Data di Pubblicazione:
2017
Citazione:
MULTISPECTRAL AND HYPERSPECTRAL SENSINGFOR NITROGEN MANAGEMENT IN AGRICULTURE / M. Corti ; supervisore: L. Bechini ; co-supervisori: P. Marino Gallina, G. Cabassi (CREA FLC Lodi) ; coordinatore: D. Bassi. DIPARTIMENTO DI SCIENZE AGRARIE E AMBIENTALI - PRODUZIONE, TERRITORIO, AGROENERGIA, 2017 Mar 17. 29. ciclo, Anno Accademico 2016. [10.13130/m-corti_phd2017-03-17].
Abstract:
Negli ultimi anni, l’attenzione dell’agricoltura è stata rivolta alla ricerca di tecniche di coltivazione che permettessero un utilizzo più efficiente degli input ottimizzando così le rese e diminuendo l’impatto ambientale del sistema produttivo. Grazie alle recenti tecnologie, l’agricoltura di precisione costituisce un’interessante risposta al problema. Essa sfrutta le recenti tecnologie per il monitoraggio della variabilità di campo (e tra campi) perché confluiscano in un sistema integrato di supporto alle decisioni agronomiche inoltre, traduce le informazioni raccolte attraverso macchinari adatti alla distribuzione sito-specifica degli input agronomici. La fertilizzazione, tra gli altri, rappresenta un importante costo di produzione per l’agricoltore e, se mal gestita, costituisce una fonte di inquinamento ambientale, soprattutto in un territorio come la Lombardia, a rischio di lisciviazione dei nitrati in falda.
Lo sviluppo delle recenti tecnologie, sia di monitoraggio della vegetazione che di distribuzione degli input, ha aperto la possibilità di studiare la variabilità di campo così da poter essere usata come guida alla distribuzione sito-specifica dei fertilizzanti. Il monitoraggio della vegetazione attraverso sensori ottici tramite telerilevamento, in particolare, ha attratto l’interesse della ricerca perché è il più adatto per le applicazioni in pieno campo.
Il progetto di ricerca presentato ha quindi avuto inizio con uno studio approfondito della letteratura, i cui risultati sono stati presentati nel primo capitolo.
Lo studio si è concentrato sull’utilizzo di sensori ottici per la stima di variabili colturali legate allo stato di nutrizione azotata del mais (dose di azoto applicata, concentrazione di clorofilla, concentrazione di azoto nelle piante, LAI (leaf area index), biomassa aerea, azoto assorbito, resa, dose ottimale di fertilizzante). La ricerca si è concentrata sulle tecniche di telerilevamento con sensori ottici applicati al mais, principale coltura in Lombardia. Sono stati raccolti 91 articoli pubblicati tra il 1992 e il 2016. I risultati sono stati influenzati dallo stadio di sviluppo della coltura, dal target dello strumento, dalle bande spettrali studiate e dagli indici vegetazionali ricavati. Le stime delle variabili colturali indagate sono molto variabili (R2 = 0.6-0.97) e che ogni esperimento ha prodotto regressioni specifiche per posizione geografica, anno, cultivar, e fase di sviluppo. Questo empirismo rappresenta una limitazione all’utilizzo su vasta di scala di algoritmi generici per la stima degli apporti azotati.
In conclusione, lo studio della letteratura ha evidenziato la possibilità di utilizzare con successo sensori ottici per la stima delle variabili colturali legate alla nutrizione azotata pur evidenziando alcuni limiti, generalizzabili perché indipendenti dalla coltura oggetto di studio. Tali limiti possono essere connessi sia alle piattaforme su cui sono montati i sensori, ad esempio: la bassa risoluzione spaziale e temporale delle informazioni ottiche ricavate da satellite e la bassa risoluzione temporale e spettrale dei sensori montati su trattore; sia al sensore in sé. I sensori maggiormente utilizzati sono infatti multispettrali, caratterizzati dalla possibilità di acquisire un numero ristretto di larghe bande spettrali. Contemporaneamente, dallo studio della letteratura sono emerse due recenti tecnologie che potrebbero superare i limiti mostrati dalle piattaforme e dai sensori ottici più comuni: il drone (come nuova piattaforma) e i sensori di imaging iperspettrali. Il primo può potenzialmente sorvolare il campo in qualsiasi momento del ciclo colturale ad altezze di volo e velocità tali da poter montare sensori ad altissima risoluzione spazia
Tipologia IRIS:
Tesi di dottorato
Elenco autori:
M. Corti
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