Utilizzo dei droni nella gestione delle infestanti: il progetto APREINF Coordinatore del progetto: Prof. Raffaele Casa rcasa@unitus.it Agricoltura di Precisione per la gestione sostenibile delle Infestanti Partecipanti: Dipartimento di scienze e tecnologie per l Agricoltura, le Foreste, la Natura e l Energia (DAFNE), Università della Tuscia, Viterbo. Istituto di Metodologie per l'analisi Ambientale (IMAA), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Azienda AgroMeccanica Lopez, Vetralla (VT).
Introduzione Perdita di prodotto dovuta alle infestanti: 23-30% nel frumento, 34-37% nel mais, 33,3% nella soia, 50% nella bietola e superiore al 50% nel riso (Zanin et al., 2011). Direttiva 2009/128/CE: ridurre il ricorso alla chimica di sintesi in agricoltura. Distribuzione spaziale delle infestanti all'interno dei campi coltivati Obiettivo: mettere a punto sistemi di gestione delle infestanti che siano economici, efficaci e con un ridotto impiego di erbicidi sfruttando le tecnologie proprie dell agricoltura di precisione (telerilevamento, GPS, GIS)
Telerilevamento DRONE vs SATELLITE Costo compatibile con il risparmio di diserbo ottenuto durante le prove di precision weed management (PWM) (Timmermann et al., 2003) Ampia disponibilità commerciale Alta risoluzione delle immagini (4-10 cm) Tempi di acquisizione compatibili con le esigenze del PWM Possibilità di acquisizioni anche in condizioni di cielo nuvoloso
Progetto APREINF Finanziato dal MIPAF, programma OIGA 2012, priorità: applicazione di tecniche innovative volte all utilizzo sostenibile dei prodotti fitosanitari, nel quadro della direttiva 2009/128/CE del 21 ottobre 2009 e del decreto legislativo 14 agosto 2012, n. 150.
Progetto APREINF Prova sperimentale 2014: diserbo mais in post-emergenza La sperimentazione si è svolta in Centro Italia, Vetralla (VT). La prova è stata realizzata su 2 campi (M1 e M2) coltivati a mais da insilato. Estensione campi: M1 3,5 ha, M2 6 ha. M2 M1
Acquisizione dati UAV Parrot sensefly ebee Ag Equipaggiato con fotocamera NIR Risoluzione spaziale 5 cm Data acquisizione: 05/06/2014
Elaborazione immagini Mappe di infestazione Classificazione SUPERVISED - Support Vector Machine (SVM) Immagine drone Mappa infestanti Suolo Infestanti
Valutazione classificazione Classificazione immagini drone vs rilievi a terra 15 rettangoli per campo (150x75 cm): 5 livello infestazione basso; 5 livello infestazione medio; 5 livello infestazione alto. % copertura infestanti R-squared: 0.8187 p-value: 4.136e-12
Realizzazione prova Ogni campo è stato suddiviso in 6 blocchi e sono state testate 2 tipologie di trattamento (3 repliche per ogni trattamento) in postemergenza (diserbo utilizzato Syngenta Elumis, dose prodotto 2 l/ha, composizione: mesotrione 75 g/l e nicosulfuron 30 g/l): trattamento uniforme; trattamento localizzato (limitato alle aree infestate); Trattamento uniforme Trattamento localizzato
Mappe prescrizione Le mappe precedentemente ottenute sono state esportate in Farm Works e convertite per poter essere caricate sul display Trimble CFX-750.
Sistema per il trattamento localizzato delle infestanti Massey Ferguson 4355 equipaggiato con: Irroratrice Aguirre Norma 4000-7TR (24 m) Barra irroratrice modificata, 12 sezioni indipendenti (2 m) CFX-750 display EZ-Pilot Sistema controllo sezioni Trimble Field-IQ
Stima della biomassa 100 punti per campo Rilievi a terra (foto emisferiche + campionamenti distruttivi su un sub-campione) Relazione LAI/biomassa r 2 =0.79 Stima del LAI tramite foto emisferiche, elaborazione CAN-EYE software
Valutazione differenze tra i trattamenti Relazione LAI/biomassa -> stima biomassa su tutto il campo (spazializzazione) Modelli per la stima della biomassa: REML Analysis (Restricted maximum likelihood) Impiego NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ottenuto da drone, come covariata Applicazione del modello all intero campo Valutazione statistica delle differenze di biomassa tra i trattamenti (t test)
Confronto tra i trattamenti D D D Biomassa Mais (t/ha) U U U Uniforme media Differenziato media diff. p value M1 33.44 33.1 0.34 n.s. M2 27.15 24.95 2.2 n.s Biomassa infestanti (t/ha) Uniforme media Differenziato media diff. p value M1 0.22 0.24-0.02 <0.01 M2 0.78 0.74 0.04 n.s.
Conclusioni Il confronto tra le medie dei valori di biomassa del mais, tra i blocchi a trattamento uniforme e a trattamento localizzato, non ha mostrato differenze significative Differenze significative sono emerse per la biomassa delle infestanti per un solo campo Il trattamento localizzato ha mostrato un incremento di biomassa delle infestanti che comunque non ha comportato differenze significative sulla produzione di biomassa del mais I dati acquisiti tramite UAV ed utilizzati per una gestione sito specifica delle infestanti hanno portato ad una riduzione totale nell utilizzo del diserbo di circa il 25% (M1 circa il 39%, dose ridotta a 1.2 l/ha; M2 circa il 14%, dose ridotta a 1.7 l/ha) Nel corso della prossima stagione verranno effettuate prove su diserbo in pre-semina (semina su sodo) e in post-emergenza su orzo, grano e mais Info: https://sites.google.com/a/unitus.it/apreinf/ 12 Dicembre 2014: giornata divulgativa APREINF, Università Tuscia, Viterbo