Svampinfektionen orsakar mörka skabbiga lesioner på äpplets blad och skal, som lämnar smaken opåverkad, men gör den faktiskt osäljbar.
"Det är en stor fråga, säger Peter Wagner, ägare av Applecrest Farm Orchards, en 110 hektar stor fruktträdgård i sydöstra New Hampshire. "Trettio år sedan, du fick ha en sårskorpa på ditt äpple som förmodligen var 10 millimeter, eller hälften så stor som en krona, utan problem alls. Nu kan du inte lägga något av det i äppelpaketet, så det gör äpplet osäljbart.”
Äppelskorpor är mindre problem i torrare regioner, som staten Washington. Men på platser som New York, New Hampshire, Vermont eller Massachusetts, äppelskorv är den främsta patogenen och äppelodlarnas främsta angelägenhet.
Under de senaste decennierna, forskare har gjort framsteg i att förstå svampens livscykel, så bönder sprutar mindre än de brukade, med bättre resultat. Vissa bönder använder till och med prediktiva modeller, som det holländska programmet RIMpro för att förutse de bästa spruttiderna. Men äppelskorpa är fortfarande en ihärdig kamp, och det är särskilt svårt "" om inte nästan omöjligt "" för ekologiska bönder att odla en skorvfri gröda.
Så forskare vid University of New Hampshire arbetar på ett nytt verktyg för att bekämpa äppelskorv:Drönare.
Forskarna Matthew Wallhead och Kirk D. Broders står med prototypen äppelskorvdrönare.
"När du tänker på äppelproduktion nu, en odlare måste gå igenom sin fruktträdgård varje dag för att se till att han ser några nya skadeinsekter eller nya sjukdomar som kommer in i en fruktträdgård, säger växtpatolog Kirk D. Broders, en biträdande professor vid UNH. "Men när du pratar om en 10a, 20, 100 tunnland fruktträdgård, din förmåga att göra det på en daglig basis är nästan omöjlig.”
Men det är möjligt med ett litet obemannat flygfarkost (UAV), eller drönare, bär en infraröd kamera som tar multispektrala bilder av fruktträdgården. Ett datorprogram krossar våglängderna i varje pixel, gör det möjligt att finslipa färger och temperaturer "" och lokalisera äppelskorv.
Äppelskorpor syns på några nedfallna löv.
UNH:s växtpatolog Kirk D. Broders håller upp ett äpple med en sårskorpa.
Matthew Wallhead pekar ut drönarens "hjärna".
"Om du hade en UAV som hade kapacitet att gå upp en gång om dagen, ta en digital bild eller flera digitala bilder "" både i infrarött och sedan i normalt spektrum — du kan faktiskt övervaka din fruktträdgård med en $2, 000 UAV, ” säger Broders.
Doktoranden Matthew Wallhead leder projektet vid UNH, och byggde det första sådana systemet i somras för cirka $2, 400. Den inkluderar en lågkostnadsövervakningsdrönare från en startup i Massachusetts som heter Rotary Robotics "" även om Wallhead föredrar termen UAV eftersom "termen "drönare" traditionellt har antydt ett vapensystem, ” säger han — och två pek-och-skjut digitalkameror. Wallhead tog bort de infraröda filtren från kamerorna med hjälp av en onlinehandledning.
"Människor som just nu börjar förstå vad dessa obemannade flygfarkoster kan göra."
"Vi konverterade en kamera för 100 dollar till motsvarande 4 dollar, 000 kamera kommer att ge dig, så det är spännande, säger Wallhead. "Den här säsongen har till stor del varit fokuserad på att trimma den och lära sig att flyga flygplanet effektivt."
Broders säger att det slutliga målet är att utveckla ett UAV-system för fruktträdgårdsövervakning som kan säljas till odlare för under $2, 500, även om han uppskattar att de är fem år ifrån en verklig produkt.
Det är inte första gången som multispektral avbildning har använts inom jordbruket. Forskare har analyserat växter med hjälp av labbutrustning, och stora jordbruksverksamheter kan hyra flygplan att flyga över och ta multispektrala bilder av stora delar av majs eller sojabönor för att övervaka grödans hälsa.
"Vad vi försöker göra är att utveckla ett system som gör att vi kan göra saker däremellan "" så inte i laboratorieskala för en anläggning, och inte på flygplansskala flera fält i taget, " sa Broders. "Vi försöker utveckla ett lågkostnadssystem som faktiskt kan användas av antingen enskilda forskare eller enskilda odlare."
På Applecrest Farm, Peter Wagner kallar möjligheten till ett prisvärt infrarött bildsystem som kan användas dagligen, "ganska häftigt."
"Jag tycker att det är en stor strävan "" ingen tvekan "" speciellt det faktum att de flesta skorv som vi inte utrotar vanligtvis uppstår i toppen av trädet, sa Wagner. "I gamla dagar med stora träd, man kunde klättra upp och se sig omkring ”“ vilket är tidskrävande ”“ men nu med de nya planteringarna, träden är yngre, mindre, och det är svårare att klättra eftersom lemmarna inte är lika starka."
Wallhead och Broders föreställer sig äppelodlare som använder drönarkamerasystemet i kombination med de prediktiva modellerna för äppelskorv ”“ realtidsdata som talar om för bönder när de ska spraya.
Matthew Wallhead kartlägger en hypotetisk autopilotkurs för drönaren.
"UAV är egentligen bara ett verktyg vi använder för att hantera äppelskorv, eftersom äppelskorpa är så svår att kontrollera, " sa Broders. "Vi använder vår prediktiva modell för att förbättra tillämpningen av organiskt certifierade föreningar. Vi använder UAV för tidig upptäckt. Och sedan när det är möjligt, vi använder resistenta sorter för att också hjälpa oss att minska tillförseln av svampmedel och ge bättre kontroll.”
En skorvresistent sort som växer i den experimentella forskningsträdgården på UNH:s Woodman Farm är Crimson Crisp, produkten av samarbete mellan Purdue University, Rutgers och University of Illinois.
Medan äppelskorv är det största problemet i östra USA, multispektrala data kan också användas för att upptäcka andra problem ”“ från insektsskador till kvävebrist. Exakta appliceringar av gödningsmedel, bekämpningsmedel och fungicider innebär att odlarna använder mindre, vilket är bättre för miljön och konsumenterna "" såväl som för bondens resultat.
Drönarna kan till och med användas för att övervaka skogens hälsa, skanning efter sjukdom eller invasiva skalbaggar.
"Jag tror att det har tillämpningar även utanför jordbruket, " sa Broders. "Och jag tror att det finns ett antal människor som just nu börjar förstå vad dessa obemannade flygfarkoster kan göra."
