Utilizzo dei droni nella
gestione delle infestanti: il
progetto APREINF
Coordinatore del progetto:
Prof. Raffaele Casa
[email protected]
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
r2=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
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
M1
0.22
0.24
-0.02
<0.01
M2
0.78
0.74
0.04
n.s.
diff. p value
diff. p value
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