Ako kontrolovať choroby plodín pomocou inteligentného poľnohospodárstva

Poľnohospodárske systémy čelia nielen produkcii potravín pre ľudí aj zvieratá, ale aj otázkam ochrany životného prostredia. Preto v súčasnosti rastie tlak na zníženie používania pesticídov s cieľom znížiť možné výrobné náklady a vplyv na životné prostredie.

Monitorovanie plodín umožňuje vám identifikovať potenciálne rizikové oblasti a liečiť ich individuálne, čo vedie k výraznému zvýšeniu účinnosti liečby chorôb.

Prítomnosť chorôb rastlín na poľnohospodárskej farme stojí poľnohospodárov veľa peňazí. Straty na úrode spôsobené zvieratami, chorobami, škodcami a burinami predstavujú 20 až 40 percent celkovej globálnej poľnohospodárskej produktivity, uvádza výskum IRJET.

Tradičná metóda fyzickej analýzy konkrétnych aspektov listov, ako je textúra, farba a tvar, na identifikáciu infekcií nie je vždy účinná. V dôsledku toho väčšina poľnohospodárov na celom svete najíma profesionálnych poľnohospodárov na diagnostiku chorôb na svojich plodinách na veľkých farmách. Je to však časovo náročný a nákladný proces.

Tradičné metódy niektorých poľnohospodárov neobsahujú moderné techniky na automatizáciu rozpoznávania a klasifikácie chorôb rastlín. Poľnohospodári nedokážu odhaliť choroby rastlín vo veľkých farmách, čo vedie k výraznému zníženiu množstva a kvality poľnohospodárskej produkcie.

V dôsledku toho je inteligentné poľnohospodárstvo pre poľnohospodárov nevyhnutným digitálnym aktívom, ktoré umožňuje nepretržité monitorovanie chorôb rastlín bez nutnosti veľkej pracovnej sily, najmä v odľahlých poľnohospodárskych oblastiach.

Čo je to choroba plodín?

Rastlina vo všeobecnosti ochorie, keď je neustále narúšaná určitým pôvodcom ochorenia, čo vedie k anomálii fyziologického procesu, ktorá narúša normálnu štruktúru funkcie a rastu rastliny, okrem iných aktivít.

Patologické stavy a symptómy sú výsledkom narušenia jedného alebo viacerých kritických biochemických a fyziologických systémov rastliny.

Výskyt a prevalencia chorôb plodín sa sezónne líšia v závislosti od rozšírenosti patogénu, podmienok prostredia a pestovaných plodín a odrôd. Niektoré odrody rastlín sú náchylnejšie na prepuknutie chorôb rastlín ako iné.

Klasifikácia chorôb rastlín

Choroby rastlín sa geneticky klasifikujú na základe povahy ich hlavného pôvodcu, ktorý môže byť neinfekčný alebo infekčný. Patogénny organizmus, ako napríklad vírus, viroid, baktéria, huba, mykoplazma, parazitická kvitnúca rastlina alebo háďatko, spôsobuje infekčné choroby rastlín.

Infekčný agens sa môže rozmnožovať vo vnútri alebo na hostiteľskej rastline a šíriť sa z jedného zraniteľného hostiteľa na druhého. Nezhubné choroby rastlín sú spôsobené nepriaznivými rastovými podmienkami, ako sú vysoké teploty, zlý pomer kyslíka a vlhkosti, jedovaté chemikálie v atmosfére alebo pôde a nedostatok alebo nadbytok živín.

Keďže nie sú organizmami schopnými reprodukcie v hostiteľskom organizme, neinfekčné pôvodcovia nie sú prenosní.

V poľnohospodárstve môžu byť rastliny postihnuté viacerými choroboplodnými činiteľmi súčasne. Rastlina, ktorá trpí nedostatkom živín alebo nerovnováhou medzi pôdnou vlhkosťou a kyslíkom, je často náchylnejšia na infekciu patogénmi a rastlina, ktorá bola napadnutá jednou chorobou, je často zraniteľná voči sekundárnej invázii patogénov.

Komplex chorôb je súbor všetkých pôvodcov chorôb, ktoré postihujú rastlinu. Znalosť typických rastových návykov, odrodových znakov a bežnej variability rastlín v rámci druhu – vo vzťahu k prostrediu, v ktorom rastliny rastú – je nevyhnutná pre diagnostiku choroby.

Príčiny chorôb plodín

Choroby plodín sa tradične delia na dva typy: abiotické (známe aj ako neinfekčné) a biotické (infekčné). Nepriaznivé podmienky prostredia často vedú k neprenosným chorobám. Nízka alebo vysoká teplota a nadmerná alebo nedostatočná vlhkosť sú len niektoré príklady.

Infekcie sú tiež často spôsobené škodlivými látkami znečisťujúcimi ovzdušie. Chemické alebo hutnícke závody v blízkosti môžu spôsobiť ich hromadenie. Ochorenie je zvyčajne spôsobené nezdravým fyzikálno-chemickým zložením pôdy.

Tento posledný faktor je často výsledkom nekvalitného herbicídneho ošetrenia polí. Tieto príklady demonštrujú dôležitosť udržateľného poľnohospodárstva nielen pre ochranu životného prostredia, ale aj pre ziskovosť podnikania.

Aj nepriaznivý svetelný režim môže mať negatívny vplyv, najmä na rastliny pestované v skleníkoch. Príčinou chorôb plodín môžu byť aj toxíny uvoľňované do pôdy niektorými embryofytmi (vyššími rastlinami) a hubami.

Medzi pôvodcov infekcií patria:

• Baktérie.
• Parazitické rastliny.
• Vírusy.
• Huby.
• Nematódy.

V nasledujúcich častiach sa budeme zaoberať príslušnými chorobami plodín a ich príslušnými prejavmi a symptómami.  Neživé environmentálne podmienky alebo zlé hospodárenie na farme sú príkladmi abiotických alebo neinfekčných pôvodcov chorôb. Neprenášajú sa na iné rastliny. Existuje niekoľko všeobecne uznávaných abiotických pôvodcov:

• Extrémne teploty.
• Vietor.
• Sucho alebo povodeň.
• Vlhkosť.
• Časté a silné dažde.
• Zhutňovanie pôdy.
• Nadbytok alebo nedostatok živín.
• Nesprávne hospodárenie s vodou.
• Chemické poškodenie spôsobené pesticídmi alebo soľami.

Biotické pôvodcovia chorôb, tiež známi ako pôvodcovia infekčných chorôb, sú živé organizmy, ktoré sa môžu šíriť z jedného hostiteľa na druhého a prenášať choroby.
Patogény sa delia do nasledujúcich kategórií:

Huby: Najčastejším poľnohospodárskym problémom sú patogénne huby. Podľa štúdií tento typ choroby rastlín každoročne ničí približne tretinu všetkých potravinárskych plodín.

V tomto ohľade je problém vážny z humanitárneho aj ekonomického hľadiska. Tieto infekcie, podobne ako bakteriálne choroby plodín, postihujú rastliny predovšetkým cez rany, vodné póry a prieduchy. Okrem toho sú spóry húb často prenášané nárazmi vetra.

Vírusy: Viroidy a vírusy sú najmenej významnými, ale kritickými nepriateľmi rastlín (subvírusovými agensmi). Po infekcii je takmer nemožné rastlinu zachrániť.

Vo väčšine prípadov sa infekcia šíri kontaktom medzi zdravými a chorými rastlinami. Vírusy sa môžu šíriť aj vegetatívnym rozmnožovaním vo forme semien, peľu a hmyzu. Najčastejšie sa však vírusy prenášajú pôdou.

Baktérie: Bakteriálne choroby plodín, zvyčajne spôsobené baktériami, patria medzi najčastejšie infekcie v poľnohospodárstve. Z tohto dôvodu je prevencia a kontrola tohto typu choroby náročná.

Pôvodca musí vstúpiť do tkaniva kultúry, aby ju infikoval. Vyskytuje sa predovšetkým v dôsledku poškodenia oblastí, ako sú tie spôsobené poľnohospodárskym náradím, hmyzom (ako sú blchy) alebo jednoducho nepriaznivými poveternostnými podmienkami (ako je prach, silný dážď a vietor).

Baktérie na druhej strane môžu infikovať rastliny cez prirodzené otvory alebo žľazy (napríklad tie, ktoré vylučujú nektár).

Nematódy: Nematódy sú rastlinné parazitické hlísty, ktoré nemožno vidieť bez špeciálneho vybavenia. Keďže žijú v pôde, postihujú predovšetkým korene, cibuľky a hľuzy. Bolo identifikovaných viac ako 4100 nebezpečných druhov nematód.

Parazitické rastliny: živia sa plodinami a získavajú chlorofyl z hostiteľskej rastliny, pretože im chýba. Napríklad imelo zakrpatené rastie na iných rastlinách a získava z nich živiny.
Riasy; Teoreticky nespôsobujú významné škody; za určitých podmienok však môžu byť problematické.

Aké sú príznaky chorôb rastlín?

Pozorovateľný dôsledok choroby rastlín na rastline sa označuje ako symptóm. Jedným z príznakov môže byť viditeľná zmena farby, funkcie alebo tvaru rastliny, ktorá reaguje na infekciu.

Verticillium wilt sa vyznačuje vädnutím listov, ktoré spôsobuje huba Verticillium albo-atrium a Verticillium dahlias. Medzi bežné príznaky bakteriálnej spály na fazuľových rastlinách patria hnedé nekrotické lézie obklopené jasne žltým kruhom na listovej čepeli alebo v strede listu.

Nepozorujete patogén, ktorý chorobu spôsobuje, ale skôr príznak spôsobený infekciou. Nižšie sú uvedené príklady bežných znakov a symptómov hubových, bakteriálnych a vírusových chorôb rastlín:

Príznaky plesňových ochorení:

Plesňová infekcia sa často prejavuje ako lokálna alebo celková nekróza. Choroby plodín spôsobené hubami môžu tiež narušiť normálny rast alebo prispieť k abnormálnemu prudkému rastu známemu ako hypertrofia.

Medzi ďalšie príznaky chorôb plodín patria:

• Škvrny na listoch.
• Exfoliácia.
• Hniloba.
• Antraknóza.
• Vredy na listoch.
• Kučery bradavíc a listov.

Príznaky plesňových ochorení:

• Hrdza listová (bežná u kukurice).
• Škvrnitosť vtáčieho oka na bobuliach (antraknóza).
• Vädnutie sadeníc (Phytophthora).
• Chloróza (žltnutie listov).
• Hrdza stonky (hrdza stonky pšenice).
• Listová škvrna (septóriová hnedá škvrna).
• Sklerotínia (biela pleseň).
• Múčnatka.

Príznaky bakteriálneho ochorenia (ťažko pozorovateľné, ale môžu zahŕňať):

Ako už bolo uvedené, existuje množstvo typov chorôb spôsobených veľkým počtom baktérií. Najbežnejšie choroby plodín sú uvedené nižšie:

• Bakteriálny sliz.
• Lézie nasiaknuté vodou.
• Baktérie prúdiace vo vode z odrezanej stonky.

Príznaky bakteriálneho ochorenia:

• Ovocná škvrna.
• Korunná žlč.
• Listová škvrnitosť so žltým halo.
• Nádor.
• Stonka Shepperdovho krivého končí na drevinách.

Príznaky vírusového ochorenia:

Príznaky chorôb plodín spôsobené vírusmi sa zvyčajne delia na štyri typy: malformácie, ako je abnormálny rast výhonkov a deformácia listov a kvetov; nekróza, vädnutie a výskyt prstencových pruhov a škvŕn; nanizmus, spomalenie rastu jednotlivých častí aj celej rastliny; a zmena farby, ako je žltnutie a vyjasnenie žíl.

Choroby koreňových plodín, ktoré sa prejavujú hnilobou, sú varovným znakom prítomnosti vírusu. Niektoré rastliny však nemusia vykazovať príznaky a môžu byť latentnými prenášačmi choroby. V boji proti tomuto typu infekcie je preto potrebná mimoriadna ostražitosť.

Zakrpatenie rastlín

Ako vidíte, príznaky vírusových, bakteriálnych a plesňových ochorení sa vo veľkej miere prekrývajú. Keď sa u rastliny objaví neznámy problém, treba zvážiť poškodenie herbicídmi, abiotické choroby a problémy s háďatkami.

Ako zachrániť výnosy a predpovedať choroby plodín pomocou inteligentného poľnohospodárstva?

Úspora výnosov Ochrana plodín pred chorobami je naliehavou záležitosťou každého poľnohospodára, ktorý chce dosiahnuť najlepšie výsledky. Prvým a najdôležitejším krokom v ochrane plodín sú znalosti. Každý poľnohospodár by si mal byť vedomý náchylnosti plodiny na konkrétne choroby, ako aj abiotických činiteľov, ktoré podporujú ich výskyt.

A čo je dôležitejšie, jednou z najúčinnejších postupov je uplatňovať preventívne opatrenia, ako napríklad:

• Výsadba rezistentných alebo tolerantných odrôd.
• Riadenie optimálnych časov výsadby a zberu.
• Kvalitný a zdravý rastlinný materiál.
• Dezinsekcia zariadení.
• Striedanie plodín.
• Riadenie živín pre rastliny na základe potrieb plodín.

Existuje niekoľko ďalších faktorov, ktoré by mohli mať významný vplyv na choroby poľných plodín a ich manažment. Pravidelné monitorovanie plodín a polí, ako aj včasná reakcia, môžu byť skutočnou záchranou pre akúkoľvek produkciu plodín. Tu sú tri spôsoby, ako môže inteligentné poľnohospodárstvo pomôcť s chorobami plodín spôsobenými škodcami.

Nepretržité monitorovanie plodín

Poľnohospodári na celom svete trpia značným množstvom potravín v dôsledku infekcie plodín patogénmi, ako sú huby, vírusy, baktérie a iné.

Poľnohospodári môžu využiť pokročilé riešenie na detekciu a identifikáciu chorôb na zníženie škôd na plodinách. Poľnohospodári môžu skúmať vlhkosť, teplotu a obsah vlhkosti v listoch, aby odhalili nedostatok živín a choroby, ktoré sa môžu šíriť v plodinách a znižovať výnosy.

Pokročilá kalkulačka hnojív

Inteligentné riešenie, ktoré obsahuje kalkulačku hnojív, môže pomôcť pri výpočte vhodného množstva hnojiva, ktoré je potrebné použiť. To šetrí peniaze za pesticídy a zároveň chráni životné prostredie pred agrochemickým znečistením.

Pestovatelia môžu tiež prijať preventívne opatrenia v dostatočnom predstihu, aby sa predišlo stratám na úrode, a to identifikáciou regiónu farmy, ktorý je vystavený vysokému riziku prepuknutia chorôb.

Účinné monitorovanie zdravia rastlín

Vo veľkých farmách môže identifikácia choroboplodných infekcií rastlín prostredníctvom vizuálnej kontroly viesť k nesprávnej diagnóze. Tu prichádza na rad inteligentné poľnohospodárske riešenie založené na umelej inteligencii.

Z nasnímaného obrazu listu môže toto inteligentné poľnohospodárske riešenie pomôcť pestovateľom určiť, či choroba v rastlinách pretrváva alebo nie. Technológia sa používa na predpovedanie chorôb plodín a na základe nasnímaných obrázkov dokáže odporučiť prispôsobenú liečbu chorôb rastlín.

Zhrnutie

Choroby rastlín predstavujú vážnu hrozbu pre celú úrodu. Preto je pre poľnohospodárov nevyhnutné, aby sa s nimi účinne vysporiadali a kontrolovali ich včasnou prevenciou. Táto úloha môže byť náročná v závislosti od veľkosti poľnohospodárskej plochy, najmä preto, že zoznam škodlivých chorôb plodín je pomerne dlhý. Poľnohospodári však môžu profitovať z moderných technológií. Monitorovanie plodín umožňuje identifikovať rizikové oblasti a ošetrovať každú plodinu individuálne, čím sa výrazne zvyšuje účinnosť kontroly chorôb.