2.3.1. Casi pratico: granoduro.net®

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granoduro.net® è un servizio web interattivo che fornisce supporti decisionali dalla semina alla raccolta per la coltivazione di varietà di frumento duro di alta qualità riferiti alle condizioni agronomiche ed ambientali di ogni singolo appezzamento. Per le sue caratteristiche GranoDuro.net si propone come un sistema di supporto alle decisioni (DSS, Decision Support System).

I punti di forza del servizio sono:

a)  l’architettura del sistema;

b)  la visione olistica del percorso colturale;

c)  l’applicazione web;

d)  la “qualità” dei supporti decisionali.

Il servizio è stato disegnato in modo tale che le informazioni relative alla coltura ed all’ambiente giungano al DSS attraverso un flusso continuo alimentato da sensori agrometeorologici automatici e da attività di analisi e monitoraggio. Tali informazioni vanno ad implementare basi di dati che costituiscono il punto di partenza di un processo che, attraverso l’uso di strumenti avanzati di calcolo (quali ad esempio i modelli matematici), di una base di conoscenze e di sistemi di interpretazione, porta alla formulazione di supporti decisionali (vedi figura sotto).

Mappa concettuale GranoDuro.net

Granoduro.net® prende in considerazione tutti gli aspetti chiave della produzione di grano duro di qualità, in particolare fornisce supporti decisionali relativi a:

a) condizioni meteorologiche,

b) densità di semina,

c) sviluppo della coltura,

d) fertilizzazione azotata,

e) diserbo chimico e rischio relativo alle principali malattie fungine.

Granoduro.net® acquisisce e fornisce informazioni relative alla situazione attuale del rischio per alcune malattie, quali: Ruggine Gialla, Septoriosi, Oidio, Ruggine Bruna, Fusariosi della spiga, nonché la probabilità di presenza di micotossine oltre il limite di legge.
Il rischio viene definito da modelli epidemiologici che considerano l’influenza della fase fenologica della coltura, dell’andamento meteorologico e delle caratteristiche statiche dell’unità produttiva (quali la suscettibilità varietale, la precessione e le operazioni colturali) sullo sviluppo delle malattie e sulla produzione delle micotossine.
Una serie di alberi decisionali suggeriscono un possibile impiego delle informazioni fornite dal DSS per la difesa del frumento duro dalle malattie fungine (vedi esempio nella figura  sotto). 

Albero decisionale granoduro.net®

Sulla base della fase fenologica e del rischio calcolato dal modello di malattia, l’albero decisionale permette di valutare la necessità o meno di effettuare un trattamento fitosanitario.
Per raccogliere le informazioni meteorologiche è stata creata una rete di stazioni che copre in modo adeguato le principali aree climatiche cerealicole. Le stazioni rilevano in continuo i dati (temperatura ed umidità dell’aria, precipitazioni e bagnatura fogliare) e li trasferiscono al centro di elaborazione tramite sistema GPRS.
Grazie all’architettura del suo flusso informativo e di analisi dei dati, granoduro.net® è in grado di fornire informazioni in tempo reale. E’ pertanto possibile consultare il servizio 24 ore su 24 ed avere aggiornamenti a richiesta in modo da prendere decisioni tempestive.
I modelli matematici ed i processi decisionali utilizzati in granoduro.net® provengono dalla ricerca svolta presso l’Università Cattolica del Sacro Cuore, da altri Enti (quali ad esempio la Regione Emilia-Romagna) e da HORTA. Tali modelli sono stati calibrati ed adattati alle specifiche esigenze di questo servizio sulla base dell’esperienza e di specifici dati sperimentali, tutti ampiamente documentati in letteratura e validati nelle più svariate situazioni colturali. Le informazioni fornite sono quindi da considerarsi accurate e robuste.

Il sistema di supporto alle decisioni è consultabile via web. HORTA fornisce granoduro.net® attraverso il proprio sito internet (http://www.horta-srl.com ), avvalendosi della infrastruttura tecnologica del CRPA (Centro Ricerche Produzioni Animali) di Reggio Emilia.

I supporti forniti da granoduro.net® non sostituiscono chi è deputato a prendere le decisioni, ma entrano a far parte del suo processo decisionale fornendo un patrimonio di informazioni difficilmente reperibili in altro modo. Ad ogni decisione segue un’operazione colturale che, in modo più o meno rilevante, modifica lo stato della coltura; attraverso il monitoraggio continuo dell’ambiente colturale si susseguono quindi cicli ripetuti di flussi informativi che portano alle successive decisioni (vedi figura sotto).

 
Cicli di flusso informativo GranoDuro.net 

 

 

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2.3. I sistemi di supporto alle decisioni

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I DSS (Decision Support System – sistema di supporto alle decisioni) raccolgono, organizzano, interpretano e integrano in modo automatico le informazioni necessarie per consigliare le azioni più appropriate a dare risposta alle più diverse esigenze colturali, siano esse strategiche a lungo termine, oppure decisioni tattiche da prendere in tempi molto brevi. I DSS sono stati creati a partire dagli anni ’80 come uno strumento necessario a dare risposta alla crescente complessità richiesta dalla gestione di sistemi colturali più rispettosi dell’ambiente. In una moderna agricoltura sostenibile il minore apporto di prodotti chimici (in particolare fertilizzanti e prodotti fitosanitari) e il minor consumo delle risorse naturali (acqua, suolo, energia, ecc.) deve conciliarsi con il raggiungimento di elevati standard produttivi (sia in termini qualitativi che quantitativi) e il mantenimento, o preferibilmente l’incremento, dei bilanci economici delle aziende agricole.

Attualmente in commercio vengono immessi software facili da usare e con applicazioni fruibili da tablet a costi contenuti.
Inoltre, per facilitare la diffusione in agricoltura di queste tecnologie, sono stati regolamentati e uniformati i protocolli di comunicazione dei veicoli agricoli, del formato dei file e dei dati. In questo modo tutti i macchinari, indipendentemente dalla fabbrica produttrice, potranno comunicare tra loro.

I DSS possono riguardare le coltivazioni come la salvaguardia delle risorse idriche, del suolo e del paesaggio. Ad esempio all’interno del programma europeo LIFE+ è stato finanziato il progetto SoilConsWeb con lo scopo di creare un DSS on line sulla conservazione di suolo e paesaggio.

Progetto Europeo per la creazione di un DSS per la conservazione del suolo e del paesaggio

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2. 2. L’effetto del cambiamento climatico sui prodotti agricoli

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Oltre alla necessità di aumentare la quantità di cibo da produrre per far fronte all’aumento demografico mondiale, c’è il problema del cambiamento climatico e quindi della necessità di adattarsi e di adattare le colture a tale cambiamento.

La necessità di adattarsi significa adottare una serie di misure che vanno dall’impiego di varietà colturali più idonee, fino all’uso di sistemi d’irrigazione più adatti.
Nella selezione di varietà idonee si deve tener presente che queste devono resistere non solo  al cambiamento climatico, ma anche al cambiamento della composizione dell’aria stessa. Come riportato su “Nature”, il cambiamento climatico, in particolare l’aumento della concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera, si ripercuote sull’aspetto nutrizionale delle colture.


 

In colture quali grano, riso, mais, soia, piselli e sorgo è prevista una diminuzione del contenuto di zinco e ferro, due nutrienti importantissimi la cui carenza nell’alimentazione umana costituisce già un problema di salute planetario. Inoltre, grano e riso diminuiranno il loro contenuto proteico.
Reggono meglio mais e sorgo, grazie al tipo di fotosintesi caratteristico di queste piante.
Questo tipo di reazioni delle piante può comportare dei seri problemi futuri di malnutrizione.

Da un punto di vista della capacità di adattamento ai cambiamenti climatici della coltura in sé, i ricercatori di Stanford, che hanno studiato le potenzialità di adattamento di grano, orzo e mais, affermano che mentre il potenziale di adattamento è limitato per grano e orzo, il mais è la coltura con il potenziale più alto.

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