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Agricoltura di precisione: dalla normativa alle tecnologie applicate

29/10/2020 da HYDAC, pubblicato in Advanced Vehicles

Agricoltura di precisione: dalla normativa alle tecnologie applicate

Posted by HYDAC on 29/10/2020

L’Agricoltura di Precisione è il frutto della quarta rivoluzione industriale che sta modificando il modo di fare agricoltura ma non solo, poiché tocca tutti gli aspetti della nostra società. Secondo l'Osservatorio Smart Agrifood PoliMi, il mercato italiano dell'Agricoltura 4.0 è in crescita: nel 2019 ha raggiunto un valore di 450 milioni di euro (+22% rispetto al 2018, il 5% del mercato globale) con la maggiore spesa concentrata in sistemi di monitoraggio e controllo (39%), software gestionali (20%), macchinari connessi (14%), seguiti da sistemi di monitoraggio da remoto dei terreni (10%), di mappatura (9%) e di supporto alla decisioni (5%). Dal report emerge che tra le tecnologie che migliorano la qualità e la sostenibilità delle coltivazioni, vi sono soluzioni sia per la competitività delle aziende e sia innovazioni per la tracciabilità dei prodotti.

Una delle sfide costanti del settore è quella di aumentare la sostenibilità del modello agricolo attraverso l'innovazione: le soluzioni 4.0 disponibili per il settore agricolo in Italia sono principalmente dedicate all'Agricoltura di Precisione, o Precision Farming. Questo termine fa riferimento a quell'insieme di tecnologie e strategie che aiutano ad eseguire interventi mirati, tenendo conto delle reali esigenze sia delle colture e sia delle caratteristiche fisiche e biochimiche del suolo.

All’interno di questo articolo vedremo le linee guida normative in materia dettate dal Mipaaf (Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali), approfondiremo quali i benefici attesi da questa pratica e quali sono le aree tecnologiche interessate da questo cambiamento. Approfondisci il contributo di Modofluido per la meccanica agricola qui!



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Agricoltura di precisione: cos’è?

Il Mipaaf con il decreto ministeriale del 22 dicembre 2017 definisce l'Agricoltura di Precisione o Precision Farming “il risultato di un processo di sistema integrato, che ha l'obiettivo di ricondurre certi parametri di ingresso, relativi ad una certa coltivazione, verso determinati valori in uscita (tipicamente valori di resa produttiva e di qualità), secondo uno schema di attuazione interno che tende a fornire i parametri ottimali per quella coltivazione, la quale di fatto "comunica" determinate esigenze di acqua, luce e così via al sistema stesso". 

In poche parole, l’Agricoltura di Precisione è una strategia che usa le tecnologie d’informazione per integrare dati provenienti da più strati informativi per la gestione dei sistemi agricoli. 

La tecnologia fornisce, quindi, la completa soluzione alle necessità di innovazione di un intero settore primario quale quello dell'agricoltura. Il Mipaaf indica tre fasi nell’applicazione dell’Agricoltura di Precisione: 

  1. misura ed interpretazione della variabilità spazio-temporale associata a tutti gli aspetti della produzione agraria, tramite l’acquisizione di dati ambientali negli agro-ecosistemi e l’elaborazione degli stessi utilizzando metodologie innovative. Il prodotto finale è la delineazione del campo in aree con caratteristiche sufficientemente omogenee; 
  2. utilizzo delle informazioni raccolte nella fase precedente per adattare gli input agronomici (ad esempio: acqua, fertilizzanti, prodotti fito-sanitari) alle specifiche condizioni locali, differenziando così gli interventi agronomici all’interno di uno stesso appezzamento; 
  3. validazione della metodologia, in modo da calibrare le direttive gestionali prima del suo trasferimento agli agricoltori. 

 

I benefici dell’Agricoltura di Precisione 

I principali benefici generali attesi dal Ministero, per il settore agricolo, sono:

  • ottimizzazione dell’efficienza produttiva e qualitativa; 
  • riduzione dei costi aziendali; 
  • ottimizzazione degli input minimizzando gli impatti ambientali; 
  • creazione di opportunità imprenditoriali (aziende di consulenza, contoterzismo e innovation broker). 

Il Ministero pone l’accento anche su un altro aspetto a cui può portare l’Agricoltura di Precisione: la tracciabilità delle pratiche agronomiche messe in atto. La connessione di strumenti in grado di acquisire la posizione dei mezzi e di monitorare quanto viene effettuato in campo è un’azione che necessita ancora di un ampio sviluppo per essere attuata su tutto il suolo nazionale, ma sottende ad una grande potenzialità in termini di pianificazione territoriale. 

 

Quali sono le macro aree tecnologiche interessate dal Precision Farming?

La diffusione dell'Agricoltura di Precisione è stata agevolata dal crescente coinvolgimento dei costruttori nella predisposizione di soluzioni innovative e da una riduzione dei costi delle tecnologie. Le principali tecnologie esaminate dal Mipaaf sono essenzialmente riconducibili a 4 macro aree: 

 

#1 Sistemi di geolocalizzazione 

La ricerca sta procedendo spedita verso la messa a punto di sistemi remoti di acquisizione e gestione dei dati climatici e colturali, ma la loro applicabilità è ancora differenziata, sia relativamente alle macchine sia alle colture. Per quanto riguarda le macchine agricole in genere, oltre alle diverse predisposizioni di serie, le soluzioni disponibili per la geolocalizzazione permettono diversi gradi di precisione a seconda della rete satellitare utilizzata e del sistema di correzione adottato e diverse modalità di intervento sulla guida, da quello manuale (con indicazioni spesso solo visive) a quello assistito, fino a quello automatico. 

 

#2 Interazione trattrice/operatrice 

La comunicazione e la trasmissione di dati e comandi tra tutte le parti coinvolte nell’attività agricola (macchine agricole, attrezzature accessorie e così via) con l’operatore e l’azienda, è resa possibile dall’infrastruttura tecnologica ISOBUS, che consente di migliorare il rapporto risorse-lavoro-resa produttiva. La tecnologia ISOBUS permette il riconoscimento automatico degli attrezzi sul mezzo agricolo e la conseguente trasmissione di dati e comandi tra la rete di controllo del trattore, l’operatore a bordo trattrice o in remoto e la banca dati presente in azienda. Per permettere questa comunicazione serve dotare le macchine agricole di ‘Centraline elettroniche‘ (Electronic Control Units - ECUs) ed installare gli appositi display. 

 

#3 Sensoristica di precisione

L’Agricoltura di Precisione si basa su una dettagliata conoscenza della variabilità spaziale delle principali proprietà dei suoli e delle caratteristiche vegetative delle piante nei sistemi colturali. Per l’acquisizione dei dati, entrano in gioco i sensori, distinguibili in “remote” e “proximal sensing”, o anche semplicemente “aero-spaziali” e “terrestri”. Negli ultimi anni, la sensoristica da remoto ha subìto una notevole evoluzione, passando da sensori che analizzavano solo porzioni limitate dello spettro elettromagnetico (essenzialmente il visibile e l’infrarosso vicino), a sensori in grado di utilizzare un ampio intervallo di lunghezze d’onda (dalle microonde agli ultravioletti), consentendo di determinare la distanza di un oggetto o di una superficie utilizzando un impulso laser, così come di utilizzare la spettrofotometria a fluorescenza e la spettrometria termica. La larghezza di banda spettrale si è poi ridotta drasticamente con l'avvento del rilevamento iperspettrale, che permette una migliore analisi di composti specifici, delle interazioni molecolari, dello stress delle colture e consente, inoltre, di individuare specifiche caratteristiche biofisiche e biochimiche. Di sensori abbiamo parlato anche all’articolo “Connected Vehicles: dal controllo al cloud”. 

 

#4 Big and smart data management 

Il data management è uno degli aspetti propri dell’AdP. Offre grandi possibilità di sviluppo e al contempo si evidenzia una problematicità nella gestione. L’AdP produce una grande mole di dati multi-sensore e multi-sorgente, derivante dai differenti sensori. Tali dati, inoltre, sono geolocalizzati e spesso sono temporalmente spazializzati, con frequenze di acquisizione elevate. Si generano, quindi, data-set di dimensioni enormi con grandi potenzialità di sviluppo in termini di ottimizzazione dei macchinari e delle attività di coltivazione ad essi legate. Purtroppo, molti di questi dati vengono dispersi a causa della attuale limitata capacità organizzativa, di sintesi e di interrogazione: tutti aspetti su cui c’è ancora molto da lavorare. 

 

 

In conclusione, il contesto evidenziato dal Mipaaf in merito all'Agricoltura di Precisione fa emergere due potenziali domande a cui il settore agricolo potrebbe essere chiamato a rispondere nel prossimo futuro: un aumento in termini assoluti delle produzioni e il mantenimento nel tempo di alti livelli produttivi, con una maggior efficienza dell’uso dei fattori di produzione e un minor impatto ambientale.

I benefici derivanti dall'impiego delle nuove tecnologie si traducono in benefici economici grazie all'ottimizzazione degli input ed una corretta gestione degli asset aziendali: ad esempio, l'impiego di sensori smart consente un monitoraggio in real time dello stato di salute quanto delle colture quanto dei macchinari.

In ogni caso, le richieste si traducono in un aumento dell’efficienza, per cui certamente l’Agricoltura di Precisione è oggi lo strumento più importante a disposizione.

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