Un sistema avanzato web-based autonomo & interattivo

Obiettivo

L’obiettivo è quello di realizzare uno strumento avanzato web-based autonomo ed interattivo, oltre che facile da utilizzare, che attraverso la combinazione di modelli matematici e dati rilevati dal campo attraverso delle sonde, possa gestire in autonomia le fasi di irrigazione e possa fornire in tempi rapidi raccomandazioni nutrizionali sulle coltivazioni arboree in campo aperto.

Fase di sviluppo

Il team di ricerca coinvolto in partenariato nella presentazione del progetto E.A.Sy. parte dalla consapevolezza che la gestione dell’irrigazione e della nutrizione in ambito agricolo non prevede facili approcci, proprio perché non può prescindere, di volta in volta, dalle analisi delle variazioni delle dinamiche fisiologiche della pianta unite alle dinamiche del suolo e delle condizioni climatiche. La fase di sviluppo del software, proprio per permettere al processo di avere avvio, necessita di una fase di raccolta e digitalizzazione di tutte le esperienze maturate in numerosi anni di ricerca scientifica effettuate su diverse aree del mediterraneo e sulle principali colture. I fattori che verranno immediatamente presi in considerazione sono legati alle condizioni pedoclimatiche di riferimento e alla gestione agronomica più efficiente delle piante di ulivo e vite.

Irrigazione

l’obiettivo è quello di realizzare uno strumento smart che riesca ad automatizzare i sistemi d’irrigazione. Dati meteorologici, pedoclimatici, colturali e l’umidità del suolo verranno elaborati e utilizzati in bilanci per quantificare i volumi idrici da erogare con il fine di soddisfare le esigenze della pianta.

L’integrazione dei dati con la tecnologia ICT permetterà di elaborare il bilancio idrico di colture definite, adattato ai contesti pedoclimatici di riferimento per quantificare i volumi da irrigare. Tale valore verrà calibrato e verificato mettendolo in relazione con i dati rilevati da sonde di umidità del suolo.

I volumi da erogare verranno inoltre differenziati, nell’arco della stagione, in relazione alle fasi fenologiche della pianta. Il sistema, dotato di questo doppio sistema di controllo (Bilancio idrico e risposta delle sonde), potrà automatizzare il sistema d’irrigazione comunicando con le elettrovalvole degli impianti.

Nutrizione

Le esigenze nutrizionali delle diverse specie esistenti in agricoltura e coltivate per soddisfare bisogni nutrizionali primari e secondari della specie umana e animale, si sviluppano in funzione del flusso di crescita dei vari organi. All’interno dei contesti scientifici di studio , è nota e condivisa l’idea che i fattori che determinano le caratteristiche nutrizionali ed idriche di una coltura, differiscono da territorio, cultivar, variazioni climatiche ecc.

Su queste basi, il progetto E.A.Sy intende approfondire soluzioni tecniche per la risoluzione dei punti critici della nutrizione delle colture autoctone. In particolare si definiranno protocolli di fertilizzazione ottimizzati e innovativi che tengano conto della concentrazione degli elementi disponibili nella soluzione circolante e delle necessità reali della coltura in relazione al flusso di crescita. A valle dell’intervento di ricerca e sviluppo sarà possibile sviluppare e prevedere l’applicazione dei protocolli di fertilizzazione messi a punto per un miglioramento della qualità e delle rese in modo da avere risvolti positivi sull’ambiente di coltivazione intensive come quelle oggetto di studio.

Water Footprint

Il sistema sarà dotato di un modulo per la valutazione della Water Footprint considerando tutti gli input misurati in campo (consumo idrico, precipitazioni, concimazioni, ecc.). Gli utenti finali potranno verificare costantemente come determinate scelte gestionali di campo possono influire in termini di impronta idrica. La definizione della Water Footprint, in quanto indice di un approccio alla gestione sostenibile delle risorse, potrà essere utilizzata per la valorizzazione finale dei prodotti e inserita dunque in processi/percorsi di certificazione ambientale di prodotto/servizio.

Innovazione

L’innovazione introdotta dal progetto E.A.Sy andrà a superare le sensibilità dei sistemi attualmente in uso integrando le informazioni dei modelli matematici con le informazioni reperite dalle sonde sul campo, mediante la progettazione e lo sviluppo di uno strumento informatico integrato a componenti hardware (sonde) in grado di campionare i dati provenienti dal suolo per l’aspetto idrico e nutrizionale.

Andando nel dettaglio, per quel che riguarda l’irrigazione, ci si occuperà di sviluppare metodi automatici di guida all’irrigazione, attraverso l’uso di algoritmi adattivi, utili a limitare il deficit tra domanda di irrigazione e la disponibilità della risorsa idrica garantendo, in ogni caso, pari livelli di produzione remunerativi per l’azienda agricola. Le sonde capteranno i dati quali contenuto volumetrico di acqua nel terreno, la temperatura e la conducibilità per permette al sistema EASy di distribuire automaticamente i volumi da irrigare azionando le elettrovalvole degli impianti d’irrigazione.

Per la gestione della nutrizione si formalizzerà un modello previsionale di gestione di apporti nutritivi al suolo, declinato per le colture oggetto di sperimentazione (viticoltura e olivicoltura). In questo caso il sistema EASy riceverà continuamente in input dalle sonde i dati sulla presenza di azoto, fosforo, potassio, calcio, magnesio e solfati, e fornirà in output una calendarizzazione dinamica delle attività colturali nell’ambito della nutrizione, frazionato sui lotti dell’area agricola su cui viene applicato.