El SSWM que implica la aplicación variable de herbicidas tiene potenciales beneficios económicos y ambientales y la investigación en el extranjero ha avanzado mucho. El SSWM en Australia probablemente se aplicará inicialmente a malezas resistentes a herbicidas, por ejemplo, raigrás anual y avena silvestre. El sistema SSWM más prometedor para Australia puede implicar una aplicación barata de herbicidas basales, con aplicación variable de un herbicida más eficaz y caro a los parches. Los ensayos que evalúan el control del raigrás con herbicidas preemergentes destacan el beneficio de utilizar una mezcla de herbicidas más cara con mayor eficacia en poblaciones de alta densidad para un mejor control, mientras se logra un control adecuado en poblaciones de baja densidad con una aplicación de trifluralina de menor costo.
Antecedentes
Las malezas a menudo crecen en parches dentro de un prado. Rociar todo el potrero es la norma actual, pero existen posibles beneficios económicos y ambientales al rociar solo donde hay malezas. El GPS ha abierto el camino para el Manejo de malezas específico del sitio (SSWM), enfocando las medidas de control solo donde se necesitan.
Beneficios potenciales
El Dr. Roland Gerhards resumió SSWM en una conferencia en Alemania el año pasado, y observó que: «El uso de la fumigación general de un amplio acre da como resultado una decisión de aplicación incorrecta en casi todos los puntos del prado». La dosificación insuficiente y excesiva de herbicidas es inevitable cuando la distribución y la densidad de las malezas varían en un potrero. SSWM tiene el potencial de reducir las aplicaciones de herbicidas entre un 10 y un 80%. Los ahorros de costos son obvios, pero adicionalmente las áreas de cultivo libres de malezas no rociadas pueden producir entre un 5 y un 10% más, cuando se eliminan los efectos fitotóxicos del herbicida. En Europa también existe un gran interés en SSWM por razones medioambientales.
Sistemas SSWM
El objetivo de los sistemas de pulverización SSWM es obtener la dosis correcta del herbicida correcto en el lugar correcto. Hay una serie de obstáculos técnicos que superar, y esto ha dado lugar a una serie de enfoques de investigación con diferentes niveles de complejidad. SSWM tiene cuatro componentes principales: 1) mapeo / detección de malezas; 2) decisión de tratamiento 3) aplicación de tratamiento; y 4) documentación. Los componentes del sistema elegidos estarán influenciados por cada situación individual de control de malezas.
Mapeo previo vs detección en tiempo real. El mapeo antes de la pulverización es más fácil, pero puede implicar una pasada adicional. La detección en tiempo real requiere sensores y computadoras a bordo para procesar las imágenes y controlar las boquillas.
Biomasa de malezas / cultivos frente a ID de especies de malezas. Los sistemas de reflectancia simples pueden medir la biomasa total de la planta; esto mide tanto el cultivo como las malezas juntos y puede ser engañoso. Escanear solo en las entre filas es más desafiante, pero más preciso. Los sistemas más complejos utilizan tanto reflectancia como formas de imagen para identificar el tipo de planta. Los sistemas de investigación más avanzados pueden identificar hasta 25 especies de malezas.
Decisiones de tratamiento. El más simple es ENCENDIDO / APAGADO: esto se implementa más fácilmente, pero las plantas omitidas fuera de los parches pueden causar problemas. Otro enfoque es aplicar un tratamiento basal uniforme y usar un sistema ON / OFF para aplicar otro tratamiento solo a los parches. Los sistemas más complejos identifican la variación espacial en las especies de malezas y la densidad, y pueden aplicar hasta tres herbicidas a diferentes velocidades. Estos sistemas utilizan sofisticados sistemas informáticos expertos en control de malezas (por ejemplo, Plant Protection On-Line).
Escala de tratamiento. La mayor parte de la investigación de SSWM se ha concentrado en el tratamiento de parches (metros de diámetro) mediante el control de la sección de la barra, pero una investigación más reciente en Dinamarca está trabajando en «células» (c. 11×3 cm) o incluso en objetivos de una sola planta.
Tipos de sensores. El sensor más sofisticado y disponible es el ojo humano, pero el mapeo manual antes de la pulverización requiere mucho tiempo y el control manual en tiempo real puede no ser confiable debido a la distracción periódica del operador. Las imágenes digitales se pueden capturar desde el suelo o de forma remota (satélite o avión), pero para los sistemas que tienen como objetivo tratar áreas más pequeñas que varios metros, las imágenes remotas tienen una resolución espacial insuficiente. WeedSeeker es actualmente el único sistema comercializado que vincula sensores vinculados al control de la pulverización. Este sistema detecta la biomasa de las plantas verdes utilizando una relación de reflectancia del rojo y del infrarrojo cercano (NIR) y se utiliza principalmente para el control de malas hierbas no selectivo en áreas no cultivadas. Hay otros sensores disponibles comercialmente (CropCircle, GreenSeeker y Yara N-Sensor) que pueden mapear la biomasa usando rojo / NIR.
Documentación. La mayoría de los sistemas en desarrollo registran el mapa de aplicación de herbicidas «tal como se aplica» como un registro útil de aplicación.
Desafíos de I + D
Los principales cuellos de botella para SSWM son los sistemas de mapeo / escaneo eficientes y precisos y los sistemas de inyección directa adecuados para herbicidas. Los avances recientes en los laboratorios de investigación en Europa sugieren que estos problemas pueden superarse. Los prototipos de imágenes avanzadas pueden identificar 25 especies de malezas en tiempo real. Actualmente, los sistemas de inyección directa sufren retrasos prolongados debido al tiempo que tarda el herbicida en viajar desde el punto de inyección hasta la boquilla (4 a 30 segundos). A fines del año pasado, un equipo de investigación alemán describió una boquilla de inyección directa eficaz que permitiría inyectar herbicida concentrado directamente en las boquillas con un tiempo de retraso de menos de un segundo.
Desarrollos en el extranjero
Alemania y Dinamarca tienen fuertes esfuerzos de investigación en SSWM, impulsados por fondos gubernamentales destinados a cumplir los objetivos de reducción de pesticidas ambientales. Se ha logrado un excelente progreso tecnológico, pero la comercialización de SSWM ha sido lenta porque los productores generalmente consideran que los herbicidas son baratos y tienen pocos incentivos para adoptar sistemas más complejos. El sistema más cercano al lanzamiento comercial parece ser un rociador de tres tanques de 21 m (“CERBERUS”) desarrollado por el Dr. Roland Gerhards y su equipo en la Universidad de Hohenheim, cerca de Stuttgart, Alemania. El rociador tiene tres líneas de rociado independientes paralelas alimentadas por tres tanques separados llenos de diferentes herbicidas. Los mapas de malezas se utilizan para encender y apagar secciones de barra de 7 x 3 m simultáneamente en cada una de las tres líneas de aspersión. El tiempo de retardo de control es de alrededor de 0,5 segundos, y actualmente están trabajando en la identificación de malezas en tiempo real (c. 25 especies) y la determinación de la mezcla de tratamiento. Los estudios en 13 potreros durante tres años han proporcionado reducciones de herbicidas del 10 al 80% mientras se mantiene un buen control de malezas. Se ha rastreado la eficacia en 38 potreros con c. 95% de control, sin aparente acumulación de semillas de malezas. La fluorescencia foliar inducida por láser (Alemania) y la reflectancia de la luz polarizada (Francia) también se están explorando para la identificación de malezas. En Dinamarca, el Dr. Svend Christensen y su equipo están desarrollando sistemas autónomos de aplicación de pulverización extremadamente precisos. Los sistemas se basan en impresoras de inyección de tinta y se utilizarán inicialmente en cultivos hortícolas. Un sistema trata áreas pequeñas (células) de c. 11 x 3 cm encendiendo y apagando las boquillas, mientras que un segundo sistema identifica plántulas de malas hierbas individuales y dispara un rayo láser o microgotas de herbicida (0,2 microlitros) en el punto de crecimiento. Los prototipos que tratan 100 plántulas de hoja ancha por m-2 han logrado volúmenes de agua tan bajos como 0.2 L ha-1.
Potencial australiano
Las experiencias en el extranjero sugieren que SSWM puede tener un lugar en Australia. El desarrollo inicial parece ser más adecuado para el tratamiento de malezas resistentes a herbicidas (por ejemplo, raigrás anual y avena silvestre) donde los parches pueden tratarse con herbicidas más costosos. Como ejemplo, el raigrás anual podría tratarse con una aplicación basal uniforme de trifluralina, con triallato inyectado en la línea de rociado en áreas de parche. El costo de los herbicidas como proporción de los beneficios es más alto en Australia que en Europa, lo que proporciona un incentivo adicional. La retención de rastrojos no es común en Europa y puede presentarnos algunos desafíos de mapeo / escaneo, pero nuestros espacios más amplios entre filas pueden ser una ventaja. La Tabla 1 sugiere algunas posibles ventanas de oportunidad para SSWM.
Tabla 1. Ventanas de oportunidad de detección / mapeo para SSWM en Australia
Etapa
Sincronización
Situación de campo
Oportunidad
Barbecho de verano
Dic-mar
Rastrojo seco. Malezas verdes de verano (por ejemplo, malezas esqueléticas, SLN)
Mapeo de malezas de verano. Tierra o remota. Es posible la aplicación de herbicidas no selectivos SSWM.
Pre-siembra
Abril junio
Plántulas de invierno emergentes.
Probablemente rastrojo en pie.
Malezas emergentes: sin hileras de cultivos. Tierra o remota. Es posible la aplicación de herbicidas no selectivos SSWM.
Post-em temprano.
Julio-agosto
Cosecha temprana post-em y malezas. Hileras de cultivos distintas.
Detección entre filas (solo en el suelo); Detección de cultivos + malezas (en el suelo o remota);
Cosecha tardía
Septiembre-noviembre
Entre hileras de cultivos cerrados.
Cabezas de malezas visibles.
Avena salvaje, bromo, mapeo de cabezas ARG. (probablemente solo remoto); Posibilidad de «cobertura de cultivos» SSWM.
Alguna experiencia de investigación local
Hasta la fecha, la investigación local se ha centrado en la detección y el mapeo de parches de raigrás utilizando sensores de cultivos disponibles comercialmente (CropCircle, GreenSeeker y Yara N-Sensor), y las decisiones de tratamiento con herbicidas para poblaciones de raigrás de alta y baja densidad.
Mapeo de raigrás
Los sensores de cultivos disponibles comercialmente (CropCircle, GreenSeeker y Yara N-Sensor) miden la reflectancia de la luz en las bandas de onda roja y NIR. La reflectancia de la luz roja es sensible a los cambios en el contenido de clorofila de la planta y la reflectancia de la luz NIR es sensible a los cambios en la biomasa de la planta. En situaciones de cultivo, la variación en la biomasa vegetal es el resultado de dos variables, el cultivo y las malezas. En las primeras etapas de crecimiento del cultivo, la biomasa del cultivo tiende a ser relativamente uniforme (con densidades de cultivo uniformes) con poca expresión de cualquier variabilidad subyacente del suelo o el paisaje. La biomasa de malezas en las primeras etapas de crecimiento varía según las variaciones en las poblaciones de plantas de malezas. Por lo tanto, la variabilidad en la biomasa vegetal mapeada con estos sensores en las etapas tempranas de crecimiento del cultivo generalmente puede asociarse con densidades variables de malezas. Se han mapeado con éxito parches de raigrás en cultivos de lentejas y canola en las primeras etapas de crecimiento en Australia del Sur antes de que la variabilidad de los cultivos sea grande. A medida que avanza el crecimiento del cultivo a lo largo de la temporada, aumenta la variabilidad en la biomasa del cultivo, lo que complica la detección de parches de malezas por variación de la biomasa. También es importante determinar mediante verificación en el terreno, qué especies de malezas varían en el prado, ya que todas las malezas pueden contribuir a la variabilidad de la biomasa vegetal. El plan para la investigación futura es determinar la densidad umbral de raigrás que se puede detectar en diferentes cultivos en diferentes etapas de crecimiento. A partir del trabajo realizado hasta ahora, estos sensores pueden detectar fácilmente parches densos de raigrás en las primeras etapas de crecimiento de lentejas y canola. A medida que avanza el crecimiento del cultivo a lo largo de la temporada, aumenta la variabilidad en la biomasa del cultivo, lo que complica la detección de parches de malezas por variación de la biomasa. También es importante determinar mediante verificación en el terreno, qué especies de malezas varían en el prado, ya que todas las malezas pueden contribuir a la variabilidad de la biomasa vegetal. El plan para la investigación futura es determinar la densidad umbral de raigrás que se puede detectar en diferentes cultivos en diferentes etapas de crecimiento. A partir del trabajo realizado hasta ahora, estos sensores pueden detectar fácilmente parches densos de raigrás en las primeras etapas de crecimiento de lentejas y canola. A medida que avanza el crecimiento del cultivo a lo largo de la temporada, aumenta la variabilidad en la biomasa del cultivo, lo que complica la detección de parches de malezas por variación de la biomasa. También es importante determinar mediante verificación en el terreno, qué especies de malezas varían en el prado, ya que todas las malezas pueden contribuir a la variabilidad de la biomasa vegetal. El plan para la investigación futura es determinar la densidad umbral de raigrás que se puede detectar en diferentes cultivos en diferentes etapas de crecimiento. A partir del trabajo realizado hasta ahora, estos sensores pueden detectar fácilmente parches densos de raigrás en las primeras etapas de crecimiento de lentejas y canola. El plan para la investigación futura es determinar la densidad umbral de raigrás que se puede detectar en diferentes cultivos en diferentes etapas de crecimiento. A partir del trabajo realizado hasta ahora, estos sensores pueden detectar fácilmente parches densos de raigrás en las primeras etapas de crecimiento de lentejas y canola. El plan para la investigación futura es determinar la densidad umbral de raigrás que se puede detectar en diferentes cultivos en diferentes etapas de crecimiento. A partir del trabajo realizado hasta ahora, estos sensores pueden detectar fácilmente parches densos de raigrás en las primeras etapas de crecimiento de lentejas y canola.
Decisiones de tratamiento con herbicidas en parches de raigrás Las
decisiones de tratamiento con herbicidas para parches de raigrás de alta y baja densidad se han centrado en dos oportunidades de tratamiento; aplicación de herbicidas pre-emergentes en cereales y aplicación de herbicidas selectivos post-emergentes en gramíneas en leguminosas y canola. Los tratamientos con herbicidas preemergentes son dosis más altas y más bajas de trifluralina (480 g / L ia) y la decisión de activar / desactivar la adición de Avadex Xtra (triallate 500 g / L ia) o Dual (metolaclor 720 g / L ia) para trifluralina.
Se mapearon parches de raigrás en lentejas en un potrero en 2006 y este mapa se utilizó para ubicar sitios de prueba de herbicidas pre-emergentes en poblaciones de alta y baja densidad en 2007. Los resultados muestran que la adición de Avadex Xtra o Dual a una tasa base de trifluralin ha conducido a una mejora significativa en el control en el sitio de alta raigrás (Figura 1). Sin embargo, en el sitio de raigrás bajo en el mismo potrero, una dosis base de trifluralina proporcionó un control adecuado. No hubo ningún beneficio adicional por aumentar la tasa de trifluralina o la adición de otro herbicida en este sitio con bajo nivel de raigrás. Por lo tanto, el área tratada con la mezcla de herbicidas de mayor costo podría restringirse con seguridad a las áreas donde la densidad del raigrás era más alta. Los resultados también indican que puede haber un mayor nivel de resistencia a la trifluralina en el sitio de ryegrass alto en comparación con el sitio de ryegrass bajo (esto se está evaluando). Si se encuentra que la resistencia a los herbicidas en el raigrás tiene una mayor prevalencia en los parches de mayor densidad, esto proporcionará un impulso adicional para el uso de mezclas de herbicidas más agresivas en esas áreas.
La utilidad de los mapas en los años siguientes dependerá de la estabilidad del parche, donde la estabilidad del parche se verá influenciada por la dispersión natural, el movimiento de la semilla por la maquinaria, en particular los recolectores y las condiciones estacionales que afectan el reclutamiento del raigrás. Agregar un área más grande alrededor de los parches debería tener en cuenta estos factores en la mayoría de los casos.
Figura 1: Efectos de herbicidas preemergentes sobre la supervivencia del raigrás en relación con cero en dos sitios en un potrero con diferentes poblaciones de raigrás (sitio de raigrás alto: nulo = 574 plantas / m2, LSD (5%) = 13,2; sitio de raigrás bajo: nulo = 11 plantas / m2, diferencias no significativas).
Se mapearon parches de raigrás en lentejas en un potrero en 2007 y este mapa se usó para ubicar ensayos de herbicidas selectos en poblaciones de alta y baja densidad. Las razones para utilizar tasas más altas de herbicidas selectivos para pastos en parcelas más gruesas son:
• Parches densos de raigrás donde las plantas se superponen y se sombrean entre sí aumentan el riesgo de que una planta individual no reciba una dosis letal.
• La resistencia del raigrás a Select puede variar espacialmente a lo largo de un prado en parches.
• Lograr un nivel de control aceptable. En una población de baja densidad, el control del 95% puede ser aceptable, pero deja un nivel inaceptablemente alto de supervivientes en una población de alta densidad.
Los recuentos de raigrás (Tabla 2) muestran que en el sitio de raigrás alto 350 y 500 ml / ha de Select proporcionaron un control significativamente mayor que 250 ml / ha. En el sitio de raigrás bajo no hubo diferencias significativas entre estas tres dosis, y estas proporciones proporcionaron un control significativamente mayor que 150 ml / ha. Por lo tanto, proporciones más altas proporcionaron un mayor control en el sitio con alto contenido de ryegrass, lo que indica que las plantas pueden haberse superpuesto, lo que limita el contacto del herbicida con todas las plantas o puede indicar un mayor nivel de resistencia a Select en el parche con alto contenido de ryegrass. Sin embargo, esta tendencia no es evidente en el momento de los recuentos de cabezas de raigrás, ya que la tasa de selección más alta proporciona el mejor control en ambos sitios. Por lo tanto, la decisión de variar las tasas en función de los resultados del recuento de cabezas de raigrás estaría relacionada con lo que es un nivel de control aceptable.