La distribuzione a dose variabile e l iniezione diretta dei fitofarmaci

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1 La distribuzione a dose variabile e l iniezione diretta dei fitofarmaci 1 Gianfranco Pergher - Dipartimento di Scienze agrarie, ambientali, alimentari e animali (Di4A) - Università di Udine schema

2 dose 2 cosa intendiamo per dose? dose = quantità di prodotto fitosanitario da distribuire (g, ml ecc.) superficie di terreno coltivata (ha) NON di acqua o di miscela (acqua + p.f.); per la quale parliamo di volume di distribuzione (l/ha) dose distribuita = quantità consumata dose distribuita > quantità consumata in questo caso si distingue fra distribuzione e consumo di p.f. (g/ha, ml/ha ecc.)

3 3 tradizionale indicazioni in etichetta: dose (g/ha, l/ha ecc.) per i diserbanti concentrazione (g/hl, ml/hl ecc.) per fungicidi e insetticidi, spec. per colture arboree esempio: etichetta 2005 g/hl

4 4 tradizionale la concentrazione però NON rappresenta una dose la quale dipende dal volume/ha: dose (g/ha) = concentrazione (g/l) x volume (l/ha) volume/ha variabile (in funzione della presenza o dell estensione della vegetazione) = dose variabile possibilità di variare il volume/ha sui diversi appezzamenti (a seconda della coltura, forma di allevamento ecc.) = dose variabile

5 volumi normali 5 per consentire le applicazioni a basso volume, è stato necessario definire un volume standard detto normale o di riferimento di conseguenza si è cominciato a parlare di dose fissa o dose piena dose fissa (g/ha) = concentrazione (g/l) x volume normale (l/ha) esempio: etichetta 2005 i dosaggi sono riferiti a volumi di 1500 l/ha. Per volumi inferiori utilizzare (su frutteto) la dose corrispondente a quella distribuita con 1500 l/ha o 1000 l/ha su vigneto

6 6 dose/ha oggi la maggior parte delle etichette riporta esplicitamente una dose/ha anche perché richiesto dalle normative dell UE g/hl g/ha

7 7 le garanzie del produttore per ottenere la registrazione di un prodotto fitosanitario (p.f.), il produttore deve dimostrare (Regolamento CE n. 1107/2009 art. 4, commi 2 e 3) che: è sufficientemente efficace; il p.f. e i suoi residui non hanno alcun effetto nocivo sulla salute umana; il p.f. e i residui non hanno alcun effetto inaccettabile sull ambiente

8 8 le garanzie del produttore perciò il produttore deve specificare le condizioni d impiego fra cui: la dose/ha (massima ) eventualmente anche n. max di trattamenti, quantità max all anno distanze di sicurezza da corsi d acqua ogni altra precauzione per garantire quanto sopra perciò la dose riportata in etichetta deve essere: sufficientemente bassa da garantire residui e impatto ambientale accettabili ma anche essere sufficientemente alta da garantire che il prodotto è efficace anche per evitare fenomeni di resistenza da sottodosaggio dose raccomandata (massima) con max 15 hl/ha

9 problema 9 il problema è che l applicazione di una dose/ha fissa produce depositi molto diversi a seconda dell estensione della superficie bersaglio da trattare esempio: LAI= l/ha LAI= deposito medio (µl/cm²) LAI (indice di area fogliare) = area fogliare superficie del terreno fonte: M. Vieri, Università di Firenze

10 10 prove sperimentali come confermato da moltissime prove sperimentali variazioni di deposito normalizzato (a parità di dose distribuita) dell ordine di 4-5 volte a seconda del LAI e dello stadio vegetativo deposito normalizzato, µg/cm² (*) y = x R 2 = indice di area fogliare LAI 53 prove su vari vigneti (a guyot, casarsa, cordone speronato, cordone libero) Ciascun punto è la media di 3-4 ripetizioni Interfila: m Intervallo d altezza della chioma: m Pergher et al., (*) normalizzati per una dose fissa (100 g/ha)

11 rischi 11 depositi troppo alti o troppo bassi comportano rischi deposito normalizzato, µg/cm² depositi + alti più residui più deriva fitotossicità depositi nella media minore efficacia fenomeni di resistenza depositi + bassi indice d'area fogliare (LAI) piante piccole, giovani, con pochi strati fogliari piante grandi, con molti strati fogliari, chioma densa

12 dose variabile 12 metodi per definire la dose ottimale in base alle caratteristiche della coltura sono stati proposti fin dagli anni 70 metodo "Tree Row Volume" USA, Svizzera, Australia = dose proporzionale al volume della chioma =

13 parete fogliare 13 in Belgio, Norvegia accordo di massima fra le principali industrie chimiche (2009) metodo "Leaf Wall Area" = dose proporzionale alla superficie di parete fogliare =

14 Walklate & Cross 14 tutti questi metodi sono riconducibili a un modello generale di deposizione (Walklate et al., ): Q' dose corretta Q', kg/ha a w h a w h = 10 2 d' o anche Q' ε b ε b d', µg/cm 2, deposito medio efficace ε, efficienza di captazione (frazione depositata a bersaglio) a, m 2 /m 3, densità fogliare w, m, larghezza della chioma h, m, intervallo d altezza della chioma (ossia della fascia irrorata) b, m, distanza fra le file?

15 modello di deposizione 15 che può essere semplificato (e diventa valido) in certe condizioni: a w h Q' ε b modello generale Walklate et al., se aw/ε = k Q' k h b metodo LWA (Koch 2007; Pergher 2008) che è il concetto del metodo Leaf Wall Area: dose proporzionale all area della parete fogliare

16 LWA (parete fogliare) 16 dose proporzionale all area della parete fogliare (LWA, m²/ha) richiede due soli parametri: h (altezza) e b (interfila) h LWA Q' k 4 = 10 h b h b b Walklate e Cross, 2013

17 esempio LWA cm 130 cm 220 cm Data Struttura Data standard (*) 7.7. h, m 0.6 (2.0) 1.7 b, m 2.2 (2.5) 2.2 LWA m²/ha Dose, % 34% 100% 97% 220 cm 70 cm h = 0.6 m LLI = cm (*) LWA per la quale la dose piena (100%) è ancora sufficientemente efficace. 60 cm h = 1.7 m LLI = cm

18 verifiche sperimentali 18 la condizione: aw/ε = k significa che l efficienza di captazione (ε) è proporzionale all indice di strati fogliari (LLI = aw) ε (efficienza di captazione, %) ε =100*(1-EXP( *aw)) Pergher e Petris, 2008 Casarsa Cortina Guyot Cordone aw = LAI b h aw (indice di strati fogliari, LLI)

19 19 risultato la dose variabile (LWA) permette di ottenere un deposito (quasi) costante per un ampio intervallo di LAI con risparmi di fitofarmaco fino al 60% circa 0.50 eccezione: 2 casi con LLI > 3.0 (LAI = ) deposito normalizzato, µg/cm² (*) % y = x R 2 = y = x R 2 = dose fissa (kg/ha) dose variabile (LWA) 2 casi con LLI > indice di area fogliare LAI

20 20 precisazioni il modello si basa sul deposito medio; ma l efficacia dipende anche e soprattutto dall uniformità dei depositi irroratrici correttamente regolate orientamento degli ugelli portata e velocità dell aria l ispezione periodica e la taratura sono importanti! il deposito efficace può variare a seconda dello stadio fenologico del tipo di fitofarmaco (es. p.f. sistemici) possono essere necessari opportuni fattori correttivi

21 21 validità dei metodi il metodo LWA è supportato da buone evidenze sperimentali ed è particolarmente adatto per chiome distribuite in parete, con pochi strati fogliari (LLI < 3) meno per chiome con > 3 strati fogliari per irroratrici con distribuzione a flussi orizzontali (migliore corrispondenza fra la fascia irrorata e l intervallo della chioma) flussi inclinati flussi orizzontali il metodo TRV tiene conto anche della larghezza della chioma più adatto per chiome espanse, con molti strati fogliari (fruttiferi)

22 impiego dei metodi 22 mediante misurazione manuale dei parametri della chioma TRV: altezza, larghezza, interfila LWA: solo altezza e interfila

23 23 mediante sensori funzionamento on-off effetto simile al metodo LWA adatto specialmente per colture con spazi vuoti fra le piante o all interno della chioma elettrovalvole di comando dell'erogazione sensori a infrarossi

24 24 mediante sensori con misurazione in continuo dell altezza e della larghezza della chioma e conseguente variazione del volume irrorato concetto simile al metodo TRV sensori a ultrasuoni o a laser (LIDAR) Llorens et al., 2011 Jejcic et al., 2011

25 25 sistema C.A.S.A. sensori di vegetazione per dosare il p.f. in funzione della larghezza e densità della chioma per variare la portata d'aria vantaggi: riduzione del consumo di p.f. (dal 35 al 60%) irroratrice CASA (Crop Adapted Spray Application) progetto europeo Isafruit, Prof. Balsari (Università di Torino)

26 problema 26 le irroratrici a dose variabile funzionano generalmente a volume variabile ciò comporta la difficoltà di prevedere il volume di miscela necessario per trattare una data superficie esempio: un errore di previsione del 10% (riduzione del 45% invece che del 35%) comporta un residuo in serbatoio di 150 litri che va gestito e smaltito a norma di legge Esempio i. convenzionale i. a volume variabile previsione esatta previsione sbagliata superficie da trattare ha volume di distribuzione teorico l/ha riduzione media prevista % no volume di distribuzione effettivo l/ha miscela da preparare litri riduzione media effettiva % no miscela distribuita litri residuo in serbatoio litri zero zero 150

27 l iniezione in linea 27 permette di iniettare a valle della pompa solo la quantità effettivamente utilizzata nessun residuo in serbatoio

28 28 distribuzione a consumo variabile le irroratrici a recupero (es. a tunnel) hanno un problema analogo difficile prevedere il recupero (e il consumo effettivo) specialmente quanto la % di recupero è più alta Esempio tunnel prefioritura piena vegetazione superficie da trattare ha 35 8 volume di distribuzione teorico l/ha recupero medio previsto % volume di distribuzione effettivo l/ha miscela da preparare litri recupero medio effettivo % miscela consumata litri residuo in serbatoio litri

29 29 distribuzione a consumo variabile possibilità di montare un secondo serbatoio per il recupero (con circuito e pompa) e di funzionare alternativamente con l iniezione in linea (serbatoio del recupero non pieno) utilizzando la miscela recuperata serbatoio dell acqua pompa dell acqua regolatore di pressione valvola di controllo serbatoio del p.f. pompa di iniezione miscelatore valvola di controllo serbatoio del recupero pompa del recupero 2 pompa del recupero 1

30 30 vi ringrazio per l attenzione! La distribuzione a dose variabile e l iniezione diretta dei fitofarmaci Gianfranco Pergher - Dipartimento di Scienze agrarie, ambientali, alimentari e animali (Di4A) - Università di Udine