Volume: il mais

Sezione: coltivazione

Capitolo: agricoltura di precisione

Autori: Stefano Bocchi

Per la messa a punto dei piani di concimazione, di diserbo o di irrigazione vengono generalmente effettuate analisi preliminari di tipo fisico-chimico o biologico del terreno e, attraverso l’interpretazione dei risultati e la conoscenza dei processi di crescita e produzione della coltura di mais, ci si orienta cercando di dosare il fertilizzante, l’acqua, o il prodotto per il controllo delle infestanti. Generalmente, il campione composto di terreno raccolto per tali analisi è considerato rappresentativo di tutta la superficie del campo, all’interno del quale la variabilità dei diversi parametri fisico-chimici e biologici viene considerata trascurabile (viene spesso trascurata non solo la variabilità nello spazio, ma anche quella nel tempo). Tuttavia, in tempi in cui all’agricoltura viene chiesto di razionalizzare l’utilizzazione delle risorse naturali, a partire da quelle più limitate, ci si è chiesto se tale ipotesi di base sia sempre corretta. A partire da alcuni Stati degli USA (la nascita dell’agricoltura di precisione viene collocata negli USA verso la fine degli anni ’80), dalla Germania, Gran Bretagna, Francia l’uso di mietitrebbie munite di GPS (Global Positioning System, un sistema collegato ai satelliti in grado di determinare la posizione geografica della macchina) ha consentito di ottenere rapidamente e con costi relativamente limitati la mappa della variabilità della produzione. Tale mappa, che non deve essere sbrigativamente interpretata (l’equazione produzione elevata = asportazioni più consistenti = concimazioni superiori è spesso errata), rappresenta un valido strumento di supporto alle decisioni agronomiche. La mappa della produzione può essere, infatti, un utile punto di partenza per analizzare la struttura della variabilità del campo e iniziare indagini più approfondite al fine di gestire gli appezzamenti più ampi ed eterogenei con agrotecnica variata, modulare, sitospecifica. In termini anglosassoni tale approccio è stato definito Precision Agriculture (AP) e ha richiamato non solo l’attenzione del comparto tecnologico, ma anche quella del settore scientifico. Sul piano tecnologico lo sviluppo e l’applicazione di AP richiede: – un sistema di posizionamento per identificare e registrare dinamicamente la posizione di un qualsiasi oggetto o persona posta sulla superficie terrestre, in aria o nello spazio (vi sono diversi sistemi di posizionamento e navigazione satellitare come l’americano NAVSTAR-GPS, il russo GLONASS, l’europeo EGNOS): il sistema permette di rilevare superfici e confini, effettuare campionamenti georeferenziati, georeferenziare dinamicamente processi, come ad esempio la raccolta, ottenendo mappe tematiche; il sistema di navigazione permette a trattori e/o alle macchine operatrici di effettuare in modo preciso le diverse operazioni; – un sistema informatico in grado di acquisire, organizzare, estrarre, elaborare, restituire il dato su base cartografica (per indicare tale sistema viene utilizzata l’espressione anglosassone Geographic Information System-GIS ): ogni dato all’interno di un GIS possiede quindi una coppia di coordinate geografiche, una componente descrittiva, una componente temporale e attributi relativi alle relazioni spazio-temporali con altri dati del GIS stesso; – una serie di conoscenze, strumentazioni, mezzi interpretativi di diversa tipologia, in grado di acquisire informazioni di natura qualitativa e quantitativa in modo indiretto, non distruttivo. Con il cosiddetto Telerilevamento (Remote e Proximal Sensing) si utilizzano le proprietà fisiche degli oggetti (foglie, piante, colture, suolo nudo, rocce, coltri idriche o nevose ecc.) che, colpiti da flussi energetici di diversa origine (sole o altre fonti artificiali) riemettono, in modo del tutto particolare, energia elettromagnetica secondo una propria firma spettrale, differenziabile nel tempo e nello spazio; gli indici di vegetazione (combinazioni sintetiche dei valori di energia riflessa in diverse bande dello spettro elettromagnetico) aiutano a caratterizzare lo stato mutevole delle colture e a studiarne i comportamenti a seguito di sollecitazioni esterne; – una serie di strumentazioni da installare sulle macchine operatrici. Per ottenere una mappa della produzione, la mietitrebbiatrice deve essere equipaggiata con un ricevitore satellitare, un sensore di portata della granella, un sensore di densità, un sensore di umidità (tecnologia NIR o Near Infrared Reflectance), sensori di velocità di avanzamento, sensori alla barra collegati con una centralina di acquisizione ed elaborazione. Gli aspetti di carattere più scientifico-agronomico riguardano le nuove metodiche di campionamento del terreno e della coltura, le nuove procedure statistiche per l’elaborazione del dato, l’interpretazione integrata della cartografica tematica in grado di rappresentare la variabilità spazio-temporale riscontrabile all’interno del sistema colturale. Con il campionamento del terreno non si vuole tanto avere un campione supposto rappresentativo per determinare valori medi di alcuni parametri, quanto si tende a conoscere l’ampiezza della variabilità degli stessi. Per questo motivo, ogni campione di terreno, quindi ogni bollettino di analisi, deve mantenere una informazione fondamentale: quella relativa alla propria posizione, quindi le coordinate geografiche del punto in cui esso si riferisce. Con i diversi campioni georeferenziati, raccolti a maglia opportunamente scelta, viene così formata una rete geografica di dati che, sottoposta ad elaborazione geostatistica, consente di stimare i valori dei parametri anche nei punti non campionati e di redigere mappe di dettaglio relative al parametro preso in esame. Oltre alle mappe di produzione, l’azienda agraria nel tempo ha, quindi, la possibilità di creare una banca-dati dinamica, con la quale organizzare un sistema informatico con funzionalità cartografiche utili per ottimizzare l’agrotecnica, individuando per ogni campo le zone carenti di elementi nutritivi, o più infestate, o con maggiori problemi di ordine idrologico, e per questo, meno produttive; ciò per poter razionalizzare ulteriormente l’uso di concimi, diserbanti, dell’acqua irrigua e, quindi, ridurre gli impatti ambientali, avvicinandosi uniformemente alla massima produzione potenziale e, in alcuni casi, migliorando il reddito. Con la formazione di un archivio storico aziendale si creano nuove possibilità: per esempio individuare le aree stabilmente poco produttive, quelle stabilmente molto produttive e quelle, invece, che evidenziano grande variabilità temporale. Con un GIS aziendale ben strutturato e fornito di dati elementari (caratteristiche fisico-chimiche dei terreni, andamenti meteorologici, agrotecniche adottate nel corso degli anni) si è in grado di interpretare tale informazione e procedere a quella che viene definita in termini anglosassoni Variable Rate Technology o tecnologia per l’applicazione variabile. La distribuzione differenziata di fattori produttivi può procedere basandosi su mappe o su sensori (sensori sensibili alle proprietà del suolo o della coltura), ma sempre a seguito di uno studio approfondito di tipo agronomico che ne ottimizza l’applicazione. I vincoli individuati per lo scarso successo in Italia della AP sono i seguenti: la struttura del territorio e delle aziende agrarie italiane (orografia, giacitura, dimensione delle aziende e degli appezzamenti, ordinamenti colturali), gli investimenti iniziali richiesti per organizzare un sistema AP aziendale, scarsa ricerca, scarsa formazione e informazione degli operatori. Falliti i tentativi di trasferimento tout court dell’agricoltura di precisione statunitense in Italia, è possibile invece ipotizzare una diffusione di un insieme integrato di tecnologie informatiche che, rivolte all’azienda agraria, permettano un migliore uso del dato e dell’informazione, sia al suo interno, finalizzato principalmente a un oculato uso delle risorse, sia all’esterno, finalizzato a un qualificato collegamento con i consumatori.


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