Agricoltura di precisione Il controllo delle infestanti tramite IA potrebbe ridurre l'uso di erbicidi, ma deve superare gli ostacoli legati ai costi

I laser guidati dall'intelligenza artificiale, i coltivatori robotizzati e gli irroratori di precisione potrebbero ridurre l'uso di erbicidi e il lavoro manuale nelle aziende agricole. Una nuova analisi esamina il loro potenziale, insieme ai costi elevati, ai limiti nel rilevamento delle infestanti e al rischio che queste ultime possano adattarsi per eludere il controllo.

I progressi nella tecnologia di gestione delle infestanti potrebbero ridurre la dipendenza dai diserbanti e dal lavoro manuale, ma una nuova analisi condotta dall’Università del Mississippi e dalla Cornell University indica che tali strumenti comportano anche costi elevati e potenziali difficoltà.

Laser, robot e irroratrici di precisione potrebbero rappresentare una “terza rivoluzione” nella gestione delle infestanti, ha affermato Stephen Duke, professore ricercatore presso l’Ole Miss National Center for Natural Products Research. «Negli ultimi 100 anni si sono verificate due rivoluzioni nella gestione delle infestanti: gli erbicidi sintetici e le colture resistenti agli erbicidi», ha affermato. «A mio avviso, la gestione di precisione delle infestanti basata sull’intelligenza artificiale sarà la prossima rivoluzione. Ciò ha il potenziale di cambiare radicalmente il modo in cui gestiamo le nostre colture».

Duke e Lynn Sosnoskie, professore associato presso la School of Integrative Plant Science della Cornell University, hanno descritto i potenziali vantaggi e le sfide legate alla gestione robotizzata delle infestanti in un articolo di sintesi pubblicato sulla rivista Engineering. I ricercatori si sono concentrati su tre tecnologie emergenti: laser guidati dall’intelligenza artificiale, coltivatori robotizzati e irroratrici di precisione.

Ciascuna delle tre tecnologie esaminate dai ricercatori si avvale dell’analisi delle immagini in tempo reale per individuare le erbacce tra i filari delle colture. Quando viene individuata un’erbaccia, la macchina può colpirla con un fascio luminoso ad alta potenza, irrorarla con un diserbante oppure rimuoverla meccanicamente dal terreno.

"Ci sono molte ragioni per cui vale la pena prendere in considerazione tecnologie alternative per la gestione delle infestanti", ha affermato Sosnoskie. "Una di queste è la sicurezza delle colture. Mi occupo di colture specializzate, e frutta e verdura possono essere molto sensibili agli erbicidi, che possono ritardare la germinazione delle colture o causare danni o un arresto della crescita."

"Accettiamo questo livello di danno alla coltura perché la necessità di eliminare le infestanti è di gran lunga più importante. Ma stiamo scoprendo che, grazie alla tecnologia di precisione, possiamo evitare che una parte, e talvolta persino la totalità, dell’erbicida finisca sulla coltura."

Per gli agricoltori biologici, che non utilizzano diserbanti sintetici, i laser e la lavorazione robotizzata del terreno potrebbero aiutare a diserbare i grandi campi coltivati senza ricorrere a un intenso lavoro manuale, ha affermato Duke.

"Gli agricoltori biologici non dispongono di strumenti efficaci per la gestione delle infestanti", ha affermato. "Si affidano in gran parte al lavoro manuale, che sta diventando sempre più costoso e difficile da reperire."

Ridurre l'uso di diserbanti potrebbe anche ridurre l'esposizione alle sostanze chimiche nelle aziende agricole. Alcuni studi dimostrano che l'irrorazione di grandi quantità di diserbanti sulle colture ogni anno può danneggiare l'ecosistema locale.

"Si tratta di un aspetto che potrebbe andare a vantaggio anche delle persone che lavorano in queste aziende agricole", ha affermato Sosnoskie. "Minore esposizione, tutela dei lavoratori, potenzialmente meno residui sulle colture e minore dispersione nell'ambiente: sono molti i vantaggi e i benefici associati all'adozione di questa tecnologia."

Tuttavia, questi vantaggi comportano alcuni potenziali svantaggi, tra cui il costo. Alcuni sistemi commerciali meccanici e robotici per la gestione delle infestanti possono costare circa 75.000 dollari o più, mentre i sistemi basati sul laser possono superare il milione di dollari.

"Ho un conoscente in Germania che lavora come consulente per gli agricoltori europei", ha detto Duke. "Conosce un agricoltore biologico nei Paesi Bassi che ha acquistato uno di quei robot per il diserbo laser per oltre un milione di dollari. Ha detto che gli ha risparmiato così tante seccature che ne ha comprato un secondo, ma non sarà così per tutti."

"Alcuni di questi agricoltori che coltivano prodotti di alto valore possono permettersi di spendere una cifra del genere, ma molti altri no."

Sebbene i prezzi delle macchine che applicano i diserbanti in modo più preciso siano destinati a diminuire man mano che sempre più persone adottano questa tecnologia, esse potrebbero comunque comportare il rischio di favorire l’evoluzione e la diffusione di erbacce resistenti ai diserbanti, hanno affermato i ricercatori. Molti agricoltori si trovano a dover affrontare il problema delle erbacce resistenti ai diserbanti e, secondo loro, l’uso di una minore quantità di diserbante e un’irrorazione più precisa non sono sufficienti a risolvere tale problema.

"Questo non significa che ogni erbaccia sia resistente a ogni diserbante, ma ci sono molte erbacce resistenti ai diserbanti in circolazione", ha affermato Duke. "È diventato un problema davvero grave."

Allo stesso modo, una lavorazione eccessiva del terreno – come nel caso di una motozappa robotizzata – può influire sulla qualità del suolo, e molti dei modelli di intelligenza artificiale alla base dei sistemi di rilevamento in tempo reale sono addestrati solo su colture specifiche o in ambienti specifici.

"Molte di queste aziende si sono concentrate soprattutto sulla parte occidentale degli Stati Uniti, perché in Arizona, California, Oregon e Washington la produzione ortofrutticola è enorme, ma il clima è molto diverso rispetto, ad esempio, a quello del Sud-Est", ha affermato Sosnoskie. «Ho collaborato con un’azienda il cui algoritmo originale continuava a non rilevare una specifica specie di erbaccia: l’ambrosia comune. Ebbene, è emerso che in California non è presente la stessa specie di ambrosia.»

"Ciò significa che se un coltivatore di ortaggi del Mississippi, dell’Alabama o della regione vuole adottare questa tecnologia, dobbiamo assicurarci che sia adattata a questo ambiente e a queste erbacce."

Anche le erbacce stesse potrebbero evolversi in risposta a questa tecnologia, ha affermato Sosnoskie. Se le erbacce che assomigliano alle colture – un fenomeno chiamato “mimetismo delle colture” – sopravvivessero, potrebbero riprodursi e generare altre erbacce simili alle colture.

Nel corso del tempo, ciò potrebbe favorire le erbacce in grado di sfuggire alle macchine progettate per distruggerle, ha affermato Sosnoskie.

"Quello che ho sempre sostenuto è che il semplice fatto di disporre di questa tecnologia non ci libera dalle erbacce", ha affermato. "Quando si tratta di controllo delle erbacce, dobbiamo sempre pensare a come queste reagiranno o cercheranno di 'avere la meglio'. Dobbiamo adottare un approccio proattivo nel modo in cui affrontiamo questi problemi."

Articolo originale: Gestione delle infestanti guidata dall’intelligenza artificiale con diserbanti, laser e coltivatori robotici: opportunità, limiti e conseguenze indesiderate; Ingegneria; DOI:10.1016/j.eng.2026.08.020