Tracciato con sensori ottici il biocontrollo degli antagonisti naturali a protezione degli ortaggi di IV gamma
Rucola, lattughino e spinacino saranno sempre più sani e sicuri e avranno rese più alte grazie ai sensori ottici a supporto del biocontrollo dei patogeni con gli antagonisti naturali messi a punto dal CREA. Un risultato importante per gli ortaggi da foglia della tipologia baby-leaf per la IV gamma, particolarmente esposti per il loro ambiente di coltivazione a patogeni (specie quelli che vivono nel suolo) che possono ridurne qualità e produttività. Per limitare questo rischio in maniera sostenibile, un team di ricercatori del CREA Orticoltura e Florovivaismo ha sviluppato nell’ambito del progetto AgriDigit-Agrofiliere, protocolli di gestione fitopatologica finalizzati al controllo biologico mediante l’impiego di microrganismi, nemici naturali dei patogeni, evitando di utilizzare fungicidi di sintesi, dannosi per l’ambiente.
Azioni condotte
È stata allestita una prova sperimentale su un totale di 2700 piante, per saggiare la capacità di funghi antagonisti, appartenenti al genere Trichoderma, di limitare lo sviluppo di tre patologie telluriche (malattie delle piante causate da funghi patogeni che vivono nel suolo) su rucola e lattughino. Attraverso l’impiego di un sensore ottico iperspettrale (occhio elettronico che cattura l’informazione luminosa in un ampio range dello spettro elettromagnetico) sono stati acquisiti sotto forma di immagine, i dati riferiti alla riflettanza, la parte di luce restituita dalla chioma delle piante, nella regione spettrale visibile-infrarosso. La variabilità osservata nell’attività di biocontrollo degli antagonisti microbici è stata messa in correlazione con le differenze rilevate dall’ “occhio elettronico” nelle risposte spettrali, evidenziate con l’ausilio di formule matematiche per il calcolo di indici vegetazionali e algoritmi di machine learning.
I risultati
Sono stati selezionati ceppi di Trichoderma altamente performanti come agenti di biocontrollo dei principali patogeni di rucola e lattughino che vivono nel suolo.
Sono stati identificati indici vegetazionali iperspettrali idonei al monitoraggio, attraverso l’analisi d’immagine dell’efficacia di biocontrollo di ceppi di Trichoderma su differenti coppie baby–leaf/patogeno del suolo.
È stato messo a punto –da una collaborazione CREA Orticoltura e Florovivaismo con CREA Ingegneria e Trasformazioni agroalimentari – un modello basato su un algoritmo di machine learning per la predizione dell’efficacia di biocontrollo di Trichoderma spp. su colture di rucola e lattughino esposte a patologie del suolo.
“Lo studio mostra la possibilità di tracciare con sensori ottici iperspettrali – afferma Catello Pane, ricercatore del CREA Orticoltura e Florovivaismo e Responsabile del Task 4.1 del Progetto – in tempo reale e su vasta scala, l’attività di biocontrollo degli antagonisti microbici per la protezione degli ortaggi baby–leaf, fornendo informazioni utili a ottimizzare gli interventi nel tempo e nello spazio, in modo da realizzare un vero e proprio controllo biologico di precisione”.
“Le tecnologie, benché molto complesse, consentono di ottenere dei risultati applicativi utili e di facile fruizione – afferma Corrado Costa, ricercatore presso il Centro di Ricerca Ingegneria e Trasformazioni agroalimentari – il passo ulteriore sarà l’implementazione di questi sensori su macchine operatrici e piccoli veicoli autonomi”.
Il contesto: Gli ortaggi a foglia baby-leaf per la IV Gamma, coltivati principalmente in ambiente protetto, con una superficie totale stimata in circa 4-5000 ettari, costituiscono una filiera di grande valore economico per il nostro Paese. Siamo leader in Europa per la produzione. Il prodotto, raccolto in uno stadio di sviluppo molto precoce, è destinato alla preparazione di insalatine fresche e pronte al consumo, cosiddette ad alto contenuto in servizio, che associano le peculiari caratteristiche nutrizionali e organolettiche delle verdure alla praticità e comodità d’impiego delle confezioni.
I vantaggi
Le ricadute per i consumatori L’impiego mirato di agenti di biocontrollo altamente performanti nei confronti delle principali patologie bersaglio di rucola e lattughino baby–leaf, con il supporto delle tecnologie digitali, può consentire di aumentare la qualità delle produzioni riducendo la dipendenza dai fungicidi di sintesi.
Le ricadute per i produttori Lo studio dimostra che il tracciamento dell’attività di biocontrollo degli antagonisti microbici per la protezione degli ortaggi baby–leaf, può consentire una protezione capillare e continuativa dei prodotti di IV gamma.
Le ricadute per l’ambiente L’ottimizzazione della gestione fitopatologica degli ortaggi baby–leaf con il supporto digitale, teso ad aumentare l’efficacia dei metodi di controllo biologico, rappresenta una soluzione sostenibile per i processi produttivi primari della filiera degli ortaggi di largo consumo.
Eventuali prospettive future Le conoscenze acquisite per la realizzazione di sensori specifici per i sistemi produttivi di ortaggi baby–leaf, potranno essere utilizzate nel rilevamento continuo dello stato fitosanitario delle coltivazioni.
Lo studio generale è stato condotto dal ricercatore del CREA Orticoltura e Florovivaismo, Catello Pane, e dagli assegnisti di ricerca Gelsomina Manganiello e Nicola Nicastro. La sezione di machine learning è stata sviluppata in collaborazione con i ricercatori del CREA Ingegneria e Trasformazioni Agroalimentari, Corrado Costa, Federico Pallottino e Luciano Ortenzi.
Lo studio è stato pubblicato sulle riviste Biological Control (Elsevier) e Frontiers in Plant Science
Giulio Viggiani – Ufficio Stampa CREA stampa@crea.gov.it – www.crea.gov.it
