One year of OPTIMA!
Identification of the most efficient biological and synthetic PPPs for the selected diseases
Trials were conducted on vine and carrot plants to evaluate biological and synthetic Plant Protection Products (PPPs) for the control of grape Downy mildew and carrot Alternaria leaf blight in University of Torino, Agrocampus Ouest and Agricultural University of Athens. Several efficient PPPs that control both diseases were identified.
Detection of diseases through field scouting helps greatly in quantifying plant disease levels to apply the proper amounts of PPPs to the infected area. OPTIMA will develop advanced spectral detection systems for in-field localisation and monitoring of the selected diseases in the use-case crops.
Η επιλογή των κατάλληλων φυτοπροστατευτικών προϊόντων που θα εφαρμοστούν στον αγρό για την αντιμετώπιση του προβλεφθέντος ή εντοπισμένου παθογόνου, είναι πολύ σημαντική τόσο στον προληπτικό όσο και στον θεραπευτικό ψεκασμό. Στο OPTIMA θα αξιολογηθεί μια πληθώρα διαφορετικών βιολογικών φυτοφαρμάκων (τόσο έτοιμων εμπορικών όσο και υπό ανάπτυξη από τους εταίρους) μαζί με επιλεγμένα, νέας γενιάς χημικά συνθετικά μυκητοκτόνα προκειμένου να προσδιοριστούν οι πιο αποτελεσματικοί συνδυασμοί ώστε να αντιμετωπισθούν οι ασθένειες: φουζικλάδιο της μηλιάς, περονόσπορος της αμπέλου και αλτερναρίωση του καρότου.
Η χρήση καινοτόμων, «έξυπνων» ψεκαστικών για την εφαρμογή των ΦΠΠ μπορεί μέσω της στοχευμένης, ακριβούς εφαρμογής να αυξήσει τη βιολογική του δραστικότητα. Το έργο OPTIMA θα αναπτύξει τρία πρωτότυπα «ευφυή» ψεκαστικά μηχανήματα για καρότα υπαίθριας καλλιέργειας, αμπελώνες και μηλεώνες τα οποία θα ενεργοποιούν διαφορετικά ακροφύσια, υπό διαφορετικές, βέλτιστες κάθε φορά ρυθμίσεις του ψεκαστικού μηχανήματος και θα μεταβάλλουν τη δόση του ψεκαστικού διαλύματος βάσει της κόμης και των χαρακτηριστικών της εκάστοτε ασθένειας. Ταυτόχρονα, θα ενσωματωθούν και καινοτόμες τεχνολογίες μείωσης της διασποράς ψεκαστικού νέφους με στόχο να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες προς το περιβάλλον.
Η αξιολόγηση του συστήματος ολοκληρωμένης διαχείρισης ασθενειών είναι απαραίτητη από την αρχή έως το τέλος του έργου. Πρέπει να σχεδιαστεί πρωτίστως βάσει των αναγκών και των προτάσεων των τελικών χρηστών, προκειμένου να είναι χρήσιμο σε πραγματικές συνθήκες. Επιπλέον, πρέπει να αξιολογηθεί σε τεχνικό επίπεδο ώστε να προσδιοριστούν οι άμεσες επιπτώσεις στις γεωργικές εισροές/εκροές και να εκτιμηθεί η άμεση επίδρασή του στα οικονομικά του αγροκτήματος, καθώς και οι έμμεσες επιπτώσεις του στην ανθρώπινη υγεία, το περιβάλλον και την κοινωνία. Το σύστημα θα υιοθετήσει το μοντέλο συν-δημιουργίας, εκμεταλλευόμενο έτσι την εμπειρία των τελικών χρηστών στις διάφορες λειτουργίες του. Ο αντικειμενικός αντίκτυπος του συστήματος θα γίνει ορατός μετά την τεχνική τεκμηρίωση και αξιολόγησή του, βάσει αριθμητικής αποτίμησης του οφέλους στους τομείς που αναφέρθηκαν παραπάνω.
H διάγνωση των ασθενειών μέσα από την εξέταση του αγρού βοηθά σημαντικά στην εκτίμηση του επιπέδου προσβολής της εκάστοτε ασθένειας με σκοπό την εφαρμογή της κατάλληλης ποσότητας φυτοπροστατευτικών προϊόντων (ΦΠΠ) στο προσβεβλημένο τμήμα του αγρού. Το έργο OPTIMA θα αναπτύξει εξελιγμένα φασματικά συστήματα διάγνωσης ασθενειών για τον επιτόπιο εντοπισμό και την παρακολούθηση των επιλεγμένων ασθενειών στις πιλοτικές καλλιέργειες.
Η πρόβλεψη της προσβολής από παθογόνα αποτελεί κύριο κομμάτι της διαχείρισης των ασθενειών των φυτών προκειμένου να γίνουν οι κατάλληλες ενέργειες για να ελαχιστοποιηθεί η μείωση τόσο της παραγωγής όσο και της υποβάθμισης της ποιότητάς της (προληπτικοί ψεκασμοί). Το έργο OPTIMA θα βελτιστοποιήσει ήδη υπάρχοντα μοντέλα πρόβλεψης ασθενειών με τη χρήση αγρο-κλιματικών και βιολογικών αλγορίθμων, δηλώσεις χρηστών και γεωστατιστικών μεθόδων, τα οποία και θα χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη ενός συστήματος λήψης αποφάσεων (DSS).
La Selección apropiada de los productos fitosanitarios adecuadas para el control de las plagas/enfermedades detectadas, permite aumentar la eficiencia tanto de las aplicaciones preventivas como curativas. En OPTIMA, se seleccionará un conjunto de bio-plaguicidas, comerciales o en fase de desarrollo, que junto con determinados fungicidas sintéticos se utilizarán para combatir el moteado en manzano, el mildiu en viña y la alternaria en zanahoria. Los productos seleccionados se evaluarán uctos con la finalidad de identificar las combinaciones más eficientes para controlar cada enfermedad.
El Desarrollo de un pulverizador “inteligente” para la aplicación de productos fitosanitario para incrementar la eficacia biológica y técnica, realizando tratamientos más específicos y precisos. OPTIMA tiene previso desarrollar tres pulverizadores prototipo, para zanahoria, viña y manzano, con distintos tipos de boquillas, configuraciones y posibilidad de realizar una aplicación variable basada en el control óptimo de los parámetros, las características de la vegetación y las patologías. La integración de estos nuevos desarrollos y tecnologías innovadoras redundará en la reducción de la deriva, minimizando las pérdidas y los efectos negativos sobre el medio ambiente.
A lo largo del proyecto se realizará una evaluación continua del sistema integral GIP generado en el proyecto. En primer lugar, para su desarrollo se tendrán en cuenta las necesidades y opiniones de los usuarios finales. Además, se llevarán a cabo ensayos de evaluación y comprobación de los dispositivos/sistemas generados para cuantificar su efecto tanto sobre la economía del proceso como sobre el impacto sobre el medio ambiente, la salud humana y la percepción social. El proyecto OPTIMA empleará la técnica de la co-creación para aprovechar la experiencia de los usuarios finales.
Tras la validación del sistema propuesto de gestión integrada de plagas, y de acuerdo con la cuantificación de los posibles beneficios que se obtengan, se intentará demostrar los beneficios del sistema desde diferentes puntos de vista: técnico, medioambiental y social.
La Detección de patógenos mediante la exploración en campo ayuda a cuantificar los niveles de infección y por tanto a aplicar la cantidad de producto fitosanitario en cada área infectada. OPTIMA desarrollará avanzados sistemas de detección espectral para la localización y el seguimiento de las enfermedades seleccionadas en los cultivos que se estudian en el proyecto.
Predecir la infección de un deterinado patógeno resulta crucial en el manejo y gestión de plagas para llevar a cabo acciones que permitan asegurar la producción garantizando al mismo tiempo la calidad (acciones preventivas). El proyecto OPTIMA tiene como uno de los objetivos mejorar los modelos predictivos disponibles hasta el momento utilizando algoritmos biológicos y agroclimáticos, experiencias de los usuarios y métodos geoestadísticos, que se emplearan para el desarrollo de nuevos Sistemas de Ayuda a la Decisión (Decision Support System – DSS).
Il est nécessaire d’évaluer le système de lutte intégrée développé dans le projet en continu, du début jusqu’à la fin du projet. Premièrement, il faut surtout qu’il soit conçu en accord avec les idées et besoins des utilisateurs finaux pour qu’il soit ensuite utilisé sur le terrain. De plus, il faut qu’il soit validé et évalué techniquement pour identifier l’impact direct sur les aspects économiques des exploitations et l’impact indirect sur les aspects social, environnemental et de santé humaine. Le système de lutte intégrée développé dans le projet OPTIMA suivra le processus de co-création pour prendre en compte l’avis et l’expérience des utilisateurs finaux. Après la validation et l’évaluation technique du système de lutte intégrée OPTIMA et l’évaluation des bénéfices sur les aspects économique, environnemental, social et de la santé humaine, la description pragmatique des impacts d’un tel système sera claire.
L’emploi de nouveaux pulvérisateurs « intelligents » pour l’application des PPPs peut augmenter l’efficacité biologique et technique de ces derniers grâce à des applications précises à des sites spécifiques. OPTIMA développera 3 prototypes de pulvérisateurs intelligents pour la carotte, la vigne et les pommiers en jouant sur différents types de buse, de réglages et offrant la possibilité de faire varier les doses d’application, basés sur la sélection optimale des paramètres du pulvérisateur, des caractéristiques du couvert et de la maladie, avec l’intégration de technologies de réduction de la dérive dans le but de réduire les pertes dans l’environnement.
La sélection des PPPs adéquats à appliquer au champ pour contrôler les pathogènes prédits/détectés est d’une grande importance pour augmenter leur efficacité aussi bien en préventif qu’en curatif. Avec OPTIMA, une collection de différents PPPs biologiques (commercialisés ou en cours de développement) et de PPPs de synthèse de nouvelle génération contre la tavelure en pomme, le mildiou en vigne et l’Alternaria en carotte seront évalués pour identifier les combinaisons les plus efficaces pour un contrôle optimal des maladies.
La détection des maladies par dépistage au champ aide beaucoup à la quantification des niveaux de maladies, afin d’appliquer la bonne quantité de PPPs sur la surface contaminée. OPTIMA développera des systèmes de détection spectrale avancé pour une localisation au champ et une gestion des couples plantes/maladies du projet.
La prédiction des infections pathogènes est une partie importante de la gestion des maladies des plantes pour agir au mieux afin de minimiser les pertes de rendement et de qualité. OPTIMA optimisera des modèles de prédiction des maladies déjà existants en utilisant des algorithmes agro-climatique et biologique ; des témoignages d’utilisateurs ; et des méthodes géostatistiques seront utilisées pour le développement des Outils d’Aide à la Décision (OAD).
È prevista la valutazione di un sistema olistico di lotta integrata (IPM = Integrated Pest Management), a partire dalla bozza del progetto fino alla sua conclusione. Innanzitutto, tale sistema deve essere pensato assecondando bisogni ed idee degli utilizzatori finali per poter risultare utile nella pratica di campo. Inoltre, deve essere validato e valutato tecnicamente per identificare il suo impatto diretto sugli input e sugli output del sistema agricolo e valutato per i suoi impatti diretti sull’economia dell’azienda agricola, così come per quelli indiretti sulla protezione dell’ambiente e della salute umana e sugli aspetti sociali. Il sistema IPM di OPTIMA sarà sviluppato con il contributo degli agricoltori, tenendo conto delle loro esigenze pratiche. Dopo la sua validazione e la misurazione dei benefici ottenibili in termini di economia aziendale, protezione dell’ambiente, della salute umana e di aspetti sociali, il quadro completo degli impatti di tale sistema sarà più chiaro.
L’impiego di nuove irroratici “intelligenti” (smart sprayers) per effettuare i trattamenti fitosanitari può migliorarne l’efficacia tecnica e biologica attraverso applicazioni sito-specifiche e precise. OPTIMA svilupperà tre prototipi di irroratrici intelligenti per coltivazioni di carote in pieno campo, vite e melo, che utilizzeranno diversi tipi di ugelli e sistemi automatici di regolazione dei parametri operativi in funzione delle caratteristiche della vegetazione e della diffusione della malattia, prevedendo anche l’integrazione di nuove tecnologie utili per contenere la deriva in modo da minimizzare le perdite di miscela fitoiatrica nell’ambiente.
La selezione di appropriati prodotti fitosanitari da applicare in campo per il contenimento di patogeni previsti o rilevati è di notevole importanza per incrementare l’efficienza sia nei trattamenti preventivi che in quelli curativi. In OPTIMA, un insieme di diversi mezzi di lotta biologica sarà valutato per identificare le combinazioni più efficienti per la difesa da malattie quali la ticchiolatura del melo, la peronospora della vite e l’alternariosi delle carote. Saranno saggiati sia mezzi biologici già in commercio sia alcuni ancora in fase di sviluppo, associati a fungicidi sintetici di nuova generazione.
Il rilevamento di malattie attraverso il monitoraggio in campo (field scouting) è di grande aiuto nel quantificare la gravità della malattia in atto, in modo da poter applicare il quantitativo appropriato di agrofarmaco sull’area infetta. OPTIMA svilupperà un sistema di riconoscimento avanzato per la localizzazione ed il monitoraggio in campo di alcune malattie di interesse per le colture scelte come casi di studio.
La previsione dell’infezione da parte di un patogeno, è una parte essenziale della gestione della malattia della pianta in quanto permette di poter procedere con le azioni appropriate per limitare le perdite in termini di resa e qualità della produzione (ad es. tramite trattamenti preventivi). OPTIMA mira ad ottimizzare i modelli previsionali già esistenti utilizzando algoritmi agro-climatici e biologici, testimonianze degli utilizzatori e metodi geosotatistici che saranno utilizzati per lo sviluppo di un sistema di supporto decisionale – DSS (Decision Support System).
A avaliação do sistema holístico de gestão integrada de pragas (GIP) desenvolvido é necessária desde o início do projeto até ao seu final. Principalmente, o sistema precisa ser desenhado de acordo com as necessidades e ideias dos utilizadores finais para serem úteis em condições reais. Além disso, deve ser tecnicamente validado e avaliado para identificar o impacte direto nas entradas e saídas da produção agrícolas e avaliado em termos de impacte direto sobre a economia agrícola, e indireto na proteção da saúde humana e ambiental e nos aspetos sociais. O sistema OPTIMA GIP seguirá o processo de co-criação para aproveitar a experiência dos utilizadores finais nas suas funções. Após a validação técnica e avaliação do sistema GIP proposto e de acordo com a avaliação numérica dos benefícios que serão obtidos da avaliação do sistema em termos de economia agrícola, proteção ambiental e de saúde humana e aspetos sociais, a representação pragmática dos impactes deste sistema ficará claro.
O emprego de pulverizadores inovadores e “inteligentes” para aplicação de produtos fitosanitários pode aumentar a eficácia biológica e técnica por meio de aplicações precisas e especificas ao local. O OPTIMA desenvolverá três protótipos de pulverizadores inteligentes para cenouras, vinhas e pomares de maçã, com diferentes tipos de bicos, configurações de pulverizador e usando taxas variáveis de aplicação baseado na seleção ideal de parâmetros de pulverização, caraterísticas de cobertura vegetal e doenças, juntamente com a integração de tecnologias inovadoras de redução de deriva de modo a minimizar as perdas para o meio ambiente.
Seleção de produtos fitosanitários apropriados a ser aplicados em campo para controlar os patogénicos das plantas previstos/detetados é de grande importância para aumentar a eficiência tanto de pulverizações preventivas como curativas. No OPTIMA, uma coleção de diferentes agentes fitosanitários biológicos por hospedeiro provenientes de produtos fitossanitários biológicos comerciais (disponíveis no mercado) e em desenvolvimento (de coleções de culturas de parceiros) juntamente com fungicidas sintéticos de nova geração contra sarna-da-maçã, míldio-da-videira e ferrugem da folha causada por Alternaria em cenouras, serão avaliados para identificar a mais eficiente combinação para controlo destas doenças.
Deteção de doenças através de observação em campo ajuda consideravelmente na quantificação de níveis de doença em plantas para aplicar a quantidade apropriada de produtos fitosanitários na área afetada. OPTIMA irá desenvolver sistemas avançados de deteção espectral para localizações em campo e monitorização das doenças selecionadas nas culturas estudadas.
Previsão de infeções patogénicas é uma parte vital da gestão de doenças nas plantas para que se possa prosseguir com as ações apropriadas para minimizar a redução na qualidade e produtividade (e.g. pulverização preventiva). OPTIMA irá otimizar modelos de previsão de doenças já existentes usando algoritmos agro-climáticos e biológicos assim como testemunhos de utilizadores e métodos geoestatísticos, que serão usados para o desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão (SAD).
Beoordeling van het ontwikkelde holistische IPM-systeem is noodzakelijk tijdens het ganse project. In de eerste plaats, moet het systeem ontworpen worden rekening houdend met de behoeften en ideeën van de eindgebruikers, zodat het systeem bruikbaar is in praktijkomstandigheden. Bovendien moet het technisch gevalideerd en geëvalueerd worden om de directe impact op de inputs en outputs te identificeren, alsook beoordeeld worden in termen van directe economische impact en indirecte impact op milieu, gezondheid en maatschappij. Het OPTIMA IPM-systeem zal het co-creatieproces en gebruik maken van de input van de eindgebruikers. Het OPTIMA IPM-systeem zal technisch gevalideerd en geëvalueerd worden door het kwantificeren van de eerder genoemde directe en indirecte impactfactoren.
Het gebruik van innovatieve en slimme spuittoestellen voor toepassing van GBM kan de biologische en technische efficiëntie verhogen door plaatsspecifiek en precies toe te passen. OPTIMA zal drie slimme prototype spuittoestellen ontwikkelen voor wortelen, wijngaarden en appelboomgaarden. Deze toestellen worden uitgerust met verschillende types spuitdoppen en verschillende instellingen voor variabele dosering, allemaal om de optimale toediening van GBM mogelijk te maken. Hierbij wordt gestreefd naar de optimale spuitparameters rekening houdend met gewas- en ziektekenmerken en worden drift reducerende technieken geïntegreerd om verliezen naar het milieu te minimaliseren.
Selectie van geschikte gewasbeschermingsmiddelen (GBM) is belangrijk voor het verhogen van de efficiëntie van zowel preventief als curatief spuiten. Deze behandelingen zijn nodig voor het beheersen van de voorspelde/gedetecteerde plant pathogenen. In OPTIMA, wordt een verzameling van commercieel-beschikbare en nog-te-ontwikkelen biologische GBM geëvalueerd, samen met nieuwe-generatie synthetische fungiciden voor de bestrijding van appelschurft, valse meeldauw in wijngaarden en Alternaria in wortelen.
Detectie van ziekten door scouting in het veld helpt enorm bij het kwantificeren en lokaliseren van de ziektedruk, om zo enkel in geïnfecteerde zones een correcte hoeveelheid gewasbeschermingsmiddel toe te passen. OPTIMA zal geavanceerde spectrale detectiesystemen ontwikkelen voor de lokalisering en monitoring van de geselecteerde ziekten, welke onderzocht worden in de verschillende use-case gewassen.
Het voorspellen van de pathogene infectie is een belangrijk aspect in de beheersing van plantenziekten, om zo de opbrengst- en kwaliteitsderving tegen te gaan door het uitvoeren van gerechtvaardigde acties, zoals het toepassen van gewasbeschermingsmiddelen. OPTIMA zal de reeds beschikbare ziektevoorspellingsmodellen optimaliseren door gebruik te maken van agro-klimaat en biologische algoritmen; gebruikerservaringen; en geo-statistische methodes, die allen samen komen in een nieuw beslissingsmodel (BM, ook bekend als Decision Support System (DSS)).
Assessment of the developed holistic IPM system is required from the scratch of the project until its end. Primarily, it needs to be designed according to the end-users needs and ideas to be useful in real conditions. In addition, it has to be validated and evaluated technically to identify the direct impact in agricultural inputs and outputs and assessed in terms of direct impact on farm economics, and indirect on environmental and human health protection and social aspects. OPTIMA IPM system will follow the co-creation process to take advantage of the end-users’ experience in its functions. After the technical validation and evaluation of the proposed IPM system and according to the numeric assessment of the benefits that will be obtained from the system evaluation in terms of farm economics, environmental and human health protection and social aspects, the pragmatic depiction of the impacts of such system will become clear.
Employment of innovative “smart” sprayers for PPPs application can increase biological and technical efficacy through site-specific and precise application. OPTIMA will develop three smart prototype sprayers for carrots, vineyards and apple orchards actuating different nozzle types, sprayer settings and adopting variable rate application control based on optimal selection of spray parameters, canopy and disease characteristics, together with the integration of innovative drift reducing technologies in order to minimize losses to the environment.
Selection of the appropriate PPPs to be applied in the field to control the predicted/detected plant pathogen is of high importance for increasing efficiency in both preventive and curative spraying. In OPTIMA, a collection of different bio-PPP agents per host of commercial (market-ready) and under development bio-PPPs (from partner’s culture collections) together with selected new generation synthetic fungicides against apple scab, downy mildew in vineyards and Alternaria leaf blight in carrots, will be evaluated to identify the most efficient combinations to efficiently control the diseases.
Detection of diseases through field scouting helps greatly in quantifying plant disease levels to apply the proper amounts of PPPs to the infected area. OPTIMA will develop advanced spectral detection systems for in-field localisation and monitoring of the selected diseases in the use-case crops.
Prediction of the pathogen infection is a vital part of plant disease management to proceed to the appropriate actions to minimize crop yield and quality reduction (e.g. preventive spraying). OPTIMA will optimise already existing disease prediction models using agro-climatic and biological algorithms; users’ testimonies; and geostatistical methods, which will be used for the development of a Decision Support System (DSS).
