Un ricercatore della Michigan State University esorta l'industria delle ciliegie a utilizzare la tecnologia per misurare il rapporto foglie-frutti ai fini della gestione del carico del raccolto.
Immagine 1. Greg Lang, professore emerito della Michigan State University, discute le mutevoli strategie orticole per la coltivazione degli alberi da frutto durante il suo discorso di Batjer al convegno annuale della Washington State Tree Fruit Association, tenutosi a Wenatchee, Washington, a dicembre. (TJ Mullinax/Good Fruit Grower)
Il rapporto tra la superficie fogliare e quella del frutto è una misura fondamentale per orientare la gestione agronomica delle ciliegie dolci.
Greg Lang si è concentrato su questo aspetto fin da quando ha lanciato l'idea per la prima volta a metà degli anni '90, quando i coltivatori hanno adottato portainnesti nani.
"Da quel momento in poi, il rapporto foglie-frutti ha influenzato tutto", ha affermato Lang, professore emerito presso la Michigan State University.
L'avvento di sensori di imaging ad alta capacità potrebbe rappresentare per i coltivatori il momento giusto per utilizzare questo parametro di ricerca per le decisioni gestionali.
Lang ha parlato del rapporto foglie-frutti solo come uno dei capitoli del suo discorso di 100 diapositive, il discorso scientifico principale del convegno annuale della Washington State Tree Fruit Association, tenutosi a dicembre a Wenatchee.
La discussione, che abbracciava la storia, ha toccato il modo in cui i ciliegi selvatici raggiungono i 40 metri nella foresta, l'introduzione di portainnesti nani e come la scansione basata sull'intelligenza artificiale abbia iniziato a misurare tutto, dalle gemme alla chioma fino al diametro del tronco.
Lang, direttore didattico dell'International Fruit Tree Association, ha anche parlato di come i coltivatori abbiano trasformato meli, peschi, ciliegi e susini da forme a vaso tridimensionali a strette pareti di frutta bidimensionali.
Quando un albero è planare, una percentuale maggiore delle sue foglie è in grado di assorbire la luce, l'input più importante per qualsiasi pianta e l'unico gratuito per un agricoltore.
Immagine 2. Poiché si è evoluto nelle foreste, il ciliegio può crescere fino a 41 metri. Questo incredibile vigore può renderlo difficile da gestire, come si vede nella foto a sinistra, scattata durante una raccolta di ciliegie in Italia circa un secolo fa. (Le scale di legno fatte a mano sono lunghe dai 10 ai 12 metri). Ma nel corso degli anni, i portainnesti nani e una maggiore conoscenza della fisiologia dell'albero hanno domato il gigante delle foreste, consentendo ai ricercatori di guidare il suo naturale portamento di crescita in una forma insolita come un sistema a UFO (germogli fruttiferi verticali), visibile a destra. (Foto per gentile concessione di Greg Lang/Michigan State University)
Per decenni, studi sulle ciliegie dolci, su varietà, portinnesti e sistemi di allevamento, hanno dimostrato che una superficie fogliare di 210-250 centimetri quadrati (circa 5,5 foglie) per frutto ottimizza le dimensioni del frutto. Oltre questa soglia, la curva di crescita del frutto inizia ad appiattirsi.
Più specificamente, le foglie a sperone contribuiscono maggiormente alla pezzatura e alla dolcezza del frutto, due indicatori chiave della qualità. Le nuove foglie a germoglio non sono altrettanto utili. Anzi, le foglie a germoglio potrebbero ombreggiare le più importanti foglie a sperone.
Egli afferma che questa è la ragione fisiologica per considerare la siepe delle chiome planari. La ricerca gli suggerisce che l'elevata percentuale di foglie illuminate dal sole in una chioma stretta e planare massimizza la fotosintesi con solo il 45-55% della luce solare totale, indipendentemente dal clima.
Il resto della luce solare è in eccesso, quindi l'ombreggiatura causata da pioggia o grandine potrebbe non essere un problema. Anzi, ritiene che l'industria dovrebbe esplorare l'agrivoltaico, installando pannelli solari sui filari per raccogliere parte di quella luce solare extra e trasformarla in elettricità.
"Abbiamo ancora molta luce solare che non utilizziamo", ha affermato. Il problema è che il rapporto foglie-frutti è stato finora difficile da misurare, rendendolo uno strumento poco pratico per la gestione orticola. I coltivatori utilizzano invece indicatori imperfetti, come l'area della sezione trasversale del tronco, gli speroni per ramo o i fiori per gemma.
I sensori di imaging potrebbero risolvere questo problema, ha affermato Lang. Le telecamere e gli algoritmi di intelligenza artificiale contano sempre più gemme, frutti e rami. Perché non programmarli per quantificare anche l'area fogliare illuminata dal sole? "Proprio lì c'è il rapporto tra foglie e frutti", ha detto Lang.
Immagine 3. Un grafico che mostra la correlazione tra area fogliare per frutto e massa del frutto, basato sulla ricerca di Greg Lang della Michigan State University e di Denise Neilsen, Gerry Neilsen e Tom Forge del Summerland Research and Development Centre nella British Columbia, Canada. (Fonte: Greg Lang/Michigan State University; Grafico: Jared Johnson/Good Fruit Grower)
Steve Mantle, CEO di innov8.ag, pensa che Lang potrebbe aver scoperto qualcosa di interessante. I sensori di alcune aziende di imaging raccolgono già una misurazione che chiamano indice di area fogliare. La sua azienda, un fornitore di servizi tecnologici per l'agricoltura, lo ha fatto durante le prove, mentre i frutticoltori in Nuova Zelanda e Australia utilizzano questa metrica nella gestione.
Green Atlas, la tecnologia australiana utilizzata da innov8.ag, ha un white paper sul calcolo del "frutto per area fogliare". Mantle prevede di utilizzare i dati degli Stati Uniti per designare aree con chioma alta, media e bassa, in modo che i frutteti possano gestire in modo variabile il carico del raccolto, proprio come alcuni fanno ora con gli irroratori a portata variabile e gli spandiconcime.
Il trucco sarebbe far sì che i manager accettino la misurazione come strumento valido. "Quello che non esiste è questo approccio comunemente accettato di utilizzare il rapporto tra indice di superficie dei frutti e indice di superficie fogliare come approccio gestionale", ha affermato. "E dovrebbe esserlo".
Matt Whiting, fisiologo specializzato in frutticoltura presso la Washington State University, era uno studente laureato di Lang e aiutò il suo mentore a contare molte foglie per motivi di ricerca. Per quanto ne sa Whiting, nessun coltivatore di ciliegie utilizza il rapporto foglie-frutti per prendere decisioni orticole. "In termini pratici, è inutile", ha affermato Whiting.
Immagine 4. Secondo Matt Whiting, orticoltore della Washington State University, i sistemi di coltivazione delle ciliegie che catturano la luce in modo più uniforme e possono essere facilmente manutenuti per sostenere la produttività rappresenteranno il futuro dell'efficienza dei frutteti. L'eccessivo vigore in altezza è un problema di potatura ricorrente in questo sistema, in un frutteto della Washington Fruit and Produce Co. vicino a Mattawa, Washington, come si è visto durante la visita annuale pre-Cherry Institute a gennaio. (Ross Courtney/Good Fruit Grower)
Non è sicuro che i sensori possano fare la differenza. Progettare sistemi di telecamere in grado di riconoscere le foglie che nascondono altre foglie, e di distinguere tra foglie a sperone e foglie a germoglio, sarebbe una sfida. Ciò non significa che la metrica sia una discussione inutile, ha detto Whiting.
A volte discute di area fogliare durante le giornate in campo, mentre i coltivatori a volte misurano le gemme a frutto per piede di rami portanti. È un indicatore imperfetto del rapporto foglia-frutto, ma è un miglioramento rispetto all'area della sezione trasversale del tronco, ha detto. I leader del settore delle ciliegie hanno suggerito ai coltivatori di ricorrere a potature aggressive per ridurre le tonnellate per acro (per 0,4047 ettari) e migliorare le dimensioni e la qualità in tutto il settore.
Ricordare che le foglie alimentano lo sviluppo dei frutti dovrebbe essere alla base di tutte queste decisioni, ha affermato Whiting, anche se contare le foglie è poco pratico.
Gli orticoltori Allan Bros. nella Yakima Valley di Washington non discutono molto del rapporto foglie-frutti, ma altri parametri raggiungono lo stesso obiettivo, ha affermato Travis Allan, direttore del settore frutticoltura. Considerano praticamente ogni altro rapporto: fiori per gemma, gemme per sperone, speroni per ramo e rami per albero.
Combinano queste medie con la loro conoscenza storica della produzione per ogni appezzamento per raggiungere una resa che produca ciliegie di almeno 10,5 file per tutte le varietà. Si occupano il più possibile della potatura invernale e a volte controllano il loro lavoro contando i punti di crescita dei ciliegi per ogni 30 cm di legno produttivo.
Puntano a 30-35 con le varietà Rainier e 40-50 per le varietà rosso scuro. Se ne hanno troppi, mandano delle squadre a rimuovere manualmente speroni e gemme, un lavoro che richiede molto tempo. Allan è scettico sul fatto che gli scanner contino accuratamente ciliegie o foglie.
Se non altro, potrebbero aiutare lui e i suoi manager a identificare i rami improduttivi e a indirizzarli verso una potatura di rinnovo. "Questo mi aiuterebbe", ha detto.
Ogni adozione di nuove tecnologie e tecniche comporta delle sfide, ma queste sono superabili, ha affermato Lang. Finché una chioma planare riempie il suo spazio e finché il frutteto viene gestito correttamente, la superficie fogliare illuminata dal sole, e quindi il carico di raccolto stimato, rimane costante, ha affermato Lang.
Le foglie occluse diminuiscono man mano che le chiome si restringono, ha affermato. Anche la tempistica è importante. Un'immagine scattata poche settimane dopo il germogliamento, quando l'espansione delle foglie a sperone è completa e la crescita dei nuovi germogli è minima, quantificherebbe la superficie fogliare più significativa che alla fine sosterrà il carico di raccolto previsto.
Lang non dubita che i buoni coltivatori, come Allan Bros., riescano a ottenere buoni risultati con metodi che richiedono molto lavoro, ma parte del lavoro di uno scienziato è aiutare i coltivatori a trovare tecniche più efficienti e precise, ha affermato. L'abbinamento del rapporto foglie-frutti con l'imaging basato sull'intelligenza artificiale potrebbe offrire proprio questo.
"Vedremo a che punto è la tecnologia di imaging dell'area fogliare tra un paio d'anni e poi vedremo cosa ne pensa Travis", ha detto Lang.
Guarda il video e impara mentre Greg Lang discute le complessità del rapporto foglie-frutti
Ross Courtney
Associate editor for Good Fruit Grower
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