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Dall’ultimo rapporto FAO (SOFA, 2020) si stima che oltre il 70% dell’utilizzo dell’acqua sia rappresentato dall’agricoltura. Queste stime tenderanno a crescere, considerando l’aumento della popolazione mondiale e della domanda di cibo.
Negli ultimi vent’anni, in tutto il mondo le riserve di acqua dolce sono diminuite di oltre il 20%; un trend che difficilmente cambierà, visti i cambiamenti climatici e i loro effetti. Precipitazioni mal distribuite, siccità, ed elevate temperature mettono infatti a dura prova la coltivazione.
Le aree maggiormente sottoposte agli effetti dei cambiamenti climatici sono quelle dell’Europa meridionale (Italia, Spagna, Portogallo, Francia meridionale, Grecia) in cui le condizioni di semi-aridità o aridità impongono il ricorso all’irrigazione per ottenere produzioni agricole qualitativamente e quantitativamente accettabili.
Negli ultimi anni, a causa delle normative relative all’aumento dell’efficienza dell’utilizzo degli input, è aumentato l’interesse nei confronti dei Sistemi di Supporto alle Decisioni (DSS – Decision Support Systems). I modelli previsionali di xFarm Technologies sono concepiti, progettati, calibrati e validati per fornire agli agricoltori e alle filiere uno strumento tecnico aggiuntivo che li supporti nelle loro attività.
Tra le attività di xFarm Technologies, vi è l’affiancamento dei clienti in percorsi pluriennali per la creazione-customizzazione di:
La sperimentazione è avvenuta in collaborazione con Agriveneto Spa, azienda leader nella produzione e nella commercializzazione della patata situata nel Padovano. Sono state applicate tre strategie irrigue che sono state comparate e valutate in termini di quantità e qualità della produzione finale. Il tutto con il fine di personalizzazione e calibrare i DSS irrigazione sulla base delle esigenze colturali, ambientali, pedologiche ed aziendali. La coltura di interesse è la patata da tavola (Solanum tuberosum L.), varietà Melrose. I tuberi sono stati seminati nel febbraio 2022 su un terreno limoso-argilloso con un sesto di impianto di 0,22 m x 0.9 m, e la raccolta è iniziata a luglio. L’ irrigazione è stata realizzata tramite mini-sprinkler.
Su tre parcelle sperimentali sono state applicate tre strategie irrigue differenti:
La percentuale di restituzione di ETc (evapotraspirazione colturale) è stata scelta in modo tale da imporre due diversi livelli di stress lungo la stagione; inoltre, nelle tesi 1 e 2 il DSS Irrigazione di xFarm Technologies restituiva il “Consiglio Irriguo” e informazioni circa il quando e il quanto irrigare. Queste indicazioni rappresentano gli output dei modelli che hanno tenuto in considerazione le variabili climatiche dell’azienda, le caratteristiche pedologiche, colturali e varietali.
Tra i sensori installati in campo vi sono la Stazione Meteo xSense Pro (fondamentale per la raccolta di variabili meteo contestualizzati come temperatura, precipitazioni, umidità relativa, radiazione solare, direzione e velocità del vento); un Sensore Teros 10 a doppia profondità (20 cm – 40 cm) per parcella (misurazione puntuale dell’umidità del suolo) e un Sensore Teros 21 a doppia profondità (20 cm – 40 cm) per parcella (misurazione puntuale del potenziale idrico).
Durante la stagione, oltre alla costante rilevazione dei dati (con frequenza di 30 min) misurati dalla sensoristica installata, le parcelle sono state monitorate in maniera cadenzata e sono stati effettuati campionamenti per il mapping fenologico della varietà rispetto ai GDD (Growing Degree Days) e per la valutazione dell’aspetto e del comportamento delle piante (ad es. in termini di vigoria, presenza di sintomi abiotici e/o biotici) con diversi apporti irrigui.
In prossimità della raccolta sono stati effettuati rilievi per valutare la produzione e la percentuale di patate con calibro di scarto/parcella (patate con calibro non commercialmente accettate).
Il Grafico 1 mostra l’andamento climatico del 2022 registrato dalla stazione meteo posizionata in prossimità delle parcelle sperimentali. Vengono inoltre mostrate le precipitazioni verificatesi e l’evapotraspirazione colturale stimata (ETc) accumulata in ogni fase fenologica.
Grafico 1. Andamento climatico 2022 di Cicogna (PD) con suddivisione dell’annata per fase fenologica. Per ogni fase fenologica sono riportate le somme delle precipitazioni totali (mm) e la somma dell’Etc (mm).
Nel 2022 le precipitazioni cumulate durante il periodo utile alla coltivazione (da aprile a luglio) sono state di 97 mm contro i 400 mm della media storica degli ultimi 10 anni nella stessa località e nello stesso periodo di riferimento. Nelle fasi fenologiche più critiche dal punto di vista del fabbisogno idrico, come lo sviluppo vegetativo e l’ingrossamento del tubero, la coltura ha riportato elevate richieste in termini di acqua.
Grafico 2. Dati di umidità del suolo rilevati dal sensore durante la stagione nelle parcelle sperimentali in cui sono state applicate le diverse strategie irrigue. Per ogni tesi e per ogni fase fenologica è riportato in mm l’acqua totale percolata e l’acqua in termini di irrigazioni e consiglio irriguo restituito dal DSS
Apporti naturali molto al di sotto rispetto alla media e temperature medie molto elevate hanno portato alla necessità di aumentare il numero degli interventi irrigui.
Il Grafico 2. mostra l’andamento delle rilevazioni effettuate dai sensori per la misurazione dell’umidità del suolo nelle varie tesi. Sono riportati anche i dati relativi alla percolazione (somma acqua percolata per fase fenologica) e al consiglio irriguo specifico per ciascuna tesi (totale di acqua in mm simulate e poi effettuate).
A fine stagione, in prossimità della raccolta, sono state effettuate una serie di rilievi sulle piante e sulle parcelle, tra cui la produzione totale per ogni tesi. Alcuni dei dati di fine stagione rilevati in campo e risultanti da analisi preliminari sono riportati nella seguente tabella.
Da una prima analisi di fine stagione, si può notare come la Tesi 2 portata avanti con l’ausilio del DSS irrigazione di xFarm Technologies e caratterizzata da una restituzione media dell’81% dell’Etc, abbia portato ad un aumento di produzione di circa 80 Qli/ha quasi a parità di acqua utilizzata per l’irrigazione rispetto alla parcella Tradizionale.
Questa differenza, da valutare e validare nel corso della stagione sperimentale 2023, può essere attribuita all’aumento dell’efficienza dell’irrigazione, possibile grazie all’integrazione tra le informazioni del DSS irrigazione e l’esperienza dei tecnici. Il consiglio irriguo restituito dal DSS ha permesso di individuare e quantificare quando irrigare e quanta acqua dare rispetto alle esigenze reali della pianta nelle diverse fasi fenologiche.
Nella Tesi 1, invece, la produzione è risultata inferiore rispetto alle altre due tesi poiché è stata scelta una restituzione media dell’Etc del 60% contro i rispettivi 81% e 78%. Questo ha portato la coltura ad uno stress idrico che ha avuto ripercussioni sulla produzione.
Come dimostrato dalla sperimentazione, i DSS rappresentano un importante alleato per l’uso efficiente dell’acqua. Nonostante i risultati incoraggianti della prova in campo, è comunque necessario un ulteriore affinamento dei modelli così da aumentarne l’efficacia.
Per questo, nella stagione 2023 sarà nuovamente valutato il comportamento della coltura sottoponendola a “stress idrici controllati” utilizzando sensoristica e modelli matematici. Questo sarà fondamentale per supportare l’attività di calibrazione e validazione del DSS Irrigazione poiché permette di individuare le soglie minime e massime ottimali di umidità del suolo per la specifica varietà, fase fenologica, tessitura del terreno e caratteristiche agro-ambientali.
L’obiettivo è, a parità di produzione, aumentare l’efficienza di utilizzo dell’acqua.
Questo sarà possibile non solo impostando sperimentazioni in campo grazie al quale si raccolgono dati contestualizzati sulla coltura, sull’areale e sulle caratteristiche pedo-climatiche che permetteranno di “customizzare” il prodotto sulle esigenze aziendali e colturali ma soprattutto grazie ai Sistemi di Supporto alle Decisioni come i DSS e all’utilizzo di tecnologie innovative che supporteranno e miglioreranno la presa di decisione da parte del tecnico-agricoltore. Il tutto reso disponibile tramite la piattaforma xFarm con il supporto costante del team di ricerca e sviluppo che affiancherà questo e tanti altri progetti agronomici.
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