Un sistema di supporto alla gestione dell’oliveto

Sono noti i profondi cambiamenti che la filiera olivicolo-olearia sta affrontando. Si pensi alla Direttiva 128/2009 e la difesa integrata obbligatoria, ai nuovi paesi competitor, alle recenti emergenze fitosanitarie e alla sempre più marcata variabilità climatica. Inoltre lo sviluppo dell’aggregazione dei diversi attori/comparti della filiera olivicola, i nuovi modelli olivicoli e le nuove forme di meccanizzazione delle operazioni colturali stanno modificando radicalmente il settore olivicolo.

In questo quadro complesso, il settore necessita non soltanto di maggiore innovazione tecnica e tecnologica, ma anche di più approfondite conoscenze e competenze rispetto al passato, dato che il processo decisionale assume un ruolo fondamentale per raggiungere elevati obiettivi produttivi.

I Sistemi di Supporto alle Decisioni (Dss), applicazioni Ict che utilizzano dati e modelli matematici, sono oggi lo strumento più idoneo per far fronte alla complessità delle scelte che gli operatori sono tenuti ad affrontare. Essi entrano a far parte del patrimonio tecnico del decisore, senza però sostituirsi a chi è deputato a scegliere le opzioni di gestione dell’oliveto.

Olivo.net^® è una piattaforma informatica fruibile via Internet dalle aziende agricole e dai tecnici in tempo reale e in modo interattivo, che risponde a questa nuova richiesta di innovazione tecnologica e approccio di sistema; questo Dss prende, infatti, in considerazione tutti gli aspetti chiave della coltivazione e le rispettive interrelazioni.

Che cosa è Olivo.net^®?

In breve sintesi il Dss Olivo.net^® (fig. 3): 1) raccoglie e trasferisce, con un flusso continuo, diversi tipi di dati e informazioni necessarie per la gestione della coltura, attraverso un sistema integrato di sensori e altri strumenti per il monitoraggio in tempo reale dell’ambiente oliveto (aria, suolo, piante, malattie e fitofagi); 2) controlla, analizza e interpreta i dati recepiti attraverso tecniche di modellistica avanzata e 3) restituisce attraverso l’applicazione web, in tempo reale, allerte e informazioni utili per decidere circa le più opportune azioni da intraprendere.

Olivo.net^® è accessibile via internet tramite qualsiasi browser, è disponibile 7 giorni su 7, 24 ore su 24, non richiede l’installazione di specifici programmi sul proprio computer o device (smartphone, tablet). Questo garantisce un aggiornamento continuo dell’applicazione web, senza nessun intervento da parte dell’utente.

Il Dss offre all’utente un ruolo di partecipazione attiva tramite un processo di trasferimento di informazioni mediato dal computer. Il sistema, infatti, consente all’utente di interagire attivamente attraverso finestre di monitoraggio dei dati osservati in campo, così da ricalibrare le notifiche sulla base di queste integrazioni.

Un sistema pensato per gli operatori della filiera

Lo strumento su cui ha lavorato Horta è stato progettato per: 1) fornire assistenza tecnica e informazioni aggiuntive agli olivicoltori, per integrare e migliorare le specifiche competenze; 2) organizzare l’attività di monitoraggio in campo; 3) favorire la tracciabilità della produzione di campo e 4) caratterizzare la produzione con indicatori di sostenibilità. In particolare, il Dss si rivolge ai tecnici del settore e agli olivicoltori come supporto decisionale in grado di integrare le esperienze e conoscenze già acquisite, e più in generale alla filiera dell’olivo di qualità con l’obiettivo di fornire indicatori di prestazione del processo produttivo. Anche in contesti avanzati, già ricchi di competenze, come quelli dei Servizi fitosanitari o degli uffici di assistenza tecnica delle Op, il Dss potrà essere utilizzato come elemento aggiuntivo per le loro attività istituzionali.

Struttura e funzioni del Dss

In Olivo.net^® sono inclusi e integrati fra loro diversi modelli matematici e varie funzionalità (fig. 4). Tutti i modelli sono normalmente implementati (e nel tempo aggiornati) in stretta collaborazione con gli autori dei modelli stessi, a garanzia della corrispondenza fra il modello originale (nella sua versione più recente) e quello operativo. Successivamente i modelli vengono validati negli areali olivicoli italiani e nelle specifiche sperimentazioni condotte dagli autori.

Le diverse funzioni e i differenti modelli sono integrati fra loro in una visione progettuale del sistema oliveto, che rispecchia le relazioni e interazioni dei differenti elementi dell’agroecosistema.

Tutte le informazioni sono visualizzate in un formato grafico che sfrutta colori e simboli in grado di comunicare in modo immediato, efficace e univoco lo stato di ciascuna componente di gestione.

Riportiamo in seguito due esempi, quello relativo alla mosca e quello per la gestione delle concimazioni, per illustrare come il Dss accompagni l’utente nelle scelte che portano a un intervento nell’oliveto.

Modelli previsionali per la mosca dell’olivo

La gestione della mosca dell’olivo (Bactrocera oleae) si avvale di differenti modelli e funzionalità complementari e integrate tra loro che, percorrendo le diverse fasi del ciclo vitale del fitofago, forniscono un quadro esauriente sulle tempistiche di sviluppo dell’insetto e sulla potenziale gravità delle infestazioni, aiutando così l’utente nella definizione delle più appropriate strategie di difesa, che pur non prescindono da un accurato monitoraggio delle infestazioni reali. Nella schermata principale del Dss si trova la sezione “Mosca” in cui sono presentati gli indicatori sintetici relativi al fitofago (fig. 4). Cliccando su ciascuno di essi sarà possibile accedere ai grafici di dettaglio.

I modelli integrati in Olivo.net^® per prevedere l’infestazione di mosca si basano su diversi sotto-modelli che stimano, sulla base delle variabili climatiche, la dimensione della popolazione dacica nel corso della stagione attraverso calcoli riguardanti: l’infestazione potenziale; l’infestazione attiva; la gravità di infestazione, l’indice di mortalità e la fenologia dell’insetto.

Il primo sotto-modello su cui si basa lo strumento di previsione dell’infestazione di mosca è quello che determina, a inizio stagione, cioè in marzo-aprile, l’infestazione potenziale: questo fornisce, sulla base dell’andamento termico del periodo invernale (novembre-febbraio), una stima del livello potenziale d’infestazione della prima generazione estiva (fig. 6). Il modello è stato realizzato sulla base dei lavori pubblicati dal prof. Ruggero Petacchi della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. Temperature miti consentono a un numero maggiore di individui di sopravvivere al periodo invernale e determinano pertanto una maggiore pressione della popolazione estiva. Il modello fornisce indicazioni utili per la tempestività e la regolarità dei monitoraggi di campo.

Monitoraggi e infestazione attiva

La successiva funzionalità relativa all’infestazione attiva permette di gestire i dati di monitoraggio relativi all’incidenza di drupe con larve attive di I e II età. L’indicatore di sintesi di figura 7 diventa attivo dal momento in cui viene inserito il primo rilievo nel modulo “Monitoraggio” e l’aggiornamento avviene contestualmente alla registrazione di un nuovo rilievo. Il semaforo rosso indica il superamento delle soglie d’intervento, differenziate a seconda della destinazione produttiva dell’oliveto. Cliccando sul semaforo è possibile accedere alle informazioni di dettaglio.

L’indice di gravità di infestazione (fig. 8) esprime la situazione attuale del livello di allerta, determinato sulla base della media delle catture settimanali delle femmine mediante trappole cromotropiche e delle temperature registrate dalla stazione meteorologica associata all’oliveto. Per questa funzione si è fatto riferimento all’algoritmo sviluppato, nel 1991, dal prof. Claudio Pucci e collaboratori dell’Università della Tuscia di Viterbo. Utilizzando la funzione relativa all’indice di mortalità, il modello fornisce, per le prime due generazioni di mosca, una stima della presenza di condizioni termiche sfavorevoli durante il periodo estivo. Tanto più sfavorevoli sono le temperature tanto più il rischio d’infestazione è basso a causa della elevata mortalità delle forme giovanili dell’insetto.

Questo modello fornisce inoltre indicazioni sulla tempestività e regolarità delle attività di monitoraggio di campo che è necessario eseguire e i cui risultati, inseriti nel modello, verranno integrati alle funzioni di infestazione attiva e a quella di gravità d’infestazione. Ad esempio, se i mesi di luglio e agosto sono stati favorevoli alla 2° e 3° generazione, si dovranno svolgere ripetuti monitoraggi con tempestività e turni stretti.

Infine il modello riguardante la fenologia della mosca dell’olivo simula, principalmente su base termica, l’andamento delle generazioni di mosca a partire dalle prime uova presenti nelle drupe, distinguendo, per ogni generazione, i diversi stadi di sviluppo dell’insetto, e riporta lo stadio fenologico al momento della consultazione del Dss indicato nel cruscotto di sintesi presente nell’interfaccia principale (fig. 4). Per questa specifica funzione è stato utilizzato un’evoluzione del modello Olifly sviluppato dall’Università di Firenze.

Gestione delle concimazioni

Il modello di bilancio nutrizionale provvede a calcolare i fabbisogni colturali (N, P, K, Ca, Mg) considerando l’obiettivo produttivo e le caratteristiche di fertilità del suolo registrate nell’Unità produttiva di riferimento. I fabbisogni vengono ripartiti su tre distinte fasi di intervento: entro la ripresa vegetativa; fra lo sviluppo delle infiorescenze e la fine della fioritura e fra l’allegagione e lo sviluppo delle drupe.

In base agli interventi di concimazione registrati nel Registro delle operazioni colturali, il sistema si aggiorna segnalando le dosi apportate e quelle ancora da apportare per ognuna delle tre fasi (fig. 9).

Vantaggi e campi di utilizzo del Dss

Il Dss, sviluppato negli ultimi tre anni e attualmente nell’ultima fase di validazione, è stato ideato e costruito per fornire informazioni tempestive e dettagliate sui molteplici aspetti che caratterizzano la gestione dell’oliveto e, quindi, consente al tecnico o all’olivicoltore di prendere decisioni più consapevoli e tempestive. In particolare questo strumento permette di:

1. garantire un uso sostenibile dei prodotti fitosanitari (modelli previsionali, ottimizzazione delle applicazioni in base al meteo, ecc.) e la specificità degli interventi di difesa in rapporto alla situazione dei singoli oliveti;
2. preservare e razionalizzare le risorse primarie (suolo, acqua, biodiversità);
3. migliorare le performance economiche delle coltivazioni;
4. ridurre l’impatto ambientale delle coltivazioni senza pregiudicarne le rese e la qualità tecnologica;
5. migliorare la tracciabilità e rintracciabilità delle attività e dell’operazioni registrate dal sistema durante la stagione, permettendo una maggior trasparenza (certificazione) e conseguentemente fornendo un maggior valore aggiunto lungo la filiera;
6. garantire formazione, attraverso incontri e seminari;
7. garantire informazione;
8. accesso continuativo a indicazioni aggiornate sui mezzi tecnici, le loro caratteristiche e limitazioni d’impiego, le condizioni ambientali, la situazione dei oliveti, la presenza ed evoluzione di malattie ed insetti nocivi;
9. fronteggiare la variabilità climatica, impiegando degli strumenti in grado di analizzarla e di mitigarne gli effetti e di sostenere la produzione;
10. monitorare da remoto contestualmente differenti oliveti
11. e, infine, di conoscere in tempo reale lo stato del territorio e poter ottenere delle proiezioni previsionali di ampi areali.

Il progetto olivo.net^®

Olivo.net^® è stato promosso da Unaprol e realizzato da Horta, spin off dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza, in collaborazione con Università ed esperti italiani.

L’Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza ha sviluppato il modello relativo alla malattia dell’occhio di pavone (Spilocaea oleaginea), l’Università di Pisa ha curato gli aspetti relativi alla nutrizione, al processo di inoliazione e al sequestro del carbonio, l’Università degli Studi di Perugia quelli inerenti la dinamica dei polifenoli in maturazione e, infine, l’Università di Firenze e il Cnr hanno fornito informazioni e suggerimenti sulla previsione delle infestazioni di mosca olearia (Bactrocera oleae).

Diverse altre funzionalità del Dss, quali la fenologia della pianta, il bilancio idrico, gli indicatori di sostenibilità, il modulo di gestione dei dati e delle previsioni meteo, lo strumento per il monitoraggio di campo, l’impostazione dei Disciplinari di Produzione Integrata (Dpi) e i database dei prodotti fitosanitari e dei fertilizzanti sono stati implementati da Horta.

La realizzazione della piattaforma informatica ha impegnato il gruppo di lavoro per 2 anni (2015-2017) ed ha visto la collaborazione di oltre 170 tecnici, delle Organizzazioni di produttori (Op) afferenti ad Unaprol, presenti su tutto il territorio nazionale.

In particolare Olivo.net^® ha permesso alle Op di fornire assistenza tecnica qualificata ad un numero elevato di aziende olivicole coinvolgendo, in questa fase sperimentale, oltre 12.000 aziende.

Questo strumento ha l’ambizione di arrivare in maniera diretta e/o indiretta a tutta la compagine sociale delle Op Unaprol nonché gestire la produzione da un punto di vista quali-quantitativo “dell’oliveto Italia” ai fini della commercializzazione del prodotto attraverso le Op.

Le funzioni di olivo.net^®

A) Meteo

• Registrazione delle principali variabili metereologiche, con sistema automatico di controllo di qualità dei dati;
• Previsione meteo riferita alle singole stazioni meteorologiche;
• Accesso ai dati meteo in tempo reale e ai dati storici.

B) Dss

• Modelli fenologici della coltura (scala BBCH) e di maturazione delle drupe (polifenoli e inoliazione);
• Modelli previsionali delle malattie occhio di pavone (Spilocaea oleaginea);
• Indicatore della quantità di rame ancora disponibile per i trattamenti alla data della consultazione;
• Modelli previsionali integrati per la mosca (Bactrocera oleae);
• Modello per il bilancio idrico a supporto dell’irrigazione;
• Modello per il bilancio nutrizionale a supporto della concimazione (N, P, K, Ca, Mg).

C) Registro delle operazioni colturali (Roc)

• Funzione quaderno di campagna;
• Funzione di verifica e controllo dei dati inseriti, per chi aderisce al disciplinare di produzione integrata volontaria;
• Funzione di stampa e esportazione delle informazioni registrate.

D) Monitoraggio

• Funzione per la pianificazione, registrazione e visualizzazione di tutte le attività di monitoraggio, dalle avversità alla fenologia e alle analisi qualitative del prodotto;
• Consultazione dei dati registrati, in diversi formati (file csv o xls, grafici, mappe geo-referenziate).

E) Indicatori di sostenibilità

• Differenti indicatori in grado di quantificare la sostenibilità delle scelte colturali intraprese in campo e in azienda.

F) Database dei prodotti fitosanitari

G) Database dei fertilizzanti

H) Mappe tematiche

• Rappresentazione spaziale geo-referenziata dei dati registrati attraverso le attività di monitoraggio e degli output dei modelli (figura 5).

Dall’ideazione al lancio del DSS

Parliamo del progetto Olivo.net^® con Pierluigi Meriggi, presidente di Horta srl, ditta specializzata nella creazione di strumenti di supporto alle decisioni in agricoltura.

Da cosa nasce il progetto Olivo.net^®?

«Nasce dall’esigenza di Unaprol e dei suoi associati di avere strumenti più avanzati per la valorizzazione dell’olivicoltura e dell’olio italiano. I Dss in genere sono ottimi strumenti per aiutare nelle scelte tattiche gli imprenditori agricoli, soprattutto con andamenti climatici così estremi che rendono le annate agrarie profondamente differenti le une dalle altre anche in termini di produzione delle colture e delle dinamiche di patogeni e parassiti. Oltre ai modelli previsionali, Olivo.net^® ha anche una parte riguardante la rintracciabilità delle operazioni colturali e una relativa alla sostenibilità con il calcolo dei principali indicatori che caratterizzano la produzione agricola. Non ultima la parte di monitoraggio delle colture che consente una continua validazione dei modelli previsionali presenti e anche la possibilità di acquisire un data base storico di osservazioni unico nel suo genere. La possibilità di poter condividere tutte queste informazioni in tempo reale da parte degli olivicoltori rende Olivo.net^® uno strumento di lavoro fondamentale per il settore».

Quali altri Dss avete sviluppato all’interno di Horta?

«Fra le arboree ne abbiamo sviluppato uno su vite (vite.net) e uva da tavola (uva.net) e, per le orticole un Dss su pomodoro da industria (pomodoro.net), mentre sulle colture estensive abbiamo granoduro.net (frumento duro), grano.net (frumento duro e tenero), orzobirra.net (orzo distico per malterie), girasole.net (girasole alto oleico e alto linoleico) e soia.net. Abbiamo in sviluppo sistemi di supporto alle decisioni per il melone, per le leguminose (cece, pisello e lenticchia) e per il mais. Altro strumento importante e multicoltura è Yousustain.net che valuta le performances ambientali delle diverse colture presenti in azienda».

Quali sono i punti di forza del sistema dedicato all’olivicoltura e quali sono state le maggiori difficoltà riscontrate nella sua costruzione anche rispetto agli altri Dss che avete sviluppato?

«I punti di forza sono le informazioni e i modelli previsionali inerenti la mosca dell’olivo e l’occhio di pavone, per quanto riguarda le avversità. Altro aspetto rilevante è quello relativo alla fenologia della pianta e alla qualità della raccolta. Infatti, il modello fenologico associato a quelli dell’inoliazione e dei polifenoli consente di avere informazioni utili per una raccolta ottimale. Altri strumenti importanti sono quelli della fertilizzazione e del bilancio idrico. Ulteriore punto di forza sono i database dei fertilizzanti e dei prodotti fitosanitari con la possibilità di poter selezionare il disciplinare di produzione integrato della propria regione.

Non nego che è stato un lavoro molto impegnativo sia per la complessità della coltura che per la necessità di integrare diverse esigenze in un’unica piattaforma. L’olivo nel nostro Paese rappresenta non solo un comparto agricolo produttivo ma anche tradizione, qualità inimitabile e paesaggio. Quindi una coltura difficilmente standardizzabile, con molte cultivar, sesti di impianto non sempre regolari e sistemi di conduzione e raccolta diversi da provincia a provincia.

Altra difficoltà, in parte superata, è stata la rete agrometeorologica che supporta la piattaforma: inizialmente era costituita da poche decine di stazioni e oggi possiamo contare su circa 150 stazioni meteo sul territorio. L’obiettivo è di incrementarle notevolmente nei prossimi anni».

Come renderete fruibile il Dss per gli olivicoltori italiani? Quando sarà disponibile?

«Olivo.net^® è accessibile tramite la parte riservata del sito di Horta con username e password che Horta fornisce all’utente. Dopodiché il sistema è consultabile da computer, smartphone o tablet, 24 ore su 24 e sempre aggiornato. Lo strumento sarà disponibile sul commercio per tutti gli olivicoltori e operatori della filiera interessati, a partire dalla primavera del 2018».

¹Horta Srl Piacenza, ²Università di Pisa, ³Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza, ⁴Unaprol, Roma, ⁵Università di Perugia

L’articolo è pubblicato sulla rivista Olivo e Olio n. 5/2017