Cum vor fi protejate culturile agricole în viitor: Biopesticidele, inteligența artificială și genetica ar putea reduce dependența de substanțele chimice

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Protecția culturilor agricole intră într-o perioadă de tranziție, în care produsele biologice, ameliorarea genetică și tehnologiile de precizie ar putea reduce dependența de substanțele chimice. Specialiștii avertizează însă că eficiența, costurile și cadrul de reglementare rămân obstacole importante, conform Farmers Weekley.

Biologicele, soiurile cu rezistență genetică și utilizarea coordonată a mai multor tehnologii ar putea deveni componente importante ale strategiilor de protecție a culturilor, pe măsură ce agricultura încearcă să reducă dependența de inputurile chimice.

Potrivit cercetătorilor citați în material, fiecare dintre aceste soluții are deja aplicații practice, însă există încă limite tehnice și economice care trebuie depășite.

Biofungicidele, o alternativă aflată încă în evaluare

Unii fermieri folosesc deja biofungicide, inclusiv produse pe bază de elicitori, sulf și fosfonați. Problema este că datele independente privind eficiența lor în câmp sunt încă relativ puține.

În cadrul proiectului european Rustwatch, testele realizate de Niab au indicat o eficiență redusă a biofungicidelor împotriva ruginii, în timp ce rezultatele au fost mai promițătoare în cazul septoriozei.

Noi teste sunt derulate în Anglia și Scoția pentru a evalua mai multe tipuri de biofungicide, inclusiv elicitori, extracte vegetale, microorganisme vii, produse bacteriene și fungice și produse pe bază de sulf. Acestea sunt testate atât individual, cât și în combinație cu programe fungicide și pe soiuri cu niveluri diferite de rezistență.

Un aspect important este modul de aplicare. Unele produse biologice nu pot fi amestecate direct cu fungicidele chimice, deoarece substanțele chimice pot distruge microorganismele care asigură efectul biologic.

În opinia cercetătoarei Aoife O’Driscoll, produsele pe bază de fosfonați și sulf ar putea reprezenta soluțiile cu cea mai rapidă adopție. Totuși, eficiența de 20-30% ar trebui pusă în balanță cu prețul tratamentului.

Soiurile rezistente ar putea reduce presiunea bolilor

Ameliorarea genetică va rămâne o direcție importantă pentru controlul bolilor, mai ales pe măsură ce cunoștințele despre genom și tehnicile de ameliorare de precizie avansează.

O direcție interesantă este utilizarea mai multor soiuri rezistente în aceeași cultură. În cazul unor boli precum rugina galbenă, rezistența ar putea fi „combinată” la nivelul parcelei prin amestecuri de soiuri.

Datele despre genele de rezistență, markerii genetici și originea soiurilor ar putea fi folosite pentru dezvoltarea unor instrumente care să îi ajute pe fermieri să aleagă combinații mai diverse de soiuri.

Senzorii și testele rapide pot schimba momentul tratamentelor

O altă componentă a viitorului protecției culturilor este reprezentată de tehnologiile digitale și sistemele de sprijinire a deciziilor.

Într-un test realizat în Marea Britanie au fost comparate mai multe instrumente pentru gestionarea septoriozei și ruginii la grâu. Printre acestea s-au numărat sisteme de monitorizare a sporilor, teste de laborator bazate pe PCR și platforme de decizie care folosesc date meteorologice.

Unele tehnologii pot identifica prezența bolii, în timp ce altele oferă informații cantitative despre nivelul infecției. Sistemele care detectează și identifică sporii pot oferi avertizări timpurii, permițând fermierilor să amâne un tratament sau să îl aplice exact atunci când este necesar.

Direcția indicată de cercetători este combinarea acestor instrumente, mai degrabă decât alegerea unei singure tehnologii.

Combaterea dăunătorilor: ameliorarea genetică și tehnologia RNAi

În cazul insectelor dăunătoare, dezvoltarea rezistenței la insecticide și preocupările privind efectele asupra insectelor benefice determină căutarea unor soluții mai țintite.

Ameliorarea genetică a produs deja soiuri cu rezistență sau toleranță la boli transmise de afide. Tehnicile de ameliorare de precizie, inclusiv editarea genetică, ar putea fi utile în cazul unor probleme complexe, precum virusul yellows la sfecla de zahăr.

O tehnologie considerată promițătoare este interferența ARN, cunoscută sub abrevierea RNAi. Aplicată sub formă de spray, aceasta este concepută să acționeze foarte specific asupra speciei-țintă.

Principiul este bazat pe potrivirea dintre ARN-ul dublu catenar aplicat și codul genetic al insectei vizate. În cazul organismelor care nu au această potrivire genetică, efectul de control nu ar trebui să apară.

Tehnologia este deja utilizată în America de Nord pentru combaterea gândacului de Colorado. În Marea Britanie, unul dintre obstacole este obținerea aprobărilor din partea autorităților de reglementare.

Produsele biologice au și limite

Biopesticidele au avantaje în ceea ce privește compatibilitatea cu organismele benefice și obiectivele agriculturii cu impact redus asupra mediului. În același timp, multe dintre ele au o persistență mai redusă și o eficiență inferioară, ceea ce poate însemna un număr mai mare de aplicări.

O posibilă soluție este aplicarea foarte precisă, inclusiv prin sisteme autonome, combinate cu biosenzori capabili să detecteze semnalele chimice emise de dăunători.

În acest model, fermierul nu înlocuiește pur și simplu un produs chimic cu unul biologic, ci combină mai multe instrumente pentru a obține un efect mai bun.

Combaterea buruienilor: erbicidele chimice vor rămâne importante

În cazul buruienilor, erbicidele convenționale vor continua probabil să aibă un rol important pentru mulți ani. Sunt eficiente, ușor de aplicat și, în multe situații, competitive ca preț.

Principalele probleme sunt apariția rezistenței și reglementările care reduc disponibilitatea anumitor substanțe și încetinesc introducerea unor soluții noi.

O direcție urmărită este dezvoltarea bioerbicidelor. Există deja câteva produse comerciale, precum cele pe bază de acid pelargonic, însă eficiența lor este în general mai redusă, iar utilizarea este concentrată în special în zone unde alte produse sunt interzise.

Erbicidele bazate pe RNAi sunt încă în faza de laborator, iar utilizarea inteligenței artificiale și a machine learning pentru identificarea și dezvoltarea unor noi substanțe este considerată promițătoare, fără ca aceste abordări să fi dus încă la produse comercializate.

Pulverizarea țintită poate reduce cantitatea de erbicid

O dezvoltare mai apropiată de utilizarea comercială pe scară largă este schimbarea modului în care sunt aplicate erbicidele.

Sistemele de identificare în timp real a buruienilor pot fi conectate la utilaje de pulverizare de mare precizie. Exemplele menționate în material includ OpenWeedLocator, John Deere See & Spray și Ecorobotix.

Aceste tehnologii urmăresc reducerea volumului total de erbicid utilizat. În anumite situații, tratamentul țintit poate menține un nivel similar de eficiență cu aplicarea pe întreaga suprafață.

Costurile suplimentare, fiabilitatea și necesarul de forță de muncă rămân însă bariere pentru adoptarea unor tehnologii alternative.

Sistemele electrice sau cu laser pentru combaterea buruienilor au demonstrat rezultate în horticultură, dar costurile fac dificilă extinderea lor imediată la culturile de câmp.

Direcția generală indicată de specialiști este, astfel, una de integrare. Biologicele, genetica, senzorii, aplicațiile de precizie și, acolo unde rămân necesare, produsele chimice ar urma să fie utilizate împreună, în funcție de cultură, dăunător sau boală și de condițiile din fermă.