Innowacyjne techniki monitoringu chorób i szkodników

Istnieją różnorodne metody uprawy roślin: od konwencjonalnej, poprzez integrowaną, aż po ekologiczną. Niezależnie od wybranej metody – podstawowym elementem związanym z ochroną roślin jest prawidłowa ocena zagrożenia ze strony chorób i szkodników. Najważniejsze w tym wypadku są właściwa identyfikacja problemu oraz odpowiedni termin wykonania zabiegu ochronnego.

Sposoby monitoringu i wyznaczenie optymalnego terminu zabiegu mają szczególne znaczenie
w uprawach ekologicznych, gdzie najczęściej posiadamy środki do stosowania profilaktycznego lub interwencyjnego, a wiele z tych preparatów działa specyficznie – na określone stadia szkodników lub patogenów w określonym czasie.

Rozwój patogenów powodujących choroby roślin zależy głównie od trzech elementów działających na siebie w określonym czasie: samego patogenu, rośliny gospodarza oraz warunków środowiska.

W przebiegu procesu chorobowego wyróżnia się cztery podstawowe fazy: infekcję (zakażenie), inkubację (wylęganie), chorobę właściwą (pojawienie się symptomów) oraz śmierć rośliny lub jej wyzdrowienie.

Infekcja to moment kluczowy dla zwalczania patogenu. Obejmuje okres od zetknięcia się patogenu z rośliną, do nawiązania z nią kontaktu pasożytniczego, czyli pierwszego pobrania pokarmu z tkanki rośliny. Infekcja jest więc najbardziej właściwym etapem w przebiegu choroby, w którym należy rozpocząć ochronę roślin. Aby doszło do infekcji potrzebna jest wystarczająca ilość materiału infekcyjnego: zarodników lub strzępek grzyba. Muszą również zaistnieć odpowiednie warunki środowiskowe, m.in.: odpowiednia temperatura, wilgotność czy obecność wody.

Większość strategii ochrony roślin, zwłaszcza w uprawie konwencjonalnej, opiera się na wykonywaniu zabiegów:

• profilaktycznych – w okresach krytycznych, określanych ogólnie lub prowadzonych bez analizy występowania zagrożenia, przy zastosowaniu preparatów o działaniu kontaktowym lub wgłębnym,
• interwencyjnych – po wystąpieniu objawów i identyfikacji sprawcy, najczęściej przy wykorzystaniu preparatów o działaniu systemicznym.

Innym sposobem zwalczania patogenów jest zastosowanie strategii opartej na określeniu zagrożenia infekcji przy wykorzystaniu danych meteorologicznych i modeli matematycznych w celu określenia optymalnego terminu wykonania zabiegu. Przy zastosowaniu tej metody możemy określić moment, w którym dochodzi do infekcji. Możemy również określić jak długo będzie on trwał, a więc jak dużo czasu mamy na wykonanie zabiegu ochronnego. Zastosowanie w tym czasie fungicydu lub biofungicydu kontaktowego jest najskuteczniejsze.

Jak to działa w praktyce? Stacja meteorologiczna automatycznie odczytuje dane klimatyczne i co 15 minut przesyła je na serwer (m.in. temp. powietrza i gleby, wilgotność względna, punkt rosy, wielkość opadu itp.).Na serwerze zainstalowany jest program oparty na matematycznych modelach chorobowych, który wykorzystuje przesłane dane meteorologiczne (ryc. 1). Program przetwarza te dane i przedstawia wyniki w postaci wykresu prawdopodobieństwa infekcji (ryc. 2). Jeśli przesłane ze stacji dane przekroczą wartości krytyczne założone dla modelu określonej choroby, to na wykresie pojawia się pik informujący o poziomie zagrożenia infekcją w uprawie (wyrażony w procentach).

Informacje o poziomie infekcji mogą być przedstawiane również w postaci tabeli z podanymi wartościami zagrożenia (tab. 1). Aby system był kompletny i spełniał swoją rolę, dostarczana jest również profesjonalna 7-dniowa prognoza pogody zawierająca: temp. powietrza, opady, zachmurzenie, ewapotranspirację (całokształt procesów związanych z odpływem do atmosfery wody parującej z powierzchni gleby pokrytej roślinnością), wilgotność względną, prędkość i kierunek wiatru oraz wskaźnik tzw. „okno oprysku” (ryc. ). Wszystkie te dane są weryfikowane i porównywane przez specjalistów. Na ich podstawie podejmujemy decyzję o wykonaniu zabiegu ochronnego.

W uprawach sadowniczych metodę tę wykorzystuje się powszechnie w zwalczaniu parcha jabłoni czy mączniaka prawdziwego w uprawie roślin ziarnkowych, chociaż możliwe jest również zastosowanie modeli matematycznych dla innych chorób w uprawach sadowniczych. Wprowadzamy do stosowania modele dla:

Roślin pestkowych: monilioza – brunatna zgnilizna drzew pestkowych, drobna plamistość liści drzew pestkowych, dziurkowatość liści drzew pestkowych, mączniak prawdziwy, antraknoza, szara pleśń,

Orzechów włoskich, leszczyny: antraknoza orzecha włoskiego, alternarioza orzecha włoskiego, rdza orzecha, bakteryjna zgorzel orzecha włoskiego,

Roślin jagodowych: antraknoza owoców, antraknoza pędów, mączniak prawdziwy, mączniak rzekomy, rdza, szara pleśń, skórzasta zgnilizna owoców, bakteryjna kanciasta plamistość liści, biała plamistość liści, antraknoza winorośli, nekroza kory winorośli.

W przypadku prognozowania występowania i przy zwalczaniu niektórych szkodników również wykorzystujemy dane ze stacji meteorologicznych, chociaż podstawowym narzędziem są pułapki feromonowe do odławiania szkodników.

Nowoczesne pułapki do odławiania szkodników wyposażone są w aparaty fotograficzne i karty SIM, dzięki którym każdego dnia na serwer przesyłane są zdjęcia owadów odłowionych na podłogę lepową (fot. 2). Zdjęcia poddaje się analizie w celu określenia liczby interesujących nas szkodników (np. motyli owocówki jabłkóweczki). Po przekroczeniu progu zagrożenia utworzony algorytm wykorzystuje dane ze stacji meteorologicznej i automatycznie wylicza czas od nalotu szkodników do wylęgu larw z jaj złożonych przez samice. Eksperci weryfikują poprawność wyliczeń. Do sadowników wysyłany jest odpowiedni komunikat.

KORZYŚCI PRECYZYJNEGO SYSTEMU MONITORINGU ORAZ SYGNALIZACJI CHORÓB I SZKODNIKÓW OFEROWANEGO PRZEZ AGRO SMART LAB:

• Monitorowanie zagrożeń 24 GODZINY/ DOBĘ
• Informacja o infekcji patogenu NA KILKA DNI PRZED WYSTĄPIENIEM objawów chorobowych
• Informacja O OPTYMALNYM OKRESIE zwalczania szkodników
• Lepsza JAKOŚĆ plonów
• OGRANICZENIE KOSZTÓW ochrony
• BEZPIECZNIEJSZY produkt

Tab. 1. Pełna informacja o rodzaju i poziome zagrożenia infekcjami chorobowymi, występującymi na poszczególnych gatunkach roślin: