Pesticide prioritization approaches and limitations in environmental monitoring studies: From Europe to Latin America and the Caribbean

Assessment and management of issues related to pesticide residues, such as environmental fate, monitoring and toxicity, are complex and, in many cases, require costly studies. The early establishment of a priority list of pesticides that should be monitored and assigned to a restricted-use policy is an important issue of post-registration Risk Assessment (RA). Various pesticide registration approaches have been adopted by different countries with those from Europe and the USA being the most popular, constituting the major prototypes for registration approaches in other countries. Adoption of pesticide registration and monitoring systems developed in Europe or USA by Latin American and Caribbean countries may underestimate factors affecting the environmental fate and toxicity of pesticides in their own countries. Incentive for this short review was the activities undertaken during the three KNOWPEC workshops held in Costa Rica, Argentina and Bolivia where European pesticide experts met Latin American experience in the form of Costa Rica's exceptional environmental conditions and ecology, Argentina's and Uruguay's soyisation and Bolivia's contrasting climate and agricultural zones. During the parallel activities of the workshop - including scientific presentations, field trips, interviews and meetings among European partners and pesticide stakeholders in Latin America, - the whole pesticide chain (import-export, trade, application, plant protection-efficacy, residues, monitoring, remediation and risk) was studied and clarified. Recently-published chemical prioritization studies were reviewed to consider their use as a tool to support risk assessments. Differences in regional practices are highlighted as regards to the establishment of RA or prioritization strategy in European and Latin American regimes. General guidance of establishing a cost-effective pesticide monitoring scheme in water bodies of Latin America and the Caribbean (LAC) is also proposed. Moreover, we summarize the most important factors that should be taken into consideration for prioritization approaches and categorization used in pesticide environmental monitoring studies. Consideration of current RA approaches and limitations, and pesticide prioritization exercises highlighted in this Commentary could assist in the management of pesticides in Latin America and Caribbean

The plant as metaorganism and research on next-generation systemic pesticides - Prospects and challenges

Systemic pesticides (SP) are usually recommended for soil treatments and as seed coating agents and are taken up from the soil by involving various plant-mediated processes, physiological and morphological attributes of the root systems. Microscopic insights and next-generation sequencing combined with bioinformatics allow us now to identify new functions and interactions of plant-associated bacteria and perceive plants as meta-organisms. Host symbiotic, rhizo-epiphytic, endophytic microorganisms and their functions on plants have not been studied yet in accordance with uptake, tanslocation and action of pesticides. Root tips exudates mediated by rhizobacteria could modify the uptake of specific pesticides while bacterial ligands and enzymes can affect metabolism and fate of pesticide within plant. Over expression of specific proteins in cell membrane can also modify pesticide influx in roots. Moreover, proteins and other membrane compartments are usually involved in pesticide modes of action and resistance development. In this article it is discussed what is known of the physiological attributes including apoplastic, symplastic and trans-membane transport of systemic pesticides in accordance with the intercommunication dictated by plant-microbe, cell to cell and intracellular signaling. Prospects and challenges for uptake, translocation, storage, exudation, metabolism and action of systemic pesticides are given through the prism of new insights of plant microbiome. Interactions of soil applied pesticides with physiological processes, plant root exudates and plant microbiome are summarized to scrutinize challenges for the next-generation pesticides

Σύνθεση και ανάπτυξη έξυπνων υγρών εξόρυξης με τη χρήση νανοσωματιδίων με στόχο την βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων μεταφοράς σε διεργασίες εξόρυξης

Drilling deeper to discover new oil and gas reservoirs in hostile environments, extended horizontal sections and multi-fractured zones, necessitates the improvement of the existing drilling fluids or the design of new ones in order to meet the technological demands. The key challenge in developing such drilling fluids is to ensure stable filtration and rheological properties, but also to enable their judicious customization, particularly for high pressure-high temperature (HP/HT) applications. Thus, the search is under way to develop smart drilling fluids to address the severe technological challenges. Smart drilling fluids are novel water-based fluids having the potential of increasing the efficiency of drilling operations with a substantial minimization of lost circulation issues and differential sticking problems along with a simultaneous reduction in the environmental footprint. Nanomaterials are available commercially at affordable prices and they are considered as the best candidates for smart drilling fluids due to their unique properties stemming from their extremely high surface-to-volume ratio. This study aimed to develop specifically engineered water-based drilling fluids for optimum drilling performance and minimum environmental impact by using commercial (C) hematite (Fe2O3) nanoparticles (NP), commercial (C) magnetite (Fe3O4) nanoparticles (NP), custom-made (CM) bare (CM-B) and citric-acid coated (CM-CA) Fe3O4 NP and C nanosilica (SiO2) as drilling fluid additives. A 7 wt% water-bentonite suspension was used as the base fluid and the different NP were added at different concentrations (0.5 wt%, 1.5 wt% and 2.5 wt%). A range of physico-chemical techniques were employed to characterize the NP such as, X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), N2 sorption, a superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometer and High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM). A freeze granulation - freeze drying (FG-FD) technique of bentonite suspensions containing different nanoparticles was implemented in order to capture effectively the associated microstructures at the different temperatures prior to physicochemical characterization. The rheological measurements were performed at different temperatures (up to 70°C) and ambient pressure using a Couette type viscometer. The Herschel- Bulkley (HB) model was used to describe the rheological behavior of all samples at the different tested temperatures. Filtration characteristics were determined at elevated pressures and temperatures using a HP/HT filter press (at 21 bar and 176˚C). Filter cake surface morphology was evaluated using scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS).The findings confirm that the association of the nanoparticles with the bentonite platelets in different configurations plays a critical role in the rheological characteristics of aqueous bentonite suspensions. The charge and nature (e.g. magnetic, coated or not) of the added nanoparticles are also important factors in determining the magnitude of the effects observed. Addition of C Fe3O4 NP as well as CM (both bare and citric acid coated) Fe3O4 NP affected the rheological profile of bentonite-based drilling fluids up to 70˚C by increasing yield stress and viscosity. SiO2 NP adversely affected the rheology of water bentonite suspensions by decreasing the yield stress. Aging at 176°C/350˚F for 16 hours showed that the CM-CA (citric-acid coated) Fe3O4 NP remained stable with minor changes in rheological properties. Optimum concentration of NP was determined at 0.5 wt%. At this concentration the CM-CA Fe3O4 NP yielded maximum filtration reduction by 40% at HP/HT conditions compared to that of the base fluid, and was even greater (-43%) after thermal aging. These results indicated that the newly developed nano-enhanced drilling fluids can significantly reduce the fluid loss which in turn leads to great cost savings. On the other hand, SiO2 NP increased the filtration volume. Through extensive microscopic analysis of the filter cakes with Scanning Electron Microscopy (SEM), it was determined that using optimum concentration of NP resulted in a rigid and low permeability filter cake giving superior filtration characteristics. In addition, this research revealed the interfacial phenomena taking place and the modes of interaction between bentonite particles and nanoparticles that lead to such superior properties using Transmission Electron Microscopy (TEM) technique. Based on the research findings, a model of the interactions evolving in water Na+-bentonite suspensions containing different nanoparticles at 25°C and 60°C in alkaline pH is suggested. The effect of an external magnetic field on the rheological properties of a drilling fluid containing superparamagnetic citric acid coated Fe3O4 NP-tailored to meet specific downhole and environmental demands with tunable rheological properties- was also examined. The results indicated that all tested fluids exhibited a typical monotonic increase in shear stress and apparent viscosity with increasing magnetic field strength, which was attributed to the strong chain-like structures between the superparamagnetic NP that were formed at high magnetic flux densities.This research has shown that nano-based drilling fluids can offer unprecedented potential for enhanced drilling operations. Due to their unique features compared to the parent materials and their ease of manipulation to perform certain functional tasks, nanomaterials can retain their properties over a wide range of operating conditions. A comprehensive characterization approach was adopted, combining micro- and macro- measurements, which enabled the exploitation of the improved microstructure qualities of such suspensions. Engineering high performance drilling fluid systems with excellent rheological and filtration characteristics at HP/HT environments can help operators run at peak efficiency by achieving the reservoirs’ highest potential, while eliminating the use of aggressive and potential damaging chemicals and minimizing non-productive time and formation damage risks.Η γεώτρηση αποτελεί την πλέον δαπανηρή εργασία σε μια καμπάνια εξεύρεσης και παραγωγής υδρογονανθράκων. Πέραν αυτού συνιστά και την μοναδική διεργασία που δίνει τη δυνατότητα ακριβούς προσδιορισμού των αποθεμάτων στο υπέδαφος. Ο πολφός (γεωτρητικά ρευστά) είναι το ‘αίμα’ της γεώτρησης: παρέχει πίεση, μεταφορά τριμμάτων/θραυσμάτων από τον πυθμένα του φρέατος, ψύξη και λίπανση κοπτικού και στήλης, καθώς επίσης διατηρεί τα θραύσματα εν αιωρήσει όταν υπάρχει διακοπή της κυκλοφορίας. Ως ρευστό γεώτρησης (drilling fluid) χρησιμοποιείται συνήθως ένα αιώρημα πηλού και άλλων υλικών σε νερό. Τα ρευστά διάτρησης με βάση το νερό αποτελούνται από α) νερό, το οποίο αποτελεί την συνεχή φάση και παρέχει το αρχικό ιξώδες (φρέσκο ή θαλασσινό), β) ενεργά στερεά για την ενίσχυση του ιξώδους και του σημείου διαρροής (μπεντονίτης, που συνιστάται στην περίπτωση του φρέσκου νερού και ατταπουλγίτης, αμίαντος ή σιπιόλιθος, που συνιστώνται στην περίπτωση του θαλασσινού νερού), και γ) αδρανή στερεά για την επίτευξη της απαιτούμενης πυκνότητας (βαρύτης, θειούχος μόλυβδος, σιδηρομεταλλεύματα ή χαλαζιακά υλικά).Τα γεωτρητικά ρευστά αποτελούν το 10-20% του συνολικού κόστους κατά την διάρκεια μιας γεώτρησης. Ποσοστό πολύ υψηλό όταν μιλάμε για επενδύσεις εκκατομυρίων δολλαρίων. Λόγω των ολοένα πιο βαθιών αλλά και περίπλοκων γεωλογικών σχηματισμών υπάρχει τεράστια ανάγκη από την πετρελαική βιομηχανία για καινούργια και περισσότερο αποδοτικά γεωτρητικά ρευστά τα οποία θα μπορούν να ανταπεξέλθουν στα ολοένα και πιο απαιτητικά περβάλλοντα θερμοκρασίας και πίεσης. Τα σημαντικότερα ζητήματα τα οποία καλούνται να ανταποκριθούν τα ρευστά είναι οι ολοένα αυξανόμενες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας στο υπέδαφος που είναι απόροια της αναζήτησης υδρογονανθράκων σε πλέον δύσβατες περιοχές με μεγαλύτερα βάθη που αυξάνουν τους κινδύνους και το κόστος για μια γεώτρηση. Η απώλεια ρευστού κυκλοφορίας (fluid loss) είναι ένα από τα σημαντικότερα και πλέον δαπανηρά προβλήματα κατά την διαδικασία μιας γεώτρησης. Ως απώλεια ρευστού κυκλοφορίας ορίζεται η συνολική ή μερική απώλεια των ρευστών της γεώτρησης σε εξαιρετικά διαπερατές ζώνες (porous sands), σε σπηλαιώδεις σχηματισμούς (cavernous zones), σε φυσικές ρηγματώσεις (natural fractures) και σε ρηγματώσεις προκαλούμενες κατά τη διάτρηση (induced fractures). Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες για την βελτίωση των γεωτρητικών ρευστών με την χρήση νανοσωματιδίων, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν τις ιδιότητες των γεωτρητικών ρευστών όταν προστίθενται ακόμα και σε χαμηλές συγκεντρώσεις (0.99 σε όλες τις περιπτώσεις. Οι ρεολογικές μετρήσεις έδειξαν ότι η προσθήκη των νανοσωματιδίων βελτιώνει σημαντικά τις ρεολογικές ιδιότητες των αιωρημάτων μπετονίτη στις διάφορες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. Οι απώλειες ρευστών (fluid loss) εξετάστηκαν με φιλτροπρέσες υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας (20.7 bar και 121°C) οι οποίες υπολογίζουν τον ρυθμό διήθησης του πολφού μέσω του χρησιμοποιούμενου φίλτρου (κεραμικός δίσκος). Η μεγαλύτερη μείωση στην απώλεια ρευστών επιτεύχθηκε για το δείγμα που περιείχε 0.5 wt% custom-made Fe3O4 με μείωση -40% σε σχέση με το αρχικό δείγμα μπετονίτη που δείχνει την τεράστια ικανότητα των νανοσωματιδίων να βελτιώσουν σημαντικά τις απώλειες ρευστών ακόμα και σε τόσο μικρές συγκεντρώσεις. Τέλος, εξετάστηκε η ικανότητα των παραγόμενων ρευστών να αλλάζουν τις ρεολογικές τους ιδιότητες υπό την επίδραση διάφορων μαγνητικών πεδίων (μέχρι 0.7 Tesla). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα καινούργια γεωτρητικά ρευστά έχουν την ικανότητα να αυξάνουν την τάση διολίσθησης (yield stress) έως και 300% σε σχέση με αυτή που μετρήθηκε χωρίς την εφαρμογή μαγνητικού πεδίου. Αυτό είναι κάτι πολύ σημαντικό που επιτρέπει την χρήση έξυπνων ρευστών (smart drilling fluids) τα οποία μπορούν να εξοικονομήσουν και χρόνο αλλά και κόστη κατά την διάρκεια μιας γεώτρησης.Τα νανοσωματίδια δείχνουν πολλές ελπιδοφόρες δυνατότητες σε εφαρμογές γεωτρήσεων αφού έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν ή και να λύσουν το πρόβλημα της απώλειας ρευστών, όταν προστίθενται ακόμα και σε χαμηλές συγκεντρώσεις (>0.5 wt%), ενώ ταυτόχρονα βελτιστοποιούν τις ρεολογικές ιδιότητες των γεωτρητικών ρευστών. Η χρήση τους για την ανάπτυξη βελτιωμένων γεωτρητικών ρευστών υπόσχεται να αλλάξει την βιομηχανία των γεωτρήσεων και να την βοηθήσει να εξορυχθούν πολύπλοκοι γεωλογικοί σχηματισμοί πιο αποδοτικά αλλά και οικονομικά

Fate of herbicides atrazine and metolachlor and their metabolites in soil

The unequivocal presence of residues of atrazine and metolachlor in groundwater of the Ardas Valley in the North area of the Evros county, Greece, where corn was cultivated for the last 20-25 years as opposed to other areas of Greece where corn was also grown and the same pesticides were used as heavily as in the Ardas Valley, however, pesticide detections in ground water were rarely found, justified the scientific need to further investigate the conditions and mechanisms responsible for the presence of these compounds in groundwater. Thus an extensive research program was initiated in 1999 to explore and acquire knowledge about the fundamental mechanisms and processes affecting the mobility and bioavailability of pesticides in soils of the studied area and develop a protocol of agricultural practice supporting the safe use of these pesticides in the Ardas valley. For this purpose three experimental fields were established in the area, namely Keramos, Rizia and Plati, where corn was grown during the period of 1999-2003. During the same period all agricultural activities and practices (soil cultivation, corn sowing, herbicide applications irrigation regimes etc.) were under the full control and modified as necessary during the course of the study. Laboratory experiments were conducted with soil and sub-soil samples of these fields while all field and in situ experimentation was also carried out in the same fields. The sorption of atrazine, metolachlor, deethylatrazine (DEA), deisopropylatrazine (DIA), and hydroxyatrazine (HA) was investigated individually in batch equilibrium experiments carried out with soils taken from 0-10, 10-20, 20-40, 40-80 and 80-110 cm depth of each experimental field. For this purpose a modification of the “batch equilibrium” method was adopted to better represent the sorption/desorption conditions taken in effect in practice in the study area where atrazine and metolachlor are applied to dry soils of corn fields followed by irrigation. In soil samples of the same depths, as above, and of the same fields the DT50 values of atrazine and metolachlor were determined under laboratory conditions with the soils incubated at 25 0C. In the same samples the evolution with incubation time of major conversion products of both atrazine and metolachlor was also quantitatively monitored. Metabolism studies were carried out in both soils of previously exposed and not exposed to atrazine or metolachlor taken from central sites and field margins, respectively, of the experimental fields. In these same soils the make-up of biomass, in quantitative and Περίληψη 22 qualitative terms, was also monitored during the incubation period of the metabolism studies. Pesticide leaching, under field conditions, was studied by use of suction lysimeters installed in each experimental field in Autumn of 1999 and monitored during the growing seasons of 2000-2003. During the same period the presence of the compounds of interest was monitored in the phreatic horizon of each field via boreholes installed in each field, respectively, while the presence of pesticides in deep ground water aquifers was monitored in water samples taken from drinking water wells of communities of the surrounding areasΗ συστηματική ανίχνευση υπολειμμάτων των ζιζανιοκτόνων atrazine και metolachlor και σημαντικών προϊόντων αποδόμησής τους στα υπόγεια νερά της Κοιλάδας του Άρδα, στο Βόρειο Τμήμα του Ν. Έβρου, αποτέλεσε το έναυσμα της έρευνας για την εις βάθος διερεύνηση του/των μηχανισμού/ων έκπλυσης που επικρατούν στην περιοχή και ευνοούν την ταχεία μετακίνηση των ανωτέρω ουσιών προς τα βαθιά υδροφόρα στρώματα. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν οι σημαντικότερες παράμετροι που επηρεάζουν το φαινόμενο της έκπλυσης των γεωργικών φαρμάκων υπό συνθήκες εργαστηρίου, προσομοιάζοντας όσο το δυνατόν πιο αξιόπιστα τη συνήθη γεωργική πρακτική, αλλά και συνθήκες αγρού και in situ πειραματισμό για τη σαφέστερη περιγραφή του φαινομένου και διασάφηση του μηχανισμού έκπλυσης φαρμάκων προς τα υπόγεια υδροφόρα της περιοχής. Στην υπό μελέτη περιοχή επιλέχθηκαν τρεις πειραματικοί αγροί, ευρισκόμενοι εκατέρωθεν του ποταμού Αρδα, και οι οποίοι καλλιεργούνταν με αραβόσιτο καθ΄ όλη την πειραματική περίοδο (1999-2003) υπό συνθήκες της συνήθους γεωργικής πρακτικής της περιοχής αλλά υπό καθεστώς πλήρους επιτήρησης όλων των εργασιών (σπορά, ψεκασμοί γεωργικών φαρμάκων, αρδεύσεις κ.α.). Όλα τα εργαστηριακά πειράματα έγιναν σε εδάφη των αγρών αυτών και παράλληλα οι έρευνες αγρού και in situ πειραματισμοί επίσης διεξήχθησαν στους ίδιους αγρούς. Προσδιορίσθηκαν οι σταθερές προσροφήσεως των ζιζανιοκτόνων atrazine, metolachlor και των σημαντικών προϊόντων αποδόμησης της atrazine ήτοι της DEA (από-αιθυλιωμένη atrazine), DIA (από-ισοπροπυλιωμένη atrazine) και HA (υδροξυλιωμένη atrazine) σε εδάφη με βάθος 0-10, 10-20, 20-40, 40-80 και 80-110 cm από το κάθε αγροτεμάχιο. Τα σχετικά πειράματα έγιναν προσομοιάζοντας τις συνθήκες που επικρατούν στον αγρό κατά και αμέσως μετά τον ψεκασμό των μητρικών μορίων των υπό μελέτη ζιζανιοκτόνων τροποποιώντας κατάλληλα την κλασική μέθοδο ``αποκατάστασης ισορροπίας`` που εφαρμόζεται συνήθως για τον πειραματικό προσδιορισμό των σταθερών προσροφήσεως οργανικών ουσιών στο έδαφος. Σε αντίστοιχα δείγματα εδαφών από τα ίδια βάθη μελετήθηκε η ταχύτητα αποδόμησης των μητρικών μορίων με σκοπό να προσδιοριστούν οι αντίστοιχες τιμές DT50 και να καταγραφεί η χρονική και χωρική εμφάνιση των προϊόντων αποδόμησης. Επίσης πειράματα μεταβολισμού διεξήχθησαν και σε εδάφη μη πρότερης έκθεσής τους στα υπό μελέτη ζιζανιοκτόνα ώστε να διαπιστωθεί η επίπτωση της προσαρμογής των Περίληψη 16 εδαφών στην υπολειμματικότητα των γεωργικών φαρμάκων. Στα ίδια εδάφη καταγράφηκε τοπικά και χρονικά η μεταβολή της σύστασης της βιομάζας του εδάφους. Το φαινόμενο της έκπλυσης μελετήθηκε με πειράματα λυσιμέτρων υποπιέσεως που εγκαταστάθηκαν στα αγροτεμάχια και παρακολουθήθηκαν με συνεχείς δειγματοληψίες εδαφικού νερού για τέσσερα συνεχόμενα έτη (2000-2003) κατά τα οποία ήταν εγκατεστημένη καλλιέργεια αραβοσίτου και γίνονταν επεμβάσεις ζιζανιοκτονίας με atrazine, alachlor και metolachlor. Παράλληλα, κατά την έναρξη της κάθε καλλιεργητικής περιόδου εφαρμόζονταν και ποσότητα βρωμιούχου καλίου στα σημεία εγκατάστασης των συστάδων των λυσιμέτρων. Κατά την ίδια χρονική περίοδο ελέγχονταν η παρουσία των υπό μελέτη ουσιών και στον φρεάτιο ορίζοντα της κάθε περιοχής με τη βοήθεια ειδικών πειραματικών γεωτρήσεων που εγκαταστάθηκαν στο περιθώριο των ίδιων αγροτεμαχίων. Ο έλεγχος της παρουσίας υπολειμμάτων γεωργικών φαρμάκων στα βαθιά υδροφόρα στρώματα της περιοχής συνεχίζονταν με δειγματοληψίες από κοντινές προς τα πειραματικά τεμάχια υδρευτικές γεωτρήσεις

Pesticide soil microbial toxicity: setting the scene for a new pesticide risk assessment for soil microorganisms (IUPAC Technical Report)

International audiencePesticides constitute an integral part of modern agriculture. However, there are still concerns about their effects on non-target organisms. To address this the European Commission has imposed a stringent regulatory scheme for new pesticide compounds. Assessment of the aquatic toxicity of pesticides is based on a range of advanced tests. This does not apply to terrestrial ecosystems, where the toxicity of pesticides on soil microorganisms, is based on an outdated and crude test (N mineralization). This regulatory gap is reinforced by the recent methodological and standardization advances in soil microbial ecology. The inclusion of such standardized tools in a revised risk assessment scheme will enable the accurate estimation of the toxicity of pesticides on soil microorganisms and on associated ecosystem services. In this review we (i) summarize recent work in the assessment of the soil microbial toxicity of pesticides and point to ammonia-oxidizing microorganisms (AOM) and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) as most relevant bioindicator groups (ii) identify limitations in the experimental approaches used and propose mitigation solutions, (iii) identify scientific gaps and (iv) propose a new risk assessment procedure to assess the effects of pesticides on soil microorganisms

Sustainable Crop Protection via Robotics and Artificial Intelligence Solutions

Agriculture 5.0 refers to the next phase of agricultural development, building upon the previous digital revolution in the agrarian sector and aiming to transform the agricultural industry to be smarter, more effective, and ecologically conscious. Farming processes have already started becoming more efficient due to the development of digital technologies, including big data, artificial intelligence (AI), robotics, the Internet of Things (IoT), and virtual and augmented reality. Farmers can make the most of the resources at their disposal thanks to this data-driven approach, allowing them to effectively cultivate and sustain crops on arable land. The European Union (EU) aims to make food systems fair, healthy, and environmentally sustainable through the Green Deal and its farm-to-fork, soil, and biodiversity strategies, zero pollution action plan, and upcoming sustainable use of pesticides regulation. Many of the historical synthetic pesticides are not currently registered in the EU market. In addition, the continuous use of a limited number of active ingredients with the same mode of action scales up pests/pathogens/weed resistance potential. Increasing plant protection challenges as well as having fewer chemical pesticides to apply require innovation and smart solutions for crop production. Biopesticides tend to pose fewer risks to human health and the environment, their efficacy depends on various factors that cannot be controlled through traditional application strategies. This paper aims to disclose the contribution of robotic systems in Agriculture 5.0 ecosystems, highlighting both the challenges and limitations of this technology. Specifically, this work documents current threats to agriculture (climate change, invasive pests, diseases, and costs) and how robotics and AI can act as countermeasures to deal with such threats. Finally, specific case studies and the application of intelligent robotic systems to them are analyzed, and the architecture for our intelligent decision system is proposed