Виноградники Калифорнии все чаще используют ночных роботов с УФ-С для борьбы с мучнистой росой

Калифорнийские производители винограда все чаще используют автономных роботов, которые ночью обрабатывают лозу ультрафиолетовым излучением диапазона UV-C. Они ищут новые способы борьбы с мучнистой росой — стойким грибковым заболеванием, которое может ухудшить качество ягод и снизить урожайность виноградников.

Норвежская компания Saga Robotics представила виноградникам Центрального побережья Калифорнии робота Thorvald UV-C три года назад. В этом сезоне компания вышла также на Северное побережье и обработала в штате около 2 600 акров виноградников, сообщил Кейн Томпсон, генеральный директор Saga по операциям в США, работающий в Пасо-Роблесе.

Система использует ультрафиолетовое излучение UV-C низкой интенсивности с длиной волны 254 нанометра. Робот движется по рядам виноградника ночью и направляет свет на лозы и ягоды. По словам компании и виноградарей, использующих эту технику, обработка в темное время суток принципиально важна. При дневном свете возбудитель мучнистой росы может использовать солнечный синий свет для активации фермента, восстанавливающего повреждения. Ночью, когда после обработки несколько часов сохраняется темнота, грибок не может устранить повреждения ДНК, вызванные воздействием UV-C, и погибает.

Производители внедряют эти машины в поисках нехимических способов борьбы с заболеванием, которое в течение вегетационного периода часто требует многократных обработок фунгицидами. Робот работает от аккумулятора; его конструкция включает дугообразную систему ламп UV-C, которая охватывает лозы сбоку и сверху. По словам Томпсона, одного заряда хватает на всю ночь.

В Silver Oak технологию в этом году испытали на двух участках: один площадью 10–11 акров засажен пино нуаром и расположен недалеко от Фило, другой, примерно такой же площади, — совиньоном бланом неподалеку от Оквилла. Норм Питерс, директор компании по виноградникам, рассказал, что технология заинтересовала винодельню, поскольку соответствует ее целям в области устойчивого развития, в том числе заботе о благополучии работников и качестве вина.

Из-за задержки с запуском роботов Silver Oak в апреле сначала провела обычную обработку фунгицидом. Затем около трех месяцев, до верезона в июле — начала созревания ягод, — лозы обрабатывали UV-C раз в четыре дня. На участке с совиньоном бланом Питерс также проверял, поможет ли технология бороться с серой гнилью гроздей: на половине лоз обработки продолжали вплоть до нескольких дней перед сбором урожая.

По словам Питерса, даже в год с высоким инфекционным фоном ягоды остались заметно чистыми. Сейчас команда виноделов Silver Oak ферментирует урожай и оценивает, повлияли ли обработки UV-C на вино. Ответ важен не только для виноградарства: если система докажет свою эффективность без ущерба для вкуса и качества, она может помочь винодельческой отрасли сократить применение фунгицидов и автоматизировать часть работ по защите виноградников. Для производителей премиальных вин такой потенциал имеет значение при оценке затрат, трудовых ресурсов, целей в области устойчивого развития и позиционирования бренда.

Питерс отметил, что переход на роботов не нарушил график работ: обычно Silver Oak проводит опрыскивание ночью. На каждом участке обучили по одному руководителю для контроля за парой роботов; по словам Питерса, работники отнеслись к нововведению положительно. Система не заменила одну ручную операцию другой: персоналу нужно было освоить управление оборудованием через интерфейс на планшете.

В этом сезоне технологию испытала и Bonterra Organic Estates. Производитель из округа Мендосино, сертифицированный как органический, задействовал шесть роботов UV-C примерно на 200 акрах шардоне неподалеку от реки Рашен-Ривер. Джозеф Бринкли, старший директор Bonterra по регенеративному органическому земледелию, сказал, что мучнистая роса — одна из главных проблем компании, связанных с вредителями и болезнями, и хозяйство постоянно ищет методы, соответствующие его регенеративному подходу.

Шардоне выбрали из-за особой восприимчивости к мучнистой росе, а также потому, что местный климат способствует развитию заболевания. Стандартную программу Bonterra против мучнистой росы обычно начинают вскоре после распускания почек в апреле, применяя масляные препараты каждые 10–14 дней. В зависимости от условий, до достижения ягодами примерно 13 градусов Brix — показателя содержания сахара — обычно в июле, программа может также включать смачивающуюся или порошковую серу. После этого, по словам Бринкли, ягоды уже не подвержены мучнистой росе.

Как и в Silver Oak, на испытательных участках Bonterra в начале сезона провели опрыскивание, поскольку роботы не были задействованы с самого его начала. Затем компания перешла на обработки UV-C дважды в неделю и продолжала их до верезона. По словам Бринкли, результаты на обработанных участках были не хуже, а то и лучше, чем там, где применяли масло и серу. Он назвал результат превосходящим ожидания в один из самых сложных, по его словам, сезонов борьбы с мучнистой росой за все время его работы.

Испытания в Калифорнии проходят на фоне продолжающихся исследований того, как лучше применять эту технологию в разных условиях выращивания. В 2020 году Saga Robotics начала разрабатывать коммерческую систему UV-C для винограда в партнерстве с отделением AgriTech Корнеллского университета. Ранее компания успешно применяла эту технологию против грибковых заболеваний клубники в Великобритании.

Мишель Мойерс, профессор и специалист по виноградарству в Университете штата Вашингтон, отметила, что исследователи теперь лучше понимают, как UV-C воздействует на мучнистую росу винограда. Следующий шаг, по ее словам, — определить оптимальные практики применения в полевых условиях для разных регионов и уровней инфекционного фона.

В Центре исследований и распространения знаний по орошаемому земледелию Университета штата Вашингтон в Проссере, где из-за жаркого и сухого климата восточной части штата инфекционный фон обычно ниже, Мойерс и ее коллеги с 2020 года сравнивают стандартные схемы химической защиты фунгицидами с обработками UV-C раз в две недели, раз в неделю и дважды в неделю. Отдельные испытания проводят также Министерство сельского хозяйства США и Университет штата Орегон в долине Уилламетт в Орегоне, где более умеренные температуры и высокая влажность способствуют развитию мучнистой росы.

По словам Мойерс, UV-C — контактный метод обработки, не оставляющий следов, поэтому качество покрытия имеет решающее значение. Свет должен напрямую попадать на обрабатываемую ткань растения. Поэтому исследователи изучают, могут ли агроприемы, например удаление листьев, повысить эффективность, обеспечивая более полный доступ к ягодам и листьям, — подобно тому, как эти приемы улучшают покрытие при обычном опрыскивании. После сезона 2022 года команда Университета штата Вашингтон включила удаление листьев в программу испытаний. Питерс и Бринкли рассказали, что и так удаляют листья на своих виноградниках, чтобы улучшить циркуляцию воздуха и попадание препаратов на растения, поэтому для испытаний UV-C менять эти приемы им не пришлось.

Роботы ориентируются с помощью GPS с кинематической коррекцией в реальном времени; по словам Томпсона, точность составляет менее одного дюйма. Сначала Saga создает карту каждого виноградника, отмечая столбы, расстояние между лозами и препятствия, — цифровой маршрут, по которому движется машина. Платформа подходит для рядов шириной от 3 до 10 футов и большинства систем шпалер с поперечинами длиной до 30 дюймов.

Томпсон посоветовал виноградарям, заинтересованным в этой системе, начинать с малого — опробовать одного робота на ограниченном участке, поскольку речь идет не просто о покупке нового оборудования. Контроль заболеваний переходит от тракториста и обработок химикатами к повторным световым обработкам, управляемым с помощью автоматизации. Для винодельческой отрасли это может стать важным вариантом, если эффективность в полевых условиях и дальше будет сопоставима с традиционными схемами защиты в сложные для борьбы с мучнистой росой годы, а последующие исследования не выявят негативного влияния на готовое вино.