A1.L1. Introduction to SPA

Ad oggi c’è molto spazio per quella che viene definita un ‘agricoltura di precisione non è soltanto una questione di innovazione e di produttività ma anche di efficienza ecologica

Infatti la produzione di cibo richiede immense quantità di acqua che è un bene sempre più prezioso e utilizza anche grosse quantità di pesticidi e di prodotti chimici mentre sarebbe possibile fare meglio per esempio esaminando in dettaglio la fertilità dei suoli anche grazie a satelliti e droni risparmiando poi su aratura, semina e utilizzando un sistema regolato da un computer. Questo nuovo tipo di agricoltura già esiste in una vasta coltivazione sperimentale in un centro agricolo del veneto.

È possibile mettere d'accordo l'ambiente naturale e le centinaia o migliaia di specie animali o vegetali che ci vivono con un agricoltura moderna e altamente produttiva? verrebbe da rispondere di no, se non altro perché l'agricoltura moderna usa prodotti chimici come diserbanti, concimi, che non sono esattamente un toccasana per l'ambiente e invece la risposta come dimostra uno straordinario esperimento su grande scala al centro di Veneto agricoltura a Vallevecchia, è sì. La parola chiave di questo successo è agricoltura di precisione. e cioè un'agricoltura che riesce grazie alle più moderne tecnologie informatiche, ai satelliti, ai droni e a molti altri sistemi per  il monitoraggio dei suoli e delle coltivazioni, a macchine agricole intelligenti ad impiegare le risorse strettamente indispensabili ed applicare pesticidi o diserbanti quando è proprio necessario. E solo nelle zone a rischio e non a tappeto su tutta la superficie coltivata. Super quark è andato a indagare. Primo passo conoscere e misurare con precisione la fertilità dei suoli la loro capacità produttiva, non in generale ma in particolare, cioè con una risoluzione di pochi metri. Combinando i sistemi gps con i rilievi ad esempio delle caratteristiche elettriche del suolo si riescono a costruire mappe molto dettagliate dei campi da coltivare. Lo scopo principale di queste analisi consiste nel misurare in maniera continua e su tutto l'appezzamento la variabilità. Si possono integrare queste misure con osservazioni delle coltivazioni effettuate dal satellite a precisi intervalli. oppure al momento del raccolto con le moderne mietitrebbia si riesce a misurare le quantità di grano, mais o soia raccolte circa ogni 10 metri quadrati insomma combinando tutti questi dati sia arriva alla fine ad una conoscenza dettagliata di quanto può produrre al massimo ogni piccola superficie di terreno all'interno delle grandi estensioni coltivate. E quindi si riesce a non sprecare ad esempio semi o concime. la situazione dei suoli, in questo caso degli 800 ettari coltivati dal centro Veneto agricoltura viene sintetizzato in queste mappe dove i diversi colori indicano la capacità produttiva del terreno. Quantità di semi e di concime verranno tarati su queste mappe.

In questa chiavetta sono contenute le mappe di prescrizione che consentono alla macchina di sapere cosa fare punti per punto dell'appezzamento. La mappa contenuta nella pennetta viene inserita nel computer di bordo e potrebbe addirittura guidare da sola il trattore. Ma il guidatore per la normativa sulla sicurezza deve comunque rimanere a bordo. E quando come vediamo sullo schermo il trattore passa da una zona di colore chiaro ad una di colore più rosa la macchina riduce i semi fatti cadere al suolo, siamo su una superficie a minor resa sulla quale è inutile sprecare i semi. Naturalmente avrete notato che il terreno su questa macchina sta seminando, non è stato arato.

La tecnica ci ha messo a disposizione delle macchine che riescono a seminare direttamente su terreno non lavorato, ottenendo in base ai tipi di terreno comunque dei buoni risultati produttivi. Senza scavare i classici solchi profondi 35 0 40 cm, si risparmia il carburante del trattore, i gas di scarico nell'atmosfera, molte ore di lavoro e si proteggono i terreni dall'erosione.

Quest’altra macchina semina e aggiunge anche il concime. Come al solito le mappe inserite nel computer di bordo. Dirigono dove e quanto seme e concime lasciar cadere. Con un'analoga strategia vengono somministrati quando davvero ce n'è bisogno e altri metodi non hanno funzionato i diserbanti. Anche qui le zone che richiedono questi prodotti chimici vengono attentamente individuate con le mappe e i diserbanti dati in quantità variabili nelle varie zone delle superfici coltivate. Lo stesso copione lo ritroviamo anche per i pesticidi. Nessuna irrorazione preventiva indiscriminata e a tappeto. Con particolari trappole piazzate in posizioni strategiche si tiene sotto controllo la popolazione dei parassiti. Anche il sorvolo delle coltivazioni con droni dotati di particolari sensori aiuta a individuare l'inizio di un attacco parassitario quando la soglia di pericolo viene superata si possono tentare varie difese prima di ricorrere al pesticida chimico, ad esempio liberare i predatori naturali del parassita. La combinazione di difesa integrata e agricoltura di precisone ha consentito di ridurre di oltre il 90% l’utilizzo di insetticidi nella coltura del mais a Vallevecchia. Lo stesso discorso, ormai è chiaro lo ritroviamo per l'irrigazione. Delle sonde misurano la quantità d'acqua presente nel terreno in un certo momento e danno un input al computer qual è la zona da irrigare per prima, la zona da irrigare per seconda anche con giorni di differenza in tal modo viene data alla coltura la quantità d'acqua strettamente necessaria senza perdite

Queste zone umide con laghetti popolati da centinaia di uccelli e mammiferi acquatici sono in realtà bacini artificiali controllati da un complesso sistema di canali, chiuse pompe e da chilometri di tubature gestite automaticamente da una piccola sala controllo. Nei due anni del progetto abbiamo ridotto le concimazioni di azoto e la quantità di semina mantenendo più o meno invariate le produzioni questo ha consentito anche di verificare che tra l'uso di una agricoltura di precisione e l'agricoltura tradizionale, c'è un aumento, sia di produzione che di reddito consentito proprio da questa maggiore efficienza in breve ormai la agricoltura di precisone è più simile ad un'impresa ad altissima tecnologia che all'immagine che ancora abbia del lavoro nei campi ed è in grado di utilizzare le risorse strettamente in indispensabili, di essere economicamente in attivo e di convivere benissimo con l'ambiente naturale tra l'altro il centro veneto agricoltura è aperto al pubblico quindi chi è interessato può andare a  constatarlo di persona.

Today there is much space for what is defined as precision agriculture, which is not merely a matter of innovation and productivity, but of ecological efficiency too.

Sure enough food production requires huge quantity of water, which is a precious resource, and employs large quantities of pesticides and chemical products. Better practices do exist, such as detailed exam of soil fertility thanks to satellite drones, saving in ploughing, seeding, and using a computer based system. Such a new kind of agriculture has already been implemented in a big experimental farm in Veneto.

Can a natural  environment, in the form of the hundreds and thousands of animal and vegetal species, live together  with a modern highly productive agriculture? The easy answer is no, when considering the use of  chemicals as herbicides and fertilizers by modern agriculture. But a large-scale experiment at Vallevecchia, in Veneto, shows the opposite to be true.

The key for this success is precision agriculture. That is to say, an agriculture which succeeds thanks to the most modern information technologies, satellites, drones and many other systems for monitoring soils and crops, intelligent agricultural machines which use the strictly necessary resources, and apply pesticides or herbicides only when really necessary, and only in areas at risk and not all over the cultivated surface. Superquark went to investigate.

First, it is important to know and measure the fertility of soils, not generally but in detail, which is with just  a few meters’ resolution.

Combining gps systems with surveys, for example of the electrical characteristics of soil, it is possible to build very detailed maps of the cultivated fields.

The main purpose of these analyses is to continuously measure variability throughout the plot. These measures can be supplemented by precise intervals crop satellite observations or, while harvesting,  it is also possible to measure the quantity of grain, corn or soy collected about every 10 square meters with modern combine harvesters. Combining all data we get to the detailed knowledge of how much any small area of land can produce, within the whole extension of the field.

 This is a way to save seeds and fertilizer.The situation of the soils - in this case of the 800 hectares cultivated by Centro Veneto Agricoltura, is summarized in these maps, where the different colours indicate the productive capacity of the land. Quantities of seeds and manure will be calibrated on these maps. 

This USB flash drive contains the prescription maps that allow the machine to know what to do point-by-point. 

 The map contained in the drive is inserted into the on-board computer and could even drive the tractor alone. But for safety regulations the driver still has to stay on board.

When, as we see on the screen, the tractor moves from a light-coloured to a more pink-coloured zone, the machine reduces the number of seeds dropped to the ground; it means that we are on a lower-yield surface for which it is useless to waste seeds. 

Of course you will have noticed that the ground on which this machine is sowing has not been ploughed.

Technological innovation has made the use of  machines that succeed in sowing directly on unprocessed soil available.  Good production results can be obtained depending on the type of soil. Without digging the classic deep grooves of 35 or 40 cm, you can save tractor fuel, exhaust gas emissions in the atmosphere, many hours of work, and protect soil from erosion too.

This other machine sows and also adds fertilizer. As usual, the maps inserted in the on-board computer direct where and how much seeds and manure to drop. With a similar strategy, herbicides are administered, when there is real need and other methods have not worked out. Here too, the areas requiring chemicals are carefully identified through maps and herbicides are given in different quantities in various areas of the cultivated surface. The same script applies to pesticides. No indiscriminate spraying.

With specific traps placed in strategic positions, it is possible to keep under control the parasite population. Overflying crops with drones equipped with special sensors also helps to detect the beginning of a parasitic attack, when the danger threshold is exceeded. Several defences can be attempted before using the chemical pesticide, for example, the release of natural predators of the parasite. The combination of integrated pest management and precision farming has reduced the use of insecticides in Vallevecchia maize cultivation by more than 90%.

The same happens for irrigation. Probes measure the amount of water in the ground at a certain time, and give an input to a computer indicating the area to irrigate first, the area to be irrigated for second... That can happen in different days too, so that the crop has just the necessary amount of water without any loss.

These wetlands with lakes populated by hundreds of birds and aquatic mammals are actually artificial basins controlled by a complex system of canals, closed pumps and kilometres of pipes automatically managed by a small control room. In the two years of the project, we have reduced the nitrogen fertilizers and the quantity of seed, maintaining more or less unchanged the productions. This has also led us to prove that by using precision agriculture instead of traditional agriculture, there is an increase, both in production and in income, allowed precisely by this increased efficiency. Shortly, precision agriculture is more similar to a high technology enterprise than to the traditional image of a rural job. It makes use of indispensable resources only, is economically profitable, and coexists very well with the natural environment too. The Centro Veneto Agricoltura is open to the public, so whoever is interested can go and check it out in person.