Focus Macchine per l’agricoltura
Le fondamenta dei sistemi di fertilizzazione intelligente
La costante crescita dell’utilizzo delle tecnologie digitali da parte delle aziende si sta realizzando in maniera trasversale all’interno dei diversi settori dell’economia.
Il settore agricolo non fa eccezione e gli elementi chiave del paradigma di Industria 4.0 sono ampiamente diffusi all’interno dei sistemi di produzione agricola.
Questo fenomeno si concretizza nell’ambito di quella che viene definita Agricoltura di Precisione, o Agricoltura 4.0.
L’agricoltura di precisione (AP)
Nel 2010, gli studiosi Robin Gebbers e Viacheslav Adamchuk definirono l’agricoltura di precisione come un insieme di tecnologie che combinano sensori, sistemi informativi, macchinari avanzati e un management informato per ottimizzare la produzione considerando la variabilità e le incertezze esistenti all’interno dei sistemi agricoli, per monitorare la catena di produzione alimentare e per gestire sia la quantità che la qualità dei prodotti agricoli.
L’implementazione di queste tecnologie è anche funzionale al perseguimento delle strategie politiche globali volte allo sviluppo di una tipologia di agricoltura compatibile con le esigenze di food safety e sostenibilità ambientale, specialmente in contesti dove i cambiamenti climatici sono sempre più avversi e determinano, così, instabilità sulla produzione agroalimentare.
Smart è sostenibile
A livello globale, la FAO espresse nel 2014 la necessità di convergere intorno al concetto di Climate Smart Agriculture (CSA), ovvero un nuovo approccio in cui si evidenziano come obiettivi principali l’incremento sostenibile della produttività agricola e la determinazione di un equo reddito per coloro che vi lavorano, l’utilizzo di tecniche compatibili con il cambiamento climatico e la riduzione dell’emissione di gas serra.
Questi concetti sono ripresi anche all’interno del Green Deal varato dal Parlamento Europeo nel 2020 con lo scopo di ridurre le emissioni al punto da rendere l’Europa il primo continente a impatto climatico zero entro il 2050. In questo contesto, l’agricoltura è uno dei settori strategici su cui intervenire, perché oltre a contribuire alla produzione di gas serra, essa incide in maniera determinante per quanto concerne la tutela delle risorse ambientali e dei territori.
All’interno del Green Deal, pertanto, sono previsti una serie di obiettivi molto sfidanti per garantire uno sviluppo sostenibile del settore primario come ad esempio: ridurre del 50% l’utilizzo di pesticidi chimici, incrementare l’agricoltura biologica fino al 25% del totale, ridurre del 50% la perdita di nutrienti del terreno ed il quantitativo di fertilizzanti utilizzati.
Una fertilizzazione intelligente
Con il concetto di fertilizzazione si intende una serie di interventi atti a migliorare la fertilità chimica, fisica e biologica del terreno e include sia la concimazione e la correzione del pH, sia l’apporto di ammendanti organici, cioè fertilizzanti dall’azione biostimolante. La concimazione minerale, nello specifico quella azotata, si avvale più delle altre dell’agricoltura di precisione. L’azoto distribuito come fertilizzante va monitorato anche per rispettare la regolamentazione europea sui quantitativi massimi di azoto da poter apportare alle colture, con l’obiettivo di prevenire l’inquinamento delle acque.
La gestione dei processi di fertilizzazione in agricoltura di precisione si basa sull’utilizzo di dati e metodologie diverse che vengono combinati tra loro. Vengono impiegate, ad esempio, mappe delle rese degli anni precedenti, mappe delle proprietà del suolo, simulazioni con modelli di accrescimento, immagini satellitari e sensori prossimali o remoti. Grazie a questi strumenti è possibile quantificare le asportazioni degli elementi nutritivi dal suolo e monitorare lo stato nutrizionale della coltura in campo.
L’integrazione di mappe di natura diversa e sensori ottici consente di ottimizzare i processi di concimazione attraverso una distribuzione differenziata all’interno degli appezzamenti, definita come Applicazione a Tasso Variabile (VRA), in funzione delle esigenze specifiche delle colture in campo. Tali processi si basano sulla creazione di mappe con zone caratterizzate da diversi parametri biochimici e biofisici che consentono di comprendere le caratteristiche del terreno e della coltura, come ad esempio l’indice di sviluppo fogliare, la biomassa, il pH e il contenuto di clorofilla.
Il processo può realizzarsi in due diverse modalità a seconda dell’infrastruttura tecnologica utilizzata. Nel primo caso, la fertilizzazione avviene attraverso macchine che integrano i sensori ottici con lo spandiconcime. In questi casi i dati raccolti dai sensori vengono analizzati da algoritmi installati su una centralina presente a bordo della macchina e che è in grado di definire “passo-passo” la quantità di concime da distribuire nelle diverse zone del terreno. Nel secondo caso, invece, è necessario collegare la trattrice ad un sistema Global Navigation Satellite System (GNSS). Questo sistema consente di predisporre delle mappe di indici di vegetazione che possono essere elaborate in un secondo momento utilizzando appositi algoritmi.
Scopo dell’elaborazione è la creazione di mappe di prescrizione, che indicano la quantità di fertilizzanti di cui le piante hanno bisogno, e che saranno successivamente caricate sulla centralina della macchina spandiconcime. Per creare queste mappe è possibile utilizzare una vasta gamma di software che consentono di identificare il proprio terreno e di produrre mappe su cui basare il processo di fertilizzazione. Un esempio interessante di questo tipo di soluzioni è AGROSAT sviluppato dall’Istituto di Biometeorologia del CNR di Firenze e Foggia in collaborazione con Barilla G. e R. Fratelli S.p.A. Questo servizio è gratuito e supporta l’agricoltore nella gestione della concimazione attraverso tecniche di agricoltura di precisione.
Da un lato, l’adozione di tali sistemi rientra nell’ambito delle linee di finanziamento a supporto delle aziende agricole sia nell’ambito dei fondi europei che con riferimento a quelli nazionali. Ad esempio, il “Regolamento transitorio” che estende il Piano di Sviluppo Rurale (PSR) 2014-2020 al periodo 2021-2022 approvato nel dicembre 2020 prevede l’inserimento all’interno del PSR di misure che sostengono l’agricoltura di precisione. Con riferimento ai fondi nazionali invece queste tecnologie rientrano tra quelle ammesse al credito d’imposta 2021 per l’acquisto di nuovi beni strumentali.
Dall’altro lato, l’utilizzo di queste tecnologie consente di rendere più efficiente l’utilizzo dei fertilizzanti e di ottimizzare la resa dei terreni in funzione delle loro caratteristiche specifiche, consentendo inoltre agli agricoltori di perseguire gli obiettivi previsti dal Green Deal europeo.
