να είναι ικανοποιητικός με έξυπνες και μικρές επεμβάσεις.

Η πιθανότητα διασποράς ψεκαστικού νέφους μειώνεται περίπου 30%

Το ευφυές ψεκαστικό μειώνει την πιθανότητα διασποράς ψεκαστικού νέφους. Σε πιο πυκνές καλλιέργειες η μείωση αυτή είναι περίπου 30%, ενώ σε πιο αραιές φτάνει και το 40%. Η μείωση είναι της τάξεως του 20% μεγαλύτερη σε σύγκριση με ένα ορθά ρυθμισμένο ψεκαστικό που φέρει ακροφύσια τύπου κοίλου κώνου (hollow cone), επομένως η σωστή επιλογή ακροφυσίων και πίεσης ψεκασμού παραμένουν από τα πιο σημαντικά πράγματα στην εφαρμογή ψεκασμού στους αμπελώνες. Η προσαρμογή της υποβοήθησης αέρα και της δόσης ψεκασμού στην πυκνότητα της φυτοκόμης είναι επίσης πολλά υποσχόμενες πρακτικές και μπορούν να μειώσουν επιπλέον τη διασπορά.

Λιγότερες επεμβάσεις με μυκητοκτόνα κατά του περονόσπορου

Στο πλαίσιο του έργου OPTIMA, δόθηκε επίσης έμφαση στην επιλογή νέων αλλά και υφιστάμενων βιολογικών και συνθετικών μυκητοκτόνων. Αν και στα πρώτα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε αμπέλια εντός θερμοκηπίων και μέσα σε γλάστρες αναγνωρίστηκαν αρκετά υποσχόμενα βιολογικά προϊόντα κατά του περονόσπορου, εν συνεχεία δυστυχώς αποδείχθηκαν ανεπαρκώς αποτελεσματικά στις δοκιμές πεδίου. Παρ’ όλα αυτά, προσδιορίστηκε μια σειρά νέων, εναλλακτικών συνθετικών και βιολογικών σκευασμάτων για την καταπολέμησή του.

Αναμένεται ότι η βελτιστοποίηση της χρήσης τους, σε συνδυασμό με τα ήδη υπάρχοντα προϊόντα, θα οδηγήσει σε μείωση της ποσότητας των συνθετικών μυκητοκτόνων που εφαρμόζονται και ειδικότερα στην αντικατάσταση των φυτοφαρμάκων που περιλαμβάνονται στην ΕΕ ως «υποψήφια προς αντικατάσταση». Σε αυτό θα συμβάλει και το σύστημα υποστήριξης λήψεων αποφάσεων του έργου (OPTIMA DSS), το οποίο είναι σε θέση να παρέχει μετεωρολογικές προβλέψεις και προβλέψεις εξάπλωσης της ασθένειας με υψηλή χωρική ανάλυση, αλλά και οδηγίες για τις ώρες που είναι δυνατός ο ψεκασμός χωρίς υψηλή διασπορά ή απόπλυση των φυτοφαρμάκων. Το παραπάνω σύστημα δοκιμάστηκε επί 2 έτη στον αγρό και φάνηκε αποτελεσματικό στη μείωση του αριθμού των επεμβάσεων σε σύγκριση με τις συνήθεις πρακτικές.

Η βιωσιμότητα των βιομυκητοκτόνων δεν επηρεάζεται από τον ψεκασμό

Διερευνήθηκε επίσης εργαστηριακά η επίδραση της θερμοκρασίας και της μηχανικής καταπόνησης κατά την εφαρμογή τους με ψεκαστικά μηχανήματα στη βιωσιμότητα δύο μικροοργανισμών που χρησιμοποιούνται ως βιομυκητοκτόνα (Bacillus subtilis και Trichoderma harzianum). Θερμοκρασίες ψεκαστικού μείγματος άνω των 40 βαθμών Κελσίου έχουν σαφώς αρνητική επίδραση στη βιωσιμότητα και των δύο οργανισμών, ενώ κανένας από τους δύο δεν επηρεάστηκε αρνητικά από τις μηχανικές ενέργειες που είναι συνυφασμένες με τον ψεκασμό, όπως η ανάμειξη στο δοχείο, η άντληση και τέλος η εφαρμογή.

Επομένως, συνίσταται να αποφεύγονται οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες μίγματος όταν χρησιμοποιούνται βιολογικά προϊόντα και άρα είναι θετικό να λαμβάνεται υπ’ όψη ο τύπος της αντλίας, η εξωτερική θερμοκρασία και η ηλιακή ακτινοβολία και συνίσταται να αποφεύγεται η εφαρμογή κατά τη διάρκεια πολύ ζεστών και ηλιόλουστων ημερών.

Οι δοκιμές στον αγρό και τα αποτελέσματά τους

Η αποτελεσματικότητα των διάφορων καινοτομιών που δοκιμάστηκαν στον αγρό το 2021 είναι: (1) το ευφυές ψεκαστικό μηχάνημα, (2) το μοντέλο πρόβλεψης ασθενειών, (3) το σύστημα ανίχνευσης ασθενειών και (4) τα επιλεγμένα βιολογικά και συνθετικά φυτοπροστατευτικά προϊόντα. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στην Ιταλία και πιο συγκεκριμένα στην περιοχή Piedmont.

Η προτεινόμενη από το έργο στρατηγική ολοκληρωμένης διαχείρισης (OPTIMA IPM), η οποία συνδυάζει εφαρμογές με βιολογικά και συνθετικά σκευάσματα, παρείχε τον ίδιο βαθμό προστασίας κατά του περονόσπορου με την τυπική στρατηγική. Εφαρμόζοντας τη νέα στρατηγική, θα μπορούσαν να αντικατασταθούν περισσότερα από 14 κιλά ανά εκτάριο (1 εκτάριο = 10 στρέμματα) συνθετικών φυτοπροστατευτικών προϊόντων από βιολογικά, αλλά και από νέα συνθετικά σκευάσματα με χαμηλότερους δείκτες επικινδυνότητας. Έτσι, μπορούν να αντικατασταθούν περιορισμένα στο εμπόριο και υποψήφια προς υποκατάσταση σκευάσματα. Η μεταβλητή δόση με το ευφυές ψεκαστικό παρείχε επίσης καλή προστασία κατά της μυκητολογικής μόλυνσης, ενώ εφαρμόστηκε τουλάχιστον 15% λιγότερο προϊόν.

Συμμετοχή στην ανάπτυξη και επιδείξεις στους ενδιαφερόμενους

Κατά τη διάρκεια του έργου, γεωργοί και γεωπόνοι συνέβαλαν στη διαμόρφωση του συστήματος.

Στην Ιταλία είχαν τη δυνατότητα να δουν το ευφυές ψεκαστικό για τους αμπελώνες και τις άλλες καινοτομίες σε λειτουργία και να διατυπώσουν προτάσεις για βελτίωση αυτών. Στο κανάλι του OPTIMA στο YouTube μπορείτε να βρείτε βίντεο από αυτές τις επιδείξεις, καθώς και πιο λεπτομερείς παρουσιάσεις του τρόπου λειτουργίας τους. Αξίζει να σημειωθεί ότι το ψεκαστικό μηχάνημα αναγνωρίστηκε για την υπεροχή του σε οικολογικές πτυχές στην έκθεση EIMA το 2020 και έλαβε το βραβείο καινοτομίας στην έκθεση SITEVI τον Δεκέμβριο του 2021.