Agricoltura di Precisione: Cos’è e Come si Applica

Cos’è l’Agricoltura di Precisione? Quali sono i suoi obiettivi? Quali benefici apporta? Come può essere messa in pratica? In questo articolo trovi le risposte a queste domande ed altre ancora. Buona lettura!

All’interno di un campo è molto probabile che la produzione non sia omogenea, cioè che vi siano zone dove si produce di più e altre dove si produce meno. Questa variabilità nella produzione può dipendere da molti fattori, anche da una non corretta applicazione del concime o da una semina malfatta. Spesso, però, questa variabilità è indotta da elementi, per così dire, oggettivi: ad esempio una differente composizione del terreno; la presenza di avvallamenti, dove ristagna l’acqua, o di zone più compattate e quindi meno porose. Riuscire a comprendere cosa genera la variabilità e quindi trovare i mezzi per porvi rimedio, quando è possibile, o adattare il processo produttivo in modo da ridurre gli sprechi è il compito che si prefigge l’Agricoltura di Precisione (AP) che gli anglosassoni chiamano anche Precision Farming (PF) o Precision Agricolture (PA).

La variabilità si manifesta non solo nello spazio (qui è diverso da lì), ma anche nel tempo (oggi è diverso da ieri). Gestire la variabilità significa che il processo produttivo, una volta raccolte le informazioni, è applicato in modo diversificato. Ad esempio dove abbiamo prodotto meno, potremmo incrementare la concimazione con lo scopo di stimolare la crescita della coltura, o, viceversa, ridurla se quella determinata zona produce meno a causa di caratteristiche intrinseche non modificabili (ad esempio la tessitura del suolo).

Per fare ciò è necessario disporre di tecniche e tecnologie capaci, prima, di rilevare la disomogeneità e, dopo, di applicare in modo variabile gli input colturali all’interno dell’appezzamento. Ovviamente l’applicazione dei mezzi di produzione (lavorazioni del terreno, concimazioni, trattamenti, semina, ecc.) sarà sempre svolta sulla base dell’esigenza della coltura, delle proprietà chimico-fisiche e biologiche del suolo, del clima e dell’andamento meteorologico.

L’AP può utilizzare strategie e tecnologie diverse che possono, ma non obbligatoriamente, operare in modo georeferenziato. La georeferenziazione è una tecnica, ormai ben conosciuta da tutti, che consente di conoscere l’esatta posizione (in realtà il grado di precisione dipende dal sistema di riferimento impiegato) durante lo svolgimento del lavoro grazie alla connessione di una ricevente con i dispositivi satellitari.

È qui utile ricordare che l’Agricoltura di Precisione può essere adottata a livelli di complessità crescente: assistenza alla guida, gestione della variabilità, sviluppo di sistemi esperti, tracciabilità; livelli che rappresentano tappe di un percorso mirato a migliorare l’efficienza della produzione agricola e a ridurre l’impatto sull’ambiente (in ottica anche di un’agricoltura sostenibile).

Rateo variabile

Gestire la variabilità generata dall’ambiente in cui avviene la coltivazione, significa quindi applicare in modo conseguente e diversificato gli input chimici, meccanici e biologici.

Le metodologie per affrontare la distribuzione variabile (o rateo variabile) sono fondamentalmente due: quella impostata su mappe e quella che utilizza sensori. Entrambi i metodi rientrano nella filosofia dell’agricoltura di precisione, ma si differenziano in modo sostanziale.

Il rateo variabile basato su sensori utilizza dispositivi che rilevano in tempo reale i dati reputati interessanti (caratteristiche chimico-fisiche del terreno, vigoria della coltura, presenza/assenza di vegetazione, ecc.) da utilizzare come indicatori per gestire lo svolgimento dell’operazione. Il metodo non richiede l’uso del ricevitore satellitare. 

Il rateo variabile basato su mappe modifica l’entità di prodotto da distribuire in base alle informazioni sulle caratteristiche dell’appezzamento contenute nelle mappe di prescrizione. Questo metodo presuppone che esista un sistema di localizzazione della macchina nell’appezzamento e che in quel punto sia disponibile il dato della quantità di prodotto da distribuire. 

Nell’immagine qui a fianco vediamo uno strumento in grado di realizzare una scansione magnetica del suolo, utile per individuare aree omogenee per caratteristiche fisiche del terreno. Questa informazione unità a analisi sulla tessitura del terreno è spesso indispensabile per costruire mappe di prescrizione.

Questo sistema permette di fissare a priori l’intensità di una lavorazione o la quantità da distribuire e, poiché intercorre un certo intervallo tra l’analisi delle mappe e l’applicazione, in alcuni casi questo potrebbe migliorare l’accuratezza del trattamento, in altri ne costituisce un vincolo come nel caso di applicazioni basate su caratteristiche che variano rapidamente (contenuto di nitrati, umidità del terreno, ecc.). Inoltre le mappe di applicazione sono talvolta costruite da un limitato numero di punti, mentre il sensore raccoglie (o potrebbe raccogliere) tutta la variabilità spaziale.

Oggi però sono ancora poche le grandezze esplorabili in modo affidabile da sensori. Inoltre nella distribuzione basata su sensori, non avviene il diretto intervento umano, per cui non si conosce l’effettivo risultato della distribuzione se non a posteriori. D’altra parte, tale modalità di applicazione richiede minori investimenti sia di tempo che di denaro dal momento che non sono strettamente necessari sistemi complessi di elaborazione, come richiesto per la costruzione delle mappe di prescrizione.

Agricoltura di precisione senza georeferenziazione

Esaminiamo alcune delle tecnologie per l’Agricoltura di Precisione che possono operare senza essere georeferenziate, cioè che agiscono secondo i principi sopra esposti, ma senza utilizzare ricevitori satellitari. Talvolta sono impiegate in modo inconsapevole dall’operatore, cioè senza rendersi conto che si sta muovendo nel campo della Precision Farming. Qualche esempio può chiarire come operano queste tecnologie e le operazioni nelle quali sono impiegate.

Nella preparazione delle aiuole per la coltivazione di orticole è importante che il piano di coltivazione non abbia avvallamenti in cui ristagni l’acqua o, come nel caso delle baby leaf e dei prodotti di quarta gamma in generale, renda più facile la raccolta del prodotto. Per ottenere questo risultato non è sufficiente che il campo abbia una corretta sistemazione; è invece necessario che l’operatrice sia regolata nell’assetto e nella profondità di lavoro con continuità. L’applicazione di un sensore capace di leggere la distanza dal terreno e una serie di attuatori capaci di regolare la posizione dell’aiuolatrice rispetto al suolo permette di ottenere aiuole perfettamente orizzontali. In questa immagine vediamo un esempio di dispositivo elettronico utilizzato per la misurazione della distanza dal suolo che consente di modificare l’assetto dell’interratrice realizzando un’aiuola di coltivazione perfettamente piana e orizzontale.

I sensori NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) permettono di valutare in tempo reale la capacità di fotosintesi e quindi la vigoria della coltura. L’impiego di questi nella concimazione azotata di copertura consente di modificare la dose distribuita in funzione del grado di vigoria della coltura. Ovviamente la macchina che esegue il trattamento (in genere liquido, ma non necessariamente) deve essere dotata di dispositivi che consentono di modificare in tempo reale la dose distribuita. Questa è la tipica distribuzione a rateo variabile eseguita non sulla base di istruzioni contenute in mappe di prescrizione, ma sul rilievo eseguito sul campo dal sensore.

Un terzo esempio è l’applicazione di sistemi ottici tarati per riconoscere le infestanti su macchine in grado di intervenire o meccanicamente o con la distribuzione di un diserbante sulla vegetazione da eliminare. L’intensità della lavorazione, la quantità di prodotto distribuita, la distribuzione limitata solo dove serve, sono esempi di un’applicazione variabile dei fattori di produzione condotta sulla base di informazioni rilevate sul campo da specifici sensori e qui elaborate in tempo reale. Se tali informazioni sono memorizzate e georeferenziate potranno anche essere elaborate in mappe, confrontate con altri rilievi e in tal modo fornire indicazioni per impostare strategie agronomiche più efficaci sulle colture successive. La georeferenziazione quindi offre più ampie possibilità di applicazione.

Agricoltura di precisione georeferenziata

L’applicazione sulle macchine da raccolta di sensori in grado di registrare, in modo geolocalizzato, quantità, umidità ed eventuali altri parametri qualitativi del prodotto consente di misurare le variazioni di produzione e determinare gli aspetti qualitativi e sanitari del prodotto.

Un’elaborazione successiva, oggi svolta automaticamente dai dispositivi in commercio, consente di visualizzare su mappa i risultati ottenuti, proprio perché l’informazione è stata raccolta in modo georeferenziato. La potenzialità dei sistemi di questo tipo, infatti, è proprio quella di gestire i dati abbinando alle osservazioni le coordinate di riferimento, in modo da poterle sempre attribuire alla posizione occupata sull’appezzamento. 

La mappa di produzione è uno strumento fondamentale dell’Agricoltura di Precisione perché consente di capire in che misura si manifesta la variabilità. La mappa di produzione, però, non spiega il perché di questa variabilità, che invece è l’informazione indispensabile per potervi porre rimedio.

È quindi necessario raccogliere altre informazioni, sempre strutturate in mappe, che ci permettano di comprendere quali possano essere i motivi che hanno aumentato la produzione in certi settori del campo e ridotta in altri. Esistono, infatti, programmi che consentono di sovrapporre informazioni differenti riferite alla stessa area, facilitando la comprensione delle relazioni esistenti a loro carico nella parte di appezzamento in esame.

Disponendo di questa serie di informazioni rappresentate in mappe possiamo, sulla base delle nostre conoscenze agronomiche, ipotizzare una strategia in base alla quale modulare intensità e quantità applicate con le diverse operazioni. Definito questo passaggio si realizza una mappa di prescrizione (che può essere anche solo virtuale) che gestirà la macchina durante l’operazione.

Le mappe possono essere rappresentate in diverse forme e sulla base di differenti informazioni. Una loro analisi integrata permette di disporre degli elementi necessari per costruire una mappa di prescrizione. 

La realizzazione di mappe di produzione integrate da altre informazioni (ad esempio quelle legate alle caratteristiche del terreno, alle operazioni eseguite, alla vigoria, ecc.), apre la strada verso una completa e piena applicazione dell’Agricoltura di precisione. Infatti, dopo pochi anni si potrà avere una rappresentazione, georeferenziata, della variabilità delle produzioni nel tempo e degli effetti delle strategie adottate. 

Conclusione

L’Agricoltura di Precisione, come abbiamo visto, ha l’obiettivo di aumentare la produttività delle colture andando a ridurre le differenze di performance che si possono riscontrare all’interno di uno stesso appezzamento e può essere attuata secondo diverse modalità. Si tratta di una tematica molto importante, a cui le aziende dell’intera filiera agricola dedicano particolare attenzione al fine di individuare sistemi sempre più precisi ed affidabili per rilevamento della variabilità. Ne è un esempio perfetto l’utilizzo sempre crescente di droni in agricoltura, progettati per arrivare là dove le macchine non possono.

Speriamo di esserti stati d’aiuto con questo articolo e di averti fornito le informazioni necessarie su questo argomento. Se avessi dei dubbi o volessi sapere più nello specifico come il team Forigo si sta impegnando in questa direzione, non esitare a contattarci! Saremo felici di rispondere alle tue domande.