RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

DISTRIBUZIONE MECCANICA DI ARTROPODI NELLA LOTTA BIOLOGICA IN COLTURE PROTETTE

Università di riferimento

Universita' degli Studi di CATANIA - INGEGNERIA AGRARIA - CATANIA(CT)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Sabina Iole Giuseppina FAILLA

Descrizione

L'obiettivo principale è quello di poter effettuare la distribuzione meccanizzata di entomofagi naturali in colture biologiche ed integrate in ambiente protetto. L'attività principale dell'Unità di Ricerca sarà quella di definire, in laboratorio, le specifiche costruttive e i parametri funzionali per la realizzazione di una macchina innovativa atta alla distribuzione di entomofagi utili e di verificare poi con un primo prototipo, la possibilità di sostituire il lavoro che attualmente viene effettuato dall'uomo, migliorando, possibilmente l'uniformità di distribuzione, le capacità di lavoro (ha/h) ma soprattutto non alterando la vitalità degli entomofagi stessi. A conclusione del programma, dopo aver effettuato prove in laboratorio e in serra atte a verificare la funzionalità del prototipo, verranno eventualmente indicati i parametri funzionali di regolazione ottimali con cui far funzionare la macchina all'interno di apprestamenti protetti, al fine di mantenere elevata l'efficacia del trattamento. ATTIVITÀ DEL I ANNO Definizione della metodologia di prova Tra le attività del primo anno risulta necessario concordare unitamente alle altre Unità di ricerca la metodologia di prova per le indagini di laboratorio e di campo, considerando eventuali esperienze maturate altrove. Tale attività preliminare consentirà di definire le specifiche da seguire nelle prove condotte in laboratorio per testare la funzionalità del prototipo e in quelle di campo per valutare l'efficacia dei trattamenti. Probabilmente, potrebbe essere tuttavia necessario affinare tale metodologia nel corso delle indagini. Costruzione del prototipo Tale fase prevede una preliminare analisi del contesto in cui dovrà essere utilizzato il prototipo, tenendo in considerazione le caratteristiche strutturali delle serre (superfici, corsie, condizioni microclimatiche, ecc.), i sistemi di allevamento delle diverse colture su cui bisogna intervenire (altezza delle piante, spessore della vegetazione, disposizione delle file e spazi interni, ecc.) e le esigenze di vitalità degli entomofagi. L'indagine, necessaria alle scelte progettuali, consentirà di meglio definire le caratteristiche costruttive del prototipo che dovrà comunque rispondere a doti di versatilità per potersi adattare a diversi contesti operativi. Quindi, si procederà alla costruzione di un primo prototipo ponendo particolare attenzione sulla scelta dell'apparato di distribuzione che potrà essere di tipo centrifugo o pneumatico o appositamente studiato e del dosatore. Sarà privilegiata la scelta del motore elettrico, alimentato a batteria se potrà essere garantita l'autonomia di almeno una giornata lavorativa, al fine di poter contenere i costi e l'impatto ambientale. In questa prima fase, non necessariamente si terrà conto dell'esigenza di costruire una macchina molto leggera ed estremamente manovrabile, per cui potrebbe essere necessario studiare un sistema per la sua movimentazione. Solo nel secondo anno, eventualmente, si tenterà di migliorare i requisiti di maneggevolezza e di costo contenuto, che tale attrezzatura dovrà possedere nella sua versione finale. L'Unità di ricerca potrà usufruire sia di una propria officina dotata di macchine utensili atte alla modifica e alla realizzazione di componenti del prototipo sia del supporto di ditte esterne costruttrici di macchine agricole che potranno costruire alcuni componenti. In questa fase, lo studio delle esigenze e delle caratteristiche degli entomofagi, finalizzato alla comprensione dei fenomeni di interazione macchina-individuo, saranno frutto della piena collaborazione e di interscambio tra le Unità di Ricerca di Meccanica e di Entomologia dell'Università di Catania, ma anche tra le altre Unità che afferiscono al progetto. L'individuazione delle specifiche costruttive del prototipo che questa Unità di Meccanica intende realizzare dipenderanno essenzialmente dalla necessità di limitare i danni agli entomofagi, mantenendone elevata la vitalità e di ottenere un'accettabile uniformità di distribuzione. Altrettanto importante risulta la caratterizzazione del materiale di supporto, insieme al quale vengono commercializzati gli entomofagi prescelti. Questo, infatti, mantenuto ad un certo grado di umidità, influisce sulla uniformità di distribuzione, generalmente peggiorandola. Sarà necessario, pertanto, determinare l'opportuno grado di umidità che ottimizzi sia le condizioni di benessere degli entomofagi che l'uniformità di distribuzione della vermiculite (comunemente utilizzata) ed effettuare ulteriori prove in laboratorio con altri materiali inerti, al fine di poter ottenere migliori risultati complessivi, anche sulla base di considerazioni fornite dalla Bioplanet (biofabbrica inserita come collaborazione esterna al progetto). Prove di laboratorio Definito e, quindi, costruito l'apparato di distribuzione che caratterizza il prototipo, saranno effettuate una prima serie di prove di laboratorio, insieme all'Unità di Entomologia di Catania sia solo con il materiale di supporto, al fine di studiare l'interazione macchina-prodotto, che con questo mischiato agli entomofagi al fine di valutare l'interazione macchina-individuo. Tramite opportuni banchi prova atti alla valutazione della distribuzione orizzontale e verticale, di volta in volta verranno studiati gli effetti dell'impiego della macchina sulla distribuzione degli entomofagi e, in base alle informazioni fornite dall'U.O. di Entomologia, se necessario, si interverrà per migliorare o, comunque, modificare i componenti della macchina, che rischiano di determinare le conseguenze negative sugli entomofagi e/o di compromettere una buona distribuzione. In particolare, saranno esaminati diversi parametri caratterizzanti la distribuzione di un prodotto così peculiare, quali l'accuratezza del dosaggio in termini di qualità e quantità, le sezioni di uscita e la portata del getto, la distribuzione del prodotto nello spazio rispetto alla macchina erogatrice, l'altezza di distribuzione, il rumore e le vibrazioni. Eventualmente, ulteriori e più verifiche per il controllo della vitalità e della riproduzione degli entomofagi dopo le prove di lancio potrebbero essere condotte presso il centro di moltiplicazione del Bioplanet di Forlì insieme alle altre Unità di ricerca. Messo a punto il prototipo e verificata in laboratorio l'opportunità di un suo utilizzo in ambiente protetto - fase che si prevede di completare nel primo anno del programma - si passerà alla fase relativa alle prove di campo. ATTIVITA' DEL II ANNO Prove di campo Costruito il prototipo e valutate le sue prestazioni con le prove in laboratorio e in condizioni sperimentali controllate, nel secondo anno verrà messo a punto il protocollo precedentemente stabilito, congiuntamente alle altre Unità di Ricerca, per effettuate le prove in serre siciliane. Si potrà, inoltre, valutare la possibilità di confrontare, in termini di efficacia dei trattamenti, i due prototipi messi a punto dall'Unità Operativa DEIAGRA (Meccanica) di Bologna e dall'Unità Operativa DIA (Meccanica) di Catania. Le prove saranno condotte variando alcuni parametri di distribuzione della macchina. In particolare, saranno studiati gli effetti della velocità del prodotto in uscita, della quantità di prodotto distribuito e della modalità di distribuzione in relazione alle colture da trattare (solanacee e cucurbitacee). Sarà verificata la possibilità di effettuare la distribuzione localizzata sulle file o diffusa nell'intera serra da un punto fisso, come si verifica a volte con alcune macchine impiegate nella lotta chimica, in funzione della mobilità degli entomofagi, delle caratteristiche delle serre e dei sistemi di allevamento della coltura da trattare. Sarà, infine, utile confrontare l'uniformità di distribuzione del prodotto e le capacità di lavoro ottenibili dai lanci manuali e dai trattamenti meccanizzati, verificando così la tecnica di lotta biologica impiegata anche sotto il profilo dell'organizzazione del lavoro e della convenienza economica, aspetto quest'ultimo più ampiamente trattato dall'U. O. DISEAE (Economia) di Catania. Con un sistema di campionamento a blocchi randomizzati all'interno della serra, verrà valutato il prodotto distribuito in termini di distribuzione spaziale degli individui rispetto ad una superficie esaminata. Dopo aver condotto l'analisi statistica dei dati ottenuti sarà effettuata una stima dell'uniformità di distribuzione in relazione alle diverse tesi di prova. Durante le prove, con termoigrometri portatili saranno controllate temperatura e umidità all'interno della serra, parametri determinanti per l'efficacia del trattamento. Sarà compito dell'Unità di Entomologia esaminare l'efficacia biologica del trattamento. Modifiche e messa a punto del prototipo Si prevede di mettere a punto e se del caso modificare il prototipo in funzione dei risultati conseguiti da una prima serie di prove in campo ed eventualmente eseguire una seconda serie di prove per verificare il superamento degli inconvenienti riscontrati. Potrebbe essere necessario sostituire alcuni componenti per contenere la massa e i costi al fine di rendere più maneggevole e competitivo il prototipo. Elaborazione e confronto dei risultati ottenuti Insieme alle altre Unità di ricerca che afferiscono al progetto saranno verificati e confrontati i risultati ottenuti nei due anni di ricerca al fine di evidenziare la validità tecnico-economica dei sistemi meccanici realizzati e provati in campo. Divulgazione dei risultati Conseguiti risultati significativi potrebbe essere opportuno organizzare incontri scientifici e divulgativi con tecnici ed operatori del settore al fine di valutare le possibili ricadute sulle aziende serricole del territorio oggetto di studio. Si prevede, infatti, un discreto interesse da parte degli operatori agricoli nei confronti di una macchina il cui utilizzo è previsto in regime biologico ed integrato e che rispetti le condizioni di sicurezza ed igiene sul lavoro.