Usare i droni nella lotta contro la ticchiolatura

L'infezione fungina provoca lesioni crostose scure sulle foglie e sulla buccia della mela, che lascia inalterato il sapore, ma lo rende effettivamente invendibile.

“È un problema enorme, "dice Peter Wagner, proprietario di Applecrest Farm Orchards, un frutteto di 110 acri nel sud-est del New Hampshire. "Trenta anni fa, ti è stato permesso di avere una crosta sulla tua mela che era probabilmente di 10 millimetri, o metà delle dimensioni di un centesimo, senza alcun problema. Ora non puoi mettere niente di tutto questo nella confezione di mele, quindi rende la mela non commerciabile”.

La crosta di mele è meno problematica nelle regioni più secche, come lo stato di Washington. Ma in posti come New York, New Hampshire, Vermont o Massachusetts, la ticchiolatura è il patogeno numero uno e la principale preoccupazione dei coltivatori di mele.

Negli ultimi decenni, i ricercatori hanno fatto passi da gigante nella comprensione del ciclo di vita del fungo, quindi gli agricoltori spruzzano meno del solito, con risultati migliori. Alcuni agricoltori usano persino modelli predittivi, come il programma olandese RIMpro per prevedere i migliori tempi di irrorazione. Ma la crosta di mele è ancora una battaglia persistente, ed è particolarmente difficile "" se non quasi impossibile "" per gli agricoltori biologici coltivare un raccolto senza crosta.

Così i ricercatori dell'Università del New Hampshire stanno lavorando a un nuovo strumento per combattere la crosta di mele:i droni.

I ricercatori Matthew Wallhead e Kirk D. Broders stanno con il prototipo di drone con crosta di mele.

“Quando pensi alla produzione di mele ora, un coltivatore ha bisogno di camminare nel suo frutteto ogni giorno per assicurarsi di vedere nuovi insetti nocivi o nuove malattie che entrano in un frutteto, "dice il patologo delle piante Kirk D. Broders, un assistente professore all'UNH. “Ma quando parli di un 10, 20, frutteto di 100 acri, la tua capacità di farlo ogni giorno è quasi impossibile.”

Ma è possibile con un piccolo veicolo aereo senza pilota (UAV), o drone, portando una telecamera a infrarossi che acquisisce immagini multispettrali del frutteto. Un programma per computer sgretola le lunghezze d'onda in ogni pixel, che consente di affinare colori e temperature ”“ e individuare la crosta di mele.

La crosta di mele è visibile su alcune foglie cadute. Il patologo dell'UNH Kirk D. Broders mostra una mela con una crosta. Matthew Wallhead indica il "cervello" del drone.

“Se avessi un UAV che avesse la capacità di salire una volta al giorno, prendi un'immagine digitale o più immagini digitali "" sia a infrarossi che a spettro normale:potresti effettivamente monitorare il tuo frutteto usando $ 2, 000 UAV, "dice Broders.

Il dottorando Matthew Wallhead è a capo del progetto presso UNH, e ha costruito il primo sistema di questo tipo quest'estate per circa $ 2, 400. Include un drone di sorveglianza a basso costo di una startup del Massachusetts chiamata Rotary Robotics "" anche se Wallhead preferisce il termine UAV poiché "il termine "drone" ha tradizionalmente implicato un sistema armato, ” dice – e due fotocamere digitali point-and-shoot. Wallhead ha rimosso i filtri a infrarossi dalle telecamere utilizzando un tutorial online.

"Persone che solo ora stanno iniziando a capire cosa sono in grado di fare questi veicoli aerei senza equipaggio".

"Abbiamo convertito una fotocamera da $ 100 nell'equivalente di $ 4, 000 fotocamera ti darà, quindi è eccitante, "dice Wallhead. "Questa stagione è stata in gran parte focalizzata sulla messa a punto e sull'apprendimento di far volare l'aereo in modo efficace".

Broders afferma che l'obiettivo finale è sviluppare un sistema UAV di monitoraggio dei frutteti che potrebbe essere venduto ai coltivatori per meno di $ 2, 500, sebbene stimi che siano a cinque anni di distanza da un prodotto reale.

Non è la prima volta che l'imaging multispettrale viene utilizzato in agricoltura. I ricercatori hanno analizzato le piante utilizzando apparecchiature di laboratorio, e le grandi aziende agricole possono noleggiare aeroplani per sorvolare e acquisire immagini multispettrali di ampie aree di mais o soia per monitorare la salute delle colture.

"Quello che stiamo cercando di fare è sviluppare un sistema che ci permetta di fare cose intermedie"" quindi non su scala di laboratorio di un singolo impianto, e non sull'aereo su una scala a più campi alla volta, ” ha detto Broders. "Stiamo cercando di sviluppare un sistema a basso costo che possa essere effettivamente utilizzato da singoli ricercatori o da singoli coltivatori".

Alla Fattoria Applecrest, Peter Wagner chiama la prospettiva di un sistema di imaging a infrarossi conveniente che potrebbe essere utilizzato quotidianamente, “piuttosto fantastico.”

"Penso che sia un grande sforzo"" senza dubbio "" in particolare il fatto che la maggior parte della crosta che non eliminiamo di solito si verifica in cima all'albero, ” ha detto Wagner. “Ai vecchi tempi con i grandi alberi, potresti arrampicarti e guardarti intorno "" il che richiede tempo "" ma ora con le nuove piantagioni, gli alberi sono più giovani, più piccoli, ed è più difficile arrampicarsi perché gli arti non sono così forti.”

Wallhead e Broders immaginano che i coltivatori di mele utilizzino il sistema di telecamere drone in combinazione con i modelli predittivi per la crosta di mele "" i dati in tempo reale che dicono agli agricoltori quando spruzzare.

Matthew Wallhead traccia un ipotetico corso di pilota automatico per il drone.

"L'UAV è davvero solo uno strumento che stiamo usando per gestire la crosta di mele, perché la crosta di mele è così difficile da controllare, ” ha detto Broders. “Stiamo usando il nostro modello predittivo per migliorare l'applicazione di composti certificati organicamente. Stiamo usando l'UAV per la diagnosi precoce. E poi quando possibile, stiamo utilizzando varietà resistenti per aiutarci anche a ridurre gli input di fungicidi e fornire un migliore controllo".

Una varietà resistente alla ticchiolatura che cresce nel frutteto sperimentale della Woodman Farm dell'UNH è Crimson Crisp, il prodotto della collaborazione tra la Purdue University, Rutgers e Università dell'Illinois.

Mentre la crosta di mele è la principale preoccupazione negli Stati Uniti orientali, i dati multispettrali possono essere utilizzati anche per rilevare altri problemi ”“ dai danni degli insetti alla carenza di azoto. Applicazioni mirate di fertilizzante, pesticidi e fungicidi significano che i coltivatori usano meno, che è meglio per l'ambiente e per i consumatori "" così come per i profitti dell'agricoltore.

I droni potrebbero essere utilizzati anche per monitorare la salute delle foreste, scansione per malattie o coleotteri invasivi.

“Penso che abbia applicazioni anche al di là dell'agricoltura, ” ha detto Broders. "E penso che ci siano un certo numero di persone che solo ora stanno iniziando a capire cosa sono in grado di fare questi veicoli aerei senza equipaggio".