project - EIP-AGRI Operational Group
Development of technology for on-line and in-situ testing of the degree of pesticide wash-off from leaves and fruit of fruit trees allowing reduction
Opracowanie technologii badania on-line oraz in-situ stopnia zmycia pestycydów z liści i owoców drzew owocowych pozwalających na redukcję środków ochrony roślin
Kontext
Pierwszym z realizowanych celi projektu jest określenie przydatności użycia bezpośredniego pomiaru fluorescencji charakterystycznej dla substancji czynnych zawartych w pestycydach. Tego typu badania będą adekwatne do rejestracji pestycydów które wykazują zjawisko fluorescencji (np. Kaptan).
Konsekwencją realizacji projektu jest opracowanie szybkiego, taniego i łatwego w stosowaniu narzędzia do monitoringu on-line i in-situ poziomu stężenia substancji czynnej na roślinie w warunkach polowych. Zbudowanie urządzenia, które pozwoli na ilościową i jakościową detekcje pestycydów na lisicach i owocach jabłoni w sadzie. Jednym z etapów projektu jest optymalizacja parametrów i procesu pośredniej detekcji wybranych pestycydów z wykorzystaniem sensorów fluorescencyjnych typu turn-off. Nie wszystkie substancje czynne zawarte w pestycydach wykazują zjawisko fluorescencji, aby umożliwić pomiar on-line sygnału fluorescencji w przypadku tego typu pestycydów, zaproponowano wykorzystanie narzędzia pośredniego do ich detekcji. Projekt ma na celu automatyzację pomiaru depozycji pestycydów poprzez zbudowanie ramienia robotycznego, na którym zostanie zamontowane skonstruowane wcześniej urządzenie. Ramię to umieszczone na ciągniku bądź platformie sadowniczej będzie w automatyczny sposób zbliżało detektor do liści i owoców w celu wykonania pomiarów.
Objectives
The development of a fast, inexpensive and easy-to-use tool for on-line and in-situ monitoring of the concentration level of an active ingredient on a plant under field conditions will supplement the knowledge of the orchardist with an essential, currently missing piece of information necessary for the correct and effective execution of treatments. The ability to quickly check the extent to which pesticides have been washed off after rainfall will allow a more informed selection of the crop protection products and their doses needed at any given time.
Objectives
Opracowanie szybkiego, taniego i łatwego w stosowaniu narzędzia do monitoringu on-line i in-situ poziomu stężenia substancji czynnej na roślinie w warunkach polowych uzupełni wiedzę sadownika o bardzo istotną, brakującą obecnie informację niezbędna do prawidłowego i efektywnego przeprowadzania zabiegów. Możliwość szybkiego sprawdzania stopnia zmycia pestycydów po opadzie pozwoli na bardziej świadome dobieranie potrzebnych w danym momencie środków ochrony roślin oraz ich dawek.
Activities
Stage 1 Optimization of pesticide detection parameters using UV-Vis-NIR spectroscopy.
Stage 2 Construction and optimization of a device for testing the presence of pesticides on leaves and fruits of domestic apple trees under on-line and in-situ test conditions.
Stage 3 Optimization of parameters and process for indirect detection of selected pesticides using turn-off fluorescent sensors.
Stage 4 Construction and optimization of a robotic arm that allows automatic measurement of pesticides on leaves and fruits of domestic apple trees.
Activities
Etap 1 Optymalizacja parametrów detekcji pestycydów z wykorzystaniem spektroskopii UV-Vis-NIR.
Etap 2 Zbudowanie i optymalizacja urządzenia do badania obecności pestycydów na liściach i owocach jabłoni domowej w warunkach badań on-line oraz in-situ.
Etap 3 Optymalizacja parametrów i procesu pośredniej detekcji wybranych pestycydów z wykorzystaniem sensorów fluorescencyjnych typu turn-off.
Etap 4 Zbudowanie i optymalizacja robotycznego ramienia pozwalającego na automatyczny pomiar obecności pestycydów na liściach i owocach jabłoni domowej.
Additional comments
Operacja przyczyni się do realizacji pierwszego celu EPI na rzecz wydajnego i zrównoważonego rolnictwa: wspieranie sektorów rolnictwa i leśnictwa efektywnych pod względem wykorzystania zasobów, rentownych gospodarczo, produktywnych, konkurencyjnych, niskoemisyjnych oraz przyjaznych dla klimatu i odpornych na jego zmianę, zmierzających w kierunku rolno-ekologicznych systemów produkcji oraz harmonijnie wykorzystujących z podstawowych surowców naturalnych, od których rolnictwo i leśnictwo są zależne, poprzez realizację przedmiotowego projektu. Planowana do realizacji operacja, mająca na celu opracowanie i wdrożenie technologii zautomatyzowanego, taniego i szybkiego pomiaru stopnia zmycia pestycydów na plantacji jabłoni przyczyni się do wyeliminowania zbędnych zabiegów SOR, przez co do mniejszego nasycenia owoców jabłoni szkodliwymi dla zdrowia środkami ochrony roślin.
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014PL06RDNP001 Program Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2014-2020
Ort
- Main geographical location
- Krakowski
EUR 172 875.00
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
1 Practice Abstracts
In modern apple cultivation, decisions on treatments with crop protection products are made based on data from measuring stations. They provide information on the characteristics of apple scab spore seeding and the amount of rainfall. Based on these data and knowledge of the washout parameters of fungicides, depending on the amount of rainfall, it is determined whether the plantation is protected against further rainfall, which is associated with another infection. It is often difficult to determine the wash-off of fungicides by rain since it depends not only on the amount of rainfall but also on its intensity and duration, among other factors. In situations where adequate protection is uncertain, preventive treatment is recommended. Through the use of technology combining UV/Vis/IR spectroscopy analysis with spectrofluorimetry, we gain the ability to conduct qualitative and quantitative determinations. The device we are proposing will thus make it possible to quickly and inexpensively determine how much fungicides are washed away by rain. This parameter will complement the data we have received from measuring stations. It will allow a more accurate determination of the degree of protection, thus eliminating pesticide treatments in situations where they are not needed. Reducing the use of pesticides is included in the European Green Deal strategy. In addition, reducing pesticide use increases the profitability of fruit production.
We współczesnej uprawie jabłoni decyzje o zabiegach środkami ochrony roślin podejmowane są na podstawie danych ze stacji pomiarowych. Dostarczają one informacji dotyczących charakterystyki wysiewów zarodników parcha jabłoni oraz ilości opadów. Na podstawie tych danych oraz znajomości parametrów zmywania fungicydów w zależności od ilości opadów określa się czy plantacja jest zabezpieczona przed kolejnymi opadami, które wiążą się z kolejną infekcją. Niejednokrotnie trudno jest określić zmycie fungicydów przez deszcz, gdyż zależy ono nie tylko od ilości opadów, ale także m.in. od intensywności oraz czasu jego trwania. W sytuacjach braku pewności skutecznej ochrony rekomendowane jest wykonanie zabiegu zapobiegawczego. Poprzez zastosowanie technologii łączącej w sobie analizy spektroskopii UV/Vis/IR ze spektrofluorymetrią uzyskujemy możliwość prowadzania oznaczeń jakościowych i ilościowych. Proponowane przez nas urządzenie pozwoli tym samym na szybkie i tanie określanie stopnia zmycia fungicydów przez deszcz. Parametr ten będzie uzupełnieniem otrzymywanych do tej pory danych ze stacji pomiarowych. Pozwoli on na dokładniejsze określanie stopnia ochrony, przez co wyeliminowanie zabiegów środkami ochrony roślin w sytuacjach, kiedy nie są one potrzebne. Ograniczenie stosowania pestycydów zostało zawarte w strategii Europejskiego Zielonego Ładu. Ponadto, ograniczenie stosowania pestycydów zwiększa rentowność produkcji owoców.
Contacts
Project coordinator
-
Photo4Chem Sp. z o. o.
Project coordinator
Project partners
-
Gospodarstwo Sadownicze Karolina Churska
Project partner
-
Politechnika Krakowska im. T. Kościuszki
Project partner