SPRINT
Strumenti e tecnologie di Precisione per il RIlievo e la gestione sosteNibile della variabilità in vigneTo
Vinidea è partner del progetto SPRINT.
DESCRIZIONE DELLO STATO DELL’ARTE E GRADO DI INNOVAZIONE
L’Emilia-Romagna, con 7,1 MhL e un vigneto di 52.455 ha, è la terza regione vitivinicola italiana (Agea, 2021). Esperienze pluriennali indicano la qualità del vino quale risultante tra fattori naturali e antropici: clima, terreno, vitigno e tecniche colturali. La superficie terrestre è tuttavia eterogenea anche entro vigneto e causa di inefficienza della gestione uniforme. La viticoltura di precisione (VP) affronta la variabilità per migliorare le prestazioni della vite, ridurre gli impatti e contenere l’effetto del cambio climatico. La VP integra diverse discipline in un processo che alterna fasi di osservazione, decisione e gestione sito-specifica [1]. Il monitoraggio richiede sistemi remoti o prossimali [2]; questi ultimi, portati da veicoli terrestri, hanno maggiore flessibilità di utilizzo rispetto ai primi [3]. In generale, il dato georiferito permette di calcolare indici di vegetazione adimensionali (NDVI) utili a rappresentare la variabilità del vigneto su mappe di vigore; queste mappe consentono confronti spazio-temporali limitatamente alla parcella in esame basati su una rigorosa validazione al suolo per la corretta interpretazione agronomica [4]. Ad oggi non sono noti sensori per rilevare indici assoluti riferiti a variabili di indubbio valore agro-fisiologico come l’area fogliare e l’equilibrio vegeto-produttivo ritenuti pilastri della moderna fisiologia applicata. Altre soluzioni rilevano lo stress idrico e le proprietà geoelettriche del vigneto, mentre sono carenti le informazioni sulle mappe di resa, già adottate in cerealicoltura e potenzialmente utili a sviluppare protocolli sito-specifici (es. concimazione) [5,6],. Conoscere la variabilità consente di gestire gli input rispetto al reale fabbisogno della vite; le mappe di vigore sono convertite in mappe di prescrizione per guidare le applicazioni a rateo variabile (VRA). Tali interventi possono uniformare la geodiversità variando gli input erogati, oppure valorizzarla con la vendemmia selettiva (VS). Tuttavia, a fronte dei nobili principi di efficienza e sostenibilità, sono rari i casi in cui i dati telerilevati guidano la gestione del vigneto [7]. I primi test di concimazione e di irrigazione VRA per uniformare il vigneto sono stati condotti in Italia e USA dimostrando un potenziale risparmio di N (-33%) e di acqua (-20%) [8,9]. La VS regola l’interfaccia vigneto/cantina. Infatti, definite le mappe di qualità, è possibile separare il prodotto più maturo da quello più acerbo anche mediante vendemmiatrice in grado di indirizzare l’uva in due tramogge distinte (Enocontrol, CNH). Se in Australia è stata dimostrata la convenienza della VS (+20% ricavi), le ricadute per il sistema italiano rimangono poco esplorate.
La diffusione delle macchine e la definizione di standard (lato viticoltore e lato meccanico) devono ancora raggiungere affidabilità ed efficienza pienamente soddisfacenti. In particolare esistono lacune nello standard di comunicazione dei dati (formato dei file ed integrazione tra SIT aziendali e standard ISO), verifica real-time della maturazione e dei flussi di massa a bordo della vendemmiatrice. Molte di queste integrazioni richiedono, da un lato, lo studio dei vincoli di progettazione e, dall’altro, l’adozione di sensoristica (trasduttori e sistemi di visione) in continua evoluzione con caratteristiche meccaniche e di interfaccia in rapida evoluzione. Se per i sensori applicabili su macchine operative, l’adozione di criteri di robustezza e affidabilità tende a limitarne la scelta, per i sistemi di visione, l’estremo interesse per l’intelligenza artificiale applicata ai sistemi di riconoscimento e localizzazione, rende la scelta più complessa e le conoscenze sotto il carico di continui aggiornamenti e vittima di obsolescenza.
Il raggiungimento dei livelli di affidabilità ed efficienza suddetti richiede azioni che permettano la collaborazione tra ricerca accademica e produttori di macchine in stretto collegamento con la filiera.
MOTIVAZIONI DEL PROGETTO
Il progetto nasce da motivazioni condivise durante attività pregresse tra beneficiari e imprese. Dal 2015, CRAST si occupa di mappatura del vigneto con sensori prossimali che integrano flessibilità, semplicità di utilizzo e fruibilità dei dati, attività confluita nel rilascio da parte di Appleby dei sensori MECS-VINE e ROBO che rilevano l’indice adimensionale Canopy Index. Ad oggi non esistono sensori per la stima del vigore ad alta risoluzione tramite indici assoluti e di valenza fisiologica come l’area fogliare. Con questo fine, l’azienda fornirà un sensore integrato di stereo-camere (TRL4) da validare in vigneto (TRL7). Il gruppo di meccanica agraria del CIRI-AGRO svilupperà un sensore per mappare la resa di interesse per CNHi. Diverse sono le esperienze di stima della resa in agricoltura con celle di carico e/o analisi di immagine (TRL4); il sensore sarà installato e validato su una vendemmiatrice prototipo (TRL6). CRAST, con CIRI-AGRO e VINIDEA, svilupperà e/o dimostrerà protocolli gestionali per promuovere la fruibilità dei dati tele-rilevati in vigneto. Tra questi, a fronte di una crescente disponibilità di soluzioni tecnologiche (concimatore VRT e sistema Enocontrol di CNHi per la vendemmia selettiva), sono rari i casi strutturati di gestione a rateo variabile del vigneto. A fine progetto, la realizzazione della mappa di equilibrio vegeto- produttivo costituirà un robusto strumento decisionale per la gestione del vigneto su scala intra-parcellare (TRL6).
OBIETTIVI E RISULTATI ATTESI
Il progetto integra azioni a supporto della ricerca industriale finalizzata a sviluppare strumenti e tecnologie di precisione per un uso efficiente delle risorse naturali a favore di una viticoltura resiliente ai cambi climatici. Gli obiettivi specifici mirano a: (1) validare un sensore prossimale per la misura non distruttiva e la mappatura ad alta risoluzione del vigore di chiome di vite basata su indici aventi validità assoluta; (2) realizzare un sistema di mappatura della resa del vigneto da installare su vendemmiatrice; (3) promuovere la fruibilità del dato telerilevato attraverso la messa a punto di indici capaci di stimare variabili di indubbia validità agro-fisiologica, nonché di protocolli per la gestione a rateo variabile delle risorse e della
vendemmia selettiva; (4) promuovere l’acquisizione di competenze aggiuntive tra gli operatori della filiera.
I risultati attesi possono essere sintetizzati in: (1) validazione di un sensore di mappatura prossimale del vigore basato su indici assoluti; (2) sviluppo e validazione di un sistema di mappatura della resa da installare su vendemmiatrice; (3) realizzazione di mappe di equilibrio vegeto-produttivo; (4) protocolli per la gestione a rateo variabile della concimazione e della vendemmia e (5) materiale divulgativo, programma di formazione per operatore 4.0, laboratorio dimostrativo.
Il progetto SPRINT è realizzato grazie ai Fondi europei della Regione Emilia-Romagna
