Promovarea de strategii avansate pentru protecția integrată a plantelor

Implementarea practicilor integrate de gestionare a dăunătorilor, bolilor plantelor și buruienilor poate fi o provocare semnificativă pentru fermieri și consultanți. Sistemele de asistență în luarea deciziilor (DSS) pot ajuta în luarea deciziilor pe teren (IPM). Sistemele de asistență în luarea deciziilor (DSS) reprezintă o resursă importantă pentru avansarea protecției integrate a plantelor. SPO ajută cultivatorii și consilierii lor să îmbunătățească deciziile pe baza informațiilor despre riscurile potențiale pentru culturi. Majoritatea sistemelor, în special cele tactice și operaționale, sunt intrinsec legate de monitorizarea culturilor, deoarece datele observaționale sunt de obicei necesare pentru a rula modelul, iar rezultatele necesită adesea o monitorizare mai specifică pentru a defini rezultatul final. Monitorizarea este deja o parte cheie a managementului integrat pentru protecția plantelor, dar este consumatoare de timp și poate fi costisitoare. SPO permite utilizatorilor să se concentreze pe monitorizarea culturilor sau a părților de cultură cele mai vulnerabile și în care o protecție eficientă ar avea beneficii economice. Un astfel de SPO oferă utilizatorilor încrederea de a ști dacă este necesară monitorizarea țintită a culturilor și informații despre modul de realizare a acesteia. Acest proces de luare a deciziilor în două etape permite utilizarea tuturor tehnicilor managementului integrat pentru protecția plantelor, fie preventive, fie curative. Dezvoltarea avansată a SPO pentru managementul integrat al protecției plantelor de obicei ia forma unor sisteme noi specifice pentru dăunători, astfel încât utilizarea lor poate fi limitată în funcție de regiune și/sau acces la resurse (de exemplu, date climatice). În cadrul proiectului Decizii IPM (H2020 Nr. 817617), cercetătorii dezvoltă o platformă online care permite accesul extins la sistemele actuale și viitoare la nivel multinațional. Platforma "Decizii IPM" oferă sprijin în luarea deciziilor pentru protecția integrată a plantelor. Este un cadru bazat pe tehnologii web care permite fermierilor, consilierilor și cercetătorilor să acceseze o gamă largă de sisteme de asistență în luarea deciziilor și date meteorologice din întreaga Europă printr-un set de patru panouri de control. Platforma permite evaluarea fiabilității și adecvării diferitelor sisteme de asistență în luarea deciziilor, astfel încât aceștia să le poată alege pe cele care se potrivesc cel mai bine nevoilor lor.

Scopul proiectului "IPMworks - Wide IPM Farm Demo Network" este de a construi o rețea de fermieri din întreaga UE pentru a demonstra și promova adoptarea strategiilor IPM prin partajarea cunoștințelor și învățarea mutuală. În prezent, agricultura europeană depinde în mare măsură de utilizarea produselor de protecție a plantelor (FFS). În majoritatea fermelor europene, protecția culturilor împotriva organismelor dăunătoare (insecte, boli, buruieni și altele) în scopul evitării pierderilor de recoltă depinde în principal (și uneori exclusiv) de utilizarea FFS. Un astfel de nivel ridicat de utilizare a FFS a condus la o îngrijorare crescută cu privire la impactul lor asupra mediului și sănătății umane. În plus, acestea pot cauza și probleme pe termen lung pentru fermieri, deoarece utilizarea repetată a FFS cu același mod de acțiune duce adesea la o eficacitate redusă datorită dezvoltării rezistenței. Conform Pactului Ecologic European, mai exact a strategiei de la fermă la masă, UE intenționează să reducă utilizarea FFS cu 50% până în 2030. Acesta este evident un obiectiv foarte ambițios care va fi extrem de dificil de atins. În același timp și în conformitate cu Directiva 2009/128/CE privind utilizarea durabilă a FFS (SUD), statele membre ale UE au formulat planuri de acțiune naționale (PAN) menite să reducă dependența de utilizarea FFS. În următorii ani, deci, reducerea utilizării FFS va fi o prioritate majoră pentru politica agricolă din întreaga Europă, iar fermierii vor trebui să fie în fruntea acestei transformări. Fermierii din întreaga Europă testează și implementează deja cu succes strategii avansate de IPM mai puțin dependente de FFS. Provocarea pentru agricultura europeană este de a extinde acest grup și de a promova adoptarea mai largă a strategiilor avansate de IPM. Proiectul IPMWORKS își propune să atingă acest obiectiv prin împărtășirea "poveștilor de succes", organizarea de activități de comunicare a cunoștințelor între colegi, promovarea demonstrațiilor la fermă și formarea fermierilor și a consilierilor în domeniul IPM. În trecut, aceste activități s-au dovedit a fi instrumente excelente pentru diseminarea informațiilor.

IPMWORKS va coordona rețelele existente care deja promovează strategiile avansate de IPM în domeniul agricol și va stabili, de asemenea, noi centre agricole în regiuni sau sectoare în care pionierii IPM nu sunt încă implicați într-o rețea relevantă. Proiectul va implica fermieri, consilieri, factori de decizie politici, consumatori și alți actori-cheie din Europa pentru a demonstra că strategiile bazate pe IPM adoptate în ferme reale din diferite sisteme de producție reduc dependența de produsele de protecție a plantelor și reduc expunerea oamenilor. Proiectul va demonstra că IPM poate menține sau îmbunătăți profitabilitatea economică într-o fermă și poate reduce impactul agriculturii asupra mediului. Demonstrarea că "IPM funcționează" va avea loc atât la nivel de fermă - cu diferite condiții de producție, opțiuni de IPM și instrumente de comunicare - cât și la nivel regional, național și al UE. IPMWORKS va lucra cu fermieri, consultanți și alți actori inovatori și se va concentra pe inițiative care vor realiza oferta europeană verde și strategia agricolă.

Noi tehnologii și digitalizarea în agricultură

Sistemul de digitalizare este introdus treptat în diferite domenii. În ultimii ani, tehnologia modernă a informației și comunicațiilor (ICT), cum ar fi echipamentele de măsurare de precizie, senzorii, sondele, sistemele de poziționare geografică, dronele, robotica, precum și Big Data (baze de date mari), Internetul, au fost utilizate tot mai mult în domeniul agriculturii. "Agricultura inteligentă" are un potențial mare de a contribui la realizarea unor producții agricole mai mari și mai durabile, deoarece se bazează pe o abordare mai precisă și mai eficientă decât cea clasică. Cea mai importantă motivare pentru introducerea digitalizării este economică, dar aceasta este introdusă și din alte necesități. Poate aduce beneficii considerabile în ceea ce privește problemele de mediu, cum ar fi utilizarea mai eficientă a apei, reducerea utilizării îngrășămintelor și pesticidelor, consum redus de combustibil, optimizarea procesării, și altele.

Exploatațiilor agricole le sunt furnizate date grafice privind parcelele agricole și utilizarea terenurilor, pe care le pot folosi pentru a ghida utilajele agricole pe baza sistemului global de poziționare GNSS, sau pentru a planifica plantarea și rotația culturilor. Unele ferme folosesc și supravegherea aeriană - analiza imaginilor satelitare sau a imaginilor obținute cu drone mai mici - pentru a identifica mai rapid semnele bolilor plantelor, deficiențele de nutrienți sau lipsa apei la plante. Fermele pot folosi, de asemenea, date precise privind vremea locală pentru scopuri de irigare, pentru reducerea consumului de apă în agricultură și a proteja în mod oportun culturile împotriva dăunătorilor și bolilor. Prin acțiuni prompte, se pot reduce sau chiar elimina consecințele secetei. Digitalizarea eficientă în agricultură necesită înregistrări digitale de bază ale suprafeței, o rețea bine dezvoltată de stații agrometeorologice, un serviciu public eficient de sănătate a plantelor care, cu ajutorul diferitelor modele și monitorizare directă, prezice dezvoltarea bolilor și dăunătorilor și oferă sfaturi privind cea mai potrivită strategie de protecție a plantelor. Senzorii îndepărtați (imagini satelitare și fotografii aeriene cu drone) reprezintă una dintre abordările centrale pentru captarea datelor privind starea culturilor. Gama de utilaje agricole care pot înregistra și/sau utiliza date pentru implementarea agriculturii de precizie (combine, distribuitoare de îngrășăminte minerale, pulverizatoare, semănătoare) este în creștere treptată și acest lucru permite o introducere mai rapidă a digitalizării în agricultură.

Aplicarea sistemelor de protecție a plantelor controlate la distanță

Metodele de control al bolilor plantelor și dăunătorilor presupun distribuția uniformă a acestora în cultură sau în plantație, dar în practică aceștia sunt adesea distribuiți inegal. Unii dăunători și unele boli apar mai întâi local și se răspândesc ulterior într-o parte mai mare a plantației sau câmpului. În practică, protecția eficientă a plantelor este legată de monitorizarea cea mai actuală și în timp util a semnelor vizibile ale apariției bolilor și dăunătorilor, ceea ce necesită inspecții regulate ale plantelor. Această monitorizare sau inspecție este consumatoare de timp și costisitoare, iar eficacitatea suprimării este legată de experiența inspectorului și de promptitudinea recunoașterii primelor semne ale fenomenului. Metodele de teledetecție fac posibilă detectarea prezenței bolilor sau dăunătorilor pe suprafețe mai mari și în diferite etape ale fenomenului. În teledetecție, se folosesc diferiți senzori, care sunt montați pe suporturi diferite oferind precizie temporală și spațială.

Cele mai comune grupuri de senzori sunt: senzori RGB, hiperspectrali, multispectrali, termici și de fluorescență. Deși detectarea bolilor și dăunătorilor este posibilă cu senzori din toate cele cinci grupuri, alegerea senzorului depinde de platformă (solarii, drone, satelit) și de precizia dorită. Senzorii RGB permit determinarea prezenței agenților patogeni care cauzează modificări în frunze, dar utilitatea lor pentru determinarea infecțiilor înainte de dezvoltarea simptomelor vizibile este limitată. Aceasta din urmă este posibilă cu ajutorul senzorilor multispectrali, hiperpectrali și termici. Aceste patru grupuri de senzori pot fi folosiți și la distanțe mai mari (de exemplu, pe un avion), cu iluminare naturală. Senzorii de fluorescență permit detectarea precisă a bolilor și sunt, prin urmare, potriviți pentru utilizare în zone limitate, cum ar fi solariile și laboratoarele.

Suporturi pentru senzori utilizați în agricultură

Cele mai comune suporturi ale senzorilor de teledetecție utilizați în agricultură sunt sateliții, vehiculele aeriene fără pilot ("drone"), avioanele, terenul, laboratoarele și solariile. Datorită distribuției spațiale eterogene a dăunătorilor și bolilor, teledetecția cu senzori optici este cea mai potrivită tehnologie pentru furnizarea informațiilor despre focarele și extinderea infecțiilor. Metodele avansate de analiză a datelor sunt esențiale pentru utilizarea eficientă a datelor de teledetecție pentru detectarea dăunătorilor și bolilor plantelor.

Agricultura de precizie și digitalizarea în agricultură

Pentru a obține cea mai bună utilizare a practicilor de agricultură de precizie, avem nevoie de mașini și echipamente potrivite, care sunt susținute tehnic pentru a ne permite să le folosim. Mașinile inteligente (distribuitor de îngrășăminte minerale, semănător, pulverizator, combina de cereale, combina de siloz) diferă de mașinile clasice prin funcționalități suplimentare, cum ar fi "Controlul secțiunii", care comută automat "secțiunile" pornite și oprite și astfel previne suprapunerile la trecerile în câmp și pentru viraje laterale, asigură distanțe uniforme între culturi și condiții de creștere similare, în special la marginea câmpului, și "Controlul ratei variabile" care ne permite să fertilizăm și să pulverizăm exact unde și exact cât este necesar. Toate mașinile au nevoie de o conexiune la un computer care să le poată controla, dar sunt de obicei conectate printr-un controler ISOBUS, care este de obicei situat pe tractor și conține datele necesare pentru a controla hărțile de îngrășăminte și de pulverizare. Mașinile sunt controlate prin intermediul controlerului ISOBUS. Pentru o funcționare de succes avem nevoie, de asemenea, de informații despre locația exactă, informații care pot fi obținute din diferite sisteme de localizare, unul dintre cele mai cunoscute fiind sistemul GPS, cu ajutorul căruia obținem o precizie de 3 până la 4 metri, suficientă pentru a aplica îngrășăminte artificiale. O precizie mai mare este necesară pentru pulverizare și semănare, aceasta putând fi obținută prin RTK și oferind o precizie de până la 1 cm. Pentru a determina cât de mult să dozăm ceva într-o anumită zonă, avem nevoie mai întâi de date despre cerințele și starea câmpului. Datele necesare pot fi obținute cu o dronă sau satelit, care, cu ajutorul senzorilor multispectrali, detectează starea plantelor și pot produce indici speciali de vegetație, care ne arată condițiile depresive și sănătoase ale parcelei. Deoarece nu putem determina cauza exactă pe baza imaginii în sine, este necesar să mergem pe teren și să determinăm cauzele și să ajustăm măsurile ulterioare pe baza constatărilor.

Datele și informațiile despre sol și mediu pot fi accesate printr-un browser web GIS dedicat. Conținutul datelor și informațiilor se schimbă dinamic. În acest moment, sunt disponibile date publice interpretate și actualizate ale Hărții pedologice a Sloveniei 1:25.000, unele hărți pedologice cu o scară mai precisă, profiluri pedologice și unele date din proiectele de cercetare despre solurile KIS. În plus, accesul la diverse informații în format raster este activat, ceea ce este important pentru ghidarea producției agricole durabile, pentru protejarea mediului și a resurselor naturale.

Prezicerea irigației culturilor folosind teledetecția

Creșterea si dezvoltarea corectă a plantelor depinde de o cantitate adecvată de apă. Nivelul scăzut al producției agricole este, printre altele, o consecință a productivității reduse și utilizarea deficitară a apei. Atunci când decidem să irigăm, este important să nu irigăm prea mult sau prea puțin și să facem irigarea în perioada corectă.

Consecințele irigării neprofesionale au un impact negativ asupra:

- stării de sănătate a plantelor, care duce la extinderea bolilor plantelor și necesită un consum mai mare de fonduri pentru protecția plantelor,

- recoltei,

- calității și durabilității recoltei,

- valoarea de piață a recoltei și, implicit, competitivitatea producției,

- absorbția redusă a nutrienților în plantă și creșterea posibilității de spălare a nutrienților din zona rădăcinii,

- eficacitatea și degradarea agenților de protecție a plantelor, crescând șansele de spălare a acestora din sol,

- eficiența utilizării apei și sustenabilitatea economică și ambientală a producției agricole, deoarece cauzează consum excesiv de apă pentru irigare.

Teledetecția dăunătorilor

În ultimii ani, a început să fie utilizată și abordarea așa-numitei "detecția la distanță a organismelor dăunătoare" - capcane electronice - în domeniul monitorizării organismelor dăunătoare. Cu ajutorul capcanelor electronice Trapview, este posibil să se monitorizeze de la distanță apariția dăunătorilor din ordinul Lepidoptera, desigur, pentru acele specii pentru care există un feromon. Dispozitivul este compus dintr-un panou solar, o carcasă exterioară și un interior care conține partea electronică pentru capturarea imaginii și transmiterea datelor, precum și o placă lipicioasă cu feromon adăugat de utilizator. Dispozitivul transmite date (o imagine a plăcii lipicioase cu capturi) prin protocolul GPRS către serverul producătorului, ceea ce permite utilizatorului să vizualizeze capturile prin intermediul unei aplicații web sau mobile. Introducerea acestor noi tehnologii în serviciul de prognoză permite raționalizarea procedurilor, deoarece utilizarea actuală a momelelor de feromoni necesită inspecții vizuale pe teren și, astfel, costurile materiale cresc. Dispozitivul este echipat cu o cameră video de înaltă rezoluție, iar datele sunt transmise prin rețeaua mobilă, astfel încât este posibil să se monitorizeze capturile în aplicația de pe telefonul mobil sau computer. Imaginile fluturilor capturați pot fi monitorizate prin aplicația Trapview, care permite, de asemenea, utilizatorului să vizualizeze imagini recente și istorice pe tot parcursul sezonului.