Es una máquina autónoma que, durante la noche, va recorriendo los viñedos con una especie de túnel móvil que aplica luz ultravioleta (UV) sobre los viñedos. La luz UV daña el ADN del hongo y lo mata, sin afectar a la planta. Lo desarrolló la Universidad de Cornell, en Nueva York, y podrían estar disponibles en el mercado a fin de este año.
Los primeros robots equipados con lámparas de luz ultravioleta (UV) que, deambulando por los viñedos por la noche, son capaces de eliminar el oídio, han empezado a construirse y podrían estar disponibles en el comercio a fines de 2020. Se trata de unidades robóticas desarrolladas a partir de los estudios llevados a cabo por investigadores de la Universidad de Cornell (Cornell AgriTech, en Geneva, Nueva York) en colaboración con otros organismos y universidades de varios países.
Los estudios de este equipo de investigadores sobre el uso de la luz ultravioleta para eliminar el mildiu o peronóspora de la vid se remontan a 1991, mientras que en los últimos cuatro años han demostrado la eficacia frente al oídio en frutillas en ensayos de campo. Los últimos ensayos realizados con uvas ya corroboraron su poder para combatir al mildiu, tal como se venía investigando.
Entre marzo y mayo de este año 2020, se han llevado a cabo pruebas en campo con dos de estos robots en viñedos de chardonnay. “Las pruebas efectuadas han conseguido la eliminación efectiva del oídio durante los últimos dos años realizando tratamientos una vez por semana», afirmó David Gadoury, responsable del proyecto.
Según los investigadores, el oídio ha ido evolucionado a lo largo de los años desarrollando resistencia a los tratamientos químicos muy rápidamente. Pero su evolución también les ha dado un talón de Aquiles: la adaptación a los ciclos naturales de luz y oscuridad.
La luz UV daña el ADN y muchos organismos han desarrollado defensas bioquímicas que se activan con la aparición de la luz solar. Sin embargo estos mecanismos de reparación no funcionan durante la noche, lo que hace posible el uso de los rayos UV para controlar estos patógenos. Estos equipos usan lámparas que emiten una dosis baja de luz ultravioleta, por lo que matan al patógeno sin dañar la planta.
En ensayos anteriores, se utilizaron una serie de lámparas UV montadas en tractores pero resultaros poco prácticas. Los actuales robots son vehículos autónomos equipados con una cúpula o túnel de 2,5 m por 1,3 m que aplica la luz UV sobre el viñedo.
Por otro lado, este grupo de trabajo multidisciplinario e internacional está desarrollando tecnologías de imágenes para la detección y cuantificación en las hojas. Actualmente, están probando la versión 1.0 del robot, que aplica la misma dosis de luz UV a todas las plantas, independientemente de si están enfermas o sanas. El objetivo a largo plazo es combinar esta tecnología de detección y tratamiento en todo el viñedo de forma automatizada.
Qué es el oidio
El oidio es un hongo que ataca todos los tejidos verdes del cultivo, provocando una disminución en el cuajado de los frutos y por lo tanto una considerable pérdida de rendimiento. Asimismo, puede generar heridas que faciliten la entrada posterior de otras enfermedades como la podredumbre.
La temperatura ideal para el desarrollo de este hongo es de 20 a 27ºC. Si bien las condiciones de humedad son predisponentes para el desarrollo de la misma, como los días nublados, períodos lluviosos excesivos pueden afectar su crecimiento ya que eliminan la estructura del hongo.
Esta enfermedad es identificable debido al micelio blanco que se desarrolla y cubre en los tejidos. No sólo puede generar pérdidas de rendimiento al momento de observarse, sino que el viñedo, ante ataques excesivos puede quedar debilitado, limitando la producción de años posteriores. Asimismo, es importante estar atentos en aquellos años posteriores a una infección intensa, ya que las estructuras del hongo pueden permanecer en latencia y
presentarse en la campaña siguiente.
En cuanto a los tratamientos, se recomiendan, al igual que con las anteriores, tratamientos preventivos, que pueden asociarse con los tratamientos realizados para el control del mildiu.
Fitopatógenos y luz
Los patógenos evolucionaron en medio de ciclos naturales de luz y oscuridad. La iluminación eléctrica es un fenómeno relativamente nuevo en nuestro mundo, y especialmente en el de ellos. Los patógenos perciben, interpretan y usan la luz para dirigir su desarrollo. En el caso de la radiación UV, los patógenos han desarrollado mecanismos de defensa que están regulados por la luz visible. Los investigadores de la Universidad de Cornell y sus organismos asociados en varias ciudades del mundo (ver fuentes) aprovecharon estas variaciones evolucionadas como un medio novedoso y efectivo para suprimir las enfermedades de las plantas y promover la salud de las plantas.
¿Cuál es el problema?
- Los patógenos de las plantas responden a la radiación óptica de maneras que, con pocas excepciones, apenas comienzan a entenderse.
- Al no comprender los impactos de la radiación óptica en los patosistemas, los investigadores renunciaron a las oportunidades para disminuir la gravedad de la enfermedad y, en algunos casos, exacerbaron la enfermedad.
- Existe una necesidad crítica de métodos alternativos para suprimir los patógenos de las plantas, tanto para preservar la resistencia genética a las enfermedades, como para disminuir la selección de resistencia de los patógenos a los fungicidas.
¿Cuál es el descubrimiento?
- Los rayos UV-B y UV-C pueden usarse en dosis muy reducidas cuando se aplican por la noche para suprimir de manera efectiva ciertos patógenos de plantas.
- Los resultados recientes sugieren que los tratamientos UV nocturnos son ovocidas y suprimen los ácaros fitófagos.
- Los LED que producen longitudes de onda específicas en el rango visible se pueden usar para atacar fotosistemas en diversos grupos de patógenos (por ejemplo, erysipaceae y oomycetes) e interrumpir procesos fundamentales como la esporulación.
- Se pueden diseñar matrices de lámparas que se adapten a las características del dosel y los requisitos de velocidad de avance para aplicaciones comerciales de campo de UV.
- Se pueden diseñar sistemas estáticos, móviles y totalmente autónomos para su uso en invernaderos o sistemas de producción de túneles altos.
¿Cuál es el conocimiento científico que se usó como fundamento?
- La esporulación de patógenos puede ser limitada o acelerada en respuesta a la luz visible, los efectos circadianos o la interacción entre los dos.
- Las longitudes de onda UV entre 250 y 280 nm son igualmente dañinas para el ADN del patógeno, pero las longitudes de onda más largas cercanas a 280 nm son menos dañinas para las plantas huéspedes.
- La reparación de patógenos del ADN está regulada por luz azul y UV-A y regulada por luz roja y durante la oscuridad.
- Tanto la sensibilidad del patógeno como del huésped a los rayos UV está condicionada por la luz diaria integral.
¿Cuáles son las tecnologías existentes?
- Las lámparas UV-B producen radiación UV a 280 nm, la longitud de onda más deseable para matar los patógenos con un daño mínimo al huésped, pero su potencia relativamente baja en esta región del espectro los hace más adecuados para matrices estáticas o aquellas utilizadas en movimiento lento ( por ejemplo, 50 cm / min), o sistemas móviles autónomos.
- Las lámparas UV-C producen una salida de banda estrecha centrada en 254 nm. Su potencia relativamente alta permite diseñar conjuntos de lámparas que se pueden utilizar en conjuntos móviles dibujados por tractor para grandes aplicaciones de campo.
- Los LED producen luz de banda estrecha y, por lo tanto, son ideales para aplicaciones que requieren especificidad de longitud de onda o distribución espectral. Las matrices también se pueden crear en muchas combinaciones de longitud de onda. Los LED son dispositivos de estado sólido y proporcionan un grado de control de intensidad, distribución espectral y capacidad de pulso y contrafase sin precedentes, lo que tiene posibilidades emocionantes para la supresión de patógenos y la modificación de plantas.
¿Cuáles son las aplicaciones actuales y las implicaciones para el futuro?
- Uso de iluminación eléctrica de manera que complemente en lugar de complicar la supresión de enfermedades, particularmente en la agricultura de ambiente controlado.
- Ampliación de oportunidades para utilizar la luz para suprimir las plagas de artrópodos.
- Diseño de sistemas de invernaderos y túneles basados en las propiedades ópticas de los materiales relacionadas con plagas y enfermedades (por ejemplo, consecuencias epidemiológicas de los fluorocarbonos frente a los polietilenos).
El grupo internacional que trabajó en la investigación y el posterior desarrollo del robot busca promover estos conocimientos y sus aplicaciones, y actuar como un recurso para capacitar a otros. Está constiuido por las siguientes entidades y organismos universitarios y gubernamentales: Centro de Investigación de Iluminación del Instituto Politécnico Rensselaer (RPI / LRC) , Instituto de Investigación de Bioeconomía de Noruega (NIBIO) , Universidad Noruega de Ciencias de la Vida (NMBU) , Centro de Investigación y Educación de la Costa del Golfo de la Universidad de Florida (UFL / GCREC), y la Estación Experimental de Geneve de la Universidad de Cornell, Nueva York. El trabajo abarca disciplinas desde el crecimiento de las plantas y la fotobiología hasta la física y la tecnología de iluminación.
Fuentes: Universidad de Cornell, Lighting Research Center (LRC) del Rensselaer Polytechnic Institute, Light and Plant Health y notas de las publicaciones Infowine, freshplaza.es y agrogip.chil.me
