Search

Tesi amb menció de Doctorat Internacional, Tesi en modalitat de compendi de publicacions, (English) The use of plant protection products (PPP) has become an essential tool in agriculture to achieve the minimum requirements of quality and quantity of food demanded by consumers. Moreover, due to its repeated use throughout the campaign, it is one of the most complex strategies in agriculture, due to the concern for achieving products free of pests and diseases, free of residues, and avoiding environmental risks. The recently published Farm to Fork Strategy aims at the difficult task of reducing the amount of hazardous pesticides used by 50 % by 2030. From the moment this strategy was published, it gained importance the implementation of improvements in application techniques to increase the effectiveness and efficiency of treatments. This is especially relevant in specialty crops such as orchards or vineyards, where the use of PPP is very high, compared with the case of field crops. In addition, this type of crops is characterised by a high degree of spatial variability in terms of the canopy structural characteristics, which makes it difficult to achieve a safe and effective application of pesticides. In this sense, variable rate application technology can reduce the effect of intra-plot variability, adjusting the volume rate to the canopy characteristics at each point, achieving a much more rational distribution of the plant protection product and more adjusted to the canopy than those carried out homogeneously. Currently, three types of variable rate application technology are known: 1) based on real-time sensors, 2) based on prescription maps, and 3) a combination of the two previous ones. Although variable rate application systems based on real-time sensors eliminate the need for prior knowledge of the crop, this technology has not been practically implemented in the viticulture sector. This contrasts with the adoption of vegetation maps acquired using remote sensing, which has been in commercial use for vineyard management for more than ten years. Am, (Español) El cultivo de la vid tiene una rica historia en la región europea. Para garantizar su producción, se ha confiado tradicionalmente en el uso de productos fitosanitarios (PPP) para el control de plagas y enfermedades. Uno de los mayores retos a los que se enfrenta el viñedo es Plasmopara viticola, comúnmente conocido como mildiu. Tradicionalmente, para combatir esta enfermedad se han utilizado fungicidas a base de cobre. Aunque hoy en día también existen productos de síntesis química y de origen biológico, el cobre sigue siendo la opción más utilizada. Sin embargo, se ha observado que su uso prolongado puede causar contaminación ambiental, especialmente en el suelo y las aguas. Por ello, el uso de productos fitosanitarios en la agricultura es actualmente motivo de gran preocupación debido a los riesgos que plantean tanto para el medio ambiente como para la salud humana. Su uso prolongado y, en ocasiones, abusivo o descuidado, ha hecho saltar las alarmas en la Unión Europea. Este proyecto de investigación doctoral se ha centrado en la búsqueda de soluciones alternativas para reducir la contaminación causada por fungicidas en la vid desde diferentes ángulos, desde la mitigación hasta la prevención. En primer lugar, la tesis doctoral explora el impacto de los cultivos de cobertura en la reducción de la lixiviación de plaguicidas a las aguas subterráneas y el papel de las franjas de protección vegetadas en la reducción de la escorrentía a los cursos de agua superficiales. En segundo lugar, evalúa el potencial de la vegetación para degradar estos productos en distintos medios edáficos, incluidos sus productos de transformación. En tercer lugar, este trabajo implica el desarrollo y la evaluación de un producto microencapsulado de cobre que mejora la deposición y, por tanto, reduce la cantidad de cobre necesaria en los tratamientos fitosanitarios. Por último, en la cuarta fase, se evalúan los factores que influyen en la adopción por parte de los agricultores de los, Postprint (published version)

Currently, air-assisted sprayers are used to apply phytosanitary products in fruit trees and vineyards. However, the use of this equipment carries a high environmental risk, mainly due to the drift of the spray phytosanitary product for precision viticulture applications. The application technology with the tunnel sprayer system has focused on analysing and quantifying the recovery capacity of the product, and, therefore, reducing losses, either due to drift or deposition in the soil, ignoring how the air inside the tunnel and its potential effect on the distribution of product between panels. This study presents data obtained with the use of low and high speed of the fan box, where the air currents are affected, generating differences in speeds and flows between the panels. Throughout the tests, the air flow generated by the tunnel sprayer is characterized in detail. To estimate both individual and total flow rates, devices called unidirectional hot wire anemometers were used. Instead, sonic anemometers were used to study changes in airflow velocity in all three directions of the panel gap. Air velocity and flow uniformity were analysed. Velocity vectors were represented. The results obtained in the tests were compared between the different speeds of each recovery panel of the tunnel sprayer. The results showed a clear asymmetry in the flow pattern, highlighting a greater intensity of air velocities on the left side of the panel. Changes in the direction and speed of the air at different heights were also observed, indicating the existence of recirculation in certain areas. This study demonstrated that the use of tunnel sprayers in viticulture could be an efficient tool to optimize the distribution of phytosanitary products., Actualment, els polvoritzadors assistits per aire s'utilitzen per aplicar productes fitosanitaris a fruiters i vinyes. Tot i això, l'ús d'aquest equip comporta un alt risc mediambiental, principalment a causa de la deriva del producte fitosanitari de polvorització per a aplicacions en viticultura en precisió. La tecnologia d'aplicació amb el sistema de polvoritzador de túnel s'ha centrat a analitzar i quantificar la capacitat de recuperació del producte, i, per tant, reduir les pèrdues, ja sigui per deriva o deposició a terra, obviant com es comporta el aire dins del túnel i el seu efecte potencial sobre la distribució de producte entre plafons. Aquest estudi presenta dades obtingudes amb l'ús de marxa curta i llarga de la caixa del ventilador, on s'afecta els corrents d'aire, generant diferències en velocitats i cabals entre els panells. Al llarg dels assaigs es caracteritza detalladament el flux d'aire generat pel polvoritzador de túnel. Per estimar tant els cabals individuals com els totals, es van utilitzar els dispositius anomenats anemòmetres de fil calent unidireccionals. En canvi, els anemòmetres sònics es van fer servir per estudiar canvis en la velocitat del flux d'aire a les tres direccions de l'espai entre panells. S'analitzaren la velocitat de l'aire i la uniformitat del flux. Es van representar els vectors de velocitat. Es van comparar els resultats obtinguts als assaigs entre les diferents velocitats de cada panell recuperador del polvoritzador de túnel. Els resultats van mostrar una clara asimetria al patró de flux, destacant una major intensitat de les velocitats de l'aire a la banda esquerra del panell. Es van observar també canvis en la direcció i la velocitat de l'aire a diferents alçades, cosa que indica l'existència de recirculació en determinades zones. Aquest estudi demostra que l'ús de polvoritzadors de túnel en viticultura podria ser una eina eficient per optimitzar la distribució de productes fitosanitaris., Actualmente, los pulverizadores asistidos por aire se utilizan para aplicar productos fitosanitarios en frutales y viñedos. Sin embargo, el uso de este equipo conlleva un alto riesgo medioambiental, principalmente debido a la deriva del producto fitosanitario de pulverización para aplicaciones en viticultura en precisión. La tecnología de aplicación con el sistema de pulverizador de túnel se ha centrado en analizar y cuantificar la capacidad de recuperación del producto, y, por lo tanto, reducir las pérdidas, ya sea por deriva o deposición en el suelo, obviando cómo se comporta el aire dentro del túnel y su efecto potencial sobre la distribución de producto entre paneles. Este estudio presenta datos obtenidos con el uso de marcha corta y larga de la caja del ventilador, donde se afecta las corrientes de aire, generando diferencias en velocidades y caudales entre los paneles. A lo largo de los ensayos se caracteriza detalladamente el flujo de aire generado por el pulverizador de túnel. Para estimar tanto los caudales individuales como los totales, se utilizaron los dispositivos denominados anemómetros de hilo caliente unidireccionales. En cambio, los anemómetros sónicos se usaron para estudiar cambios en la velocidad del flujo de aire en las tres direcciones del espacio entre paneles. Se analizaron la velocidad del aire y la uniformidad del flujo. Se representaron los vectores de velocidad. Se compararon los resultados obtenidos en los ensayos entre las diferentes velocidades de cada panel recuperador del pulverizador de túnel. Los resultados mostraron una clara asimetría en el patrón de flujo, destacando una mayor intensidad de las velocidades del aire en el lado izquierdo del panel. Se observaron también cambios en la dirección y velocidad del aire a diferentes alturas, lo que indica la existencia de recirculación en determinadas zonas. Este estudio demuestro que el uso de pulverizadores de túnel en viticultura podría ser una herramienta eficiente para optimizar la, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant

Water-sensitive papers (WSPs), as an artificial target, have been generally used to evaluate spray quality in pesticide applications. Though many tools were available to analyze WSPs, they were not effective in processing the presented overlapping droplets, which prevented accurate quantification of spray quality. Here, a novel methodology was proposed to analyze WSPs, focusing on the segmentation of overlapping droplets based on concave point detection and ellipse fitting. Up to 553 WSPs obtained from field trials in apple trees were used to validate this methodology. A high overall segmentation accuracy of 77.8% was achieved for the WSPs with coverage below 25%, which allowed to precisely characterize the corresponding deposition pattern, he authors express their gratitude to the China Scholarship Council for providing financial support (file Nº 201908440375), Postprint (published version)

The reduction of phytosanitary products in current agriculture is one of its top priorities for the future. To achieve this, technologies are being developed to reduce phytosanitary volumes in crops. One of these technologies is PIVOS (Intelligent Spraying for Sustainable Vineyard and Olive Growing), a project developed by the Agricultural Mechanization Unit of the Polytechnic University of Catalonia (UMA-UPC). It is based on a multi-line sprayer for the vineyard equipped with ISO-02 nozzles and a system of wide-pulse modulation valves (PWM) that emit the same working pressure but regulate the flow that exits the nozzle according to the volume of vegetation in the vines in the area. This is known as the duty cycle (CT) related to the pulse width at a frequency of 10 Hz, indicating that the valve operates within intervals of 100 milliseconds (ms). The machine's detection of vegetation volume is made possible thanks to the incorporation of an onboard computer loaded with a prescription map based on the vigor of the plot's vegetation to be worked on. This prescription map allows us to divide the plot into two zones: high vigor zone and low vigor zone, where the application method varies depending on the zone we are in. This application method is known as Variable Rate Application (VRA), and its behaviour and effectiveness have been studied compared to the reference application done by the farmer every campaign, evaluating the biological efficacy of both treatments. Two treatments were conducted during the summer season using the aforementioned methodologies, the first in June and the second in July. The results of both trials were positive as no signs of fungal diseases such as Powdery Mildew or Downy Mildew were found on the vine leaves, both for the reference treatment and the VRA. This has allowed us to affirm that the VRA treatment using PWM technology is equally effective as the reference treatment, but with the difference in the phytosanitary product used, where, La reducción de productos fitosanitarios en la agricultura actual es uno de los objetivos prioritarios para el futuro de esta, para ello se están desarrollando tecnologías que permiten reducir los volúmenes de fitosanitario en los cultivos. Una de estas tecnologías es PIVOS (Pulverización inteligente para un viñedo y olivar sostenibles), un proyecto desarrollado por la Unidad de Mecanización Agraria de la Universidad Politécnica de Cataluña (UMA-UPC) que se basa en un pulverizador multifila para el viñedo equipado con boquillas ISO-02 y con un sistema de válvulas de modulación de pulsos anchos (PWM) que emiten la misma presión de trabajo pero regulando el caudal que sale por la boquilla según el volumen de vegetación de las cepas que haya en la zona. Esto se conoce como ciclo de trabajo (CT) que viene relacionado con el ancho del pulso a una frecuencia de 10 Hz), que nos quiere decir que la válvula trabaja dentro de intervalos de 100 milisegundos (ms). El volumen de vegetación que detecta la máquina lo hace posible gracias a la incorporación de un ordenador a bordo que lleva cargado un mapa de prescripción según la vigorosidad de la vegetación de la parcela a trabajar. En este mapa de prescripción nos permite dividir la parcela en dos zonas: zona de vigor alto y zona de vigor bajo, donde la manera de aplicar es variable en función de la zona en la que nos encontremos. Este método de aplicación se conoce como VRA y se ha estudiado su comportamiento y eficacia frente a la aplicación de referencia que hace el agricultor todas las campañas, donde se ha valorado la eficacia biológica de ambos tratamientos. Se han realizado dos tratamientos durante la temporada de verano utilizando las dos metodologías mencionadas anteriormente, el primero se realizó en el mes de junio y el segundo fue en julio. Los resultados de los dos ensayos fueron positivos ya que no se han encontrado indicios de enfermedades fúngicas como Oídio o Mildiu en las hojas de las viñas tanto para el tratam, La reducció de productes fitosanitaris a l'agricultura actual és un dels objectius prioritaris per al futur d'aquesta. Per a aconseguir-ho, s'estan desenvolupant tecnologies que permeten reduir els volums de fitosanitari en els cultius. Una d'aquestes tecnologies és PIVOS (Pulverització intel·ligent per a un conreu de vinya i olivera sostenible), un projecte desenvolupat per la Unitat de Mecanització Agrària de la Universitat Politècnica de Catalunya (UMA-UPC). Es basa en un atomitzador multifila per a la vinya equipat amb brolladors ISO-02 i amb un sistema de vàlvules de modulació de polsos amples (PWM) que emeten la mateixa pressió de treball, però regulant el cabal que surt pel brollador segons el volum de vegetació de les ceps de la zona. Això es coneix com a cicle de treball (CT) i està relacionat amb l'amplada del pols a una freqüència de 10 Hz, el que significa que la vàlvula treballa dins d'intervals de 100 mil·lisegons (ms). El volum de vegetació que detecta la màquina és possible gràcies a la incorporació d'un ordinador a bord que porta carregat un mapa de prescripció segons la vigorositat de la vegetació de la parcel·la a treballar. Aquest mapa de prescripció ens permet dividir la parcel·la en dues zones: zona de vigor alt i zona de vigor baix, on la manera d'aplicar és variable segons la zona en la qual ens trobem. Aquest mètode d'aplicació es coneix com a VRA i s'ha estudiat el seu comportament i eficàcia enfront de l'aplicació de referència que fa l'agricultor a totes les campanyes, on s'ha avaluat l'eficàcia biològica d'ambdós tractaments. S'han realitzat dos tractaments durant la temporada d'estiu utilitzant les dues metodologies esmentades anteriorment. El primer es va realitzar al mes de juny i el segon va ser al juliol. Els resultats dels dos assaigs van ser positius ja que no s'han trobat indicis d'afectacions fúngiques com l'Oïdi o el Míldiu a les fulles de les vinyes, tant pel tractament de referència com pel VRA. Això ens ha permès afirmar que, Objectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al Clima, Objectius de Desenvolupament Sostenible::17 - Aliança per a Aconseguir els Objetius

The present work deals with the performance of potential drift assays when using different adjuvants. To do this, the aim is to simulate the normal working conditions of a phytosanitary treatment using a hydraulic sprayer with horizontal bars. During this simulation, the aim is to evaluate the potential drift of combining two adjuvants ('A' and 'B'), one of them at two different concentrations, and with four different types of nozzles. The nozzles consist of different distribution patterns (hollow conical and fan) and typology (conventional or anti-drift). The aim is to verify to what extent the two adjuvants, commonly used as surfactants, can also reduce the risk of drift when applying a phytosanitary product. In this way, the environmental impact that these applications entail due to the drift of pesticides beyond the margins of the crop could be minimized, potentially damaging the environment and/or people's health. The tests were carried out in the laboratory of the Agricultural Mechanization Unit (UMA) of the Polytechnic University of Catalonia (UPC) in the Parc Agropolis of the UPC in the municipality of Viladecans (Barcelona). The calculation methods, materials and conditions to determine the potential drift value are indicated in detail in the ISO 22401 standard (ISO 2015). The tests were based on a metal structure provided with slots to place artificial collectors, in this case Petri dishes, and with a sliding cover, activated by a pneumatic system, which allows the collectors to be covered or exposed to the open air. Four cases were tested: 1) Reference (using only tartrazine as a tracer); 2) Adjuvant A, at a concentration of 0.25%, plus the tracer; 3) The same adjuvant A but at a concentration of 0.50%; 4) Adjuvant B. For each case, tests were carried out with the four proposed nozzle models. Escola d'Enginyeria Agroalimentària i de Biosistemes de Barcelona¿ BarcelonaTech 7 The results indicated that, if conventional nozzles were used, adjuvant B had the, El present treball tracta sobre la realització de de assajos de deriva potencial en usar diferents adjuvants. Per a això, es pretén simular les condicions normals de treball d'un tractament fitosanitari mitjançant un polvoritzador hidràulic de barres horitzontals. Durant aquesta simulació es pretén avaluar la deriva potencial de combinant dos adjuvants (`A¿ i `B¿), un d'ells a dues concentracions diferents, i amb quatre tipus diferents només de boca. Els filtres consten de diferents patrons de distribució (cònica buida i ventall) i tipologia (convencional o anti-deriva). Es pretén comprovar fins a quin punt els dos adjuvants, utilitzats habitualment com a surfactants, pot reduir també el risc de deriva a l'hora d'aplicar un producte fitosanitari. D'aquesta manera es podria minimitzar l'impacte ambiental que comporten aquestes aplicacions a causa de la deriva de pesticides més enllà dels marges del cultiu, podent perjudicar l'entorn ambiental i/o la salut de les persones. Els assajos es van fer en el laboratori de la Unitat de Mecanització Agrària (*UMA) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) en el Parc Agropolis de la UPC en el municipi de Viladecans (Barcelona). Els mètodes de càlcul, materials i condicions per a determinar el valor potencial de deriva venen indicats de manera detallada en la normativa ISO 22401 (ISO 2015). Els test es basaven en una estructura metàl·lica proveït de ranures per a col·locar col·lectors artificials, en aquest cas plaques de Petri, i amb una coberta lliscant, activada per un sistema pneumàtic, que permet cobrir o exposar els col·lectors a l'aire lliure. Es van provar quatre casos: 1) Referència (usant només *tartrazina com a traçador); 2) Adjuvant A, a una concentració del 0,25%, més el traçador; 3) El mateix adjuvant A però a una concentració del 0,50%; 4) L'adjuvant B. Per a cada cas, es van realitzar proves amb els quatre models de filtres proposats. Escola d'Enginyeria Agroalimentària i de Biosistemes de Barcelona¿ Barce, El presente trabajo versa sobre la realización de ensayos de deriva potencial al usar diferentes adyuvantes. Para ello, se pretende simular las condiciones normales de trabajo de un tratamiento fitosanitario mediante un pulverizador hidráulico de barras horizontales. Durante dicha simulación se pretende evaluar la deriva potencial de combinando dos adyuvantes (`A¿ y `B¿), uno de ellos a dos concentraciones distintas, y con cuatro tipos distintos de boquilla. Las boquillas constan de diferentes patrones de distribución (cónica hueca y abanico) y tipología (convencional o anti-deriva). Se pretende comprobar hasta qué punto los dos adyuvantes, utilizados habitualmente como surfactantes, puede reducir también el riesgo de deriva a la hora de aplicar un producto fitosanitario. De esta manera se podría minimizar el impacto ambiental que comportan dichas aplicaciones a causa de la deriva de pesticidas más allá de los márgenes del cultivo, pudiendo perjudicar el entorno ambiental y/o la salud de las personas. Los ensayos se hicieron en el laboratorio de la Unidad de Mecanización Agraria (UMA) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) en el Parc Agropolis de la UPC en el municipio de Viladecans (Barcelona). Los métodos de cálculo, materiales y condiciones para determinar el valor potencial de deriva vienen indicados de forma detallada en la normativa ISO 22401 (ISO 2015). Los test se basaban en una estructura metálica provisto de ranuras para colocar colectores artificiales, en este caso placas de Petri, y con una cubierta deslizante, activada por un sistema neumático, que permite cubrir o exponer los colectores al aire libre. Se probaron cuatro casos: 1) Referencia (usando solo tartrazina como trazador); 2) Adyuvante A, a una concentración del 0,25%, más el trazador; 3) El mismo adyuvante A pero a una concentración del 0,50%; 4) El adyuvante B. Para cada caso, se realizaron pruebas con los cuatro modelos de boquillas propuestos. Escola d'Enginyeria Agroalimentària i

Fertilization is essential for optimizing soil productivity and meeting the global food demand. However, the growing reliance on synthetic fertilizers, such as urea, has raised both environmental and economic concerns. This dependence can lead to water source pollution, soil degradation, and a high carbon footprint due to its production and distribution. To address these issues, organic fertilizers, sourced from plants or excrement, emerge as an alternative. Not only are they more environmentally friendly, but they also enhance soil health. Transitioning to this more sustainable alternative is presented as an urgent need to ensure a more balanced and earth-respecting agriculture. This study compares the field distribution of a conventional fertilizer (urea) with a new organic pellet fertilizer, in its efficient application in a projection fertilizer spreader. This is based on the most relevant characteristics of the three solid fertilizers tested (size, density, hardness...), the associated standard (ISO 5690/1) with its modifications, and the most crucial statistical parameters to estimate application quality through the evaluation of distribution profiles and their subsequent processing in software using collection boxes., La fertilització és fonamental per optimitzar la productivitat dels sòls i satisfer la demanda alimentària global. Tot i això, la creixent dependència de fertilitzants sintètics, com la urea, ha generat preocupacions tant ambientals com econòmiques. Aquesta dependència pot provocar contaminació de fonts d'aigua, degradació del sòl i una elevada empremta de carboni degut a la seva producció i distribució. Per combatre aquests problemes, els fertilitzants orgànics, obtinguts de plantes o excrements, emergeixen com a alternativa. Aquests no solament són més respectuosos amb l'ambient, sinó que també enriqueixen la salut del sòl. La transició cap a aquesta alternativa més sostenible es presenta com una necessitat imminent per assegurar una agricultura més equilibrada i respectuosa amb el planeta. Aquest treball compara la distribució en camp d'un fertilitzant convencional (la urea) amb un nou fertilitzant orgànic amb forma de pellet, en la seva aplicació eficient en una abonadora de projecció. Això es basa en les característiques més rellevants dels tres fertilitzants sòlids provats (mida, densitat, duresa...), la norma associada (ISO 5690/1) amb les seves modificacions, i els paràmetres estadístics més crucials per estimar la qualitat d'aplicació mitjançant l'avaluació dels perfils de distribució i el seu posterior processament en un software utilitzant caixes recol·lectores., La fertilización es fundamental para optimizar la productividad de los suelos y satisfacer la demanda alimentaria global. Sin embargo, la creciente dependencia de fertilizantes sintéticos, como la urea, ha generado preocupaciones tanto ambientales como económicas. Esta dependencia puede provocar contaminación de fuentes de agua, degradación del suelo y una elevada huella de carbono debido a su producción y distribución. Para combatir estos problemas, los fertilizantes orgánicos, obtenidos de plantas o excrementos, emergen como alternativa. Estos no solo son más respetuosos con el ambiente, sino que también enriquecen la salud del suelo. La transición hacia esta alternativa más sostenible se presenta como una necesidad inminente para asegurar una agricultura más equilibrada y respetuosa con el planeta. Este trabajo compara la distribución en campo de un fertilizante convencional (la urea) con un nuevo fertilizante orgánico en forma de pellet, en su aplicación eficiente en una abonadora de proyección. Esto se basa en las características más relevantes de los tres fertilizantes sólidos probados (tamaño, densidad, dureza...), la norma asociada (ISO 5690/1) con sus modificaciones, y los parámetros estadísticos más cruciales para estimar la calidad de aplicación mediante la evaluación de los perfiles de distribución y su posterior procesamiento en un software utilizando cajas recolectoras.

Reduction of Plant Protection Products (PPP) has become a priority in agriculture, led by European directives and regulations due to the negative impacts and social awareness that pesticides have raised in the population. In viticulture, the use of copper to control Downy Mildew (Plasmopara viticola) is posing severe problems of soil, water and environment contamination, and European Commission is regulating its use through the EU regulation 2018/1981. A targeted spraying management can be done benefiting from the novel development of variable rate application (VRA) technology for orchard sprayers, resulting in savings of PPP. In this research, the quality of the application in terms of copper deposit in leaves of two VRA strategies where compared versus the conventional strategy performed by the farmer (REF)., This research was developed with funding from the Spanish Ministry of Agriculture Fisheries and Food within the project GOPHYTOVID [contract 2018002001192], and partial funding from the FI-AGAUR grant from the Generalitat de Catalunya (2017 FI_B 00893)., Postprint (published version)

Electrostatic sprayers can be an option for increasing the effectiveness of treatments and reducing pesticide consumption, but it still requires more verifications, especially in orchards. The spray deposition performances of three different electrostatic sprayers design were compared for apple tree pesticide application, all of them used with the electrostatic system activated and disactivated, as conventional spray application. Despite designs of particular type sprayers were unique, no significant differences were observed in the normalized deposition and droplets density between the conventional and electrostatic spray methods of the same sprayer, but differences were found between the vertical boom and the pneumatic sprayer in terms of coverage. The normalized deposition values of the three sprayers were very similar, ranging between 1.0 and 1.5¿µg¿cm-2. However, the vertical boom sprayer produced the highest spray coverage, followed by the multi-fan sprayer. In general, the measured values of coverage and deposit obtained were in the three cases similar, independently on the use or not of the electrostatic device, being the sprayer type more affecting parameter rather than the electrostatic charging system. Differences in spray deposition qualities on apple trees were observed among three types of sprayers, but were not for the same sprayer with and without activation of the electrostatic charging system. Appropriate design of orchard sprayers according to the canopy structure seems to be more effective rather than the implementation of electrostatic spray charge system to achieve the European challenge of 50% reduction of pesticides by 2030., Postprint (updated version)

The implementation of pulse width modulation (PWM) solenoid valve actuated nozzles in pesticide application equipment could be an optimal method to achieve variable flow applications; however, there is still little information on the performance. This paper presents the results obtained from several tests to determine the effect of nozzle size, nozzle position, working pressure and duty cycle on the flow rate generated when the nozzle is controlled with a PWM valve. For this purpose, the performance of a set of six PWM nozzles incorporated in a downpipe of an experimental multi-row sprayer for vineyard treatments, equipped with an intelligent PWM valve control system for precision treatments, was studied. Total and individual flow rates were measured for three nozzle models (ISO code 01, 015 and 02), three spray pressures (2, 4 and 6 bar) and ten duty cycles (from 100% to 10%, at 10% intervals). A flow rate measurement with six calibrated measuring cylinders was used to estimate the individual flow rate of each nozzle. Electronic sensors located at the outlet of the pump and at the beginning of the downpipe monitored the liquid pressure and the total flow rate of the circuit. For the same test, all PWM valves always worked with the same nozzle type. For each combination of nozzle, pressure and duty cycle, three repetitions of a minimum duration of 60 s each were performed. The results showed discrepancies between the obtained results and the expected values for the valves. Furthermore, the flow rates were equal between 100% and 80% duty cycle, and then tended to decrease linearly up to 10% duty cycle, although this became more irregular with increasing nozzle size and pressure. Finally, this data was incorporated into the flow control system for precision fungicide treatment. The generated database proved to be useful for the machine to adjust the flow rate appropriately in different areas of the field. Further trials are needed in order to be able to make new viney, La implementació de broquets activats mitjançant vàlvules solenoides de modulació d'ample de pols (PWM) en equips d'aplicació de pesticides podria ser un mètode òptim per a aconseguir aplicacions de cabal variable; no obstant això, encara hi ha poca informació sobre el comportament. En aquest treball es presenten els resultats obtinguts de diversos assajos per a determinar l'efecte de la grandària només de boca, la posició del filtre, pressió de treball i cicle de treball sobre el cabal generat quan el filtre està controlat amb una vàlvula PWM. Per a això, es va estudiar el comportament d'un conjunt de sis filtres PWM incorporades en una baixant d'un polvoritzador experimental multifila per a tractaments en vinyes, dotat amb un sistema intel·ligent de control de les vàlvules PWM per a fer tractaments de precisió. Es van mesurar els cabals totals i individuals per tres models de filtres (codi ISO 01, 015 i 02), tres pressions de polvorització (2, 4 i 6 bar) i deu cicles de treball (del 100% al 10%, a intervals del 10%). Per a estimar el cabal individual de cada filtre es va utilitzar un cabalímetre mecànic amb sis cilindres aforats de mesurament. Sensors electrònics situats a la sortida de la bomba i al principi del tub de la baixant controlaven la pressió del líquid i el cabal total del circuit. Per a un mateix assaig, totes les vàlvules PWM treballaven sempre amb el mateix model només de boca. Per a cada combinació només de boca, pressió i cicle de treball es van realitzar tres repeticions d'una durada de 60 s mínim cadascuna. Els resultats van mostrar discrepàncies entre els resultats obtinguts i els valors esperats per a les vàlvules. A més, els cabals van ser iguals entre el 100% i el 80% de cicle de treball, i després van tendir a disminuir linealment fins al 10% de cicle de treball, encara que aquest caràcter es va fer més irregular en augmentar la grandària del filtre i la pressió. Finalment, aquestes dades es van incorporar al sistema de control de cabal per, La implementación de boquillas accionadas mediante válvulas solenoides de modulación de ancho de pulso (PWM) en equipos de aplicación de pesticidas podría ser un método óptimo para lograr aplicaciones de caudal variable; sin embargo, todavía hay poca información sobre el comportamiento. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de varios ensayos para determinar el efecto del tamaño de boquilla, la posición de la boquilla, presión de trabajo y ciclo de trabajo sobre el caudal generado cuando la boquilla está controlada con una válvula PWM. Para ello, se estudió el comportamiento de un conjunto de seis boquillas PWM incorporadas en una bajante de un pulverizador experimental multifila para tratamientos en viñedos, dotado con un sistema inteligente de control de las válvulas PWM para hacer tratamientos de precisión. Se midieron los caudales totales e individuales por tres modelos de boquillas (código ISO 01, 015 y 02), tres presiones de pulverización (2, 4 y 6 bar) y diez ciclos de trabajo (del 100% al 10%, a intervalos del 10%). Para estimar el caudal individual de cada boquilla se utilizó un caudalímetro mecánico con seis cilindros aforados de medición. Sensores electrónicos situados a la salida de la bomba y al principio del tubo de la bajante controlaban la presión del líquido y el caudal total del circuito. Para un mismo ensayo, todas las válvulas PWM trabajaban siempre con el mismo modelo de boquilla. Para cada combinación de boquilla, presión y ciclo de trabajo se realizaron tres repeticiones de una duración de 60 s mínimo cada una. Los resultados mostraron discrepancias entre los resultados obtenidos y los valores esperados para las válvulas. Además, los caudales fueron iguales entre el 100% y el 80% de ciclo de trabajo, y luego tendieron a disminuir linealmente hasta el 10% de ciclo de trabajo, aunque este carácter se hizo más irregular al aumentar el tamaño de la boquilla y la presión. Finalmente, estos datos se incorporaron al sistema de control

Rainfall–runoff events occurring in vineyard fields can result in pesticide ground losses and the subsequent pollution of surface water bodies, derivate from the crop protection spray applications. In this study, the capacity of vegetated buffer strips (BS) to prevent surface water pollution due to the application of five fungicide products typically used in vineyards (copper, dimethomorph, oxathiapiprolin, zoxamide, acibenzolar-s-methyl, and laminarin) following a simulated run-off event has been assessed, and compared to that from a bare ground soil (BG). Two strips (5 m in length, each), one with vegetation and the other without were built up, and two different experiments were performed, a runoff event and a soil fungicide degradation kinetic evaluation. The runoff results show that fungicide mass retention in the strips ranged from 73 to 98% and that the presence of vegetation in BS increased the fungicide mass retention in the strips by almost 10% (on average) in comparison to the unvegetated strip. Moreover, soil degradation studies highlighted that the presence of vegetation reduces significantly the half-time life of almost all the studied fungicides by 55%, on average. Eight fungicide transformation products (TPs) were identified following a runoff event in the soil strips, but the abundance of these TPs was up to 78% lower in vegetated strips. These results highlight the effectiveness of using vegetated buffer zones in vineyards to protect aquatic ecosystem pollution., The authors gratefully acknowledge the partial founding support of the FI-AGAUR grant from the Generalitat de Catalunya (2020FI_B 00012)., Postprint (published version)

The Catalan wine sector is in constant evolution due to different reasons, for example, climate change or the entry into force of new legislation. Therefore, it is very important to carry out research projects that advance towards a more environmentally resilient viticulture. The determination of the area of plant collectors is a parameter used in many studies and is not always easy to obtain. Hence the need to obtain a model that predicts the leaf area of Vitis vinifera with the varieties of the area where the studies are carried out, the Penedès. The main objective of the project is to develop a model to predict leaf area through the physiological relationship of this parameter with the dry weight and fresh weight of the leaf. Three grape varieties, Chardonnay, Macabeu and Cabernet Sauvignon, have been used for this purpose, as they are the most representative of the area. During a total of 8 weeks, 50 leaves were collected from 9 different plots in the Penedès; three of Chardonnay, three of Cabernet Sauvignon and three of Macabeu. At the end of the sampling stage, a total of 3,600 leaves were collected and used to create the database. Once collected, they were processed by fresh weighing, surface planimetry and drying in an oven for 48 hours to finally obtain the dry weight. Two simple regression models were developed to predict leaf area (S), one as a function of fresh weight (FW) and the other in relation to dry weight (DW). The explanatory variables (FP and PS) show statistically significant differences between their means. The two validated models show a good correlation between the explanatory variables and the response variable (S) and have a relatively low prediction error. However, both the variables and the residuals of the models do not present a normal distribution, nor homoscedasticity. The model was validated using historical data provided by the Unitat de Mecanització Agrària (UMA) and data collected as of the 2022-2023 season. Subsequently, it was, El sector vitivinícola catalán se encuentra en constante evolución debido a diferentes razones, por ejemplo, el cambio climático o la entrada en vigor de nuevas legislaciones. Por lo que es muy importante la realización de proyectos de investigación que avancen hacia una viticultura más resiliente con el medio ambiente. La determinación del área de los colectores vegetales es un parámetro utilizado en multitud de estudios y no siempre es sencillo de obtener. De aquí nace la necesidad de obtener un modelo que prediga el área foliar de la Vitis vinífera con las variedades de la zona donde se realizan los estudios, el Penedès. El objetivo principal del proyecto es realizar un modelo de predicción del área foliar a través de la relación fisiológica de este parámetro con el peso seco y el peso fresco de la hoja. Para este fin se han utilizado tres variedades de uva, Chardonnay, Macabeo y Cabernet Sauvignon, al ser las más representativas del área. Durante un total de 8 semanas se recogieron 50 hojas en 9 parcelas diferentes del Penedès; tres de Chardonnay, tres de Cabernet Sauvignon y tres de Macabeo. Al final de la etapa de muestreo se habían recogido un total de 3.600 hojas con las cuales se elaboró la base de datos. Una vez recogidas se procesaban, pesándolas en fresco, planimetrando su superficie y secándolas a una estufa durante 48 horas para, finalmente, obtener el peso seco. Se han desarrollado dos modelos de regresión simple donde se predice la Superficie foliar (S), uno en función del Peso Fresco (PF) y el otro en relación con el Peso Seco (PS). Las variables explicativas (PF y PS) presentan diferencias estadísticamente significativas entre sus medias. Los dos modelos validados muestran una buena correlación entre las variables explicativas y la variable respuesta (S) y tienen un error de predicción relativamente bajo. Pero no presentan una distribución normal, tanto las variables como los residuos de los modelos, ni homocedasticidad. El modelo fue validado medi, El sector vitivinícola català es troba en constant evolució a causa de diferents raons, per exemple, el canvi climàtic o l’entrada en vigor de noves legislacions. Pel que és molt important la realització de projectes d’investigació que avancin cap a una viticultura més resilient amb el medi ambient. La determinació de l’àrea dels col·lectors vegetals és un paràmetre utilitzat en multitud d’estudis i no sempre és senzill d’obtenir. D’aquí neix la necessitat d’aconseguir un model que predigui l’àrea foliar de la Vitis vinífera L. amb les varietats de la zona on es realitzen els estudis, el Penedès. L’objectiu principal del projecte és realitzar un model de predicció de l’àrea foliar a través de la relació fisiològica d’aquest paràmetre amb el pes sec i el pes fresc de la fulla. Per a aquest fi s’han utilitzat tres varietats de raïm, Chardonnay, Macabeu i Cabernet Sauvignon, en ser les més representatives de l’àrea. Durant un total de 8 setmanes es van recollir 50 fulles en 9 parcel·les diferents del Penedès; tres de Chardonnay, tres de Cabernet Sauvignon i tres de Macabeu. Al final de l’etapa de mostreig s’havien recollit un total de 3.600 fulles amb les quals es va elaborar la base de dades. Un cop recollides es processaven, pesant-les en fresc, planimetrant la seva superfície i assecant-les a una estufa durant 48 hores per, finalment, obtenir-ne el pes sec. S’han desenvolupat dos models de regressió simple on es prediu la Superfície foliar (S), un en funció del Pes Fresc (PF) i l’altre en relació amb el Pes Sec (PS). Les variables explicatives (PF i PS) presenten diferències estadísticament significatives entre les seves mitjanes. Els dos models validats mostren una bona correlació entre les variables explicatives i la variable resposta (S) i tenen un error de predicció relativament baix. Però no presenten una distribució normal, tant de les variables com dels residus dels models, ni homoscedasticitat. El model va ser validat mitjançant dades històriques proporciona

The European Commission has implemented a set of policies with the purpose of promoting more sustainable and environmentally responsible agriculture, addressing the negative effects stemming from the use of phytosanitary products in agricultural activities. Through the strategies and guidelines of the European Green Deal, such as the 'Farm to Fork' strategy, the European Union has set the goal of reducing net greenhouse gas emissions by at least 55% by 2030, compared to the levels recorded in 1990. Consequently, a detailed characterization of vegetation stands as an essential tool to drive more sustainable and efficient agriculture, aligned with the objectives and policies established in the European Green Deal. Research focused on the application of phytosanitary products is geared towards achieving more precise administration of these products through innovative designs and technologies that enable the application of appropriate doses in specific areas of crops, adjusting to the individual need of each plant. Among the employed technologies, LiDAR sensors, ultrasound systems, and depth cameras stand out. However, until now, research conducted for vegetation characterization has faced difficulties in accurately comparing different types of sensors. This is due to the lack of evaluation of the accuracy and quality of captured data under same conditions and time. This study was focus on the evaluation and characterization of a multisensor platform composed by LiDAR sensor and an RGBD camera integrated into the ROS (Robot Operating System) for the characterization and assessment of density in an artificial apple orchard. Through the comparative analysis between measurements obtained with the sensors and manually collected data, the accuracy of each sensor for tasks such vegetation characterization was evaluated. The results indicate that the LiDAR sensor presents higher precision in parameters such as tree height, vegetation height, and depth, with percentage of error, La Comissió Europea ha implementat un conjunt de polítiques amb l'objectiu de promoure una agricultura més sostenible i ambientalment responsable, abordant els efectes negatius derivats de l'ús de productes fitosanitaris en les activitats agrícoles. Mitjançant les estratègies i directrius del Pacte Verd Europeu, com la estratègia 'De la Granja a la Taula', la Unió Europea s'ha fixat l'objectiu de reduir les emissions netes de gasos d'efecte hivernacle en almenys un 55% d'aquí a l'any 2030, en comparació amb els nivells registrats l'any 1990. Com a conseqüència, una caracterització detallada de l'arbrat esdevé una eina essencial per impulsar una agricultura més sostenible i eficient, alineada amb els objectius i polítiques establertes en el Pacte Verd Europeu. La recerca centrada en l'aplicació de productes fitosanitaris es dirigeix a aconseguir una administració més precisa d'aquests productes mitjançant dissenys i tecnologies innovadores que permetin l'aplicació de dosis adequades en àrees específiques dels cultius, ajustant-se a les necessitats individuals de cada planta. Entre les tecnologies utilitzades, destaquen els sensors LiDAR, els sistemes d'ultrasons i les càmeres de profunditat. No obstant això, fins ara, la recerca realitzada per a la caracterització de la vegetació ha enfrontat dificultats en la comparació precisa de diferents tipus de sensors. Això es deu a la manca d'avaluació de l'exactitud i qualitat de les dades capturades en les mateixes condicions i temps. Aquest estudi es va centrar en l'avaluació i caracterització d'una plataforma multisensorial composta per un sensor LiDAR i una càmera RGBD integrada en el sistema operatiu ROS (Robot Operating System) per a la caracterització i avaluació de la densitat en un hort artificial de pomes. Mitjançant l'anàlisi comparatiu entre les mesures obtingudes amb els sensors i les dades recollides manualment, es va avaluar la precisió de cada sensor per a tasques com la caracterització de la vegetació. Els r, La Comisión Europea ha implementado un conjunto de políticas con el propósito de promover una agricultura más sostenible y respetuosa con el entorno, abordando los efectos negativos derivados del uso de productos fitosanitarios en las actividades agrícolas. A través de las estrategias y directrices del Pacto Verde Europeo, como es el caso de la estrategia "Farm to Fork" (De la Granja a la Mesa), la Unión Europea se ha fijado la meta de reducir al menos un 55% las emisiones netas de gases de efecto invernadero para el año 2030, en comparación con los niveles registrados en 1990. En consecuencia, la caracterización de la vegetación se establece como una herramienta esencial para impulsar una agricultura más sostenible y eficaz, alineada con los objetivos y políticas establecidos en el Pacto Verde Europeo. Las investigaciones enfocadas en la aplicación de productos fitosanitarios se orientan hacia el logro de una administración más precisa de dichos productos mediante innovadores diseños y tecnologías que permitan la aplicación de dosis adecuadas en zonas específicas de los cultivos, ajustándose a las particularidades de la vegetación. Entre las tecnologías empleadas se destacan los sensores LiDAR, los sistemas de ultrasonido y las cámaras de profundidad. No obstante, hasta ahora, las investigaciones realizadas para la caracterización de la vegetación se han enfrentado a dificultades al comparar de manera precisa los distintos tipos de sensores. Esto se debe a la falta de evaluación de la exactitud y calidad de las lecturas en condiciones y momentos idénticos. Por esta razón, el enfoque de este estudio se centró en la evaluación y caracterización de una plataforma multisensor que combina un sensor LiDAR y una cámara RGBD integrados en el sistema operativo ROS (Sistema Operativo de Robots) para la caracterización y evaluación de la densidad en una plantación artificial de manzanos. Mediante el análisis comparativo entre las mediciones obtenidas a través de los sensores, Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables, Objectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al Clima

An orchard sprayer prototype running a variable-rate algorithm to adapt the spray volume to the canopy characteristics (dimensions, shape and leaf density) in real-time was designed and implemented. The developed machine was able to modify the application rate by using an algorithm based on the tree row volume (TRV), in combination with a newly coefficient defined as Density Factor (Df). Variations in the canopy characteristics along the row crop were electronically measured using six ultrasonic sensors (three per sprayer side), This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 773718 (OPTimised Integrated pest Management for precise detection and control of plant diseases in perennial crops and open- field vegetables, www.optima-h2020.eu). Bernat Salas received funding for his Ph.D. development from Agència de Gestió D'Ajuts Universitaris I de Recerca (AGAUR) (file N° FI_B 01193), Preprint

Electric pulse width modulation (PWM) solenoid valves are commonly used to regulate nozzle flow rates to achieve precision variable-rate spray applications. However, some pesticide formulations, such as wettable powders and adhesive additives, can potentially cause a malfunction such that the valve cannot completely shut off during flow rate modulation if spray lines are not cleaned thoroughly after spray applications. An air-pinch PWM valve was evaluated as a potential alternative to conventional PWM valves to modulate the flow rates of hollow-cone nozzles used on air-assisted orchard sprayers. With the air-pinch valve, spray mixtures only passed through a flexible tube to avoid chemicals directly contacting the moving components inside the valve chamber. The flow rate modulation was performed by pinching and releasing the tube back and forth with air-pilot PWM actions. Evaluations included the flow rate modulation capability along with droplet size distributions from three disc-core hollow-cone nozzles coupled with the PWM pinch valve and compared with a conventional electric PWM valve. Both air-pinch and electric PWM valves performed comparably in the flow rate modulation accuracy and droplet size distribution for hollow-cone nozzles operated at 414 and 827 kPa pressures across the duty cycles (DUCs) ranging from 10% to 100%, except for the air-pinch valve that could not activate at 10% DUC. The flow rates of nozzles modulated with both PWM valves at all DUCs were 5.3% greater on average than the target flow rates, while the flow rates were similar at 90% and 100% DUCs. Droplet size classifications based on ASABE Standard S-572.3 were generally consistent across DUCs ranging from 20% to 100% for the same nozzle and pressure with the air-pinch PWM valve and from 10% to 100% with the conventional electric PWM valve. The consistency of droplet sizes across DUCs and accuracy of flow rate modulations demonstrated the potential advantage of using the air-pinch PWM sole, Postprint (updated version)

The traditional use of copper as a fungicide in vineyards has raised concerns among authorities as it increases environmental pollution. As a result, new regulations have been enacted to reduce the use of plant protection products while encouraging the use of biological pesticides, which are less harmful to the environment. In this study, we surveyed two of the most relevant countries in terms of vine cultivation: Spain and Portugal. The objective of this study was to analyse the factors influencing the use of copper-based fungicides and their biological alternatives to provide a framework for state-of-the-art downy mildew control. This has led to some forward-thinking on the applicability of EU objectives. A probabilistic LogiT model was used to observe the field and exploitation variables that influenced winegrowers’ use of biopesticides. Given its great reliance on copper, it can be concluded that copper is still a necessary product for viticulture. Moreover, because the use of synthetic products is prohibited in organic vineyards, more copper treatments are carried out. Although the intention to use biopesticides exists, this did not result in actual use. The most influential factor in the probability of biopesticide use is knowledge of the legislation; however, it is also important to have watercourses near the field and to have the necessary technology. These results are relevant for formulating recommendations to ensure that all information reaches small farmers, as this would be key to more sustainable agriculture in Europe., This work was partially supported by the Generalitat de Catalunya (2020FI_B 00012) [Grant identification: FI-AGAUR], Postprint (updated version)

New spraying systems embedded with different technologies have been developed for pesticide application in 3D crops. However, while applied to specific tree crops, the potential spray drift mitigation for advanced spraying systems needs to be classified due to the great variability of spray equipment and canopy structure. Here a precision spraying system was developed and compared with two typical spraying systems (conventional system, optimized system following the best management practices) for the applied volume/pesticide and spray drift in an apple orchard at two growth stages following the ISO22866-2005 protocol. Compared to the conventional system, the other two advanced systems significantly reduced the amount of ground drift (>60%) at most of the sampling distances at the growth stage BBCH 72, while the precision system demonstrated the best drift mitigation (57.3% reduction) at the stage BBCH 99. For the airborne drift, a remarkable drift reduction was also achieved with the two advanced systems. Specifically, the optimized spraying system exhibited a drift reduction by approximately 80% at the first growth stage, and the precision application demonstrated its considerable advantages in minimizing drift loss for the sparse canopy at the stage BBCH 99. Moreover, the saving of applied volume/pesticide was achieved by 12% with the optimized system and 43% with the precision system. This study revealed the necessity and prospect of the advanced spraying systems to reduce the environmental contamination and health risk from pesticide applications in fruit tree production., This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 773718 (OPTimised Integrated pest Management for precise detection and control of plant diseases in perennial crops and open-field vegetables, www.optima-h2020.eu). Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer Nature., Peer Reviewed, Postprint (published version)

An orchard variable-rate sprayer applies the appropriate amount of plant protection products only where they are needed based on detection data from advanced sensors, a system that has attracted increasing attention. The latest developments in the detection unit, variable control unit, and signal-processing algorithm of the variable-rate sprayer are discussed. The detection of target position and volume is realized with an ultrasonic sensor, a laser scanning sensor, or other methods. The technology of real-time acquisition of foliage density, plant diseases and pests and their severity, as well as meteorological parameters needs further improvements. Among the three variable-flow-rate control units, pulse width modulation was the most widely used, followed by pressure-based, and variable concentration, which is preliminarily verified in the laboratory., This research was funded by the Agricultural Science and Technology Innovation Project of the Chinese Academy of Agricultural Sciences, Crop Protection Machinery Team (grant No. CAAS-ASTIP-CPMT), the Agricultural Science and Technology Innovation Project of the Chinese Academy of Agricultural Sciences (grant No. CAAS-XTCX2018023), Jiangsu Province and Education Ministry Co-sponsored Synergistic Innovation Center of Modern Agricultural Equipment Project (grant No. XTCX1004), Key Research and Development Project of Shandong Province (grant No. 2022SFGC0204), and the Think Tank Youth Talent Program of China (Grant No. 2022ZZ041876)., Postprint (published version)

Although many different designed air-assisted sprayers can be used for pesticide application in apple orchards, the lack of adequate adjustments according to specific crop characteristics leads to application inefficiencies and failures. To evaluate the spray coverage and biological efficacy of different application techniques combined with an alternative dosage adjustment based on tree row volume (TRV), field tests with five different techniques were carried out at three crop stages on a commercial apple orchard. The results showed that conventional mist-blower with a high application volume (800 L ha-1) exhibited an excessive coverage with a high risk of contamination at the early crop stage (BBCH19), whereas other treatments using different application techniques, with a reduced volume rate and pesticide dose of 75%, were equivalent with good uniformity, revealing the great importance of suitable adjustment for the sprayers. For the middle and late stages (BBCH64 and 75), the orchard sprayer equipped with vertical booms provided the maximum coverage, and the pneumatic sprayer achieved significantly higher impacts density, which revealed their advantages and high efficiency for dense apple trees. The newly developed multi-fan sprayer and pneumatic sprayer achieved consistent coverage during the entire crop stage, independent of the changes in canopy structure (TRV). This indicates that a suitable setting and adjustment of the sprayer can contribute to a consistent spray quality. In general, benefiting from these new spraying technologies, an average reduction of 60.7% in pesticide dose and volume rate were achieved within the entire season, maintaining the same threshold of pest and disease control as that of the higher reference dose normally applied. These results demonstrate the importance of an alternative dose adjustment method to meet the requirements of the Farm to Fork strategy., Postprint (author's final draft)

Apple scab (Venturia inaequalis) is one of the most endemic diseases that affect apple production worldwide. An accurate management of Plant Protection Products (PPP) together with the use of the latest technologies is one of the objectives of the EU Horizon 2020 OPTIMA project, as part of an integrated pest management (IPM) system. Optimal dose adjustment of PPP in orchards requires an accurate identification of canopy characteristics and a precise sprayer adjustment to distribute the adequate amount of active ingredient and liquid proportionally to the canopy variations. Furthermore, the possibility to use available tools and knowledge to consider the potential variability inside the parcel will lead into a reduction of the amount of PPP, which is a shared objective with the EU Farm to Fork strategy. Within the OPTIMA project a smart orchard sprayer has been developed. The system incorporates 6 ultrasonic sensors (three per side) for canopy characterization. A dedicated program developed using python allows the system to calculate canopy width and canopy density along the row. This information, together with the georeferenced location of the sprayer and the actual forward speed is used to activate the six-solenoid proportional motor-valves controlling the six different spray sections. Information about working pressure and consequently the nozzle flow rate is recorded every 1 s in order to generate the actual application map. The system is based on the adaptation of the Tree Row Volume (TRV) method established by European and Mediterranean Plant Protection Organization (EPPO, 2021) with additional information concerning canopy density. The system is linked with development of EDS (Early Detection System) and DSS (Decision Support System) within the OPTIMA project and the aim at the end of the project will be to link all the three technological developments to achieve a holistic smart sprayer., Postprint (published version)

Air assistance and droplet’s characteristics influence on the pesticide deposit and its distribution over the intended target during the spray application process. The present research work is focused on the characterization of the leaf coverage and the overall spray distribution within the whole canopy by combining different settings of air assistance with different nozzles, generating different droplet’s sizes. A new designed air-assisted orchard sprayer was tested, presenting a wireless remote-regulation system to control the airflow rate from the fan by adjusting the blade pitch. In this way, five airflow rates were obtained by combining the gearbox position and the blade pitch. For each one of these five air settings, three droplet sizes (F-Fine, M-Medium, and C-Coarse) were combined and evaluated over a set of artificial apple trees., This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 773718 (OPTimised Integrated pest Management for precise detection and control of plant diseases in perennial crops and open-field vegetables, www.optima-h2020.eu). Bernat Salas received funding for his Ph.D. development from Agència de Gestió D'Ajuts Universitaris I de Recerca (AGAUR) (file N° FI_B 01193), Postprint (updated version)

The European Green Deal strategy pursues the reduction of pesticide use by 50%. Spray application techniques are one of the key points to accomplish this objective. In bush and tree crops, the proper adjustment of the sprayer is an option to reduce pesticide losses. On these crops, vertical spray distribution is a relevant aspect to optimize spray distribution on the canopy while reducing losses to the environment. Vertical patternators are a suitable technique to assess liquid distribution. In this study the vertical spray distribution of three type of nozzles (ATI8003, IDK 9003 and 652-30), at three distances (1, 2.5 and 5 m) from both sides of the sprayer were assessed. A vertical patternator of 3.5 m high, fitted with 30 collectors was used. Results show a different contour of the liquid profile between nozzles, distance to target and side of the sprayer, as uniformity values ranged from 70% in best cases to 19% to worst case. In spite of influence of sprayer side, results of symmetry are classified good or very good., Objectius de Desenvolupament Sostenible::3 - Salut i Benestar, Objectius de Desenvolupament Sostenible::4 - Educació de Qualitat, Objectius de Desenvolupament Sostenible::6 - Aigua Neta i Sanejament, Objectius de Desenvolupament Sostenible::17 - Aliança per a Aconseguir els Objetius, Objectius de Desenvolupament Sostenible::2 - Fam zero, Objectius de Desenvolupament Sostenible::8 - Treball Decent i Creixement Econòmic, Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables, Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles, Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura, Objectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al Clima, Objectius de Desenvolupament Sostenible::15 - Vida d'Ecosistemes Terrestres, Postprint (updated version)

Implementation of PWM-controlled hollow-cone nozzles in orchard sprayers is the optimal solution to achieve variable-rate applications; however, there is still little information on the droplet size distribution and spray quality for these nozzles. Droplet spectra were investigated for hollow-cone nozzles with five flow capacities (D2-DC25, D2-DC45, D4-DC25, D4-DC45, D5-DC25) connected to two different commercial 10 Hz-PWM valves under laboratory conditions. Other variables for the droplet size measurements included three operating pressures (276, 552, 827 kPa) and ten duty cycles (DUCs) ranging from 10% to 100% at 10% intervals. Volumetric diameters (DV0.1, DV0.5, DV0.9) were determined with a particle/droplet image analytical laser system and were used to calculate the overall droplet size distributions. Additional assays were conducted following the ASABE standard S572.3 to classify the corresponding droplet sizes. The classification of droplet sizes based on the ASABE standard illustrated that the same flow capacity nozzle controlled with two different PWM valves generally produced similar droplet spectrum classifications. As a result, the information established from the tests would be implemented in the future precision variable-rate spray system designs using PWM valves. © 2022 ASABE. All Rights Reserved., Postprint (published version)

Apple scab (Venturia inaequalis) is one of the most endemic diseases that affect apple production worldwide. An accurate management of Plant Protection Products (PPP) together with the use of the latest technologies is one of the objectives of the EU Horizon 2020 OPTIMA project, as part of an integrated pest management (IPM) system. Optimal dose adjustment of PPP in orchards requires an accurate identification of canopy characteristics and a precise sprayer adjustment to distribute the adequate amount of active ingredient and liquid proportionally to the canopy variations. Furthermore, the possibility to use available tools and knowledge to consider the potential variability inside the parcel will lead into a reduction of the amount of PPP, which is a shared objective with the EU Farm to Fork strategy. Within the OPTIMA project a smart orchard sprayer has been developed. The system incorporates 6 ultrasonic sensors (three per side) for canopy characterization. A dedicated program developed using python allows the system to calculate canopy width and canopy density along the row. This information, together with the georeferenced location of the sprayer and the actual forward speed is used to activate the six-solenoid proportional motor-valves controlling the six different spray sections. Information about working pressure and consequently the nozzle flow rate is recorded every 1 s in order to generate the actual application map. The system is based on the adaptation of the Tree Row Volume (TRV) method established by European and Mediterranean Plant Protection Organization (EPPO, 2021) with additional information concerning canopy density. The system is linked with development of EDS (Early Detection System) and DSS (Decision Support System) within the OPTIMA project and the aim at the end of the project will be to link all the three technological developments to achieve a holistic smart sprayer., PROJECTE HORIZON 2020-OPTIMA, Postprint (published version)

Copper plant protection products have been severely restricted in the EU according to soil and groundwater contamination due to the traditional use as a fungicide, especially in vineyards. This limitation, together with the dependence on copper use for mildew control, places winegrowers in a great disadvantage, especially in organic production. Therefore, EURECAT together with the UPC, have developed a new copper product, more efficient in terms of deposition, in order to reduce the amount of active ingredient necessary for good disease control. Preliminary trials have been carried out by the UPC, in order to select the best formulation and to compare it with a conventional copper-based product in terms of deposition using filter paper as a collector in an artificial vineyard. The obtained results show that deposition of different developed products is statistically different from the control product, even doubling the amount of copper deposited in the collectors, which would be a promising solution to solve the problem outlined above., The presented research is part of the COPPEREPLACE project (INTERREG SUDOE, Ref. SOE4/ P1/E100) in the frame of the activity 3.3 in the GT3., Postprint (published version)

An effective and efficient characterization of the vegetation is key to being able to determine the appropriate amount of phytosanitary product to be applied when carrying out phytosanitary treatments in the vineyard. Vegetation evolves and develops based on factors linked to the soil, the climate or the physiology of the plant itself, and that is why within the same plot there is a certain spatial variability in crop growth. It has been proven that expressing the application volumes based on parameters linked to the crop, such as the leaf volume per surface unit, provide significant savings and improvements in the quality of the applications. These new methods of dose expression are based on manual measurements in the field, which are costly to carry out and sometimes slow down the introduction of these methodologies. New technologies such as remote sensing provide information at a global level and local resolutions, together with a high frequency of data. It is for this reason that an opportunity opens up to automate data acquisition processes, which in the case of the application of phytosanitary products involves being able to estimate the characteristics of the crop automatically. The aim of this project was to improve an existing mathematical model that allows to relate vegetation indices calculated from satellite images with vegetation measurements in different vegetative stages in vineyard cultivation. The existing model includes data from the years 2018 and 2019 and has a single vegetation index as an independent variable. During this project, the model was complemented with data acquired during the years 2021 and 2022, and 7 new spectral indices were calculated that served to develop new prediction models. The results showed that the existing model based on the Normalized Differential Vegetation Index (NDVI) and used to estimate the width of the vegetation, lost its predictive capacity when adding samples from 2021 and 2022. Similarly, the Normalized Red E, Una caracterització eficaç i eficient de la vegetació és clau per poder determinar la quantitat adequada de producte fitosanitari que cal aplicar quan es realitzen tractaments fitosanitaris a la vinya. La vegetació evoluciona i es desenvolupa en funció de factors lligats al sòl, al clima o a la mateixa fisiologia de la planta, i és per això que dins una mateixa parcel·la hi ha una certa variabilitat espacial en el creixement del cultiu. Ha quedat provat que expressar els volums d'aplicació en funció de paràmetres lligats al cultiu, com ara el volum de fulla per unitat de superfície, proporcionen importants estalvis i millores en la qualitat de les aplicacions. Aquests nous mètodes d¿expressió de dosis es basen en mesures manuals en camp, costoses de realitzar i que de vegades frenen la introducció d¿aquestes metodologies. Les noves tecnologies com la teledetecció aporten informació a nivell global i resolucions locals, juntament amb una alta freqüència de dades. És per aquest motiu que s'obre una oportunitat per automatitzar processos d'adquisició de dades, que en el cas de l'aplicació de fitosanitaris passa per poder estimar automàticament les característiques del cultiu. En aquest projecte es pretenia millorar un model matemàtic ja existent que permet relacionar índexs de vegetació calculats a partir d'imatge satèl·lit amb mesures de vegetació en diferents estadis vegetatius al cultiu de la vinya. El model existent comprèn dades dels anys 2018 i 2019 i compta amb un sol índex de vegetació com a variable independent. Durant aquest projecte es va complementar el model amb dades adquirides durant els anys 2021 i 2022, i es van calcular 7 nous índexs espectrals que van servir per desenvolupar nous models de predicció. Els resultats van mostrar que el model existent basat en el Normalized Differential Vegetation Index (NDVI) i que servia per estimar l'amplada de la vegetació, va perdre la capacitat predictiva en afegir mostres de 2021 i 2022. De la mateixa manera, l'ín, Una caracterización eficaz y eficiente de la vegetación es clave para poder determinar la cantidad adecuada de producto fitosanitario que debe aplicarse cuando se realizan tratamientos fitosanitarios en viñedo. La vegetación evoluciona y se desarrolla en función de factores ligados al suelo, al clima o a la misma fisiología de la planta, y es por eso que dentro de una misma parcela existe cierta variabilidad espacial en el crecimiento del cultivo. Ha quedado probado que expresar los volúmenes de aplicación en función de parámetros ligados al cultivo, como pueden ser el volumen de hoja por unidad de superficie, proporcionan importantes ahorros y mejoras en la calidad de las aplicaciones. Estos nuevos métodos de expresión de dosis se basan en medidas manuales en campo, costosas de realizar y que a veces frenan la introducción de estas metodologías. Las nuevas tecnologías como la teledetección, aportan información a nivel global y resoluciones locales, junto con una alta frecuencia de datos. Es por este motivo que se abre una oportunidad para automatizar procesos de adquisición de datos, que en el caso de la aplicación de fitosanitarios pasa por poder estimar las características del cultivo de forma automática. En este proyecto se pretendía mejorar un modelo matemático ya existente que permite relacionar índices de vegetación calculados a partir de imagen satélite con medidas de vegetación en distintos estadios vegetativos en el cultivo del viñedo. El modelo existente comprende datos de los años 2018 y 2019 y cuenta con un solo índice de vegetación como variable independiente. Durante este proyecto se complementó el modelo con datos adquiridos durante los años 2021 y 2022, y se calcularon 7 nuevos índices espectrales que sirvieron para desarrollar nuevos modelos de predicción. Los resultados mostraron que el modelo existente basado en el Normalized Differential Vegetation Index (NDVI) y que servía para estimar la anchura de la vegetación, perdió su capacidad predictiva, Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables

Pulse width modulation (PWM) solenoid valves are used for controlling flowrates of hollow-cone nozzles on variable-rate air-assisted orchard sprayers. However, little information is available on the spray characteristics of these PWM-controlled nozzles. Laboratory tests were performed to evaluate the influences of duty cycles of two different design PWM solenoid valves along with five operating pressures on spray characteristics of five hollow-cone nozzles with different disc-core combinations. Parameters of the spray characteristics investigated were nozzle flowrates, upstream and downstream pressures of the PWM valves, nozzle activation pressures and times, and spray angles of water discharged from nozzles. Test results illustrated that these parameters except for the spray angle were greatly affected by the operating pressure, nozzle selection (disc orifice size and quantity of holes on core), PWM duty cycle and solenoid valve design. Spray angles were affected by the duty cycle but not by the PWM valve design. In general, nozzles with larger disc orifice and higher operating pressures resulted in higher flowrates as expected, whilst the nozzle activation pressure and the spray angle decreased as the duty cycle decreased. Thus, when designing orchard sprayers for precision variable-rate pesticide applications, variations in spray characteristics of disc-core type hollow-cone nozzles controlled by PWM solenoid valves should be considered and minimised. This prospect could be facilitated by establishing a digital database of these characteristics., Postprint (author's final draft)

Postprint (published version)

In the framework of the H2020 INNOSETA thematic network focused on agricultural spraying, 17 workshops were organised across Europe on issues related to the appropriation of spraying innovations by farmers. The objective of these workshops, which gathered a total of 850 people, was to foster exchanges between the various stakeholders (sprayer manufacturers, PPP companies, authorities, advisors, farmers’ representatives, researchers, etc.) in a multi-actor approach; to address issues related to the dissemination of innovation; and to identify ways to improve farmers’ uptake. Each workshop was organised as a technical day combining demonstrations of innovations with interactive discussions. The outcomes of the discussions highlighted in all countries are that there is still a lot to be done, Postprint (published version)

Canopy characterisation is a key factor for the success and efficiency of the pesticide application process in vineyards., This research was developed with partial funding from the FI-AGAUR grant from the Generalitat de Catalunya (2017 FI_B 00893, Preprint

The objective of this TFG is to determine the quality of the treatment with five sprayer equipment in apple trees, by evaluating the coverage in three different vegetative stages: BBCH 16, BBCH 64 and BBCH 75. The coverage percentages will be evaluated in four heights of the vegetation, as well as the penetration and the general average for a Teyme EOLO GTE10 hydropneumatic reference equipment with conventional application volumes, another identical reference equipment calibrated according to the parameters of each vegetation stage, and a hydropneumatic vertical boom equipment Fede High Density, another hydropneumatic Teyme EOLO S2a and a Martignani Whirlwind B612 Turbo 2 pneumatic equipment, all of them calibrated. The field has been divided into six zones, one for each machine plus a piece without treatment. The vegetation in each of the three stages has been characterized to select, by means of the calculations referring to the TRV (Tree Row Volume) and LWA (Leaf Wall Area), specific calibrations that allow to reduce the application volume. Before carrying out the treatments, the equipment was subjected to an inspection, a characterization of the air outlets and a characterization of the vertical distribution of the liquid. The results show, in the first stage, that the highest coating percentage is that provided by the uncalibrated conventional reference equipment, with 61.6% followed by the Fede equipment with 16%. However, with the increase in vegetation, the averages of all the machines stabilize. In uncalibrated conventional equipment the penetration is worse and the height distribution uneven. The most uniform equipment in its coverage at different heights and depths is the pneumatic one, thanks to its high air speeds, together with the Teyme hydropneumatic equipment with individual outlets. Both are closely followed by the rest of the calibrated equipment, with conventional treatments performed with double the volume being far less efficient. The pest moni, L'objectiu d'aquest TFG és determinar la qualitat del tractament amb cinc equips de polvoritzador en pomera, mitjançant l'avaluació del recobriment en tres estadis vegetatius diferents: BBCH 16, BBCH 64 i BBCH 75. S'avaluaran els percentatges de recobriment a quatre alçades de la vegetació, així com la penetració i la mitjana general per a un equip de referència hidropneumàtic Teyme model EOLO GTE10 amb volums d'aplicació convencionals, un altre equip de referència idèntic però calibrat d'acord amb els paràmetres de cada estadi de vegetació, i un equip hidropneumàtic de baixants verticals Fede model High Density, un altre hidropneumàtic amb sortides d'aire individuals model Teyme EOLO S2a i un equip pneumàtic Martignani Whirlwind B612 Turbo 2, tots ells calibrats. Per a això, s'ha dividit la parcel·la en sis zones, una per a cada equip més un tros sense tractament. S'ha caracteritzat la vegetació en cada un dels tres estadis per seleccionar, mitjançant els càlculs referents a l'TRV (Tree Row Volume) i LWA (Leaf Wall Area), calibratges específiques que permetin reduir el volum d'aplicació. Abans de realitzar els tractaments s'ha sotmès als equips a una inspecció, a una caracterització de les sortides d'aire i a una caracterització de la distribució vertical del líquid. Els resultats mostren, en el primer estadi, que el major percentatge de recobriment és l'aportat per l'equip de referència convencional sense calibrar, amb un 61,6% seguit de lluny per l'equip Fede de baixants verticals amb un 16%. No obstant això, amb l'augment de la vegetació s'estabilitzen les mitjanes de tots els equips. En l'equip convencional sense calibrar la penetració a la vegetació és pitjor i la distribució per alçades poc uniforme. L'equip més uniforme en el seu recobriment en les diferents alçades i profunditats és el pneumàtic, gràcies a les seves elevades velocitats d'aire, juntament amb l'equip hidropneumàtic Teyme de sortides individuals. Tots dos estan seguits de prop per la resta d'e, El objectivo de este TFG es determinar la calidad del tratamiento con cinco equipos de pulverizador en manzano, mediante la evaluación del recubrimiento en tres estadios vegetativos distintos: BBCH 16, BBCH 64 y BBCH 75. Se evaluarán los porcentajes de recubrimiento en cuatro alturas de la vegetación, así como la penetración y la media general para un equipo de referencia hidroneumático Teyme modelo EOLO GTE10 con volúmenes de aplicación convencionales , otro equipo de referencia idéntico pero calibrado de acuerdo con los parámetros de cada estadio de vegetación, y un equipo hidroneumático de bajantes verticales Fede modelo High Density, otro hidroneumático con salidas de aire individuales modelo Teyme EOLO S2a y un equipo neumático Martignani Whirlwind B612 Turbo 2, todos ellos calibrados. Para ello, se ha dividido la parcel·la en seis zonas, una para cada equipo más un trozo sin tratamiento. Se ha caracterizado la vegetación en cada uno de los tres estadios para seleccionar, mediante los cálculos referentes al TRV (Tree Row Volume) y LWA (Leaf Wall Area), calibraciones específicas que permitan reducir el volumen de aplicación. Antes de realizar los tratamientos se ha sometido a los equipos a una inspección, a una caracterización de las salidas de aire y a una caracterización de la distribución vertical del liquido. Los resultados muestran, en el primer estadio, que el mayor porcentaje de recubrimiento es el aportado por el equipo de referencia convencional sin calibrar, con un 61,6% seguido de lejos por el equipo Fede de bajantes verticales con un 16%. Sin embargo, con el aumento de la vegetación se estabilizan las medias de todos los equipos. En el equipo convencional sin calibrar la penetración es peor y la distribución por alturas poco uniforme. El equipo más uniforme en su recubrimiento en las diferentes altures y profundidades es el neumático, gracias a sus elevades velocidades de aire, junto con el equipo hidroneumático Teyme de salidas individuales. Ambos e

The EU adapted a set of proposals to make the EU's climate, energy, transport and tax policies adequate to reduce net greenhouse gas emissions, aiming to reduce emissions by 55% by 2030 However, to achieve these reductions, the European GREEN DEAL was launched, which encompasses different areas of action. One of the areas of action of this commission is the action plan "From the Farm to the Table" that covers all phases of the food chain and formulates a more sustainable food policy, through this strategy the plan to combat climate change and protect the environment. In such a way that the European Union promoted the HORIZON 2020 program where various projects such as INNOSETA and OPTIMA were created with the aim of developing, innovating and implementing new phytosanitary application techniques, therefore, one of the most important concepts is the characterization of the vegetation, before carrying out any application of phytosanitary products that are often disproportionate, and therefore it is essential to ensure correct dosage. In this way, the technology regarding the sensors helps us to be able to characterize the vegetation. In this sense, the objective of this work has been the validation of an ultrasound sensor for the Characterization of Vegetation in apple plantations. For this, 6 ultrasound sensors with 3 types of Narrow configurations were used; narrow cone, Medium with average cone and Wide with wide cone. The sensors have been placed on a mast at different heights and mounted on a Qi 9.0 Inverter Sprayer (FEDE) with H30 Technology. The tests were carried out in both artificial and real vegetation, simulating different densities to see the response of the signal from the sensors. The results showed that it is reliable to use these sensors and the proposed configuration to estimate the width of vegetation in apple trees at three heights. Furthermore, it was found that the configuration of the sensors is less important when working with very dense vegeta, La UE va adaptar un conjunt de propostes per fer que les polítiques de clima, energia, transport i impostos de la UE, siguin adequades per reduir les emissions netes de gasos d'efecte hivernacle, tenint com a objectiu reduir les emissions en un 55% pel 2030, però, per aconseguir aquestes reduccions, es va posar en marxa el GREEN DEAL europeu que s'embarca diferents àmbits d'actuació. Un dels àmbits d'actuació d'aquesta comissió és el pla d'acció "De la Graja a la Taula" que abasta totes les fases de la cadena d'alimentació i formula una política alimentària més sostenible, a través d'aquesta estratègia es reforcés el pla per combatre amb el canvi climàtic i protegir el medi ambient. De tal manera que la Unió Europea impuls al programa HORITZÓ 2020 on es va crear diversos projectes com INNOSETA i OPTIMA amb l'objectiu de desenvolupar, innovar i implementar noves tècniques d'aplicació fitosanitàries, per això, una dels conceptes més importants és la caracterització de la vegetació, abans de realitzar qualsevol aplicació de productes fitosanitaris que sovint són desproporcionades, i per això és imprescindible per assegurar una correcta dosificació. D'aquesta manera, la tecnologia pel que fa als sensors ens ajuda a poder caracteritzar la vegetació. En aquest sentit l'objectiu d'aquest treball ha estat la validació d'un sensor d'ultrasons per a la Caracterizacion de la Vegetació en plantacions de pomeres, per això es van utilitzar 6 sensors d'ultrasons amb 3 tipus de configuracions Narrow; de con estret, Medium de con mitjana i Wide de con ample. Els sensors s'han col·locat en un pal a diferents altures i es van muntar en un Polvoritzador Inverter Qi 9.0 (FEDE) amb Tecnologia H30. Els assajos es van realitzar en vegetació tant artificial com a real, simulant diferents densitats per veure la resposta del senyal dels sensors. Els resultats van mostrar que és fiable utilitzar aquests sensors i la configuració proposta per estimar l'amplada de vegetació en pomera a tres altu, La UE adapto un conjunto de propuestas para hacer que las políticas de clima, energía, transporte e impuestos de la UE, sean adecuadas para reducir las emisiones netas de gases de efecto invernadero, teniendo como objetivo reducir las emisiones en un 55% para el 2030, sin embargo, para lograr estas reducciones, se puso en marcha el GREEN DEAL europeo que embarca distintos ámbitos de actuación. Uno de los ámbitos de actuación de esta comisión es el plan de acción "De la Graja a la Mesa" que abarca todas las fases de la cadena de alimentacion y formula una política alimentaria más sostenible, a través de esta estrategia se reforzara el plan para combatir con el cambio climático y proteger el medio ambiente. De tal forma que la Unión Europea impulso el programa HORIZONTE 2020 donde se creó diversos proyectos como INNOSETA y OPTIMA con el objetivo de desarrollar, innovar e implementar nuevas técnicas de aplicación fitosanitarias, por ello, una de los conceptos más importantes es la caracterización de la vegetación, antes de realizar cualquier aplicación de productos fitosanitarios que con frecuencia son desproporcionadas, y por ello es imprescindible para asegurar una correcta dosificación. De este modo, la tecnología respecto a los sensores nos ayuda a poder caracterizar la vegetación. En tal sentido el objetivo de este trabajo ha sido la validación de un sensor de ultrasonidos para la Caracterizacion de la Vegetación en plantaciones de manzanos, para ello se utilizaron 6 sensores de ultrasonidos con 3 tipos de configuraciones Narrow; de cono estrecho, Medium de cono promedio y Wide de cono ancho. Los sensores se han colocado en un mástil a distintas alturas y se montaron en un Pulverizador Inverter Qi 9.0 (FEDE) con Tecnología H30. Los ensayos se realizaron en vegetación tanto artificial como real, simulando distintas densidades para ver la respuesta de la señal de los sensores. Los resultados mostraron que es fiable utilizar estos sensores y la configuración propuest, Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables

Tesi en modalitat compendi de publicacions, amb una secció retallada per drets d'editor, The use of plant protection products (PPP) has become an essential tool in agriculture to achieve the minimum requirements of quality and quantity of food demanded by consumers. Moreover, due to its repeated use throughout the campaign, it is one of the most complex strategies in agriculture, due to the concern for achieving products free of pests and diseases, free of residues, and avoiding environmental risks. The recently published Farm to Fork Strategy aims at the difficult task of reducing the amount of hazardous pesticides used by 50 % by 2030. From the moment this strategy was published, it gained importance the implementation of improvements in application techniques to increase the effectiveness and efficiency of treatments. This is especially relevant in specialty crops such as orchards or vineyards, where the use of PPP is very high, compared with the case of field crops. In addition, this type of crops is characterised by a high degree of spatial variability in terms of the canopy structural characteristics, which makes it difficult to achieve a safe and effective application of pesticides. In this sense, variable rate application technology can reduce the effect of intra-plot variability, adjusting the volume rate to the canopy characteristics at each point, achieving a much more rational distribution of the plant protection product and more adjusted to the canopy than those carried out homogeneously. Currently, three types of variable rate application technology are known: 1) based on real-time sensors, 2) based on prescription maps, and 3) a combination of the two previous ones. Although variable rate application systems based on real-time sensors eliminate the need for prior knowledge of the crop, this technology has not been practically implemented in the viticulture sector. This contrasts with the adoption of vegetation maps acquired using remote sensing, which has been in commercial use for vineyard management for more than ten years. Among the ma, El uso de productos fitosanitarios se ha convertido en una herramienta esencial en la agricultura para lograr los requisitos mínimos de calidad y cantidad de alimentos demandados por los consumidores. Además, debido a su reiterado uso durante toda la campaña, lo convierten en una de las estrategias más complejas de la agricultura actual, debido a la preocupación por conseguir productos libres de plagas y enfermedades, libres de residuos, y evitando los posibles riesgos medioambientales. A partir de la recientemente publicada Estrategia de la Granja a la Mesa, que tiene como objetivo la difícil tarea de reducir el 50 % la cantidad de plaguicidas peligrosos utilizados antes del año 2030, cobra cada vez mayor importancia la implementación de mejoras en las técnicas de aplicación que permitan aumentar la eficacia y la eficiencia de los tratamientos y, consecuentemente, la potencial reducción de la cantidad de plaguicidas utilizados. Esta estrategia es especialmente importante en los cultivos especiales como los frutales o la viña, donde el uso de productos fitosanitarios es muy elevado, en comparación con lo que sucede en el caso de cultivos herbáceos. Además, este tipo de cultivos se caracterizan por presentar un alto grado de variabilidad espacial en cuanto a las características estructurales de la vegetación, lo que dificulta lograr una aplicación segura y eficaz de los productos fitosanitarios. En este sentido, la tecnología de aplicación variable es capaz de reducir el efecto de la variabilidad intraparcelaria ajustando el volumen de caldo a las características de la vegetación en cada punto, consiguiendo de esta forma una distribución del producto fitosanitario mucho más racional y más ajustada a la vegetación que los realizados de manera homogénea. Actualmente, se conocen tres tipos de tecnología de aplicación variable: 1) basada en la aplicación en tiempo real a partir de información obtenida por sensores, 2) fundamentada en mapas de prescripción, y 3) una combi, L'ús dels productes fitosanitaris s'ha convertit en una eina essencial de l'agricultura per a aconseguir els requisits mínims de qualitat i quantitat d'aliments exigits pels consumidors. A més, a causa del seu reiterat ús durant tota la campanya, ho converteixen en una de les estratègies més complexes de l'agricultura actual a causa de la preocupació per aconseguir productes lliures de plagues i malalties, lliures de residus i evitant els possibles riscos mediambientals. A partir de la recentment publicada “Estratègia de la Granja a la Taula”, que té com a objectiu la difícil tasca de reduir el 50 % la quantitat de plaguicides perillosos utilitzats abans de l'any 2030, cobra cada vegada major importància la implementació de millores en les tècniques d'aplicació que permetin augmentar l'eficàcia i l'eficiència dels tractaments i, conseqüentment la potencial reducció de la quantitat de plaguicides utilitzats. Aquesta estratègia és especialment important en els anomenats “cultius especials” com són els fruiters o la vinya, on l’ús de productes fitosanitaris és molt elevat, en comparació amb el que succeeix en el cas de cultius herbacis. A més, aquests tipus de cultius es caracteritzen per presentar una gran variabilitat pel que fa a les característiques estructurals de la vegetació al llarg de la parcel·la, cosa que dificulta realitzar una aplicació segura i eficaç dels productes fitosanitaris. En aquest sentit, la tecnologia d'aplicació variable és capaç de reduir l'efecte de la variabilitat intraparcel·lària, ajustant el volum d’aplicació a les característiques de la vegetació a cada punt, aconseguint d’aquesta manera una distribució del producte fitosanitari molt més racional i més ajustada a la vegetació que els realitzats de manera homogènia. Actualment, es coneixen tres tipus de tecnologia d'aplicació variable: 1) basada en l'aplicació en temps real a partir d'informació obtinguda per sensors, 2) fonamentada en mapes de prescripció, i 3) una combinació de les due, Postprint (published version)

The vertical distribution of the crop protection product during application in tree crops is one of the most important aspects to ensure a uniform distribution appropriate to the characteristics of the vegetation, which guarantees treatment efficiency and minimises product losses and the risk of environmental contamination. The main objective of this study was to evaluate the influence of the type of nozzle on the vertical distribution pattern of the spray as influenced by the distance to the target, the side of the sprayer and the position of each nozzle. The vertical liquid distribution was obtained using an AMMS vertical test bed. The test rig was set up for a total height of 3,5 m, recovering the liquid with 30 collectors. A standard hydro-pneumatic sprayer equipped with 14 diffuser nozzles in total (7 left + 7 right) was used for all tests. Three different types of nozzles were selected: the hollow cone nozzle (Albuz ATI 80-03), the air injection flat distribution nozzle (Lechler IDK 90-03) and the conventional 30° flat distribution nozzle (Lechler series 652-30), all tests were carried out at a pressure of 10 bar. The three selected nozzles were tested at 1 m, 2,5 m and 5 m distance from the vertical test stand measured to the left and right side of the sprayer. All measurements were carried out with six nozzles activated at the same time and individually at each position. The overall results show large differences in the dusting profile between the nozzle types. When the distance between the sprayer and the target (vertical test bed) is increased, the nozzles with the 30° spray angle show a lower CV (%) compared to the nozzles with the 80°-90° spray angle. In addition, the symmetry (left - right) is affected by the rotational direction of the fan. The greater the distance to the target, the lower the symmetry of nozzles with a dusting angle of 80°-90° compared to nozzles with 30°. When analysing the recovery value, tests performed with finer droplets (i.e. AT, La distribución vertical del producto fitosanitario durante la aplicación en cultivos arbóreos es uno de los aspectos mas importantes para asegurar una distribución uniforme adecuada a las características de la vegetación, que garantice una eficiencia del tratamiento y reduzca al máximo las pérdidas de producto y el riesgo de contaminación medioambiental. El objetivo principal de este estudio a sido evaluar la influencia del tipo de boquilla en el patrón de distribución vertical de la polvorización influenciada por la distancia al objetivo, el lado del pulverizador y la posición de cada boquilla. La distribución vertical de líquido se obtuvo utilizando un banco de pruebas vertical AMMS. El banco de pruebas se estableció por una altura total de 3,5 m, recuperando el líquido con 30 colectores. Para todos los ensayos se usó un pulverizador hidroneumático estándar equipado con 14 boquillas difusores en total (7 izquierda + 7 derecha). Se seleccionaron tres tipos de boquillas diferentes: la boquilla de cono vacío (Albuz ATI 80-03), la boquilla de distribución plana de inyección de aire (Lechler IDK 90-03) y la boquilla de distribución plana convencional de 30° (serie de Lechler 652-30), todas las pruebas se realizaron a una presión de 10 bares. Las tres boquillas seleccionadas se probaron a 1 m, 2,5 m y 5 m de distancia del banco de pruebas vertical mesurado a la parte izquierda y derecha del pulverizador. Todas las medidas se llevaron a cabo con seis boquillas activadas al mismo tiempo e individualmente en cada posición. Los resultados globales muestran grandes diferencias en el perfil de la polvorización entre los tipos de boquilla. Cuando la distancia entre el pulverizador y el objetivo (banco de pruebas vertical) se incrementa, las boquillas con el ángulo de polvorización de 30° muestran un CV inferior (%) en comparación con la boquilla con el ángulo de polvorización 80°-90°. Además, la simetría (izquierda - derecha) se ve afectada por la dirección rotatoria del vent, La distribució vertical del producte fitosanitari durant l'aplicació en cultius arboris és un dels aspectes mes importants per assegurar una distribució uniforme adequada a les característiques de la vegetació, que garanteixi una eficiència del tractament i redueixi al màxim les pèrdues de producte i el risc de contaminació mediambiental. L'objectiu principal d'aquest estudi a estat avaluar la influència del tipus de broquet en el patró de distribució vertical de la polvorització influenciada per la distància a l'objectiu, el costat del polvoritzador i la posició de cada broquet. La distribució vertical de líquid es va obtenir utilitzant un banc de proves vertical AMMS. El banc de proves es va establir per una alçada total de 3,5 m, recuperant el líquid amb 30 col·lectors. Per a tots els assajos es va fer servir un polvoritzador hidropneumàtic estàndard equipat amb 14 broquets difusors en total (7 esquerra + 7 dreta). Es van seleccionar tres tipus de broquets diferents: el broquet de con buit (Albuz ATI 80-03), el broquet de distribució plana d'injecció d'aire (Lechler IDK 90-03) i el broquet de distribució plana convencional de 30º (sèrie de Lechler 652-30), totes les proves es van realitzar a una pressió de 10 bars. Els tres broquets seleccionats es van provar a 1 m, 2,5 m i 5 m de distància del banc de proves vertical mesurat a la part esquerra i dreta del polvoritzador. Totes les mesures es van dur a terme amb sis broquets activats al mateix temps i individualment en cada posició. Els resultats globals mostren grans diferències en el perfil de la polvorització entre els tipus de broquet. Quan la distància entre el polvoritzador i l'objectiu (banc de proves vertical) s'incrementa, els broquets amb l'angle de polvorització de 30º mostren un CV inferior (%) en comparació amb els broquets amb l'angle de polvorització 80º-90º. A més, la simetria (esquerra - dreta) es veu afectada per la direcció rotatòria del ventilador. Com més gran és la distància a l'objectiu, els, Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables, Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura

The current work evaluated spray coverage and pest control effectiveness against the grape berry moth (Lobesia botrana) by two different spray technologies and volume rates: A spray gun (high-volume sprayer—HVS) calibrated at 1000 L ha-1 and a conventional orchard sprayer calibrated at 500 L ha-1 (OS500) or 250 L ha-1 (OS250). Experiments were carried out in three different grape varieties over two years in mountain vineyards on the Mediterranean island of Cyprus. The median coverage for HVS remained above 80% for all three varieties, while that for OS500 ranged from 26% to 56%, and that for OS250 from 18% to 37%. Infestation by the grape berry moth varied from about 2.5% for Palomino, to 8% for Carignan and 3.2% for Xynisteri. Infestation in sprayed plots remained below 1.8% for all treatments, varieties and study years. Although infestation levels in OS250 were not different than the control in two varieties, the infestation levels among sprayer treatments did not differ by more than one percentage point. The current work suggests that lowering application volume and pesticide amount to 50% or more, in some cases, provides adequate control and represents an effective option for reducing pesticide use in vineyards., Objectius de Desenvolupament Sostenible::15 - Vida d'Ecosistemes Terrestres, Objectius de Desenvolupament Sostenible::15 - Vida d'Ecosistemes Terrestres::15.6 - Promoure la participació justa i equitativa dels beneficis que es derivin de la utilització de recursos genètics i promoure l’accés adequat a aquests recursos, tal com s’ha acordat internacionalment, Postprint (published version)

Uniformity of spray volumetric distribution is one of the officially established measurements for the evaluation of horizontal boom sprayers according to ISO 16119 and requirements established in ISO 16122., Postprint (updated version)

The final goal of Task 1.3 was to gather innovative SETAs (Spraying, Equipment, Training and Advising) regarding industry solutions. This third report illustrates the steps of the work, methods, including screening criteria, and results obtained in the third round of SETAs collection. A general overview of the number and type of records collected during the three years of project is also provided. With the third round of the inventory, 129 industry solutions were collected and 77 were afterwards successfully validated as SETAs. All newly collected records have been uploaded to the INNOSETA platform and are already available for farmers, contractors, suppliers, technicians and other stakeholders. Currently, considering the three rounds of the inventory, 334 industry solutions are freely accessible on the platform, The final goal of Task 1.3 was to gather innovative SETAs (Spraying, Equipment, Training and Advising) regarding industry solutions. This third report illustrates the steps of the work, methods, including screening criteria, and results obtained in the third round of SETAs collection. A general overview of the number and type of records collected during the three years of project is also provided. With the third round of the inventory, 129 industry solutions were collected and 77 were afterwards successfully validated as SETAs. All newly collected records have been uploaded to the INNOSETA platform and are already available for farmers, contractors, suppliers, technicians and other stakeholders. Currently, considering the three rounds of the inventory, 334 industry solutions are freely accessible on the platform., Postprint (published version)

HydroSoil is a measurement campaign, funded by the European Space Agency (ESA), where the temporal evolutions of two crops, barley and corn, have been continuously monitored during the whole crop period by means of a C-band Fully Polarimetric C-band Ground-Based Synthetic Aperture Radar (GB-SAR). SAR data has been collected together with ancillary data, and both are being processed to demonstrate the retrieval of soil moisture and vegetation parameters in an agricultural field under controlled conditions, to simulate the frequent acquisitions of GeoSAR missions., This work was funded by the European Space Agency (ESA Contract No. 4000132509/20/NL/FF/ab with UPC) and supported by the Spanish MCYT funds Unidad de Excelencia Maria de Maeztu MDM-2016-0600 and under project TEC2017-85244-C2-2-P. Special thanks to the Barcelona School of Agri-Food and Biosystems Engineering (EEABB) for making possible the radar deployment and the use of the experimental field., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Leaf wall area (LWA) has been proposed as an appropriate dose expression for field testing of plant protection products (PPPs) applied via foliar spray in trellised grapes. However, its efficiency could change depending on the characteristics of the crop or the pesticide application equipment (PAE). Herein, three spray technologies were evaluated. A traditional air-assisted tractor-mounted sprayer was compared with two portable knapsack sprayers: a backpack mistblower and a backpack hydraulic sprayer., Postprint (updated version)

This document presents a summary of all training SETAs collected in the third data screening until May 2021 by all the partners of the project. This work is included in the first work package (inventory of research results and industry solutions on SETA in European Agriculture). The training material collected, which includes apps, videos, presentations, etc., were also screened to assure that they will be useful for the end-user. After the selection and classification process, a total of 84 SETAs about training material have been identified and will be uploaded into the INNOSETA platform in the following steps of the project. Currently, the INNOSETA platform has 405 SETAs about training, This document presents a summary of all training SETAs collected in the third data screening until May 2021 by all the partners of the project. This work is included in the first work package (inventory of research results and industry solutions on SETA in European Agriculture). The training material collected, which includes apps, videos, presentations, etc., were also screened to assure that they will be useful for the end-user. After the selection and classification process, a total of 84 SETAs about training material have been identified and will be uploaded into the INNOSETA platform in the following steps of the project. Currently, the INNOSETA platform has 405 SETAs about training., Preprint

The aim of this project has been the adaptation and evaluation of a PWM (Pulse Width Modulation) spraying system for the application of plant protection products in 3D crops. This system is already used at field crops with good results. This system in orchards and vineyards should be able to reduce the volumes per hectare applied seeking to optimize the applications and resources provided. In this way, minimize losses due to drift, overlap and under-dosing or over-dosing. This research aims to fulfil the following specific objectives: - Adapting the PWM system on a multi-row sprayer. - The characterization of the different nozzle flow rate changing the Duty Cycle applied at nozzle electrovalves. - In field, evaluation of the PWM system mounted on the multi-row sprayer and comparison versus a conventional application system. The results obtained in this project show the viability about adapting the PWM system on orchards sprayers. Regarding the conventional application, PWM system maintains the characteristics of the application without losing the uniformity of it., L'objectiu d'aquest treball ha estat l'adaptació i avaluació d'un sistema d'aplicació variable PWM (Pulse Width Modulation), actualment utilitzat en cultius herbacis, per a l'aplicació de productes fitosanitaris en cultius arboris, per poder reduir els volums per hectàrea aplicats buscant optimitzar les aplicacions i els recursos aportats. D'aquesta manera minimitzar pèrdues en l'aplicació per deriva, per solapament i per infra-dosificació o sobre-dosificació. El treball està dividit en tres parts: - A la primera part es realitza l¿adaptació del sistema d'aplicació PWM a un equip hidropneumàtic multifila. - A la segona part del treball, un cop adaptat, es realitza la caracterització de cabals en diferents broquets en funció del cicle de treball aplicat a les electrovàlvules controladores dels broquets. - A la tercera i ultima part, un cop caracteritzats els cabals, és la fase d'avaluació del sistema d'aplicació variable PWM a partir de pulsacions respecte del sistema d'aplicació convencional. Els resultats obtinguts en aquest treball demostren la viabilitat del sistema PWM com a sistema d'aplicació variable el qual permet mantenir les característiques de l'aplicació a diferència del sistema d'aplicació convencional., El objetivo de este trabajo ha sido la adaptación y evaluación del sistema de aplicación variable PWM (Pulse Width Modulation), actualmente utilizado en cultivos herbáceos, para la aplicación de fitosanitarios en cultivos arbóreos, para poder reducir los volúmenes por hectárea aplicados para optimizar las aplicaciones y los recursos aportados. De este modo minimizar perdidas en la aplicación por deriva, por solape y por infra dosificación o sobre dosificación. El trabajo se encuentra dividido en tres partes: - En la primera se realiza la adaptación del sistema de aplicación PWM a un equipo hidroneumático multifila. - En la segunda parte del trabajo, una vez adaptado, se realiza la caracterización de los caudales con diferentes boquillas a diferente ciclo de trabajo aplicado en las electroválvulas controladoras de las boquillas. - En la tercera y última parte se evalúa el sistema de aplicación variable a partir de pulsaciones respecto del sistema de aplicación convencional. Los resultados obtenidos en este trabajo demuestran la viabilidad del sistema PWM como sistema de aplicación variable el cual permite mantener las características de la aplicación a diferencia del sistema convencional., Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables, Objectius de Desenvolupament Sostenible::15 - Vida d'Ecosistemes Terrestres