Aprile 2020 - Agricoltura Smart

I robot agricoli: rivoluzione per l’Agricoltura di Precisione e l’applicazione del Diserbo

I robot agricoli rivoluzioneranno il mondo dell’agricoltura di precisione e il modo in cui attuare il diserbo meccanico. Un elenco dei robot già in uso.

Sistemi di Agricoltura Smart sono sempre più diffusi nel mondo dell’agricoltura di precisione. Uno di questi, e tra i più interessanti c’è sicuramente quelli relativi alla robotica. I sistemi robotici vanno ad allargare sempre di più il ventaglio di soluzioni messe a disposizione dall’agricoltura 4.0, insieme ad altre tecnologie in crescita come Blockchain e Internet delle Cose (IoT). Vediamo insieme quali sono le novità nello specifico.

Il mercato robotico dell’Agricoltura 4.0

Secondo gli ultimi dati messi a disposizione dall’Osservatorio Smart Agrifood del Politecnico di Milano, il valore del mercato italiano relativo all’Agricoltura 4.0 è aumentato di 450 milioni di euro rispetto al 2018 (+22%). A livello mondiale invece parliamo di un aumento degli investimenti a circa 7 miliardi di dollari. Così come aumentano soluzioni, e attori che le mettono a disposizione.

Per quanto riguarda i Farmbot (robot agricoli), il mercato globale è stato valutato intorno ai 3 miliardi di dollari nel 2018, con una previsione di quasi 12 miliardi di dollari entro il 2026.

Agricoltura di Precisione in trasformazione

Tra le pratiche agricole tradizionali che queste nuove tecnologie possono andare a migliorare ed automatizzare troviamo la preparazione del suolo, la semina, la gestione dell’acqua e dei nutrienti, la potatura, il diserbo, la raccolta e la cernita dei prodotti raccolti. Così come anche il monitoraggio della crescita e della salute delle piante. L’agricoltura di precisione va ad aumentare quindi le armi a sua disposizione.

Possono essere impiantati dei sensori sulle attrezzature agricole, i software che raccolgono i dati possono utilizzare anche l’apprendimento automatico, e i robot possono percorrere il terreno su ruote o su binari, oppure in aria attraverso i droni.

Tra gli obiettivi, c’è ad esempio il diserbo chimico, identificando le erbacce e decidendo la quantità di erbicida da spruzzare, per poi divenire un processo automatico. O magari la raccolta dei frutti tramite il loro rilevamento.

I Farmbot

I cosiddetti Farmbot possono essere autonomi o semi-autonomi. Questi robot, utilizzano diverse tecnologie come sensori, reti per l’Internet delle Cose (IoT), Blockchain e software per l’applicazione dell’intelligenza artificiale (IA) nell’ambito di strumenti previsionali come i Sistemi di Supporto Decisionale (DSS). Combinando queste tecnologie con la capacità di lavorare nei campi coltivati, all’aperto e al chiuso come in serra, sono fondamentali per automatizzare completamente tutta una serie di operazioni svolte sinora dall’uomo.

I Farmbot diventano sempre più cruciali nell’ambito di una strategia agricola, in quanto l’automazione porta ad un’ottimizzazione dei processi, generando in questo modo una riduzione dei costi e un appoggio alla sostenibilità ambientale. L’impatto ambientale, infatti, è salvaguardato dal ridotto utilizzo di acqua, pesticidi e fertilizzanti.

Diserbo intelligente

I Farmbot si basano fondamentalmente su 2 tecnologie: visione artificiale e apprendimento automatico.

Queste innovazioni permettono una previsione della resa nei campi, esaminando ogni frutto della coltivazione, ad una velocità nettamente superiore rispetto a quanto ci impiegherebbe un essere umano.

Ciò è applicabile anche per le operazioni di diserbo, in quanto vengono riconosciute automaticamente le erbacce, e viene messo in atto un’operazione di diserbo meccanico o chimico a seconda della situazione. Oltre a riconoscere le erbacce è possibile anche identificare la tipologia della specie infestante in base alla forma. L’applicazione della visione artificiale in merito al diserbo consente una gestione di precisione nei confronti delle malerbe, riducendo significativamente l’utilizzo di erbicidi, fondamentali nell’ottica di un lavoro senza automazione, ma che mettono a rischio la qualità finale del prodotto.

In linea generale, la visione artificiale è stata adottata ormai da tempo all’interno delle catene di produzione per il controllo qualità dei semi e dei raccolti, analizzando i prodotti in ogni singola caratteristica. Ma è solo negli ultimi anni che si sta man mano arrivando all’applicazione nei campi.

I robot nei vigneti

Il Rovitis 4.0, un progetto tutto italiano (precisamente veneto) nell’ambito del PSR 2014-2020 (Programma di sviluppo rurale) di un robot in grado di girare in maniera del tutta autonoma tra i filari per mettere in atto trattamenti nei vigneti e monitorarli tramite sensori di ultima generazione installati su di esso. In più, telecamere che danno la possibilità di stimare la chioma da trattare in 3D, in correlazione con un Sistema di Supporto Decisionale (DSS).

Il Rovitis è capace di raccogliere ed elaborare i dati, in maniera tale da prendere successivamente determinate decisioni, che verranno trasferite agli attuatori. In questo modo, possono essere messe in atto operazioni come difesa, diserbo meccanico localizzato e gestione della chioma. La cosa che stupisce, è che il robot è in grado di lavorare 24 ore su 24.

Il progetto è stato sviluppato dal viticoltore Giorgio Pantano, con l’appoggio di PV Sensing, un progetto di sperimentazione di una tecnologia innovativa che si basa sulla comunicazione in tempo reale tra particolari sensori disposti in vigna e un software appositamente studiato per valutare la probabilità di sviluppo di Plasmopara viticola, parassita temuto dai viticoltori, agente della Peronospora della vite.

Altri esempi di Farmbot

TerraSentia

TerraSentia è un piccolo robot autonomo su ruote. Questo Farmbot, può sfruttare questa sua caratteristiche per infilarsi tra i filari di varie tipologie di colture, come quella dei vigneti. L’obiettivo principale di TerraSentia è raccogliere dati in ogni fase della coltivazione, così da intervenire nel caso si voglia cambiare qualcosa. E’ come se questo piccolo robot facesse tutta una serie di test genetici e analisi sulle piante così da prevedere l’influenza di diversi fattori e la possibile incombenza di malattie. Finito il lavoro i dati si possono facilmente caricare sul cloud per le analisi dell’agricoltura di precisione.

Dino Robot

Dino Robot è un trattore senza conducente che ha come obiettivo principale quello del diserbo meccanico delle colture orticole. Una volta impostato il compito e le dimensioni su cui lavorare, fa tutto automaticamente.

Ekkasit91

Questa tipologia di robot è utilizzata per la raccolta dei frutti, la fase più delicata nell’ambito dell’automazione in quanto i robot, fino a poco tempo fa, non erano molto agili e precisi per ogni tipologia di pianta. Ma grazie ad Ekkasit91, che sfrutta l’imaging e l’apprendimento automatico, tutto ciò non è più un problema.

VoloDrone

Infine, c’è anche un drone tra i robot di nuova generazione per l’agricoltura, VoloDrone. Presentato all’ultima edizione di Agritechnica 2019, questo drone gigante è utilizzato per le applicazioni aeree. Ha un diametro di 9,2 metri, alimentato da 18 rotori, può essere usato da remoto oppure programmando un percorso automatizzato. Il drone è dotato di due contenitori per pesticidi, insieme ad una pompa e una barra di irrorazione. Può coprire fino a 6 ettari all’ora, con una carica che dura circa 30 minuti.

Misure anti-Coronavirus per salvaguardare le attività vitivinicole

Il settore vitivinicolo, così come altri settori agricoli, sta subendo l’effetto del Coronavirus. Italia, Francia e Spagna si uniscono per mettere in atto delle misure di difesa. Tutto dipende dall’Europa.

Il Covid-19 sta mettendo in ginocchio gran parte dell’economia italiana. L’agricoltura, e quindi la viticoltura, continuano ad essere attive, ma ciò non significa che sono prive di rischi a causa del virus. Anzi.

In merito, sono state proposte delle misure di difesa, non relative ad innovazioni fondamentali nell’ambito dell’agricoltura di precisione, ma che sono necessarie per salvaguardare i vigneti e le attività annesse. Vediamo insieme quali sono.

Le ipotesi

Sono tre fondamentalmente le misure ipotizzate per combattere la crisi da Coronavirus: distillazione di crisi, vendemmia verde e stoccaggio.

Queste misure sono state proposte dalle varie associazioni di filiera: Confagricoltura, Cia, Alleanza delle Cooperative Italiane, Copagri, Unione Italiana Vini, Federvini, Federdoc e Assoenologi. Tutto ciò durante l’incontro del tavolo del vino messo in atto dal Ministero delle Politiche agricole. Ma c’è l’appoggio anche di altri paesi europei produttori di vino, di solito concorrenti, come Francia e Spagna. Questi 3 paesi, richiedono a gran voce un finanziamento da parte di un bilancio europeo, e non dal bilancio dei Programmi di Sviluppo di ogni nazione. Questo perché alcuni Programmi di Sviluppo Nazionali sono in fase di pagamento, e poi c’è l’esigenza di un piano comunitario omogeneo. Senza che le sorti delle proprie attività dipendano dalle disponibilità dei programmi nazionali.

Il problema, però, è che le richieste della filiera si scontrano con le ristrettezze del bilancio del Piano nazionale di settore. A questo punto è intervenuta la ministra Teresa Bellanova (Ministero delle politiche agricole alimentari e forestali), chiedendo alla Commissione Europea di Bruxelles la messa a disposizione di nuove risorse.

Ma i costi richiesti per l’applicazione di tali misure sono davvero molto alti. Solo per la distillazione servirebbero circa 80 milioni di euro. Mentre la somma che può essere garantita al momento per tutte le misure si aggira sui 30 milioni di euro. Si potrebbe aggiungere qualcosa rendendo più flessibili le misure ocm, ma senza l’approvazione delle varie regioni non si va avanti.

La distillazione

Per quanto riguarda la distillazione di crisi, parliamo di una misura volontaria con lo scopo di fermare momentaneamente la produzione di vino da tavola, utilizzando, invece, le proprie competenze per la produzione di alcool utilizzabile in contesti medicinali. L’idea sarebbe di aprire una distilleria europea di 10 milioni di ettolitri. Inoltre, la creazione di un tasso di 35 euro a ettolitro, ponendo la possibilità di un aumento della quota comunitaria da parte degli stati europei. L’obiettivo è il raggiungimento di un prezzo specifico in ogni paese. Così facendo non solo si aiuta il paese, e quindi le strutture mediche, in un evidente stato di difficoltà, ma cosa più importante (per le aziende) si tiene in moto l’attività, generando liquidità. In questo modo ci può essere una garanzia economica che può aiutare per le produzioni future.

Vendemmia verde

La vendemmia verde ha come obiettivo il contenimento delle rese produttive attraverso un finanziamento. Lo scopo è di facilitare i suoi meccanismi, abbassando il livello di controllo da parte delle istituzioni. Le associazioni, sperano nell’appoggio delle regioni, riducendo in questo modo la produzione per la successiva vendemmia.

Un’altra problematica, acutizzata dal virus, è la mancanza di manodopera nel periodo dell’anno in cui si svolge la vendemmia verde, cioè giugno. L’ideale per i viticoltori sarebbe lo spostamento del calendario di vendemmia verde a luglio. In questo modo saranno difesi da ribassi e speculazioni.

Stoccaggio

Infine, si propone l’utilizzo dello stoccaggio. Questa misura è ideata sopratutto per le piccole e medie imprese di vino a denominazione che sono più adatti all’invecchiamento. Questi tipi di produzioni lavorano molto col canale Horeca, che essendo uno dei settori più in difficoltà, potrebbe scatenare un effetto distruttivo anche nei loro confronti.

La risposta dell’Europa

La Commissione Europea, al momento, è impegnata col periodo di transizione della Politica Agricola Comune (PAC), ed ha quindi rifiutato le suddette misure. La giustificazione del rifiuto è legata alla disponibilità dei fondi, che essendo basati su un bilancio pluriennale non è possibile sfruttare. L’unica soluzione, sarebbe quello di prendere in considerazione i 467 milioni del fondo crisi PAC. Un fondo messo a disposizione proprio per tali evenienze. Un ulteriore problema, però, è che pur essendo di circa 500 milioni, non si assicura la giusta copertura economica per il settore vitivinicolo, così come per altri settori in crisi in questo momento, che avrebbero uguale diritto a poterlo sfruttare. Una situazione alquanto complessa.

Ma in ogni caso, si sta seriamente ragionando sulla possibilità di applicare tali misure. Quindi nulla è ancora deciso. La speranza è tutta racchiusa in un incontro tra la il presidente della Commissione Europea Ursula Von Der Leyen e il commissario all’agricoltura, che si terrà a breve.

La viticoltura sostenibile e digitale è alla portata di tutti

L’agricoltura digitale, anche quella relativa alla viticoltura, è alla portata di tutti, anche delle PMI. Vediamo in che modo possono sfruttare le nuove tecnologie in nome della sostenibilità.

La situazione di enorme preoccupazione per il sistema economico e per la società italiana causata dal problema del Covid-19, ha colpito ogni genere di settore, e naturalmente anche quello agricolo.

L’attività agricoltura non è stata fermata e continua a lavorare, in quanto produttrice di beni di prima necessità, rispettando le dovute norme di sicurezza.

Il virus però a messo a nudo ancor di più ed acutizzato la bassissima diffusione della digitalizzazione in agricoltura. L’emergenza Covid-19 ha reso palese (qualora ce ne fosse stato ancora bisogno) come la digitalizzazione delle aziende agricole italiane può portare concreti vantaggi e far fronte all’incertezza dei mercati per i beni primari. Vediamo come.

Problematiche

Diversi problemi, sopratutto in questi giorni, sono risultati evidenti. Una gestione delle coltivazioni, per ogni loro specifica stagione, del tutto errata, mancanza di manodopera (correlata appunto all’impossibilità degli spostamenti in questo momento) e la mancanza di competenze nell’ambito della tecnologia e del digitale che si stanno diffondendo sempre di più in tutto il mondo.

Il punto cruciale, però, è la consapevolezza sbagliata che queste innovazioni siano riservate solamente alle grandi aziende. Invece è vero il contrario. Dal 2011, secondo uno studio effettuato dall’Osservatorio Smart Agrifood del Politecnico di Milano, più di 500 startup internazionali (tra le quali anche italiane) hanno messo a disposizione tutta una serie di innovazioni basate su soluzioni digitali affinché l’adattamento delle PMI al digitale possa essere molto più semplice e meno oneroso. Inoltre sempre più politiche, progetti e benefici vengono messe a disposizione delle aziende per favorire il passaggio al digitale, come il credito d’imposta relativo all’ultima legge di bilancio di gennaio 2020.

Agricoltura digitale

Sempre più spesso si sente parlare di un’agricoltura con una mission specifica: sostenibilità. Il concetto di sostenibilità può assumere diverse sfumature: dalla sostenibilità economica a quella ambientale, così come quella sociale.

Gli ultimi dati sull’agricoltura digitale in Italia, sempre secondo Smart Agrifood, parlano di un valore di mercato dell’agricoltura digitale compreso tra i 370 e i 430 milioni di euro, cioè il 5% di quello globale e il 18% di quello europeo. Nel 2018, sempre in Italia, sono state rese disponibili oltre 300 soluzioni di agricoltura 4.0, impiegate dal 55% delle aziende intervistate. Ergo una forte crescita dell’utilizzo di tali soluzioni in Italia. Ma ancora non basta. Solo l’1% dei terreni coltivati, infatti, risulta aver applicato soluzioni 4.0.

Dal punto di vista dei costi, il risparmio riguarda sopratutto gli input produttivi, e si aggira, sempre secondo lo studio, intorno al 30% dei costi totali, con un aumento della produttività generale pari al 20%. Tutto ciò riducendo di molto l’utilizzo di sostanze chimiche e nocive per la salute dell’uomo e dell’ambiente, garantendo la qualità del prodotto finale.

L’esempio della Viticoltura 4.0

Guardiamo ad esempio alla filiera vitivinicola. Esistono diverse tecnologie che rientrano nell’ambito dell’agricoltura digitale, e quindi del 4.0, che possono essere utilizzate in questo specifico settore. Queste innovazioni possono affrontare diverse problematiche relative alla viticoltura che possono presentarsi in ogni tipo di coltivazione nelle regioni italiane più inclini a questa tipologia di produzione: malattie infestanti e parassitarie, bassa fertilità del suolo, bassa vigoria delle piante, così, come detto in precedenza, di una mancata strategia preventiva a seconda della stagione e della coltivazione che può comportare diversi problemi.

Tra le tecnologie che possono intervenire in questi casi troviamo i Big Data che sono correlati ai Sistemi di Supporto Decisionale (DSS) e l’Internet delle cose (IoT).

Il valore dei Big Data

I Big Data sono grosse moli di dati di diversa natura, che se analizzati e scremati nella maniera giusta possono mettere a disposizione un bel po’ di informazioni interessanti.

Per la gestione dei big data, è fondamentale un sistema di elaborazione dati. E i dati, all’interno di un’azienda agricola, sono fondamentali. Per questo motivo nell’ottica di una gestione ottimale del dato proveniente dalle varie attività agricole, e con lo scopo di predire una strategia di azione nei confronti delle varie problematiche, sulla base delle informazioni risultanti, è fondamentale l’utilizzo di un Sistema Informativo Aziendale, in cooperazione con un Sistema di Supporto Decisionale che elabori le informazioni.

Internet delle cose

L’internet delle Cose riguarda la gestione di dispositivi e macchinari collegati tra di loro tramite la rete Internet. Nel caso specifico agricolo riguarda sistemi di monitoraggio ambientale basati su reti di sensori collegate tra loro.

Da un’indagine condotta sempre dall’Osservatorio su quasi 1500 aziende, emerge che il 55% utilizza sempre più di frequente soluzioni orientate sull’agritech. Soluzioni che vanno dall’Internet of delle Cose, alle analisi dei dati. Le scelte più frequenti cadono su sistemi utilizzabili trasversalmente in più settori agricoli (53%), e il 16% delle aziende riguarda il settore vitivinicolo. Cresce lentamente, ma in maniera costante anche l’attenzione per l’Internet of farming (Internet in Agricoltura) (14%).

Lotta alla riduzione del diserbo chimico, in nome della sostenibilità: il progetto IWMPRAISE

Il progetto IWMPRAISE, integrato nel programma Horizon 2020, ha l’obiettivo di ridurre l’utilizzo del diserbo chimico per il bene della sostenibilità. L’Italia è tra i paesi protagonisti del progetto.

Tra le problematiche più ostiche per un agricoltore, durante il processo di coltivazione e di crescita delle piante, e di conseguenza del frutto, troviamo sicuramente quella delle infestanti. Le malerbe infatti, seppur facenti parte di un processo naturale, possono entrare in “competizione” con le piante che le circondano, rischiando un effetto parassitario su di loro. Il processo dell’inerbimento, che ha come obiettivo la risoluzione di questo problema, trova la sue soluzioni quello del diserbo, chimico o meccanico. In entrambi i casi, pur essendo uno più ecologico dell’altro, ci sono dei contro. Inoltre, l’Unione Europea ha definito fondamentale ridurre l’uso di erbicidi, incoraggiando all’uso di metodi alternativi. Proprio per questo c’è bisogno di applicare le tecniche più moderne relative alla gestione delle coltivazioni. C’è bisogno di una gestione integrata. Ed è su questo che si basa il progetto IWMPRAISE.

Il progetto

Il progetto IWMPRAISE (Gestione Integrata dell’Erba: Implementazioni Pratiche e Soluzioni per l’Europa) viene finanziato dal “Programma Quadro dell’Unione Europea per la Ricerca e l’Innovazione“, ovvero Horizon 2020, con un budget di circa 7 milioni di euro. Il programma è stato creato appositamente per favorire e diffondere l’utilizzo delle tecniche di gestione integrata delle malerbe in Europa. Il progetto ha avuto inizio a giugno 2017, e si concluderà a maggio 2022.

Coordinatore del progetto e capofila è il Prof. Per Kudsk del Dipartimento di Agroecologia dell’Università danese di Aarhus che fa da capofila del progetto. I partner sono 37, tra università, istituti di ricerca e aziende che si sono prestate ai test del progetto. Otto paesi europei interessati: Italia, Danimarca, Francia, Paesi Bassi, Regno Unito, Slovenia, Spagna e Svizzera.

L’obiettivo finale del progetto sarà quello di rendere disponibili tutti i risultati a chiunque ne possa essere interessato, come esperti del settore. Saranno condivise notizie sui vari siti, organizzate giornate dimostrative e corsi di formazione.

4 scenari di riferimento

Con lo scopo di sviluppare e testare strategie di gestione per differenti sistemi colturali, vengono presi in considerazione 4 scenari tipici di coltivazione dell’agricoltura europea:

colture annuali seminate a righe strette (frumento, altri cereali a grani piccoli, colza);
colture annuali seminate a righe larghe (mais, girasole, ortaggi in pieno campo);
colture erbacee perenni (prati, erba medica, trifoglio);
colture arboree perenni (pomacee, agrumi, olivo).

Parola d’ordine: sostenibilità

Un altro obiettivo, è quello di abbattere le barriere agronomiche
e socio-economiche esistenti che impediscono la diffusione della gestione integrata delle malerbe in Europa, così come lo sviluppo e l’ottimizzazione dei metodi di controllo delle infestanti. Si vuole creare un set di strumenti validato per l’utilizzo nella gestione integrata.

Una gestione integrata che deve avere lo scopo di rispettare la sostenibilità ambientale ed economica. A prescindere dallo scenario di applicazione.

IWMPRAISE in Italia

Per quanto riguarda l’applicazione del progetto in Italia, sono stati svolti diversi studi, prendendo in considerazione aziende e centri di ricerca del nord Italia, nelle città di Legnaro (PD), Ravenna, San Piero a Grado (PI) e Vallevecchia (VE).

Agricoltura di precisione per la riduzione del diserbante chimico

In colture come quelle del mais, presenti ad esempio nell’Azienda Vallevecchia che destina i propri ettari a colture erbacee in avvicendamento (mais, frumento, soia, colza, sorgo, medica, erbai e orticole), il controllo meccanico delle infestanti viene già normalmente effettuato nell’interfila con operazioni come le sarchiature, utili anche all’interramento dei fertilizzanti.

La riduzione degli erbicidi, in questo caso, è possibile passando da una distribuzione totale degli erbicidi ad una distribuzione limitata alla fila della coltura dove il controllo meccanico non riesce ad arrivare. A determinare tutto ciò vengono in aiuto le innovazioni e le tecnologie relative all’agricoltura di precisione, come i sistemi di guida semiautomatica dei trattori con correzione RTK (Cinematica in Tempo Reale). Un pratico esempio di come l’agricoltura di precisione permetta di fare agricoltura in maniera del tutto sostenibile.

La sarchiatrice utilizzata per il diserbo localizzato integra 3 tecnologie: guida semi-automatica del trattore con correzione Cinematica in Tempo Reale, guida intelligente attraverso un visore ottico che permette di individuare le file della coltura e distribuzione localizzata dell’erbicida lungo la fila mediante ugelli posizionati sul telaio della sarchiatrice.

Gestione integrata delle infestanti

Un altro studio è stato effettuato presso l’azienda “Lucio Toniolo” di Legnano. La coltivazione in questione è quella del grano tenero.

I sistemi colturali dell’Italia settentrionale sono caratterizzati da una gestione delle infestanti basata sull’applicazione di erbicidi in post- emergenza alla fine dell’inverno o inizio primavera. In questo caso si riduce l’uso dei diserbanti combinando metodi di controllo meccanici e agronomici.
I metodi di controllo meccanico (falsa semina o l’erpice strigliatore) sono molto efficaci per la gestione delle infestanti su frumento, ma vengono influenzati dalle condizioni ambientali (umidità del suolo e dimensione delle infestanti). In caso di poche piogge nel periodo autunnale, si può ridurre la germinazione delle malerbe, rendendo poco efficace la falsa semina. In caso, invece, di prolungati periodi piovosi nei mesi di febbraio e marzo potrebbe essere difficile effettuare un intervento con l’erpice strigliatore.

L’obiettivo dello studio è valutare la fattibilità e l’efficacia
di metodi di controllo meccanico su frumento, considerando gli interventi autunnali e primaverili nelle condizioni ambientali del Nord Italia. Ogni strategia messa in atto per ridurre man mano l’uso dei diserbanti e loro sostituzione con il controllo meccanico deve essere precisa e adattata in base alle condizioni ambientali e tecniche agronomiche locali, prendendo in considerazione l’esperienza degli agricoltori del luogo.

Gestione biologica

I prodotti biologici stanno acquisendo sempre più rilievo nel mercato italiano. Secondo uno studio effettuato da ISMEA (Istituto di Servizi per il Mercato Agricolo Alimentare), infatti, 2007 al 2017 i consumi di prodotti alimentari biologici sono cresciuti del 15% in valore e oggi il bio vale il 3% dei consumi alimentari. Nella produzione di tali prodotti, però, ci sono dei dubbi relativi alcuni svantaggi agroambientali legati alla gestione biologica delle coltivazioni. Il controllo meccanico intensivo delle malerbe e gli alti livelli di fertilizzazione organica, infatti, potrebbero causare l’impoverimento della fertilità del suolo, un alto consumo di combustibili fossili e di conseguenza un basso ritorno economico per l’agricoltore. Una soluzione a questo problema potrebbe essere l’applicazione di tecniche dell’agricoltura conservativa.

La combinazione delle tecniche di agricoltura biologica e conservativa di norma non è attuabile. Questo a causa di limitazioni come l’elevata dipendenza dei sistemi colturali conservativi dal controllo chimico delle malerbe e dall’utilizzo di fertilizzanti minerali, considerati essenziali per garantire un livello accettabile delle produzioni. Questo però va contro i canoni dell’agricoltura biologica. Per poter quindi utilizzare applicazioni di agricoltura conservativa nelle produzioni biologiche, è fondamentale la presenza in azienda di macchine specifiche, versatili ed efficienti per evitare la gestione chimica delle erbe infestanti.

Lo studio sperimentale è stato effettuato presso il Centro di Ricerche Agro-ambientali “E. Avanzi”(PI).

I metodi più efficaci per combattere le gelate

Le gelate tardive sono una tra le minacce più pericoloso nell’ambito delle coltivazioni agricolo. Facciamo un focus sul problema, cercando di capire quali sono i migliori metodi di difesa.

La primavera è il periodo in cui può verificarsi il fenomeno delle gelate, con impatti che possono essere compromettenti per l’intera stagione. Nell’era del precision farming e dell’agricoltura 4.0 quali sono le tecnologie e gli strumenti utili alla difesa dalle gelate primaverili? Vediamoli insieme.

Innanzitutto partiamo dal problema e vediamo cosa è una gelata, cosa comporta per le coltivazioni e che caratteristiche può avere:

Tipologie di gelate

Esistono 3 tipi di gelate:

Irraggiamento, che consiste nella presenza dell’aria fredda vicino al suolo. E’ la tipologia di gelata più semplice da tenere sotto controllo;
Avvezione, aria fredda continentale che viene trasportata in massa dal vento. E’ molto più difficile da controllare;
Evaporazione, un rapido abbassamento della temperatura delle piante causata da una sua eventuale bagnatura. E’ poco frequente, ma è davvero molto pericolosa.

Difesa Passiva e Difesa Attiva

Per combattere le gelate vengono utilizzate varie metodologie, che vengono divise in passive e attive. Ciò che le distingue è l’effettiva innovazione di difesa.

Difesa Passiva

La difesa passiva riguarda le pratiche base svolte in agricoltura per cercare di combattere una gelata. Tra le pratiche c’è sicuramente la scelta del luogo giusto in cui coltivare, tenendo conto di quelle che vengono definite “aree storiche”, ovvero quelle aree più soggette alle gelate. Scelto il luogo, l’ideale sarebbe mettere in atto tutta una serie di adeguate tecniche colturali, tenendo sempre sotto controllo la situazione e le previsioni meteorologiche.

Liquidi Antigelo

Tra i metodi più elementari troviamo i liquidi antigelo. Sono liquidi che vengono inseriti e mescolati ai fertilizzanti utilizzati sulle piante. Fondamentalmente è un concime a base di ferro chelato che può essere utilizzato direttamente nel terreno per ogni tipo di coltivazione, o direttamente sulle foglie quando si tratta di orticoltura, frutticoltura e arboree.

Difesa Attiva

Le difese attive riguardano, invece , l’utilizzo di determinate tecnologie a supporto delle coltivazioni. Tra queste troviamo: barriere frangivento, generatori di calore, miscelatori d’aria e sistemi ad acqua.

Candele Antigelo

Tra i generatori di calore troviamo le candele antigelo.

Quelle delle candele antigelo è una tecnica tra le più antiche. Queste candele consistono in bidoni di ferro ripieni, nel migliore ed etico dei casi, di cera paraffinica (un derivato del petrolio). Ci sono anche aziende produttrici di tali candele che affermano di utilizzare cera 100% vegetale, ma nella maggior parte dei casi è un sistema che inquina. Le candele riescono a bruciare dalle 8 ore fino a più di 14 ore. Se non bruciate completamente possono essere anche riutilizzate nel corso degli anni.

Ma l’onerosità di questa metodologia di difesa non è discutibile. Si pensi che di solito vengono posizionate all’incirca 300 candele per ettaro, ed ognuna di esse costa tra i 15€ e i 20€. Questo significa un investimento dai 4500€ in su, a seconda della grandezza del terreno di una determinata azienda. A rendere tutto ancora più costoso è l’utilizzo, raramente, di elicotteri che sorvolano la zona della coltivazione, così da espandere il calore delle candele in tutto il terreno.

L’utilizzo ottimale delle candele, però, è correlato alla mancanza di vento che possa permettere la copertura di ogni metro quadro d’aria. Si sostiene a questo proposito, che l’efficacia delle candele all’aperto sia limitata, e che diano il meglio negli spazi chiusi, dove il calore si conserva e protegge le piante più facilmente. Ma sta di fatto che questa affermazione ha fonte certa, e questa pratica continua ad essere quella più semplice e veloce da mettere in atto, seppur dispendiosa.

Miscelatori d’aria

I miscelatori d’aria consistono in pale montate su una torre alta di solito 11 metri, azionate da un motore. Lo scopo è di raccogliere aria calda dagli strati alti dell’atmosfera attraverso le pale che, girando, viene convogliata nel terreno. La distanza che in media viene coperta è di circa 3 ettari con una singola pala installata sulla torre. Nel caso in cui sia presenza di più pale il calore viene distribuito su una superficie più ampia.

Sistemi ad acqua

I sistemi ad acqua si basano sul principio che l’acqua, nel processo di trasformazione dallo stato liquido allo stato solido, rilascia calore. Quindi quando l’acqua diventa ghiaccio. Ecco perché spesso vediamo i fiori o i frutti delle piante che vengono letteralmente ibernate, ghiacciate. La gemma del fiore, infatti, è l’inizio della produzione fiore-tralcio- frutto, quindi è quella parte del danno che ha effetti catastrofici sul futuro raccolto. Avvolgendole nel ghiaccio vengono accalorate e protette. Vediamo quindi in che modo l’acqua viene utilizzata per questo processo di ghiacciamento.

Sistemi di aspersione sopra chioma

Irrigatori a schiaffo

Tra i sistemi di aspersione sopra chioma più diffusi troviamo l’irrigatore a schiaffo.

Gli irrigatori a schiaffo permettono tempi di rotazione molto brevi, così da migliorare la protezione delle piante dal gelo. Per utilizzare al meglio questo tipo di irrigatore, però, è necessario conoscere il giusto apporto di acqua che ogni tipologia di coltura richiede.

Le tubazioni principali dell’impianto, le pompe ed i motori devono avere una dimensione tale che l’intero frutteto possa essere irrigato in una sola volta. In caso di presenza di vento, non conviene attivare l’impianto, ma aspettare che si fermi, e solamente dopo riattivarlo. Questo perché il vento impedisce l’inversione termica voluta ed avere effetti negativi di raffreddamento sulla pianta.

Irrigatori ad alta velocità di rotazione

Il vantaggio degli irrigatori ad alta velocità di rotazione è che si possono abbassare i quantitativi d’acqua necessari.

impianto con microgetti Statici o dinamici

La differenza principale tra i 2 tipi di microgetti sta nella gittata che per gli statici è minore e non supera i 10 metri, anche se quelli di ultima generazione coprono zone più ampie, mentre per i dinamici la gittata e più elevata e può raggiungere anche i 30 metri. Quindi l’applicabilità dipende dalla grandezza del terreno che si vuole andare a coprire. Ma è molto utile nel risparmio di acqua e ci sono dei costi molto ridotti. C’è bisogno di una grossa quantità di acqua disponibile, e se gestito male o mal funzionante comporta forti danni a chi usa questo tipo di impianto.

Sistemi di aspersione sotto chioma

Si basa sugli stessi principi del sistema sopra chioma, ma non viene utilizzata la protezione del ghiaccio.

Il metodo consiste nel bagnare, attraverso la microirrigazione con impianti a spruzzo sottochioma, l’interfilare inerbito e non la chioma degli alberi, sfruttando il calore ceduto dall’acqua nella fase di passaggio da liquido a solido per contrastare efficacemente la perdita di calore per irraggiamento dal terreno. Il manto erboso è il supporto su cui ghiaccia l’acqua di irrigazione. Più alta è l’erba e maggiore è la superficie di scambio del calore prodotto. Il miglior rendimento si registra in prossimità del suolo.

Lo svantaggio fondamentale di questo sistema è dato dal fatto che per funzionare in maniera corretta c’è necessità di grossi quantitativi di acqua superiori al sistema sopra chioma. Anche in questo caso i costi sono ridotti, può essere utilizzato su ogni coltura, ed è utilizzabile anche col vento avvicinando gli irrigatori tra di loro e scegliendo irrigatori a bassa gittata.

Come prevedere le gelate

Una strategia molto interessante si basa sull’utilizzo di un termometro professionale posto in una capannina meteo, al riparo dai raggi solari. La temperatura minima che si raggiungerà il mattino successivo, è il risultato di un’operazione che prende in considerazione la temperatura del bulbo asciutto e quella del bulbo bagnato. Si tiene conto delle temperature del tramonto, per avere la massima accuratezza.

Un metodo di difesa attiva tecnologico invece può essere rappresentato dall’utilizzo dei dati (big data) in campo per modellare e prevedere in tempo l’attacco di gelata, e quindi mettere in opera la strategia di difesa più adeguata.

La soluzione più facile da reperire, ma che non basta a prevedere le gelate, sono le classiche previsioni meteorologiche.

Tra le soluzioni più utili troviamo sicuramente moderni sistemi di alert che avvisano sull’arrivo di una gelata almeno 3 giorni prima. Così da permettere una più significativa organizzazione.

Fondamentale è anche l’utilizzo di modelli di previsione metereologica. Un modello meteorologico genera un algoritmo che permette di esaminare differenti proprietà e processi dei vari aspetti dell’atmosfera. Attraverso questo metodo si può essere in grado di conoscere in tempo utile le dinamiche meteorologiche, così da farsi trovare pronti ed organizzarsi meglio con una strategia. Questo modello, può essere facilmente integrato ed essere alla portata di tutti grazie all’utilizzo di un Sistema di Supporto Decisionale (DSS), che dà infatti la possibilità di prevedere ogni fenomeno singolo relativo alla propria coltivazione, e di intervenire preventivamente così da salvaguardare il raccolto.

Considerazioni finali

Come in molte delle innovazioni in agricoltura, l’utilizzo dei dati e la sistematizzazione dei modelli permette di fare meglio con meno (concetto base dell’agricoltura di precisione). Questo è il caso dei modelli previsionali, che permettono di intervenire al momento giusto con la tecnica più adeguata e sostenibile, e con largo anticipo, dando al tipo di coltivazione che c’è bisogno di difendere. Sono un elemento fondamentale dell’intero Sistema di Supporto Decisionale (DSS), semplificando il lavoro, dando la possibilità di fare la scelta migliore e nella maniera più preventiva possibile per intervenire in tempo. Anche contro le gelate.