Ricerca e sviluppo
di sistemi tecnici
nella
frutticoltura di precisione
Dr. Luigi Manfrini
Frutticoltura di precisione
Attività DCA/DipSA Unibo
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Progetto RAISA (1989
(1989--1993)
Attività di ricerca alla Cornell University (1992
(1992--95)
Prime verifiche in campo (Melapiù 2003
2003--2008)
Dottorato di ricerca (Melapiù 2006
2006--2009)
Collaborazioni con Cooperative Ortofrutticole della
Regione EmiliaEmilia-Romagna
Progetto Spinner 2013 (Regione ER)
Creazione d’impresa con WeTechOff - ASTER
(Regione ER)
Dottorato di ricerca (XXVI Ciclo Unibo, 2011
2011--2013)
Creazione di HK
HK--Horticultural Knowledge srl (2011)
Agricoltura di precisione:
definizione
“ Applicazione di tecnologie,
metodologie e principi per gestire la
variabilità spaziale e temporale
associata a tutti gli aspetti delle
produzioni agricole con l’obiettivo di
migliorare le performance colturali e la
sostenibilità ambientale ”
Pierce & Nowak, 1995
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Agricoltura di precisione:
definizione
Site Specific Crop Management (SSCM)
“ Far corrispondere applicazioni e
pratiche agronomiche
con caratteristiche
pedo-climatiche ed esigenze colturali
corrispondenti ad ogni zona del campo”
McBratney and Whelan, 2001
Informazioni: prendere decisioni migliori
Variabilità in magnitudine
1 ton/ha
1.2 ton/ha
1 ton/ha
4 ton/ha
Quantità prodotte
Variabilità in distribuzione
1 ton/ha
4 ton/ha
1 ton/ha
4 ton/ha
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Agricoltura di precisione:
Goals
Economico
Ambientale
Ottimizzare gli input
migliorandone la
distribuzione
Ottimizzare gli input
migliorandone la
distribuzione
MASSIMIZZARE LE RESE
MINIMIZZARE L’IMPATTO
AMBIENTALE
AGRICOLTURA SOSTENIBILE
AP, SI o NO?
Economicità
Costi AP
Migliori profitti
+
Benefit
Ambientale
Esigenze della frutticoltura
• Standardizzazione e miglioramento della
qualità dei prodotti
• Tracciabilità/Rintracciabilità dei prodotti
• Conoscenza delle caratteristiche di gestione
dei frutteti
• Diminuzione dei costi di produzione
• Riduzione dell’impatto ambientale
• Ecc.
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Dall’agricoltura di precisione
alla frutticoltura di precisione
• Mappe di produzione/qualità
• Operazioni di gestione delle colture
(irrigazione, trattamenti fitosanitari, concimazioni, etc.)
Applicazioni in frutticoltura:
problematiche
• Forma tridimensionale/portamento
• Ciclo pluriennale
• Schemi d’irrigazione
• Raccolta manuale
• Natura intensiva
• Alti standard qualitativi
Tecnologie del passato
Sistemi automatici di gestione
e monitoraggio dei frutteti
Caratteristiche terreno Trattori Automatici
Analisi qualità
Gestione acqua
Sensori accrescimento Raccolte meccanizzate
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Domande del frutticoltore
Frutticoltore
Ambiente
esterno
Operazioni
colturali/agronomiche
Temperatura
Radiazione
solare
Controllo
Patologie
Equipaggiamento
tecnico
Crescita frutti
Irrigazione
Gestione
economica
Gestione
tempistiche
Diradamento
Fertilizzazione
Tipologie
suolo
Richieste
del mercato
Modified from Krug, 1989
Monitoraggio del frutteto:
tools di informazione
Dati Ambientali
Stato del suolo
Monitoraggio
patologie
E il frutto?
L’obiettivo produttivo
Patologie
Ambiente
Genetica
Tecniche
di gestione
Stato del
Suolo
Caratteristiche
del suolo
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Quanto deve crescere un
frutto?
?
Quanto deve crescere
un frutto?
Georeferenziamento
?
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Modalità di selezione dati
Selezione a maglia
Selezione random
Conteggio dei frutti
80c
m
80c
m
80c
m
80c
m
Valutazione del carico
produttivo prima e dopo il
diradamento manuale
Conteggio dei frutti
Trattore con
telecamera integrata
Riconoscimento diretto
dei frutti di un immagine
digitale
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Conteggio dei frutti
Analisi dei dati - Variogramma
Dati spaziali richiedono analisi spaziale: Geostatistica
Nugget:: stima della varianza
Nugget
ad una distanza di LAG pari a
0 m. E’ la funzione che
rappresenta
l’errore
stocastico e l’errore di
misurazione
Sill
Sill:: quantità di varianza nei
dati
Range:
Range:
rappresenta
la
distanza entro la quale il dato
è autocorrelato
Cambardella Index
Index:: rapporto tra nugget e sill
sill;; indica la quantità di
varianza autocorrelata
autocorrelata.. La quantità di variazione potenzialmente
gestibile (attraverso pratiche colturali)
Analisi dei dati - Kriging
Kriging: metodologia di
interpolazione dei dati
in punti mancanti
Programmi GIS
From Minasny et al. 2006
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Frutticoltura di Precisione:
cosa può fare
• Verificare e quantificare le sorgenti e la
magnitudine della variabilità intraintra-frutteto
• Mappare la distribuzione delle
qualità/quantità prodotte e dei parametri
ambientali intraintra-frutteto
• Trovare e definire modalità di gestione e
di sfruttamento della variabilità
Creare un protocollo di gestione per assistere
frutticoltori, tecnici e ricercatori per rendere le loro
attività più efficaci ed efficienti
Monitoraggio frutteto e qualità
tracciata
Posizione
nel frutteto
Tracciabilità e
rintracciabilità
Valutazione
Classi e qualità
Registrare
il n
n°° del bin
N° Bin + ID spaziale
Monitorato
Conclusioni generali
FP è ancora in via di studio e perfezionamento
FP è uno strumento innovativo che permette
analisi/conoscenze e monitoraggio delle performance del
frutteto
Riduzione uso delle risorse (sostenibilità)
Aiuto mantenere/aumentare il profitto aziendale
Dimostrazione e disseminazioni delle informazioni
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