DALLA PRECISION FARMING ALLA SMART FARMING
La precision farming prevede l’utilizzo di tecnologie per gestire al meglio la variabilità spaziale e temporale associata a tutti gli aspetti della produzione agraria, con lo scopo di migliorarne l’efficienza e diminuirne l’impatto ambientale.
La smart farming, prosecuzione logica dell’agricoltura di precisione, si avvale delle nuove tecnologie (servizi GPS, immagini satellitari, ecc.) per ottimizzare la resa delle colture, anche grazie dell’elaborazione di big data.
La creazione di sistemi di supporto decisionale basati su tecnologie ICT in grado di raccogliere ed elaborare in tempo reale dati di diversa origine e natura consente all’agricoltore di disporre di informazioni riguardo a tutti gli aspetti legati alla coltivazione, informazioni di fondamentale importanza per una gestione moderna e razionale dell’azienda agricola.
I SATELLITI CHE UTILIZZIAMO
Il sistema TETHYS Smart Farming utilizza i satelliti dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) costellazione Sentinel e della National Aeronautics and Space Administration (NASA) costellazione Landsat.
In particolare usiamo i satelliti:
- Sentinel 2A e Sentinel 2B equipaggiati con sensori ottici multispettrali a 13 bande con una risoluzione spaziale di 10×10 metri e un tempo di rivisitazione (frequenza dei passaggi) di 5 giorni (ESA)
- Landsat 7 e Landsat 8 equipaggiati con sensori ottici multispettrali a 4-5 bande e un sensore termico con una risoluzione spaziale di 30×30 metri e un tempo di rivisitazione (frequenza dei passaggi) di 8 giorni (NASA)
TETHYS CROP MONITOR
TETHYS Crop Monitor, attraverso il processamento delle immagini dei satelliti Sentinel 2a e Sentinel 2b ed il calcolo di indici vegetazionali, fornisce informazioni sullo stato di salute della vegetazione e sul grado di umidità della coltura.
- Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) è un indice dell’attività fotosintetica della pianta basato sul fatto che diverse superfici riflettono i diversi tipi di luce in modo differente. In particolare, la vegetazione fotosinteticamente attiva assorbe la maggior parte della luce rossa (RED) che la colpisce, riflettendo invece gran parte della luce nel vicino infrarosso (NIR). La vegetazione morta o stressata riflette maggiormente la luce rossa e in misura minore quella nel vicino infrarosso. Sulla base dei valori assoluti assunti dall’NDVI e della sua evoluzione nel tempo è possibile individuare prematuramente focolai di attacchi fitoparassitari, stress idrico, carenze nutrizionali, ecc. Ciò consente di ottimizzare l’utilizzo dei mezzi di produzione, con chiare ricadute positive sia in termini monetari che ambientali.
- Normalized Difference Water Index (NDWI) monitora le variazioni del contenuto di acqua delle foglie, utilizzando le lunghezze d’onda del vicino infrarosso (NIR) e dell’infrarosso a onde corte (SWIR). L’indice permette di stimare il contenuto di sostanza secca di una coltura (cereali) e quindi stabilirne il momento ottimale per la raccolta. Ad esempio, esso consente di valutare la qualità dell’insilato al momento del taglio, per ottimizzare il suo utilizzo nell’alimentazione animale o per la produzione di biogas.
TETHYS WATER SAVER
TETHYS Water Saver è uno strumento innovativo di precision-farming, in grado di calcolare i tempi e i volumi irrigui ottimali sulla base di dati reali di evapotraspirazione delle colture.
Il sistema utilizza:
- immagini satellitari (NASA Landsat 7 e 8)
- dati pedologici riferiti alla tessitura dei suoli
- dati meteo orari (pioggia, umidità relativa, temperatura, vento, radiazione solare)
- altri dati di contesto (sistema d’irrigazione utilizzato, dati agronomici)
Il servizio si basa sul modello matematico dinamico SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land, sviluppato dall’Università di Wageningen in Olanda) che calcola un bilancio energetico al suolo in grado di stimare la quantità di acqua persa dalle colture per evaporazione e per traspirazione e quindi l’effettiva necessità di reintegro irriguo. SEBAL è un modello dinamico che rende quindi il consiglio irriguo più preciso ed affidabile rispetto ai sistemi previsionali solitamente utilizzati, basati su modelli matematici statici.
TETHYS Water Saver utilizza un applicativo GIS (Geographic Information System) per riferire alla superficie interessata i dati provenienti dall’elaborazione delle immagini satellitari e tutte le informazioni di contesto (dati pedologici e climatici, informazioni sui sistemi di irrigazione, digital elevation model, dati sulla tipologia colturale e sulla relativa fase fenologica) necessarie alla definizione del consiglio irriguo.
L’utilizzo di un sistema geografico integrato con un database relazionale consente l’estrapolazione e la georeferenziazione di tutti i dati necessari al modello per definire i livelli di esigenza idrica delle colture.