by Antonio Donnangelo

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Introduzione
L’uso dei droni in agricoltura è cresciuto rapidamente negli ultimi anni, trasformando il modo in cui gli agronomi possono monitorare e gestire le colture. Questa evoluzione continua costantemente, grazie al miglioramento dei sensori, l’aumento dell’autonomia di volo e lo sviluppo di algoritmi di intelligenza artificiale per l’analisi dei dati raccolti.

In agricoltura tradizionale, il monitoraggio delle colture per identificare eventuali problemi o segni di malattie viene effettuato principalmente visivamente o attraverso modelli previsionali. Con l’utilizzo di droni, invece, è possibile ottenere, attraverso sensori specifici, una visione aerea dettagliata dei campi coltivati, catturando immagini ad alta risoluzione, rilevando parametri come lo stress idrico, differenze di vigore, focolai di alcune tipologie di malattie e altre problematiche.

Attraverso l’integrazione di questa tecnologia avanzata di monitoraggio con le conoscenze professionali e le valutazioni visive a terra, i droni possono essere utilizzati come un potente strumento di indagine agronomica, fornendo un supporto prezioso all’agronomo per una serie di attività (Fig. 1).

Fig.1: Flusso di lavoro con drone in agricoltura (in alto), mappa di vigore di vigneti (a sinistra) e zonazione del vigore vegetativo in 3 classi (a destra)

iDrone: il drone come potente alleato dell’agronomo
Grazie ad un’esperienza pluriennale sul campo, Agrobit offre il servizio iDrone per aiutare ad ottimizzare il lavoro dell’agricoltore, dell’agronomo e dell’agrotecnico, riducendo tempi e costi di indagine attraverso i seguenti metodi:

1. Fotogrammetria Aerea
I droni possono essere utilizzati per effettuare monitoraggi visivi aerei delle colture, consentendo ai tecnici di ottenere e storicizzare una visione completa e dettagliata delle condizioni delle piante su vasta scala.

Grazie ad immagini visibili telerilevate da drone è possibile ottenere:

  • mappe visibili (RGB), attraverso le quali è possibile misurare l’area vegetata, contare le piante o le fallanze (Fig. 2), ispezionare visivamente le colture
  • modelli 3D (Fig. 2) delle colture e dell’appezzamento, attraverso i quali è possibili misurare la biomassa delle colture
  • modelli digitali di elevazione (DEM, DSM), utili anche in fase di progettazione di nuovi impianti agricoli o di irrigazione

Ripetere più voli durante la stagione, può consentire ai tecnici di valutare l’andamento della crescita delle piante e di apportare eventuali regolazioni alle operazioni colturali.

Fig. 2: Modello 3D di un vigneto (a sinistra) e conta di piante e fallanze (a destra)

2. Mappe multispettrali
Le mappe di vigore sono strumenti utilizzati in agricoltura per valutare lo stato di salute e la vitalità delle colture in modo dettagliato e spazialmente accurato. Queste mappe forniscono informazioni sul vigore delle piante, che può essere correlato a diversi fattori come la salute delle piante, la crescita, l’assorbimento di nutrienti e lo stress idrico.

Grazie ad immagini multispettrali telerilevate da drone e all’uso di indici di vegetazione è possibile ottenere:

  • mappe di vigore (indici: NDVI, OSAVI), che consentono di discriminare gli appezzamenti tra zone più vigorose e meno vigorose
  • mappe di clorofilla (indici: GNDVI, NDRE, MCARI, TCARI), per individuare aree stressate e carenti
  • mappe di antociani e carotenoidi (indici: ARI, CRI), per individuare possibili stress dovuti a senescenza

A seconda delle esigenze, queste informazioni possono essere tradotte in mappe di prescrizione utili, ad esempio, per effettuare concimazioni, trattamenti o raccolte differenziate.

3. Mappe termiche
Le mappe di stress idrico forniscono informazioni spazialmente dettagliate sul livello di stress idrico delle piante, consentendo ai tecnici di prendere decisioni informate sulla gestione delle risorse idriche e sull’irrigazione, ad esempio impostando un impianto di irrigazione di precisione in base alla zonazione dello stress idrico.

Grazie ad immagini termiche telerilevate da drone e all’uso di indici di vegetazione è possibile ottenere:

  • mappe di stress idrico (indici: CWSI, NDWI, PRI), per individuare stress idrici o carenze idriche delle piante
  • mappe di temperatura del suolo, utili anche per individuare ristagni idrici

Conclusioni
In sintesi, con l’utilizzo dei droni è possibile effettuare una mappatura accurata dei campi coltivati grazie a una maggiore efficienza e tempestività rispetto ad altri rilievi manuali. I droni possono sorvolare superfici piuttosto ampie, raccogliendo dati topografici, termici e multispettrali per fornire informazioni dettagliate sullo stato delle colture in maniera da consentire ai tecnici di prendere decisioni più informate sulla gestione colturale.

Queste tecnologie consentono al tecnico di ottimizzare la produzione, ridurre gli sprechi e migliorare l’efficienza nell’applicazione di input agricoli, garantendo una risposta più rapida a problemi come malattie e infestazioni. Inoltre, permettono di individuare in maniera precisa la variabilità all’interno dell’appezzamento, consentendo al tecnico di pianificare le dovute strategie per ridurre tale variabilità (concimazione differenziata), oppure suggerire una strategia di raccolta differenziata dei frutti afferenti a zone con differenti caratteristiche di vigore, la fine di migliorare il prodotto finale (raccolta separata in base allo stato di maturazione).

Anche sul piano dei trattamenti fitosanitari la tecnologia da drone può dare un grande contributo che va nella direzione del Green Deal Europeo e della strategia Farm-to-Fork, che puntano alla riduzione degli input chimici del 50% entro il 2030 e ad una sostenibilità economica, ambientale e sociale sempre maggiori per il comparto agricolo. Infatti, le mappe da drone e i modelli 3D permettono di analizzare le caratteristiche biometriche delle piante come spessore, altezza e volume, consentendo di creare mappe di prescrizione per trattamenti differenziati in base al reale sviluppo vegetativo delle piante. Questo è in linea anche con l’uscita di nuovi prodotti fitosanitari che esprimono la dose non più solo in kg/ha o in ml/hl ma anche in per kg di prodotto per area di superficie fogliare (Leaf Wall Area), ovvero in kg/10.000 m^2 LWA.

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