Le colture agrarie, a livello mondiale, sono spesso minacciate da avversità causate da attacchi di agenti di malattia (es. funghi, batteri, virus, ecc.) e di danno (es. insetti, acari, nematodi, ecc.). Secondo dati ufficiali Fao, queste comportano perdite di raccolto di circa il 40% ogni anno.
Pertanto, come noto, l’agricoltura intensiva richiede (ancora) un uso significativo e frequente di prodotti fitosanitari. Come sappiamo, la convinzione che più alta è la dose, migliore è il risultato si è sostanzialmente infranta diversi anni fa.
Nei moderni sistemi di gestione della avversità, l’applicazione di prodotti fitosanitari a dosi corrette è di fondamentale importanza per gestire in modo più oculato la diffusione dei parassiti e/o dei patogeni che interessano le colture agrarie.
Le resistenze
In parallelo, in questi anni, abbiamo assistito a un incremento dello sviluppo delle resistenze, semplici, multiple o incrociate, che possono portare a una progressiva perdita di efficacia della sostanza attiva utilizzata nel contenere l’avversità. Inoltre lo sviluppo di resistenze spesso comporta anche alterazioni, ovvero scompensi negli equilibri naturali tra avversità, ambiente e piante ospiti.
Nuovi scenari
La difesa integrata delle colture (Integrated Pest Management – IPM) è oggi l’approccio più evoluto e tecnicamente avanzato per la difesa fitosanitaria, proprio perché incorpora tutte le tecniche esistenti per il controllo delle avversità, limitando tutte le volte che è possibile, quelle di natura meramente chimica.
In un periodo in cui la difesa integrata è considerata uno dei principali pilastri dell'agricoltura moderna, si prevede inoltre che le tecnologie innovative svolgano un ruolo cruciale nello sviluppo dell'agricoltura futura, che sarà fondata senz’altro sulla sostenibilità.
La cornice europea
La direttiva 2009/128/CE, o Direttiva sull'uso sostenibile dei pesticidi (SUD), adottata nel 2009 con l'obiettivo di ridurre l'uso dei pesticidi chimici più pericolosi e i loro impatti negativi è in corso di attuale revisione, a seguito degli ultimi orientamenti e impegni strategici adottati a livello Ue: in primis, il Green New Deal, la strategia per la Biodiversità e la strategia “From Farm to Fork” che include l'obiettivo di ridurre l'uso dei prodotti fitosanitari del 50%, con particolare attenzione ai più pericolosi, entro il 2030.
Le strategie di IPM sono oggi (e lo saranno ancora più domani) caratterizzate da una costante implementazione con il supporto di nuove tecnologie innovative che mirano a fornire soluzioni agricole in tutto il mondo.
Ridurre l'impiego
Le nuove tecniche di monitoraggio e di rilevamento già sviluppate sinora evidenziano la necessità di sviluppare l’adozione di sistemi di difesa integrata di precisione. Infatti, tecniche più efficienti – intelligenti, se vogliamo – per l’applicazione dei prodotti fitosanitari, possono contribuire a ridurre significativamente l’impiego di sostanze chimiche, con minor quantitativi dispersi nell’ambiente e nelle sue matrici (aria, acqua, suolo, ecc.).
In parallelo, la riduzione dell’uso di prodotti fitosanitari può comportare vantaggi anche per tutti organismi definiti non bersaglio (off target). L’uso di modelli predittivi, per esempio, nonché di sistemi di supporto alle decisioni (Dss) può portare alla riduzione del numero di interventi, intervenendo sull’efficienza del trattamento stesso.
L'obiettivo finale è mantenere l'equilibrio mitigando il rischio e modellando un'agricoltura veramente sostenibile attraverso l'impiego intelligente quanto oculato di tecnologie innovative.
Gestione integrata
L'agricoltura di oggi deve affrontare un futuro difficile a causa degli effetti che il cambiamento climatico avrà sull'incidenza dei parassiti, prevista in aumento, specialmente in alcuni areali. Tuttavia, l'adozione di strategie coerenti di controllo dei parassiti è un compito molto complesso che richiede l'implementazione di tutti gli strumenti a nostra disposizione.
Vale la pena considerare che nei programmi di difesa integrata il controllo biologico, basato sull'utilizzo di nemici naturali, dovrebbe essere alla base della strategia fitosanitaria delle nostre colture. La sensibilizzazione e la diffusione di queste pratiche, così come la consulenza tecnica a tutti i produttori, è quindi fondamentale.
Con la crescente consapevolezza che l'agricoltura beneficia della salute degli ecosistemi, è essenziale valorizzare i servizi di regolazione dei parassiti che la biodiversità può offrire come strumento chiave nei programmi di gestione integrata.
Tecnologia e biodiversità: binomio vincente
Durante il periodo attuale di incertezza diffusa e generalizzata, gli agricoltori si trovano ad affrontare il cambiamento climatico, le avversità delle piante, insieme alle fluttuazioni e all'instabilità del mercato globale, specialmente per quanto concerne gli aspetti socio-economici.
Tuttavia, alcuni strumenti propri dell’agricoltura di precisione come sistemi di irrorazione innovativi, mappe diagnostiche, strumenti intelligenti per il rilevamento delle infestanti, per il monitoraggio e rilevamento, droni, ecc. offrono ai produttori la possibilità di efficientare le operazioni colturali, svolgendo al contempo un ruolo significativo nella digitalizzazione rurale.
Ad esempio, i Dss, programmi che supportano scelte, giudizi e azioni degli operatori, analizzando dati dettagliati (anche agrometeorologici), possono essere strumenti molto utili nell'agricoltura moderna.
In questo modo, una correlazione tra i dati meteorologici e le condizioni ottimali di crescita di una data avversità può fornire un elaborato indice di rischio. L'indice di rischio viene quindi utilizzato per avvertire i produttori di possibili infezioni/attacchi.
Poiché i sistemi agricoli contemporanei si basano principalmente sulla previsione, piuttosto che sulla contrazione per il controllo delle malattie delle colture, si prevede che il ruolo dei DSS sarà più cruciale in futuro, poiché sono già stati stabiliti e implementati in molte occasioni.
Diagnosi precise
La diagnosi precoce è un prerequisito per una diagnosi precisa, indispensabile per una gestione efficiente dell’avversità. Oggi, i produttori hanno accesso a un'ampia gamma di tecniche/strumenti per il rilevamento e la diagnosi di parassiti e agenti patogeni.
È disponibile infatti una varietà di test come ELISA, strisce reattive rapide, test per DNA, PCR, oltre a sistemi di monitoraggio in tempo reale, trappole digitalizzate, droni, sensori (ad es. sensori di bagnatura fogliare) e servizi di immagini satellitari, al fine di essere utilizzati come strumenti di supporto per un'agricoltura sostenibile.
Tecniche di monitoraggio
Le tecniche di monitoraggio (classiche o evolute) servono oggi come parte integrante dei moderni sistemi IPM. Il monitoraggio delle popolazioni fornisce elementi molto utili nell'attuazione delle strategie di gestione delle avversità, in particolare per quanto riguarda la gestione dei parassiti caratterizzati da una rapida riproduzione o crescita e delle infestanti la cui gestione richiede l'applicazione di prodotti fitosanitari.
Inoltre, i dati di monitoraggio possono essere utilizzati nello sviluppo di sistemi di supporto alle decisioni per assistere i produttori nell'agricoltura sostenibile. Oggi, con una sempre più larga diffusione della rete internet, i dati di monitoraggio diventano disponibili da remoto, facilitando l’impiego più oculato dei prodotti fitosanitari.
Trappole smart
Sul lato del monitoraggio delle avversità l’evoluzione sta facendo passi da gigante. Le trappole smart (o smart traps o trappole cosiddette “intelligenti”) sono generalmente trappole a cattura, le cui “letture” (es. conteggio insetti) possono essere rilevate da remoto, in modo da ridurre al minimo le visite sul campo.
Ad oggi, le trappole in commercio utilizzano telecamere, alimentate da celle solari, per acquisire immagini delle superfici di cattura (tramite riconoscimento automatico delle specie mediante sistemi di intelligenza artificiale) e inviarle a un’area dedicata (cloud) dove possono essere visualizzate in qualsiasi momento. Le superfici di trappola sono solitamente a fondo collante e gli insetti sono attratti sia da segnali chimici (feromoni) sia da segnali visivi (fondo colorato).
Questi sistemi sono in continuo miglioramento in termini di qualità dell'immagine, identificazione e registrazione degli insetti catturati e gestione della superficie di cattura (es. autopulenti). È indubbio che esiste un grande potenziale per l'identificazione degli insetti attraverso l'apprendimento automatico e sono tuttora in corso studi per identificare gli insetti attraverso la frequenza del loro battito d'ali.
Le trappole intelligenti sono particolarmente utili per monitorare gli insetti nocivi il cui modello di attività è difficilmente prevedibile, come ad esempio Plutella xylostella (tignola delle crucifere) e Autographa gamma (lepidottero nottuide).
Veicoli senza pilota
Oltre a queste soluzioni, è in corso di notevole espansione l’impiego dei famosi “unmanned vehicles o UV (veicoli autonomi o semi autonomi, senza pilota) per i quali esistono già alcune soluzioni per l'ortofrutticoltura.
Sono già diverse le aziende che offrono soluzioni smart: a solo titolo di esempio, la società belga Octinion con il suo farmbot "Curion" , "Cleanlight" (in collaborazione con Micothon), dai Paesi Bassi e Saga Robotics dalla Norvegia con "Thorvald", che impiega la luce UV-C per il controllo dell’oidio e della botrite.
Tuttavia questi robot (o meglio “farmbot”) sono ancora abbastanza costosi da acquistare e richiedono un elevato livello di formazione per un uso corretto.
La biodiversità è funzionale
Oltre a tutto questo, non va dimenticato che la tutela e la valorizzazione della biodiversità agraria (e naturale) è un alleato nel controllo alle avversità; tuttavia, non si tratta di “aumentare” la biodiversità in sé, bensì di farlo in modo da valorizzare innanzitutto la presenza di specie a noi utili (antagonisti naturali diretti e indiretti), fornendo loro tutte le risorse di cui hanno bisogno stabilirsi, nutrirsi (polline, nettare o prede alternative, piante ospiti, ecc), rifugi o siti di accoppiamento.
Nell'introdurre questa "biodiversità funzionale", però, bisogna tenere presente che non tutte le piante contribuiscono allo stesso modo al raggiungimento di questo obiettivo. In generale, è ancora incompleta la conoscenza di quali specie vegetali siano principalmente utilizzati dalla maggior parte dei piccoli predatori e parassitoidi.
Uno strumento web interattivo
In linea con questo lavoro, è utile segnalare un interessante strumento web interattivo (DiseñEN), che è stato presentato in Spagna. Il suo scopo è quello di supportare il processo decisionale di chiunque sia interessato ad attuare strategie di controllo biologico di conservazione, e vuole essere uno strumento di apprendimento in grado di offrire soluzioni su misura per le colture nel bacino del Mediterraneo.
DiseñEN è l'evoluzione di PlantEN, ovvero un'app mobile presentata nel 2018 per divulgare i risultati dei vari progetti sviluppati e che aiuta a individuare le piante più interessanti per la progettazione di siepi che favoriscano la presenza di una fauna ausiliaria benefica.
Protezione e filiera
Non dobbiamo mai dimenticare che l'agricoltura rappresenta il settore (non a caso primario) che permette di produrre alimenti e derrate nel mondo. Gli agricoltori mirano a massimizzare la resa e proteggere i loro raccolti, ma poiché il consumo di alimenti è in aumento (in particolare di ortofrutta, ma non solo), sono necessari approcci di filiera efficaci nella protezione delle colture agrarie.
Insieme all'aumento e alla diffusione della conoscenza generale, l'agricoltura del futuro si deve muovere verso l’impiego di tecnologie più intelligenti per aumentare la produttività (e ridurre le inefficienze e sprechi) unitamente alla salvaguardia e alla conservazione della biodiversità agraria locale.
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L'autore è agronomo e dottorando del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali - Università di Pisa
