POMODORO DA INDUSTRIA
AGRICOLTURA DI PRECISIONE
Notevoli i vantaggi sia economici sia ambientali
Serena Baiocco, PhD — Ricerca e Sviluppo
La strategia Farm to Fork e destinata a produrre notevoli impatti sull‘intera filiera agroalimentare: tra gli obiettivi principali da raggiungere entro il 2030, una riduzione del 50% dell’ utilizzo di fitofarmaci. Ne consegue quindi una crescente necessità di soluzioni alternative.
In questo contesto, l’agricoltura di precisione sta compiendo notevoli passi in avanti, fornendo strumenti digitali che consentono una gestione più efficiente delle risorse da parte dell’azienda. Tra questi , concepiti non per sostituire il tecnico o l’agricoltore, ma per assisterli nelle decisioni di campo, troviamo i sistemi di supporto alla decisione (DSS) basati su modelli previsionali. Sulla base dei dati di monitoraggio aziendali, utilizzando algoritmi ed equazioni matematiche, i DSS simulato Io sviluppo e la crescita delle piante, nonché l’evoluzione delle avversità sulle colture di interesse.
Ad esempio, in base al rischio infettivo presente nel proprio appezzamento l’ agricoltore può pianificare un trattamento fitosanitario e ottimizzare le proprie risorse.
Specifico per la difesa del pomodoro, la Ricerca e Sviluppo di Terremerse ha sviluppato un modulo DSS disponibile sulla piattaforma Agronomica 3.0 (https://www.agronomica30.it)
L’obiettivo è fornire uno strumento utile aII’agricoItore, consultabile in ogni momento anche da smartphone , che sia di supporto nella identificazione dei momenti più opportuni per effettuare i trattamenti di difesa, con notevoli vantaggi sia economici sia ambientali e , non ultimo, di qualità del prodotto finale.
DSS Peronospora del pomodoro
La peronospora del pomodoro, causata daII’oomicete Phyto- phthora infestans (Mont.) de Bary, rappresenta la principale avversità per questa coltura. I sintomi si possono manifestare su tutti gli organi della pianta, espandendosi anche velocemente. In determinate condizioni climatiche, se non gestite opportunamente, le infezioni possono persino provocare l’intera perdita della produzione. Per questo motivo, l’identificazione dei momenti in cui il rischio epidemico è elevato ha un ruolo strategico fondamentale nella difesa.
Il DSS Peronospora del pomodoro [Agronomica 3.0] interpretando le condizioni climatiche dell‘azienda di riferimento, consente di identificare i momenti più opportuni per effettuare trattamenti sia di tipo preventivo, sia tempestivo.
Le informazioni lnput necessarie per il funzionamento del DSS sono costituite da:
data di trapianto, temperatura minima, media e massima oraria (°C), umidità relativa media (%) e precipitazione (mm) orarie. Per simulazioni più aderenti alla realtà sarebbe opportuno quindi dotarsi di una stazione meteo.
I sensori installati adeguatamente nel proprio impianto consentono, infatti, di rilevare accuratamente Io specifco microclima della propria coltura.
Sostanzialmente, il DSS integra due modelli:
» lPl (Indice di Potenziale Infettivo), che consente di prevedere la probabile evoluzione nel tempo deII’inocuIo di Phytophtora infestans;
» MISP (Main lnfection and Sporulation Period), che consente di determinare gli eventi infettivi del patogeno.
In output, il sistema restituisce un indice di rischio epidemico che consente di identifcare i momenti più “pericolosi” per la coltura e la probabilità di infezione, aggiornata a livello orario (Figura 1). In caso di infezione fornisce anche il probabile periodo di comparsa sintomi. Einformazione viene tradotta in modo intuitivo tramite un oggetto grafco di immediata interpretazione (Figura 1), aggiornato a livello orario e consultabile via smartphone, pc o tablet: il verde è associato a un rischio basso, il giallo a un rischio medio ed il rosso a un rischio elevato.
L’utilizzo di questa informazione permette l’applicazione di una lotta preventiva, maggiormente efficace nei confronti deII’oomicete.
AI contempo , le informazioni fornite dal MISP relative alla data di infezione e comparsa sintomi , costituiscono un valido supporto per identificare i momenti più opportuni per effettuare trattamenti tempestivi , in caso di mancata copertura. Inoltre , anche a seguito di interventi preventivi , la conferma di un’avvenuta infezione da parte del MISP consente una rivalutazione del livello di protezione e una rimodulazione della strategia di difesa . In base alla gravità deII‘ infezione, infatti, potrebbe essere necessario anticipare un nuovo trattamento.
Esempio di utilizzo del DSS Peronospora del pomodoro
Nel biennio 2020-2021 è stato condotto uno studio nell’ambito del Progetto SUSYBEST (Sustainable System for Best Tornato and Maize Production), finanziato dal PSR Emilia- Romagna sulla Mis 16.1 Focus Area 4B , focalizzato sulle col ture del pomodoro da industria e del mais, per la realizzazione di sistemi gestionali innovativi a basso utilizzo di risorse, con supporto di DSS specifici in ambito Difesa, Irrigazione, Nutrizione.
Oggetto dello studio la valutazione deII’efficacia dell‘indice IPI , per la definizione del rischio infettivo, e del MISP, per la pianificazione dei rilievi dei sintomi della malattia.
Lo scopo principale: l’ottimizzazione del timing d’applicazione per migliorare l’efficacia dei prodotti utilizzati, in funzione delle informazioni estrapolate dal modello. La bontà dei risultati è stata valutata tramite rilievi di comparsa sintomi e di pressione della malattia.
Due prove sperimentali, una nel 2020 a San Romualdo (RA) , l’altra nel 2020 a Savarna (RA). La prima prova è stata condotta su un impianto di pomodoro (varietà Heinz 1534) trapiantato il 13/05/2020 con sesto d’impianto 1.5 m x 0.2 m (33’333 piante/ha). La seconda è stata eseguita su un impianto di pomodoro (varietà N 507) trapiantato il 07/05/2020 con sesto d’impianto 5 m x 0.2 m (33‘333 piante/ha) Il disegno sperimentale a blocchi randomizzati con 4 ripetizioni per ciascuna tesi e con un testimone all‘interno del disegno sperimentale. La superficie di ogni ripetizione di 5 m* (3 m in larghezza per 5 m in lunghezza) a San Romualdo e di 18 m* (3 m in larghezza per 6 m in lunghezza) a Savarna. In ogni caso, per il rilievo solo la parte centrale della parcella è stata considerata.
Il protocollo messo a punto ha consentito il confronto di tre tesi:
» Tesi 1: testimone non trattato;
» Tesi 2: trattamenti a calendario eseguiti ogni 7-8 giorni a base di MetaIaxiI-M (24 g/l) + Rame Metallo (sottoforma di solfato tribasico; 200 g/l), nome commerciale Ridomil Gold R liquido, formulazione SC (Sospensione Concentrata) alla dose di 4 I/ha come da etichetta;
» Tesi 3: trattamento a base di Ridomil Gold R liquido (dose 4 I/ha) eseguito consultando il DSS Peronospora del pomodoro , solo per valori elevati dell‘indice di rischio (rischio rosso); I trattamenti fogliari sono stati effettuati utilizzando un atomizzatore a spalla (Stihl SR-430) con un ugello alimentato ad aria e calibrato per applicare un volume di irrorazione di 1000 I/ha.
Il rilievo della malattia è stato eseguito alla comparsa dei primi sintomi secondo le linee guida EPPO, valutando un campione di 50 foglie e 50 bacche per ogni ripetizione (in totale 200 foglie e 200 bacche per tesi), calcolando l’incidenza e la
percentuale di area colpita (gravità) della malattia sulle foglie e conteggiando il numero di bacche colpite da Phytophthora infestans. I dati raccolti sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA) con test di Duncan (p < 0.05) per la separazione delle medie, previa opportuna trasformazione. Il grado di azione percentuale dei trattamenti è stato calcolato sui dati medi secondo la formula di Abbott.
Come si evince dal grafico output del modello (Graf. 1) per il 2020, solo alla fine del ciclo del pomodoro (inizio agosto) si sono verificate delle piogge tali da consentire l’instaurarsi della malattia. Infatti, il risultato della simulazione (Graf. 1) mostra un unico evento infettivo in data 05/08/2020, per il quale sono state calcolate anche le date di inizio e fine comparsa sintomi (Tabella 1).
I trattamenti a calendario sono iniziati in data 08/07/2020 e si sono protratti sino ai primi di agosto. La raccolta è stata effettuata il 25/08/2020. Come riportato in Tabella 2, nella Tesi 2 sono stati eseguiti 5 trattamenti rispetto ai soli 2 trattamenti basati sulle simulazioni del DSS ed eseguiti nella Tesi 3.
Da sottolineare che in data 24/7 l’output del modello, aggiornato in modo orario, dava inizialmente rischio alto (rosso) a causa delle piogge verificatesi in modo uniforme nell’arco del giorno precedente. Al termine della giornata ii valore era sceso leggermente, stabilizzandosi su un rischio media/alto, ma comunque giallo. Per questo motivo, nel corso della giornata,
è stato eseguito un trattamento anche sulla tesi 3. II DSS non
ha, comunque, rilevato l’innesco di un’infezione in tale data (vedi Graf. 1 e Tab. 1). A conferma della mancata infezione,in quel periodo non sono stati rilevati sintomi sul testimone.
La comparsa dei primi sintomi e stata rilevata in campo in data 7 agosto (Foto 1), un giorno prima rispetto alle previsioni del modello (Tabella 1).
In generale, ii 2020 e stato caratterizzato da una piovosità nella media. Solo le piogge tardive di fine luglio/inizio agosto hanno permesso l’instaurarsi di un’infezione. Lo sviluppo dei sintomi non è stato comunque particolarmente diffuso , sia per la minor suscettibilità del pomodoro
(maggior presenza di foglie vecchie e coriacee) sia per le elevate temperature del periodo.
Durante ii rilievo della malattia eseguito in data 11/08/2020 si è riscontrata sul testimone una bassa diffusione della malattia pari al 4.25±1.79% di foglie colpite e una percentuale d’area colpita dello 0.37±0.12%, senza un riscontro dei danni su frutto. Sulle tesi trattate non sono stati rilevati sintomi ne sulle foglie ne sui frutti.
Anche se la pressione della malattia e stata bassa ha comunque messo in luce una differenza statistica tra il testimone e le tesi trattate. Non è stata rilevata nessuna differenza
statisticamente significativa tra la tesi trattata consultando ii modello e quella trattata tradizionalmente. Quindi l’utilizzo del modello ha consentito, con una riduzione dei costi del 60%, di ottenere lo stesso livello di protezione raggiunto con le normali tecniche di difesa.
Per quanta riguarda la seconda prova, come evidente dal risultato della simulazione in Graf. 2, l’andamento meteorologico dell’ annata agraria 2021 non è stato favorevole per l’instaurarsi della fitopatia. lnfatti le scarse piogge verificatesi non sono state tali da scatenare degIi eventi infettivi.
I trattamenti a calendario (Tesi 2) sono iniziati in data 22/06/2021 e si sono protratti fino a fine luglio con turni di circa 8-12 giorni (Tabella 3).
A seguito delle piogge verificatesi tra il 16 e ii 17 luglio, si e verificato un innalzamento del rischio. I cerchi rossi in Graf. 2 indicano iI raggiungimento di un rischio elevato, per cui il 17 luglio e stato eseguito un trattamento antiperonosporico sulla Tesi 3.
Come riportato in Tabella 3, nella Tesi 2 sono stati eseguiti 4 trattamenti rispetto all’unico trattamento basato sulla simulazione del modello eseguito nella Tesi 3.
Durante ii rilievo della malattia eseguito in data 04/08/2021 sul testimone e sulle tesi saggiate,non sono stati rilevati sintomi di peronospora, ne su foglia ne su frutto. Quindi l’utilizzo del modello ha consentito, con una riduzione dei costi del 75%, di ottenere lo stesso livello di protezione raggiunto con le normali tecniche di difesa.
In questi due anni di sperimentazione le condizioni climatiche non sono state ottimali per la proliferazione della malattia.
Nella seconda prova la scarsa piovosità dell’estate 2021 non ha consentito lo sviluppo della fitopatia. Tuttavia, ii DSS e stato in grado di cogliere sia l’infezione del 2020, confermata dai rilievi di campo, sia l’assenza di infezioni del 2021. I dati raccolti e analizzati hanno quindi evidenziato le ottime capacita
predittive del DSS Peronospora del pomodoro [Agronomica 3.0].
Grazie al suo utilizzo e stato possibile eseguire i trattamenti in maniera preventiva rispetto al momento dell’infezione , migliorandone il timing d’applicazione e,conseguentemente, l’efficacia del prodotto utilizzato.
lnoltre,si e raggiunto il medesimo risultato eseguendo 1-2 trattamenti basandosi sulle simulazioni in confronto alle 4-5 applicazioni a calendario eseguite nella Tesi 2. Questa risultato preliminare mostra come l’utilizzo del DSS possa ridurre i trattamenti, anche del 75% in annate poco piovose. Si tratta quindi di uno strumento di difesa promettente che ha le potenzialità di limitare sia l’impatto ambientale sia economico, con l’ulteriore vantaggio di migliorare la qualità del prodotto finale, caratteristiche completamente in linea con la strategia Farm to Fork.
DSS Nottua Gialla
Alla base del DSS Nottua Gialla [Agronomica 3.0] e un modello fenologico in grado di simulare i tempi di sviluppo di una popolazione di Helicoverpa armigera, descrivendo ii passaggio degli individui attraverso le proprie fasi fenologiche (uovo, larva, pupa e adulto). Si assume che all’inizio dell’anno la popolazione sia costituita al 100% da pupe e, sulla base dei parametri biologici e delle temperature rilevate in campo, vengono calcolati il tasso di sviluppo
Fig. 2 – Esempio di widget output del DSS Nottua Gialla del pomodoro.
II termometro riflette la presenza delle diverse fenofasi: verde per pupe e adulti, giallo per uova e rosso per larve.
istantaneo relativo ai singoli stadi e per lo stadia adulto il tasso di fecondità. In pratica, il DSS consente di determinare le tempistiche di emergenza e le durate dei vari stadi di sviluppo per le diverse generazioni che si susseguono durante ii periodo di simulazione.
II sistema permette quindi di:
- individuare le tempistiche idonee per l’attuazione delle attività di monitoraggio dei voli;
- determinare i periodi di inizio dell’ovideposizione;
- ottimizzare le tempistiche di applicazione di trattamenti ovicidi e larvicidi.
Anche in questo caso l’informazione viene tradotta in modo intuitivo tramite un oggetto grafico a forma di termometro (Fig. 2) consultabile via smartphone, pc o tablet: il verde e associato alla presenza di pupe e adulti, il giallo alle uova mentre il rosso, che simbolicamente evidenzia un rischio elevato, è associato alle larve,che causano danni dirette alle colture.
Esempio di utilizzo del DSS Nottua Gialla
Nel 2021 e stata condotta una prova a Madonna dell’Albero (RA) con l’obiettivo di confrontare l’eff1cacia del metodo di lotta basato sull’utilizzo del DSS con le normali tecniche di contenimento della Nottua Gialla del pomodoro.
La prova e stata eseguita sulla terza generazione di Helicover pa armigera, su un impianto di pomodoro (varietà Tumatica) trapiantato il 10/06/2021 con sesto d’impianto 1.5 m x 0.2 m (33’333 piante/ha). Per l’ovideposizione la nottua gialla predilige foglie giovani non coriacee e infiorescenze appena sbocciate.Proprio per questo motivo e stato scelto un trapianto tardivo coltivato seguendo le normali pratiche colturali.La vigoria delle piante era omogenea in tutto il campo di prova.
II disegno sperimentale era a blocchi randomizzati con 4 ripetizioni per ciascuna tesi e con un testimone all’interno del disegno
sperimentale.
La superficie di ogni ripetizione di 12 m2 (3 m in larghezza per 4 m in lunghezza). I rilievi sono stati eseguiti solo nella parte centrale delle parcelle.
II protocollo impiegato ha consentito di confrontare tre tesi:
- Tesi 1: testimone non trattato
- Tesi 2: trattamento a base di Clorantraniliprole (35%), name commerciale Altacor , formulazione in granuli idrodispersibili (WG) alla dose di etichetta di 120 g/ha, eseguito al superamento della soglia d’intervento come descritto all’interno del Disciplinare di Produzione lntegrata Emilia-Romagna (2 piante con presenza di uova o larve su 30 piante controllate);
- Tesi 3: trattamento a base di Clorantraniliprole (35%), name commerciale Altacor, formulazione in granuli idrodispersibili (WG) alla dose di etichetta di 120 g/ha eseguito consultando ii DSS Nottua Gialla, al superamento dello 0,1% dello stadia “Uova” (inizio ovideposizione , rischio giallo).
I trattamenti fogliari sono stati effettuati utilizzando un irrora tore a CO2 a spalla, dotato di barra a mano con quattro ugelli a ventaglio piatto 80-03 distanziati di 35 centimetri, tarati per erogare un volume di irrorazione di 600 I/ha.
L’ attivita del volo della nottua gialla estata monitorata a partire dal 29 giungo 2021 (Graf1co 3), utilizzando una trappola inne scata con un’esca di gamma imbevuta del feromone sessuale speciflco (Z)-11-esadecenale + (Z)-9-esadecenale esadecenale. I rilievi sono stati eseguiti settimanalmente durante tutto ii periodo di studio. II dispenser del feromone e stato sostituito ogni 4-6 settimane.
I dati meteo acquisiti dalla stazione situata a meno di 700 m dalla prova sperimentale sono stati utilizzati come input del DSS.
Nella fase di picco di catture (dal 12/07/2021) sono iniziati i rilievi per ii monitoraggio delle uova. II superamento della soglia d’intervento descritto dal Disciplinare di Produzione lntegrata (2 piante infestate da uova su 30 campionate) e avvenuto il 21/07/2021.
II giorno seguente e stato eseguito ii trattamento a base di Clorantraniliprole sulla Tesi 2.
lnvece, nella stessa data il modello fenologico della Nottua Gialla simulava ancora l’ovideposizione della prima generazione e ii continua del volo della medesima generazione , ma non l’inizio del volo della seconda generazione (Grafico 4 alla pagina seguente).L’ output del DSS (Grafico 4) mostrava un inizio del volo della seconda generazione ii 23/07/2021, un inizio dell’ ovideposizione della terza generazione ii 28/07/2021 e la comparsa delle prime larva (inizio schiusura uova) il 30/07/2021.
Seguendo le indicazioni fornite dal DSS, in data 29/07/2021 e stato eseguito ii trattamento a base di Cloratra niliprole sulla Tesi 3.
II rilievo del danno dell’attività trofica delle larve sulle bacche (Foto 2) e stato eseguito alla fine della terza generazione, ii 18/08/2021 (a 30 giorni dall’ultimo trattamento), secondo le linee guida EPPO. Per ogni parcella e stato valutato un campione di 50 bacche (in totale 200 bacche per tesi) e calcolata l’incidenza conteggiando ii numero di bacche infestate da larve di H. armigera. I dati raccolti sono stati sottoposti all’analisi della varianza (ANOVA) con test di Duncan (p:s0.05) per la separazione delle medie, previa opportuna trasformazione.
II grado di azione percentuale dei trattamenti e stato calcolato sui dati medi secondo la formula di Abbott.
Dal rilievo e emerso che il testimone ha ottenuto un alto livello di danno pari al 30.5±9.29% di frutti colpiti. Per quanta riguarda le Tesi 2 e 3 l’incidenza di danno e stata pari al 14±5.88% e al 6±1.63% (Grafico 5 alla pagina seguente) con un’ efficacia rispettivamente del 54.1% e 80.3%, con una differenza statisticamente significativa rispetto al testimone. La Tesi 3 (DSS) ha quindi ottenuto un ottimo livello di protezione, migliore di
quello raggiunto nella Tesi 2 (disciplinare) e, anche in questo caso, in modo statisticamente signif1cativo.
Nel 2021 l’infestazione di Helicoverpa armigera e stata elevata.
La bassa efficacia del trattamento della Tesi 2 potrebbe essere riconducibile a un timing di applicazione anticipato, che non ha permesso una buona protezione sulla terza generazione. Probabilmente, infatti, le uova individuate nei rilievi di campo erano quelle di seconda generazione. L’Output del DSS (Graf. 4), in data 22 luglio (data del trattamento della Tesi 2) mostrava un 53.9% di ovideposizione della seconda generazione senza simulare un inizio di ovideposizione della terza generazione. Da un’analisi delle catture, il picco del volo rilevato ii 20 luglio pub essere riconducibile a una sovrapposizione dei voli della prima e seconda generazione di adulti. lnfatti , il modello simula l’inizio del volo ii 23 luglio e l’inizio dell’ ovideposizione il 28 e ii 29 luglio.
Per quanto riguarda la Tesi 3, una differenza di 7 giorni nella data di trattamento rispetto alla Tesi 2 ha consentito un ottimo controllo dell’Helicoverpa armigera.
lnfatti, l’attivita ovolarvicida di Clorantraniliprole ha permesso da un lato di ridurre la vitalità delle larve nate dalle uova di seconda generazione ,
dall’altro di devitalizzare le uova di terza generazione appena deposte.
II DSS Nottua Gialla può quindi guidare i tecnici nei rilievi, soprattutto in quelle fasi in cui si verificano sovrapposizioni di generazioni, con un notevole risparmio del tempo impiegato nell’attivita di monitoraggio.
Ma non solo. Sono molti i benefici derivanti dall’utilizzo di questo DSS, quindi dall’adozione di una strategia di precisione: ottimizzare l’efficienza produttiva e qualitativa effettuando interventi mirati, migliorare ii timing d’applicazione dei pro- dotti ovo-larvicidi e incrementare l’efficacia dei prodotti insetticidi utilizzati.
