l'analisi

Tecnologie innovative per un’agricoltura più efficace: quali sono e i benefici

Grazie all’innovazione tecnologica è possibile mettere a punto dei sistemi colturali innovativi ed eco-sostenibili e realizzare diverse forme di certificazione di qualità. Notevole è anche il beneficio legato alla riduzione dell’impatto sull’ambiente. Ecco quali sono i vantaggi e gli ostacoli all’uso

20 Set 2021
Alessandro Mei

Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) - Istituto sull’Inquinamento Atmosferico (IIA)

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Nel corso degli anni l’agricoltura si è trovata a dover affrontare scenari economici e ambientali che hanno portato ad una diminuzione sia in termini di quantità che di qualità di prodotto. La Commissione per l’agricoltura e lo sviluppo rurale del Parlamento europeo ha previsto una crescita della popolazione mondiale a circa 9 miliardi entro il 2050, e ritiene pertanto che, nei prossimi anni, non solo la superficie coltivata a livello globale aumenterà in misura non trascurabile, ma verrà richiesta una alimentazione sempre più variegata.

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In tale contesto, attraverso l’innovazione tecnologica, vi è la possibilità di mettere a punto dei sistemi colturali innovativi ed eco-sostenibili. Inoltre, l’applicazione di metodologie innovanti nel settore agricolo ha portato allo sviluppo di un’agricoltura sostenibile in grado di realizzare diverse forme di certificazione di qualità.

Pertanto, negli ultimi anni si è vista una forte propensione alla adozione di tecnologie innovative al fine di migliore la resa produttiva da un lato e la diminuzione dei costi dall’altro. Come detto, va anche considerato il notevole beneficio legato alla riduzione dell’impatto sull’ambiente mediante l’utilizzo razionalizzato di fitosanitari, ammendanti o dell’acqua a fini irrigui. Ultimamente, infatti, l’attenzione viene sempre più posta su quest’ultimo aspetto essendoci una sempre maggiore necessità di acqua (aumento del 30% negli ultimi anni) per fini agricoli.

Tecnologie innovanti

L’insieme di tutti gli strumenti tecnologici applicati in campo agricolo convergono nella definizione della cosiddetta Agricoltura di Precisione (AP) o Site Specific Crop Management (SSCM). Quando, per la realizzazione di quest’ultima vengono adoperati sensori di “remote” o “proxymal sensing”, si entra nel campo della Digital Precision Agriculture.

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L’AP si basa quindi su una dettagliata conoscenza della variabilità spaziale delle principali proprietà dei suoli e delle caratteristiche della specie vegetale che si vuole studiare ed è finalizzata a strutturare un Decision Support System (DSS) in grado di ottimizzare il sistema colturale. Per l’acquisizione dei dati pedologici e vegetazionali, entrano in gioco gli spettrometri nel campo dell’ultravioletto-visibile-infrarosso (VIS-NIR-SWIR) e termico (TIR). Nel caso della viticoltura di precisione, ad esempio, si definisce quell’insieme di metodologie in grado di monitorare diversi aspetti della coltura del vigneto quali la vigoria e l’equilibrio vegeto-produttivo delle piante o il monitoraggio della maturazione differenziata delle uve.

Le attività relative all’AP sono pertanto molteplici e comprendono discipline anche molto diverse tra loro. In tale contesto, l’applicazione di tecniche afferenti alla geomatica ambientale apporta sicuramente un valore aggiunto alle analisi circostanziali permettendo di ottenere una visione sinottica ed aggiornabile nel tempo dello stato dei luoghi e delle dinamiche fisico-biologiche all’interno delle singole unità produttive. Tra tali strumenti vi sono sicuramente la topografia, la geodesia, il telerilevamento e i Geographical Information System (GIS). Al concetto di AP sono ovviamente associate tecnologie innovanti di tipo strumentale come l’utilizzo di droni aerei o terrestri, camere multi- o iperspettrali, camere termiche, radiometri e sensori che possono rilevare parametri meteoclimatici, pedologici, vegetazionali e relativi all’inquinamento atmosferico.

Un mercato in crescita costante

La sempre maggiore propensione delle aziende ad attivare procedure e tecnologie sempre più specifiche al tipo di coltura in relazione alla loro specifica ubicazione geografica, è legata alla sempre maggiore possibilità di accedere a prodotti innovanti nonché alla nascita di aziende di settore specializzate. Tale crescita si rispecchia nella ricerca scientifica internazionale di settore; il gran numero di finanziamenti pubblici/europei, di pubblicazioni, di riviste specializzate sono solo alcuni degli effetti della crescita esponenziale dell’interesse scientifico e di mercato legato all’AP.

Dal punto di vista del mercato globale, l’AP rappresenta una risposta efficace (CAGR = 12.2% nel 2014-2020) e ha un valore di mercato pari a 4.55 miliardi di $ (2020). Il comparto dell’industria dell’agricoltura (mercato di 2 trilioni di $ e un CAGR del 3-4 %), sta attirando nuove opportunità di investimento grazie all’applicazione di nuove tecnologie che stanno dando origine all’ecosistema AgTech (2015: 4.6 miliardi di $ di investimenti). In particolare, tale comparto fa uso sistematico a diverse tecnologie come mobile apps, field sensors, digital mapping, smart farming equipment, big data e autonomous aerial field vehicles.

Il settore AgTech è quindi basato prevalentemente su tecnologie ICT e SAPR e porta soluzioni innovative estremamente diversificate a seconda del comparto agricolo. L’applicazione di tali sistemi può quindi facilitare la crescita di alcuni comparti quali quello della viticoltura in regioni non propriamente rinomate in tale settore. A livello nazionale il comparto dell’agricoltura 4.0 vale circa 540 milioni di euro ed è in crescita costante nonostante il periodo pandemico derivante dal COVID-19.

Le difficoltà di accesso all’innovazione

Fino a qualche tempo fa, il mercato a cui si riferiva l’AP era legato alle imprese di dimensioni importanti, le quali riuscivano ad accedere a tali servizi specialistici (molto onerosi). Generalmente, pertanto, le piccole e medie imprese, a causa della loro minore capacità economica, hanno avuto una maggiore difficoltà ad accedere a tecnologie innovative e quindi a beneficiare di tali servizi. A seconda dell’area geografica (es. Regione Calabria), si può infatti osservare una frammentazione del comparto agroalimentare (fatturato prodotto da un gran numero di piccole aziende) e dalla prevalenza di imprese individuali. Tale contesto è reso inoltre complesso da un tessuto agro-industriale inadeguato presentando una incompletezza delle filiere produttive generando diverse inefficienze produttive. Scarsa inoltre può essere la propensione alla diffusione dell’innovazione nonché il peso delle produzioni certificate e garantite.

Nel settore vitivinicolo calabrese, ad esempio, tra le principali problematiche è da segnalare il diverso sviluppo innovativo fra aspetti agronomici (scarso) e aspetti di enologia e marketing (alto). Si tratta in effetti di un settore che vive soprattutto di immagine, dove l’innovazione veicolata alle aziende proviene molto frequentemente da altre parti del mondo e si estrinseca in protocolli standardizzati che non tengono conto delle peculiarità di ciascuna azienda e del territorio. Pertanto, in un contesto più ampio si riscontrano:

  • scarsi rapporti strutturali fra ricerca e imprese favoriti da un elevato frazionamento della ricerca italiana che rende difficile il trasferimento coordinato dell’innovazione;
  • carenza di sperimentazione anche perché il contesto socio-economico risulta essere molto frammentato, con un elevato numero di piccole imprese fortemente legate alla tradizione;
  • -carattere puntiforme dell’innovazione legata maggiormente a certe realtà che hanno capacità imprenditoriali, creatività e capacità di sviluppare relazioni, a certi territori che sono più ricettivi di altri, ad aziende strutturate dove c’è integrazione di prodotto e personale disponibile per trasferire l’innovazione, a quelle realtà dove è sviluppato un sistema integrato di filiera.

La viticoltura di precisione

La produzione di vino contribuisce a una varietà di carichi ambientali, principalmente per l’uso di fitofarmaci e fertilizzanti nel vigneto (Villanueva-Rey et al., 2013). La viticoltura di precisione, ossia l’insieme delle tecnologie che possono rendere possibile una viticoltura razionale fortemente fondata sulla sostenibilità e sulla valorizzazione del territorio, ha tra le priorità l’innovazione e la ricerca per la gestione del suolo e del vigneto sostenibile anche attraverso dell’utilizzo di robotica in vigneto. Attraverso tali tecniche vi è la capacità di risalire ad elementi di criticità connessi ai cambiamenti climatici, all’adattamento delle piante agli sbalzi di temperatura, alla gestione delle risorse idriche.

Nella viticoltura di collina, ad esempio, all’interno del medesimo vigneto si trovano aree con diversa composizione e struttura del terreno, umidità, illuminazione e microclima: a queste diversità la coltura risponde di conseguenza, evidenziando differenti stati di espressione fisiologica, con diversi stati di vigore vegetativo. Le mappe di vigore possono essere utilizzate per effettuare scelte vendemmiali (a livello di vigneto o di comprensorio) e fornire la possibilità di compiere operazioni colturali non in maniera generalizzata ma mirata, sia spazialmente che temporalmente (vendemmia di precisione). L’applicazione di tecnologie di precisione nel settore vitivinicolo è inoltre utile a contribuire alla razionalizzazione di strategie antiperonosporiche, specialmente se associate a sistemi di monitoraggio in grado di individuare (tramite mappe di vigore) in modo preventivo ed affidabile la presenza dei sintomi della malattia in vigneto.

Dal punto di vista operativo le finalità che si propone la viticoltura di precisione sono molteplici, quali: gestione dell’eterogeneità dei vigneti attraverso la concimazione differenziata di varie porzioni del vigneto (utilizzo combinato di mappe di prescrizione e di macchine a rateo variabile), riduzione dei costi e dell’impatto ambientale dei trattamenti, gestione differenziata delle potature verdi e delle sfogliature a seconda della vigoria e delle esigenze microclimatiche, uniformità dei lotti di uve alla raccolta (vendemmia selettiva), quantificazione della perdita produttiva dovuta a fallanze. Tali prodotti sono in linea con le indicazioni del MIPAAF così come la strumentazione adoperata per il raggiungimento dei risultati prefissati.

Tecnologie abilitanti e sostenibilità ambientale

La fabbricazione e l’utilizzo di fertilizzanti e fitofarmaci, il fabbisogno di energia derivante per lo più da fonti di energia fossile legato ad attività agricole, sono alcuni tra i fattori maggiormente esigenti dal punto di vista del consumo di risorse e di energia. Pertanto, oltre al notevole impatto che l’AP ha in termini di miglioramento delle condizioni occupazionali e alla diversificazione produttiva (aumento della quantità e miglioramento della qualità del prodotto finale) e di posizionamento sui mercati, l’utilizzo di tali approcci innovativi può essere ritenuto ad elevata sostenibilità ambientale. Questa è garantita dalla riduzione del consumo d’acqua a fini irrigui, dalla possibilità di ridurre l’utilizzo di fertilizzanti e fitosanitari introducendoli unicamente dove necessario. Nel 2013, ad esempio, sono stati distribuiti in totale 41,1 milioni di quintali di fertilizzanti mentre la quantità di prodotti fitosanitari distribuiti per essere utilizzati nella protezione delle coltivazioni agricole è pari a oltre 118 mila tonnellate (fonte ISTAT). Tali approcci sono in linea con la linea strategica della European Technology Platform Food for Life che definisce la produzione sostenibile di cibo come la sfida più importante per l’industria agroalimentare europea.

Sono state individuate, nell’ambito della Strategia Nazionale di Specializzazione Intelligente, diverse azioni al fine di creare nuove catene del valore finalizzate alla generazione di prodotti e servizi innovativi nonché allo sviluppo di key enabling technologies. Lo scopo di tali tecnologie è legato al miglioramento dei prodotti e alla loro semplificazione nella distribuzione capillare ed è finalizzato allo sviluppo di nuovi posti di lavoro che siano duraturi nel tempo. In tal senso, tra le traiettorie di sviluppo di maggiore prospettiva si inseriscono lo sviluppo dell’agricoltura di precisione e l’agricoltura del futuro.

Pertanto, un sempre maggiore ricorso a tecniche di AP, consente alle aziende un miglioramento della capacità di gestione in riferimento alla situazione ex-ante descrivibile in termini di incremento di parametri di performance relativi alla produzione, di maggiore sostenibilità ambientale e di miglioramento della qualità della produzione agricola. Il miglioramento di sistemi di gestione del ciclo produttivo e di ottimizzazione quindi dei tempi e costi delle attività agricole diverrà tanto più efficace quanto tali servizi specialistici saranno resi disponibili a costo moderato e quindi accessibili alla maggior parte delle piccole e medie aziende. Le caratteristiche transdisciplinari dell’AP devono quindi permettere di stabilire un circuito virtuoso di cooperazione tra settore terziario, servizi AgTech e settore agricolo, promuovendo nel caso specifico la produttività e l’efficienza agricola.

@RIPRODUZIONE RISERVATA

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