Зашто су биолошки препарати нови тренд у прецизној пољопривреди?

Велика промена се дешава у пољопривреди јер се користе нове и паметне идеје за побољшање усева и бригу о животној средини. Један важан део ове промене је употреба биолошких производа у пољопривреди. То су производи направљени од природних материја и користе се да би биљке биле здравије, а земљиште боље за узгој усева.

Шта су биолошки препарати?

Биолошки препарати у пољопривреди су производи који се користе за заштиту усева и третирање семена. Долазе од живих или природних материјала попут бактерија, гљивица, нематода или биљних екстраката. Пољопривредници их користе да би заштитили своје усеве од болести, штеточина и корова, а истовремено побољшали раст и квалитет биљака.

Штавише, ови производи су ефикасни и у органској и у конвенционалној пољопривреди и могу бити део стратегија интегрисаног сузбијања штеточина (ИПМ). У међувремену, они такође доприносе одрживој производњи хране без остатака.

Потражња за њима расте због преференције потрошача ка органској храни, строгих прописа о хемијским производима и потребе за управљањем отпорношћу и диверзификацијом усева. Према подацима компаније Markets and Markets™, глобално тржиште пољопривредних биолошких производа процењено је на 9,9 милијарди америчких долара у 2020. години и предвиђа се да ће до 2025. године достићи 18,9 милијарди америчких долара.

• У 2020. години, биопестициди су чинили 66% свих биолошких производа, биостимуланси 28%, а биођубрива 6%.
• Воће и поврће су били најпопуларнији усеви који користе биолошка средства, а затим следе житарице и уљарице.
• Бионематициди су имали највећу стопу раста (17% CAGR).
• Међу биопестицидима, биоинсектициди су били највише коришћени производи, затим биофунгициди и биохербициди.
• Микробни биостимуланси су предводили категорију биостимуланса, а затим екстракти морских алги и хуминске супстанце.
• Биођубрива која фиксирају азот била су најзначајнија у категорији биођубрива, а затим следе биођубрива која растварају фосфате.

Штавише, Европа предњачи на њиховом тржишту, а следе је Северна Америка и Азијско-пацифички регион. Кључни играчи попут Бајера, БАСФ-а, Синџенте, УПЛ-а, Индига, Валент Биосајенсиенса, ПивотБИО-а и Кортеве играју главну улогу у његовој глобалној адаптацији.

Које су врсте биолошких препарата?

Постоје три главне врсте биолошких препарата који имају различите начине деловања и користи за усеве.

1. Биопестициди

Долазе из природних материја попут животиња, биљака, бактерија и одређених минерала. Биопестициди су бољи избор од хемијских пестицида јер делују на одређене штеточине, а да не наносе штету другим живим бићима.

Примери укључују Bacillus thuringiensis (Bt) за сузбијање гусеница и екстракте ним биља због њихове широког спектра ефикасности. То су жива бића или супстанце из природе које помажу у контроли штеточина попут инсеката, корова, гљивица, бактерија, вируса или нематода. Даље су подељени у три подкатегорије:

• Микробни биопестициди: Оне садрже микроорганизме или њихове нуспроизводе, као што је бактерија Bacillus thuringiensis (Bt), која производи токсине смртоносне за одређене инсекте.
• Ботанички биопестициди: Ови биопестициди, попут уља ним, добијени из биљака, користе природна пестицидна својства за заштиту усева.
• Семиохемијски биопестициди: Оне користе феромоне и друга једињења која мењају понашање за сузбијање штеточина, нудећи предности попут специфичности врсте и смањеног развоја отпорности.

2. Биостимуланси

То су супстанце или микроорганизми који подстичу раст, принос и отпорност биљака утичући на различите физиолошке процесе. То укључује, између осталог, апсорпцију хранљивих материја, фотосинтезу и реакцију на стрес.

На пример, Serenade® Opti је биостимуланс базиран на соју Bacillus subtilis QST 713, који индукује системску отпорност код биљака и побољшава принос и квалитет усева. Биостимуланс се категоришу у:

• Хуминске супстанце: Органска једињења из разложене материје која обогаћују земљиште и стимулишу раст биљака.
• Екстракти морских алги: Садржи корисне полисахариде и фитохормоне из морских алги који подстичу развој биљака.
• Микробни инокуланти: Корисне бактерије или гљивице које побољшавају исхрану и здравље биљака колонизацијом корена или лишћа.
• Биљни екстракти и аминокиселине: Природна једињења која подстицају метаболизам биљака.

3. Биођубрива

Биођубрива су посебни производи из природе који помажу биљкама да добију више хранљивих материја из земље или ваздуха. Постоје две врсте: биођубрива која фиксирају азот, што су ситни организми попут бактерија или цијанобактерија који мењају азот из ваздуха у амонијак или нитрат.

И биођубрива која растварају фосфате, што су ситни организми попут бактерија или гљивица који ослобађају фосфат из земљишта. Ова биођубрива могу учинити биљке здравијим и смањити потребу за хемијским ђубривима, чинећи земљиште бољим.

У међувремену, неке друге уобичајене врсте укључују:

• БиофунгицидиОни природно контролишу гљивичне болести. На пример, Серифел® садржи Bacillus amyloliquefaciens MBI 600, који пружа широк спектар сузбијања болести заједно са хемијским фунгицидима.
• БиоинсектицидиПриродно се боре против инсеката штеточина. NemaStrike™, са корисним нематодама, елиминише инсекте који живе у земљишту.
• БионематицидиСузбијају нематоде које оштећују корење биљака. Велум® Прајм, користећи Bacillus amyloliquefaciens FZB24, смањује популације нематода и побољшава здравље корена.
• БиохербицидиПриродно сузбијају коров. Beloukha® са пеларгонском киселином сагорева ткиво корова при контакту, нудећи еколошки прихватљиво решење за сузбијање корова.

Који је начин деловања биолошких препарата?

Они делују кроз различите начине деловања у зависности од њихове врсте и циља, а сваки је специјализован за подршку расту биљака, побољшање здравља земљишта и заштиту од штеточина и болести. Ови начини деловања укључују:

1. АнтагонизамНеки од њих могу зауставити или убити биљне патогене конкуришући за хранљиве материје и простор, стварајући антибиотике или ензиме или чинећи биљке отпорнијим. На пример, биофунгицид Серифел® садржи сој Bacillus amyloliquefaciens MBI 600, који може спречити гљивичне болести производњом липопептида који ометају ћелијску мембрану патогена.

2. Предаторство и паразитизамКорисни инсекти (као што су бубамаре) или предаторске гриње активно траже и једу штетне инсекте. Паразитске осе полажу јаја унутар ларви штеточина, убијајући их изнутра.

3. Патогени и микробиолошка контролаБактерије попут Bacillus thuringiensis (Bt) производе специфичне токсине који циљају и убијају одређене инсекте штеточине. Гљивице такође могу деловати као патогени, нападајући и убијајући коров или гљивице које изазивају болести.

4. Средства против храњења и репелентиОдређени биљни екстракти или природна једињења могу спречити штеточине да се хране или полажу јаја на усеве. На пример, уље ним може отерати лисне уши и беле мушице.

5. Ометање развоја инсекатаНеки биопестициди ометају хормоне или друге телесне процесе који су укључени у раст и размножавање инсеката. На пример, азадирахтин може зауставити митарење и полагање јаја код инсеката.

6. Мобилизација хранљивих материјаКорисне бактерије или гљивице могу помоћи у ослобађању хранљивих материја у земљишту, чинећи их лако доступним биљкама. На пример, бактерије које растварају фосфор могу ослобађати фосфат из чврстих облика у земљишту.

7. Побољшање толеранције на стресБиостимуланси могу помоћи биљкама да боље поднесу тешке услове попут суше, салинитета или врућине покретањем њихових природних одбрамбених механизама. На пример, екстракти морских алги могу повећати нивое антиоксиданата и осмотско прилагођавање код биљака.

8. Фиксација азотаБактерије Rhizobia формирају партнерства са махунаркама, узимајући азот из ваздуха и претварајући га у облик који биљке могу да користе. Друге бактерије попут Azospirillum такође могу да фиксирају азот са усевима који нису махунарке, попут житарица.

9. Растварање фосфатаОдређене бактерије производе органске киселине које растварају чврста фосфатна једињења у земљишту, чинећи их доступним биљкама. На пример, Bacillus megaterium може да раствори камени фосфат, повећавајући његову доступност биљкама.

10. Микоризне асоцијацијеМикоризне гљивице формирају партнерства са кореном биљака, повећавајући њихову површину како би апсорбовале више хранљивих материја и воде. Такође могу побољшати приступ биљака хранљивим материјама попут фосфора и цинка које се не крећу лако у земљишту.

По чему се биолошки препарати разликују од органских и конвенционалних раствора?

Они представљају јединствену категорију пољопривредних инпута који се разликују од органских и конвенционалних решења по свом саставу и примени. Направљени су од живих бића или ствари које потичу из природе, попут биљака или минерала. Пољопривредници их користе за контролу штеточина, болести, корова или за бољи раст биљака.

Неки примери биолошких препарата су микроорганизми, биљни екстракти, феромони, ензими и природни минерали. Иако су помало слични органским растворима јер оба потичу из природе, нису потпуно исти.

Органска пољопривреда има строга правила о коришћењу природних или састојака на бази природе, и сви они који се користе у органској пољопривреди морају да испуњавају одређене стандарде. Органска решења могу бити природна, направљена у лабораторији или биолошка, у зависности од тога одакле долазе. На пример, бакар сулфат је природни минерал дозвољен у органској пољопривреди, док глифосат, синтетички хербицид, није.

За разлику од конвенционалних решења, која се претежно састоје од синтетичких хемикалија, она се истичу као еколошки прихватљивија опција. Синтетичке материје које се користе у редовној пољопривреди због своје ефикасности широког спектра могу изазвати проблеме попут загађења, отпорности код штеточина и штете по друга жива бића.

Неки инсектициди, на пример, садрже и синтетичке хемикалије и природне екстракте пиретрина из цветова хризантеме. С друге стране, они су прецизнији у ономе на шта циљају, што смањује вероватноћу да ће наштетити животној средини и подржава боље методе сузбијања штеточина.

Како праксе прецизне пољопривреде могу оптимизовати употребу биолошких препарата?

Сматрају се еколошки прихватљивим алтернативама синтетичким хемикалијама јер су мање штетне, имају мањи утицај на животну средину и потребно је мање времена за њихов развој. У међувремену, прецизна пољопривреда је метода пољопривреде која се ослања на податке и технологију, као што су мапирање земљишта, примена променљивих стопа и даљинска детекција, како би се побољшало управљање усевима и примена инпута.

Прецизна пољопривреда користи високотехнолошке алате попут ГПС-а, сензора и анализе података како би пажљиво пратила поља и веома прецизно проверавала како усеви напредују. Помоћу ових технологија, пољопривредници могу да уоче разлике на својим пољима, попут подручја са пуно штеточина или недовољно хранљивих материја, а затим да направе одређене промене како би помогли усевима у тим подручјима.

У међувремену, Форбс извештава да продаја биолошких производа стално расте по стопи од око 17 процената годишње. МекКинзи такође сугерише да би прецизна пољопривреда могла повећати приносе усева за 10 до 15 процената. Стога, када пољопривредници споје ове две области, могу повећати продуктивност и профит, а све то истовремено играјући улогу у стварању одрживијег и регенеративног система исхране.

Даље, побољшава употребу биолошких препарата кроз:

1. Циљани избор: Анализирање узорака земљишта и мапирање варијабилности како би се одабрали биолошки препарати који одговарају специфичним потребама сваког поља или зоне, узимајући у обзир факторе као што су садржај хранљивих материја, микробна разноликост, ниво pH вредности и тип земљишта.
2. Оптимално време и дозирање: Коришћење даљинског очитавања и сензора за праћење фаза раста усева, здравља биљака и услова околине, омогућавајући прецизно време и дозирање биолошких примена како би се максимизирала ефикасност и минимизирао отпад.
3. Евалуација учинка: Коришћење дронова и сензора за прикупљање података о приносу, квалитету и здрављу усева пре и после примене биолошких препарата, што помаже у процени њиховог поврата инвестиције и упоређивању њихове ефикасности са другим пољопривредним инпутима или праксама.

Илустративан пример овог приступа је употреба дронова опремљених мултиспектралним камерама за снимање и сензорима за скенирање поља у потрази за знацима заразе штеточинама или болестима. Након идентификације, ови дронови могу прецизно применити биопестициде на погођена подручја, осигуравајући да је третман ограничен на места где је најпотребнији.

Ово се разликује од традиционалног начина прскања свега, што може да троши много ресурса. Комбиновање биолошких средстава са прецизном пољопривредом има многе предности. Смањује утицај пољопривреде на животну средину коришћењем мање ресурса и помаже у заштити биодиверзитета, уз очување чистоће извора воде.

Поред тога, њихова примена тамо где су потребни може бити ефикаснија у контроли штеточина и болести. Фокусирањем на проблематична подручја, побољшава се здравље и принос усева. На пример, студије су показале да примена микоризних гљива прецизно на делове поља са лошим квалитетом земљишта може значајно побољшати колико добро биљке апсорбују воду и хранљиве материје, што резултира бољим жетвама.

Како GeoPard може интегрисати биолошке производе и прецизну пољопривреду?

ГеоПард Агрицрелис се истиче у прецизној пољопривреди, нудећи напредна решења за циљану примену биолошких препарата ради побољшања здравља усева, приноса и одрживости. Његова аналитичка платформа обрађује геопросторне податке, пружајући суштинске увиде у варијабилност земљишта, помажући у њиховом прецизном избору и примени на основу специфичних пољопривредних потреба.

Способност платформе да генерише прилагођене препоруке користећи детаљне податке специфичне за усеве осигурава да се најефикаснији биолошки препарати примењују у право време у различитим фазама раста, од пре садње до касне фазе раста, максимизирајући њихов утицај.

Штавише, кључне карактеристике GeoPard-а су коришћење мапа прописа на нивоу подпоља за прецизну примену и аналитика испитивања за процену утицаја биолошких препарата на принос. Ови алати пружају пољопривредницима увиде засноване на подацима, омогућавајући доношење информисаних одлука и оптимизацију пољопривредних пракси.

Како управљати прецизним препорукама за примену биолошких препарата?

Њихова примена у пољопривреди је нијансиран процес који значајно користи од прецизних препорука прилагођених специфичним потребама и условима. Ове препоруке се могу категоризовати по типу производа, свака са својим скупом разматрања за процену здравља земљишта, специфичне захтеве усева и сезонско време.

Придржавајући се ових смерница, пољопривредници могу оптимизовати своју ефикасност, побољшавајући здравље усева, принос и одрживост.

1. Тип производа

У пољопривреди постоје разне врсте биолошких препарата које можете користити на усевима. Оне зависе од тога како делују, на које штеточине или болести циљају и како се праве. Ево неких уобичајених врста:

1. Агенси за биоконтролу
2. Биостимуланси
3. Биођубрива

Сваки од ових биолошких производа има своје предности и мане. Требало би да их изаберете на основу потреба ваших усева и шта желите да постигнете. На пример, средства за биоконтролу су добра у сузбијању одређених штеточина или болести, али морате пажљиво да их рукујете, складиштите и примењујете како бисте били сигурни да добро делују.

Ево неких биопестицида:

1. Bacillus thuringiensis (Bt) за усеве попут кукуруза, памука, соје и поврћа.
2. Trichoderma spp. за усеве склоне болестима корена попут пшенице, пиринча, парадајза и краставаца.
3. Уље неема за усеве погођене штеточинама попут цитруса, манга, памука и поврћа.
4. Феромони у замкама за смањење штеточина у усевима попут јабука, грожђа, кукуруза и памука.

Сада, биостимуланси:

1. Екстракт Ascophyllum nodosum (ANE) за житарице, уљарице, махунарке и хортикултурне усеве.
2. Хуминска киселина (ХА) за усеве којима су потребни микронутријенти попут кукуруза, пшенице, пиринча и поврћа.
3. Глутаминска киселина (ГА) за усеве који се суочавају са сушом, салинитетом или високим температурама, попут памука, шећерне трске, парадајза и кромпира.
4. Бацилус субтилис (Бс) за усеве подложне гљивичним или бактеријским болестима попут пиринча, соје, кикирикија и грожђа.

На крају, биођубрива:

1. Rhizobium spp. за махунарке попут соје, кикирикија, луцерке и детелине.
2. Бактерије које растварају фосфате (ПСБ) за усеве којима је потребан фосфор, попут кукуруза, пшенице, пиринча и кромпира.
3. Арбускуларне микоризне гљиве (АМФ) за усеве који имају користи од микоризне колонизације попут парадајза, краставаца, шаргарепе и грожђа.
4. Цијанобактерије за пиринчана поља као биођубриво или зелено ђубриво.

2. Процена здравља земљишта

Пре употребе било ког биолошког производа, кључно је проценити здравље земљишта и плодност поља. Здравље земљишта се односи на способност земљишта да одржи раст биљака, а да притом очува своја физичка, хемијска и биолошка својства. Детаљна процена здравља земљишта обухвата:

1. Узорковање и испитивање земљиштаУзорковање земљишта подразумева прикупљање узорака са различитих теренских подручја, тестирање параметара као што су pH, органска материја, хранљиве материје и микробна активност у лабораторији.
2. Индикатори квалитета земљиштаИндикатори квалитета земљишта, као што су текстура, структура, капацитет задржавања воде и потенцијал секвестрације угљеника, пружају мерљив увид у здравље земљишта.
3. Картица за оцену здравља земљиштаИнтегрисани алат који поједностављује различите индикаторе квалитета земљишта, помажући пољопривредницима да идентификују снаге и слабости и дају приоритет праксама управљања земљиштем.

Таква процена води пољопривреднике у одабиру правих биолошких производа, оптимизујући количине примене и временске рокове за побољшане резултате на пољу.

3. Разматрања специфична за усеве

Различите културе имају различите потребе и реакције на биолошке производе. Приликом избора производа узмите у обзир врсту усева, сорту, фазу раста и потенцијал приноса. Кључне тачке укључују:

1. Компатибилност усева: Проверите етикете производа да ли су компатибилни са одређеним усевима, избегавајући нежељене ефекте. Пратите препоруке произвођача како бисте спречили проблеме попут фитотоксичности или смањене ефикасности.
2. Плодоред: Разумети како плодоред утиче на здравље земљишта, сузбијање штеточина и принос. Узети у обзир историју плодореда приликом планирања примене биолошких производа.
3. Стрес усева: Пратите и решавајте стрес усева изазван факторима као што су временски услови, штеточине, болести или недостатак хранљивих материја. Прилагодите примену биолошких производа на основу нивоа стреса усева како бисте побољшали толеранцију или опоравак.

4. Сезонско време

Примена биолошких производа у право време је кључна за оптималну ефикасност и минималан утицај на животну средину. Различите фазе развоја усева могу захтевати различите врсте биолошких производа. Ево општих смерница за сезонско време:

1. Пре садње: Применити пре садње семена или садница, идеално за производе који се учвршћују у земљишту или на површини семена. На пример, биостимуланси који побољшавају клијање семена.
2. Рани раст: Применити током ницања усева на вегетативни раст, што користи производима који интерагују са растућим биљним ткивима. Примери укључују биођубрива која производе супстанце које подстичу раст.
3. Средњи раст: Примењује се од вегетативног до репродуктивног раста, подржавајући прелаз или штитећи од појаве штеточина или болести. Примери укључују средства за биоконтролу која паразитирају штеточине.
4. Касни раст: Примењивати од репродуктивног раста до зрелости, побољшавајући коначни принос или квалитет. Примери укључују биостимуланте који повећавају величину плода.

Интеграција путем мапа прописа на нивоу подпоља и аналитике испитивања

Интеграција биолошких производа са прецизном пољопривредом, посебно кроз коришћење мапа прописа на нивоу подобља и аналитике покушаја, револуционише начин на који пољопривредници примењују биолошке производе и процењују њихов утицај на принос. Овај приступ омогућава високо циљану примену, оптимизујући њихову ефикасност и обезбеђујући одрживе пољопривредне праксе.

Мапе прописаних састојака на нивоу подпоља нуде прецизне препоруке за примену уноса на основу података о земљишту, временским условима и усевима, оптимизујући њихову употребу решавањем варијабилности на пољу. Ове мапе побољшавају биолошке перформансе и повећавају утицај на принос када се прави производ примени у правој количини, времену и месту.

За аналитику испитивања, која процењује различите третмане на исходе усева, мапе прописа на нивоу подпоља су се показале вредним. Оне помажу у поређењу биолошких производа минимизирањем збуњујућих фактора попут врсте земљишта, времена и притиска штеточина. Ово обезбеђује хомогеније зоне третмана, омогућавајући јаснију процену утицаја биолошког производа на принос.

Примена мапа прописа на нивоу подпоља обезбеђује конзистентне уносе у свим зонама третмана, осим за тестирани биолошки производ, изолујући његов ефекат. Ова метода побољшава тачност аналитике испитивања повећавањем просторно распоређених тачака података, омогућавајући откривање малих, али значајних разлика између третмана.

Штавише, смањује грешке мерења и пристрасности обезбеђивањем доследног и репрезентативног узорковања у свакој зони третмана. Да би се показале ове предности, ево неколико објављених студија.

У студији коју је спровео Државни универзитет Северне Каролине у Северној Каролини, мапе подпоља су побољшале прецизност примене азотних ђубрива за 20% и смањиле варијабилност приноса кукуруза за 15%. Још једна студија коју је спровео AgroLiquid у Мичигену открила је да мапе подпоља повећавају принос соје у просеку за 3,5 бушела по хектару и помажу у идентификацији најефикаснијег биолошког производа за свако поље.

Закључак

Интеграција паметних пољопривредних пракси, посебно употреба биолошких препарата, трансформише пољопривреду побољшањем здравља усева и промоцијом еколошке одрживости. Они, добијени из живих организама попут бактерија и гљивица, нуде природан начин заштите усева и побољшања плодности земљишта.

У међувремену, прецизна пољопривреда допуњује ово омогућавајући њихову циљану примену кроз технологије као што су мапе прописа на нивоу подпоља и аналитика покушаја. Ова комбинација биолошких препарата и прецизне пољопривреде доводи до ефикаснијег коришћења ресурса, смањеног утицаја на животну средину и бољих приноса усева, што представља значајан корак ка одрживој и продуктивној пољопривреди.