La gestione delle infestanti rimane una delle maggiori sfide e delle attività più dispendiose in termini di risorse per i produttori biologici certificati e gli agricoltori che passano al biologico.

Rodale Institute, leader mondiale nel progresso dell'agricoltura organica e rigenerativa, sta lanciando un nuovo programma di ricerca per affrontare questo problema sviluppando strategie di gestione integrata delle infestanti (IWM) per i sistemi organici.

Che cos'è la gestione integrata delle infestanti?

Come adottato dalla definizione USDA di Integrated Pest Management (7 USC § 136r), Integrated Weed Management (IWM) è "un approccio sostenibile alla gestione delle erbe infestanti combinando strumenti biologici, culturali, fisici e chimici in un modo che riduce al minimo l'economia, la salute e rischi ambientali”.

È un processo decisionale basato sulla scienza combina strumenti e strategie per identificare e gestire le erbe infestanti. Nell'agricoltura biologica, i prodotti chimici di sintesi non sono un componente dell'IWM, mentre i prodotti chimici a base biologica potrebbero essere un'opzione.

Perché è importante?

Un sondaggio condotto da Fondazione per la ricerca sull'agricoltura biologica nel 2016 ha identificato la gestione delle infestanti come la seconda priorità per la ricerca futura dopo la salute del suolo, la qualità e la gestione dei nutrienti.

I risultati della ricerca hanno dimostrato che il controllo delle infestanti nei sistemi biologici con rotazioni mais (Zea mays L.) – soia (Glycine max L.) è una sfida importante e duratura. Efficace il controllo delle erbe infestanti perenni rimane una delle principali sfide per gli agricoltori che passano all'agricoltura biologica così come per i coltivatori certificati biologici. La gestione delle erbe infestanti nei sistemi organici richiede un sistema completo basato sulla conoscenza che si basa su processi ecologici, biodiversità e cicli naturali per mantenere l'infestazione infestante al di sotto della soglia economica e biologica integrando piccoli martelli.

Affidarsi a un unico metodo di controllo delle infestanti può far sì che le erbacce sviluppino resistenza a quel metodo e può portare alla perdita del raccolto e ad altri danni ambientali. Ad esempio, fare affidamento sulla lavorazione del terreno per il controllo delle erbe infestanti nella produzione biologica può innescare l'erosione del suolo, causare un hardpan nel sottosuolo, ridurre la materia organica, interrompere gli habitat floreali e faunistici e distruggere le proprietà chimiche e fisiche del suolo. Pertanto, l'IWM deve far parte della gestione organica per la soppressione delle infestanti per tutta la stagione, fornendo allo stesso tempo i servizi ecosistemici.

Approccio e pratiche

Nella pratica dell'IWM, i coltivatori consapevoli del potenziale di infestazione da infestanti seguono un approccio a quattro livelli che include: 1) fissare una soglia economica quando indica che è necessario intraprendere un'azione di controllo delle infestanti, 2) monitorare e identificare accuratamente le infestanti in modo che un controllo appropriato le decisioni possono essere prese in concomitanza con le soglie di azione, 3) evitare che le infestanti diventino una minaccia utilizzando pratiche colturali e 4) una volta che i primi due approcci indicano che è necessario il controllo delle infestanti e il terzo approccio non è più disponibile, efficace e meno rischioso deve essere scelta la strategia di controllo.

Pratiche culturali

Tecniche che migliorano la competitività contro le erbe infestanti come la tecnica del letto di semina stantio, la configurazione delle file di colture, la rotazione delle colture e il sistema di coltivazione, la lavorazione minima o nulla, la selezione delle varietà delle colture, il controllo delle sementi delle erbe infestanti del raccolto e il tempo di semina. I metodi culturali sono strumenti principali nei sistemi di produzione delle colture biologiche.

Strumenti meccanici

Rimuove o uccide fisicamente le erbacce utilizzando forze come la zappatura interfilare poco profonda (con enfasi sui sistemi organici di non lavorazione del terreno e ridotta fino alla lavorazione del terreno), fiammatura, elettrocuzione, applicazione di acqua calda e schiuma, vaporizzazione del suolo, controllo criogenico delle infestanti e graniglia abrasiva a propulsione pneumatica. I metodi meccanici sono utilizzati principalmente per la produzione di colture biologiche per il controllo delle erbe infestanti durante la stagione.

Bio-prodotti

I prodotti chimici di sintesi non fanno parte della gestione delle erbe infestanti organiche. Tuttavia, sul mercato sono disponibili diversi bioerbicidi di origine vegetale elencati nell'inventario dell'Organic Materials Review Institute (OMRI) (www.omri.org) che può essere utilizzato per il controllo chimico delle erbe infestanti nei sistemi organici. Il prodotto deve essere inserito nel piano del sistema biologico approvato per i coltivatori biologici certificati. I comuni gruppi di bioprodotti includono oli essenziali vegetali, farina di glutine di mais, prodotti microbici e sostanze chimiche allelopatiche.

Metodi biologici

La manipolazione attiva di organismi antagonisti per ridurre la popolazione di erbe infestanti al di sotto del livello di soglia economica in cui i nemici naturali viventi erano soliti controllare le erbe infestanti. Gli organismi potrebbero essere artropodi fitofagi, parassiti, parassitoidi, agenti patogeni (funghi, batteri, virus e nematodi) e pascolatori. I pascolatori comuni sono uccelli, animali (nei pascoli) e pesci (nelle risaie).

Nuove tecnologie

L'uso del sistema di navigazione satellitare globale come il GPS ha implicazioni per la gestione di precisione delle infestanti. L'uso di nanodispositivi e vettori sono le nuove tecnologie emergenti da utilizzare nella protezione delle colture. Le aziende private stanno sviluppando robot e dispositivi laser per uccidere efficacemente le erbacce. I veicoli aerei senza pilota possono essere utilizzati anche per monitorare l'infestazione da erbe infestanti e raccogliere dati spettrali per un controllo di precisione.

Science Data

Sebbene la scienza dei dati non sia un intervento diretto, può far parte del pacchetto di gestione delle infestanti. L'accesso a tecnologie ad alta intensità di dati può aiutare a monitorare e controllare le erbacce. Il data mining e l'analisi sono essenziali per la modellazione della simulazione dell'interazione coltura-erbaccia, degli impatti ambientali e dell'efficacia di strumenti e tattiche. L'apprendimento automatico e le reti neurali artificiali sono essenziali per le statistiche spaziali, la mappatura delle prescrizioni tematiche e le previsioni.

Pratiche di gestione

Il nostro obiettivo di ricerca è lo sviluppo di sistemi di gestione delle infestanti integrati e completi basati sulla scienza che comprendono tattiche o una combinazione di strategie illustrate nella Figura 1.

Gruppo di ricerca

Dott. Madhav Dhakal

Scienziato delle colture e delle erbacce

Il Dr. Dhakal sta sviluppando un programma di ricerca sulle colture biologiche e sulla gestione delle infestanti che può includere l'agricoltura biologica continua basata su colture di copertura, l'integrazione di colture e bestiame, l'adozione tecnologica, l'adattamento e l'innovazione, la coltivazione di vicoli, la consociazione e intensificazione nei sistemi organici rigenerativi. Ha conseguito un dottorato di ricerca. presso la Texas Tech University in Plant and Soil Science e un master in Agronomia (scienza delle infestanti) e una laurea in Scienze agrarie presso la Tribhuvan University in Nepal. Prima di entrare Rodale Institute, il dottor Dhakal ha lavorato per l'USDA-ARS e la Mississippi State University supervisionando un progetto intitolato Cropland Common Experiment of Long-Term Agroecosystem Research (LTAR) in Mississippi.