The aim of this work is to evaluate the use of decision support systems (DSS) to guide farmers in their business choices, in particular regarding irrigation practices. The activity of this study was carried out at different companies, located in the province of Alessandria, taking into consideration the industrial tomato (Rossi farm in 2022, Vernero and Andrini farms in 2023), potato (Andrini company in 2023) and onion (Andrini company in 2022 and 2023). In each production situation, a comparison was carried out in the open field of two different irrigation managements: the farm thesis, in which irrigation was managed on the basis of the farmer's experience and habit, and the thesis based on the irrigation advice (irrigation times and distributed volumes) of the DSS Monitora. The two-year period in which the tests actually took place saw significantly different weather patterns: 2022 was dry and 2023 was rainy. Monitora management has allowed significant water savings: for the Andrini farm in 2022 the water saving was 112 mm for onion (-34% compared to the mm provided in farm management), while in 2023 the water saving was 81 mm for onion (-21%), 48 mm for potato (-18%) and 65 mm for tomato (-19%). For the Rossi farm in 2022 and Vernero in 2023, both on tomato, the water saving was 55 mm (-18%) and 111 mm (-24%) respectively. In most cases, no significant production differences were found between the two theses, only for the Andrini 2023 tomato, the farm management (129 t/ha) produced significantly more than the Monitora one (102 t/ha). The management of Monitora irrigation in tomatoes has determined an increase in Brix degrees of 10% and 23%, respectively in the tests conducted in the Rossi 2022 and Andrini 2023 farms. In potatoes and onions, the percentages of discarded product ( over- or under-caliber ) have decreased, thus allowing a higher PLV to be obtained in almost all cases. The main differences between the techniques compared refer to the efficiency of water use ( irrigation water use efficiency , IWUE) measured by considering the production levels as a function of the quantity of water distributed. In tomato, the management guided by DSS Monitora determined an increase in IWUE compared to the farm thesis of 14%, 27% and 47% respectively for the Rossi, Andrini and Vernero farms. For potatoes (Andrini 2023) the Monitora management allowed a water use efficiency better than 39% compared to the farm thesis, while for onions (Andrini 2022-2023) this value stood at +14%. In order to verify the balance, field sampling was carried out at harvest in all production situations, quantifying the NPK removal for the above-ground part of the crop, taking into account the products, by-products and crop residues. The calculated removals differ from those indicated in the Regional specification for integrated agriculture, showing significantly lower values and often halved. In fact, from the analyses performed, it appears that the specification indicates, for example, to administer 70% more than the P necessary for tomatoes, 60% in potatoes and 79% in onions. For N and K the situation is the same, with values that differ for the three crops respectively by 35%, 40%, 47% and 40%, 39%, 65%. The company contributions are always lower than those indicated. In conclusion, the use of DSS for irrigation has shown an improvement of IWUE in horticultural crops, with an increase in quality parameters. Calibration and validation of optimized management models can translate into economic benefits for farmers.
L’obiettivo di questo lavoro risulta essere quello di valutare l’impiego di sistemi a supporto delle decisioni (DSS, decision support system) per guidare gli agricoltori nelle scelte aziendali, in particolare per quanto riguarda la pratica dell’irrigazione. L’attività del presente studio è stata svolta presso diverse aziende, localizzate in provincia di Alessandria, prendendo in considerazione il pomodoro da industria (azienda Rossi nel 2022, aziende Vernero e Andrini nel 2023), patata (azienda Andrini nel 2023) e cipolla (azienda Andrini nel 2022 e nel 2023). In ogni situazione produttiva è stato attuato un confronto in pieno campo di due differenti gestioni irrigue: la tesi aziendale, in cui l’irrigazione veniva gestita sulla base dell’esperienza e della consuetudine dell’agricoltore, e la tesi basata sui consigli irrigui (momenti di irrigazione e volumi distribuiti) del DSS Monitora. Il biennio in cui si sono svolte effettivamente le prove, ha visto andamenti meteo notevolmente differenti: il 2022 siccitoso e il 2023 piovoso. La gestione Monitora ha permesso un risparmio significativo di acqua: per l’azienda Andrini nel 2022 il risparmio idrico è stato di 112 mm per la cipolla (-34% rispetto ai mm apportati nella gestione aziendale), mentre nel 2023 il risparmio idrico è stato di 81 mm per la cipolla (-21%), 48 mm per la patata (-18%) e 65 mm per il pomodoro (-19%). Per le aziende Rossi nel 2022 e Vernero nel 2023, entrambe su pomodoro, il risparmio idrico è stato rispettivamente di 55 mm (-18%) e 111 mm (-24%). Nella maggior parte dei casi non si sono riscontrate differenze produttive significative tra le due tesi, solo per il pomodoro Andrini 2023, la gestione aziendale (129 t/ha) ha prodotto significativamente più di quella Monitora (102 t/ha). La gestione dell’irrigazione Monitora nel pomodoro, ha determinato un aumento dei gradi brix del 10% e 23%, rispettivamente nelle prove condotte nell’azienda Rossi 2022 e Andrini 2023. In patata e cipolla sono diminuite le percentuali di prodotto scartato (sovracalibro o sottocalibro), permettendo così di ottenere in quasi tutte le casistiche, una PLV maggiore. Le maggiori differenze tra le tecniche a confronto fa riferimento all’efficienza dell’uso dell’acqua (irrigation water use efficiency, IWUE) misurata considerando i livelli produttivi in funzione della quantità di acqua distribuita. Nel pomodoro la gestione guidata dal DSS Monitora, ha determinato un aumento dell’IWUE rispetto alla tesi aziendale del 14%, 27% e 47% rispettivamente per l’azienda Rossi, Andrini e Vernero. Per la patata (Andrini 2023) la gestione Monitora ha permesso un’efficienza di uso dell’acqua migliore del 39% rispetto alla tesi aziendale, mentre per la cipolla (Andrini 2022-2023) questo valore si è attestato al +14%. Al fine di verificare il bilancio, sono stati eseguiti campionamenti in campo alla raccolta in tutte le situazioni produttive, quantificando gli asporti di NPK per la parte epigea della coltura, tenendo in considerazione i prodotti, i sottoprodotti e i residui colturali. Gli asporti calcolati differiscono da quelli indicati nel disciplinare Regionale per l’agricoltura integrata, mostrando dei valori decisamente più bassi e spesso dimezzati. Dalle analisi eseguite infatti risulta che il disciplinare indica, per esempio, di somministrare il 70% in più del P necessario per il pomodoro, il 60% nella patata e il 79% nella cipolla. Per N e K la situazione è la stessa, con valori che differiscono per le tre colture rispettivamente del 35%, 40%, 47% e 40%, 39%, 65%. Gli apporti aziendali risultano sempre inferiori rispetto a quelli indicati. In conclusione, l’impiego dei DSS per l’irrigazione ha dimostrato un miglioramento dell’IWUE nelle colture orticole, con un aumento dei parametri qualitativi. La calibrazione e la validazione di modelli di gestione ottimizzati può tradursi in vantaggi economici per gli agricoltori.
Gestione dell'irrigazione e della nutrizione nelle colture orticole di pieno campo
MARGARIA, CARLO
2023/2024
Abstract
L’obiettivo di questo lavoro risulta essere quello di valutare l’impiego di sistemi a supporto delle decisioni (DSS, decision support system) per guidare gli agricoltori nelle scelte aziendali, in particolare per quanto riguarda la pratica dell’irrigazione. L’attività del presente studio è stata svolta presso diverse aziende, localizzate in provincia di Alessandria, prendendo in considerazione il pomodoro da industria (azienda Rossi nel 2022, aziende Vernero e Andrini nel 2023), patata (azienda Andrini nel 2023) e cipolla (azienda Andrini nel 2022 e nel 2023). In ogni situazione produttiva è stato attuato un confronto in pieno campo di due differenti gestioni irrigue: la tesi aziendale, in cui l’irrigazione veniva gestita sulla base dell’esperienza e della consuetudine dell’agricoltore, e la tesi basata sui consigli irrigui (momenti di irrigazione e volumi distribuiti) del DSS Monitora. Il biennio in cui si sono svolte effettivamente le prove, ha visto andamenti meteo notevolmente differenti: il 2022 siccitoso e il 2023 piovoso. La gestione Monitora ha permesso un risparmio significativo di acqua: per l’azienda Andrini nel 2022 il risparmio idrico è stato di 112 mm per la cipolla (-34% rispetto ai mm apportati nella gestione aziendale), mentre nel 2023 il risparmio idrico è stato di 81 mm per la cipolla (-21%), 48 mm per la patata (-18%) e 65 mm per il pomodoro (-19%). Per le aziende Rossi nel 2022 e Vernero nel 2023, entrambe su pomodoro, il risparmio idrico è stato rispettivamente di 55 mm (-18%) e 111 mm (-24%). Nella maggior parte dei casi non si sono riscontrate differenze produttive significative tra le due tesi, solo per il pomodoro Andrini 2023, la gestione aziendale (129 t/ha) ha prodotto significativamente più di quella Monitora (102 t/ha). La gestione dell’irrigazione Monitora nel pomodoro, ha determinato un aumento dei gradi brix del 10% e 23%, rispettivamente nelle prove condotte nell’azienda Rossi 2022 e Andrini 2023. In patata e cipolla sono diminuite le percentuali di prodotto scartato (sovracalibro o sottocalibro), permettendo così di ottenere in quasi tutte le casistiche, una PLV maggiore. Le maggiori differenze tra le tecniche a confronto fa riferimento all’efficienza dell’uso dell’acqua (irrigation water use efficiency, IWUE) misurata considerando i livelli produttivi in funzione della quantità di acqua distribuita. Nel pomodoro la gestione guidata dal DSS Monitora, ha determinato un aumento dell’IWUE rispetto alla tesi aziendale del 14%, 27% e 47% rispettivamente per l’azienda Rossi, Andrini e Vernero. Per la patata (Andrini 2023) la gestione Monitora ha permesso un’efficienza di uso dell’acqua migliore del 39% rispetto alla tesi aziendale, mentre per la cipolla (Andrini 2022-2023) questo valore si è attestato al +14%. Al fine di verificare il bilancio, sono stati eseguiti campionamenti in campo alla raccolta in tutte le situazioni produttive, quantificando gli asporti di NPK per la parte epigea della coltura, tenendo in considerazione i prodotti, i sottoprodotti e i residui colturali. Gli asporti calcolati differiscono da quelli indicati nel disciplinare Regionale per l’agricoltura integrata, mostrando dei valori decisamente più bassi e spesso dimezzati. Dalle analisi eseguite infatti risulta che il disciplinare indica, per esempio, di somministrare il 70% in più del P necessario per il pomodoro, il 60% nella patata e il 79% nella cipolla. Per N e K la situazione è la stessa, con valori che differiscono per le tre colture rispettivamente del 35%, 40%, 47% e 40%, 39%, 65%. Gli apporti aziendali risultano sempre inferiori rispetto a quelli indicati. In conclusione, l’impiego dei DSS per l’irrigazione ha dimostrato un miglioramento dell’IWUE nelle colture orticole, con un aumento dei parametri qualitativi. La calibrazione e la validazione di modelli di gestione ottimizzati può tradursi in vantaggi economici per gli agricoltori.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14240/167093