La fertilizzazione è una pratica agronomica fondamentale che prevede la somministrazione di tutte quelle sostanze che, per il loro contenuto in elementi nutritivi e per le loro caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche, contribuiscono al miglioramento della fertilità del terreno agrario, al nutrimento delle piante coltivate e, quindi, al loro sviluppo. Un’efficace somministrazione di micro e macronutrienti deve sempre considerare la quantità di elemento asportata dalla coltura, la quota di azoto fornito dal suolo alla coltura stessa (mineralizzazione della sostanza organica, apporti da residui colturali, apporti organici) ed infine, le deposizioni atmosferiche.

Sebbene sul mercato siano disponibili dei formulati dall’elevato valore tecnologico, l’efficacia del prodotto può risultare quasi nulla se la distribuzione non viene effettuata nelle modalità opportune e con la dovuta precisione. Le strategie convenzionali di distribuzione dei concimi sono basate sul concetto di uniformità e, quindi, su una somministrazione di prodotto effettuata nelle medesime quantità in ogni area dell’appezzamento aziendale; tuttavia non valutano la complessità delle interazioni che avvengono tra la coltura e il suolo. Il prodotto finale di tale gestione è stato, infatti, annoverato in moltissimi report e studi condotti a livello internazionale che sottolineano la relazione tra gli apporti di concime (erogati al suolo senza alcun criterio se non in base alle consuetudini aziendali) e fenomeni ambientali come la lisciviazione, il ruscellamento e, quindi, l’inquinamento delle falde e dell’aria.

A oggi, il connubio tra la sensibilità verso la sostenibilità ambientale e le applicazioni dell’Agricoltura di Precisione hanno prodotto nuovi concetti di gestione di questa pratica agronomica. Per quanto riguarda la relazione tra l’operazione delle fertilizzazione e l’economia reale delle imprese, è bene sottolineare che una distribuzione che non tiene conto della dose economica ottimale di fertilizzante produce effetti negativi non solo sull’ambiente, ma anche sulle voci di spesa delle aziende agricole. Dal punto di vista economico, una distribuzione che non conferisce la dose ottimale, nel posto e nel momento giusto, può comportare un aumento delle spese sul capitale circolante dovuto allo spreco di prodotto del 13-22%. Invece, l’adozione dei sistemi di guida automatica e delle macchine operatrici a rateo variabile, portano una contrazione della voce di spesa per le concimazioni di circa 40 € per ettaro (Frascarelli, 2016).

Sensori prossimali e mappe di prescrizione

La fertilizzazione di precisione studia la variabilità nello spazio e nel tempo di ogni porzione dell’appezzamento tenendo in considerazione i processi fisici, chimici e biologici che, nel loro complesso, rendono disponibile il nutriente somministrato nelle varie forme. Per stabilire la dose ottimale da distribuire in ogni punto di un campo è necessario lo studio di una serie di parametri legati alla tipologia di coltura, allo sviluppo fenologico, alle proprietà del suolo e a fenomeni correlati con il clima e con la presenza di agenti biotici. Generalmente è possibile seguire due approcci per distribuire nutrienti nelle giuste quantità, dove e quando serve.

Distribuzione azotata mediata da sensori prossimali, installati sulla trattrice, on the go

Con questa strategia i sistemi ottici prossimali, installati sulle trattrici, acquisiscono informazioni dalle colture studiando il fenomeno della riflettanza (rapporto tra la radiazione riflessa e la radiazione incidente) tramite l’utilizzo di sensori ottici che rilevano nel dominio del Visibile (400-700 nanometri) e del Nir (700-1300 nanometri). Il fattore, strettamente correlato con il vigore delle colture è il contenuto in clorofilla nelle foglie e, quindi, il contenuto di azoto. A seguito dello sviluppo di indicatori come l’Ndvi, Ndre, Lai (indici di area fogliare), la macchina operatrice distribuirà la dose di concime ottimale in campo.

Tuttavia, per passare dall’indice di vegetazione, acquisito dal sensore, alla dose di azoto da somministrazione, occorre effettuare delle calibrazioni in campo per individuare la dose di concime che mediamente deve essere distribuita in una zona dell’appezzamento in condizioni medie di vigore vegetativo. I sensori prossimali, come il GreenSeeker della Trimble, per stabilire la dose da somministrare nei veri punti dell’appezzamento, fanno ricorso ad algoritmi complessi come quello dell’Oklahoma State University (OSU).

Variare la dose in campo caricando delle mappe di prescrizione al sistema di controllo dell’operatrice

Vale a dire che, a seguito di rilevamenti e dell’elaborazione dei dati, il contoterzista o il tecnico specializzato sovrappone strati informativi (georeferenziati) relativi alla tipologia di suolo dell’appezzamento (resistività, sostanza organica, contenuto idrico), al differente vigore delle colture o alla mappa di resa dell’annata precedente. Il risultato è una mappa di prescrizione che divide l’appezzamento in sotto-aree omogenee al cui interno i fertilizzanti vengono applicati uniformemente, secondo l’approccio Mza (Management Zone Analysis), con zone di gestione sito-specifica uniformi. La fertilizzazione effettuata con sistemi a dosaggio variabile rientra tra i sistemi di secondo livello dell’agricoltura di precisione e, quindi, per operare con criterio e professionalità, occorre che l’azienda o il contoterzista siano provvisti di macchine trattrici dotate di sistemi di guida assistita o meglio ancora automatica ovvero del Gnss (Global Navigation Satellite System) e del sistema di comunicazione Isobus tra la trattrice e l’operatrice.

La complessità di questa pratica agronomica consiste nel gestire in maniera corretta la distribuzione del prodotto in relazione alle differenti zone omogenee mediante l’utilizzo di macchine operatrici VRA. Appunto per questo, è fondamentale il ruolo dell’informazione e della formazione degli operatori e dei tecnici nel comprendere l’efficacia e la convenienza di tali sistemi di precisione nell’era dei cambiamenti climatici e di una sensibilità sempre più forte del consumatore rispetto alla sostenibilità del settore.

Le macchine operatrici presenti sul mercato

Dal punto di vista tecnico-agronomico, gli errori più diffusi nella distribuzione di concimi minerali ed organici consistono nelle sovrapposizioni, nell’applicazione di una dose errata, in relazione al reale fabbisogno delle colture e nell’insufficiente uniformità di distribuzione. Qualora le aziende adottino sistemi di precisione, molto spesso gli errori nella distribuzione andrebbero ricondotti a scorrette regolazioni delle macchine, perciò alla mancata formazione e manutenzione delle macchine spandiconcime.

In generale, le macchine per la concimazione a dosaggio variabile (Vra), consentono di somministrare il concime secondo le reali esigenze colturali e la variabilità spazio-temporale dell’appezzamento, superando i concetti di uniformità di distribuzione ed evitando le sovrapposizioni, di conseguenza gli sprechi di prodotto. Sul mercato è possibile trovare degli spandiconcime pneumatici che consentono una regolazione precisa ed una distribuzione uniforme di prodotto. Il concime, in queste tipologie di macchine, viene convogliato da un cilindro dosatore, dotato di un sistema idraulico controllato elettronicamente, ed in seguito viene spinto dal flusso d’aria a tubi adduttori che lo portano, a loro volta, ai diffusori. Sono macchine abbastanza complesse e costose e, probabilmente è per questi motivi che rappresentano solo l’1% degli spandiconcime in Italia (Balsari, 2008).

Le macchine VRA più diffuse sono sicuramente gli spandiconcime centrifughi a due dischi. Il concime, dalla tramoggia, passa ai dischi attraverso delle paratoie dosatrici che regolano il transito in relazione al servomotore, controllato dalla centralina Isobus. I dischi ruotano indipendentemente e sono dotati di pale di distribuzione che influenzano la gittata del concime e che possono essere regolare elettronicamente. Inoltre, alcune macchine sono provviste di deflettori (per ridurre la larghezza di lavoro), sensori di flusso e sensori elettronici di pesatura.

Di seguito alcuni modelli di spandiconcime.

ZA-TS, ZA-V, ZA-M (Amazone)

Amazone propone una gamma vasta di macchine operatrici VRA. Il modello ZA-M, per esempio, è dotato del collegamento Canbus e del terminale Amatron 3 sul quale è possibile caricare le mappe di prescrizione, elaborate precedentemente. I modelli più moderni come il ZA-TS e il ZA-V, possono connettersi alla trattrice autonomamente. Rispetto alla saracinesca di regolazione del concime, il modello ZA-M ne possiede una idraulica per l’apertura e chiusura e una elettrica di regolazione, mentre gli altri due modelli possiedono una sola saracinesca elettrica.

Le macchine possono essere dotate di un sistema per la pesa elettronica del concime grazie al quale l’operatrice può stabilire la dose di concime da somministrare in relazione alla velocità di avanzamento. Inoltre, rispetto alla larghezza di lavoro, la ZA-V consente di operare dai 10 ai 36 metri mentre il modello ZA-TS dai 15 ai 54 metri.

Axis (Kuhn)

La Kuhn è un marchio che ha investito molto nello sviluppo di macchine operatrici che consentono di lavorare seguendo i principi dell’Agricoltura di Precisione. I modelli Axis della seconda generazione, permettono di distribuire il concime a dosaggi variabili sia mediante il sistema di comunicazione Isobus, sia con il terminale apposito. Questi modelli possono calcolare il prodotto da distribuire monitorando il peso, la torsione degli alberi dei dischi e stimare la quantità di concime presente sui piatti. Consentono di operare con distribuzioni di 12 metri (Axis 20.2) e di 50 metri (Axis 50.2) mentre la larghezza di lavoro è suddivisa nelle 8 sezioni.

Il modello Axis 40.1 H Emc, adegua la dose di concime in tempo reale grazie alla risposta dei sensori Isaria Fritzmeier (on the go) che monitorano il vigore delle colture in campo e stabiliscono la quantità idonea per ogni area.

Linea L e M (Bogballe)

Bogballe è stato il primo costruttore ad introdurre, 25 anni fa, il sistema di pesa. Recentemente ha sviluppato un sistema per concimare il bordo campo mediante l’inversione del disco. Nello specifico, la presenza di due attuatori separati consente di agire sui due piatti in maniera indipendente per aumentare o ridurre la velocità di rotazione.

Gli spandiconcime a dosaggio variabile delle linee L e M, sono muniti di attuatori che permettono l’apertura e chiusura delle paratie e la gittata del concime (agiscono sul punto di caduta). La gestione della macchina è molto semplice ed intuitiva mediante l’utilizzo del terminale Calibrator o tramite il collegamento Isobus che comunica direttamente con l’interfaccia della trattrice.

Primo M e Primo E (Gaspardo)

Maschio Gaspardo ha immesso sul mercato le operatrici Primo E e Primo M che consentono di gestire la distribuzione del concime mediante una doppia saracinesca: un sistema gestisce la rapida apertura e chiusura della prima saracinesca (ON/OFF), il secondo gestisce la portata e permette una calibrazione più precisa migliorando notevolmente l’omogeneità di distribuzione. E’ possibile operare con due larghezze (2.53 m oppure 2.85 m) e con tre livelli di sovrasponde che conferiscono la massima adattabilità alle necessità operative raggiungendo notevoli volumi di carico, fino a 3200 kg.

Primo M ed E, montano di serie, nella cella di carico, il sistema di pesatura elettronica che permette una lettura in tempo reale del livello di fertilizzante presente nella tramoggia. Grazie a questa soluzione, l’operatore è costantemente informato sul quantitativo di prodotto che sta distribuendo. L’ accelerometro annesso, consente una lettura del peso filtrando le inerzie dovute alla discontinuità del terreno. Inoltre, Primo è un modello con computer di bordo e gestione elettronica di tutte le funzioni principali di lavoro che sono facilmente gestibili dal monitor di bordo e che permettono di avere sempre sotto controllo tutti i parametri di spargimento. E’ possibile, quindi, operare in modalità automatica, in cui il prodotto distribuito viene regolato in funzione della velocità (GPS) e del peso rilevato.

Exacta Cl e Vicon Ro-M (Kverneland)

Kverneland è una società che ha incentrato il suo modello di business sulla sostenibilità e sulla precisione. Grazie ai suoi spandiconcime “intelligenti” è possibile risparmiare migliaia di euro (dai 2000 agli 8000) per ettaro ed effettuare l’operazione della fertilizzazione con semplicità e, soprattutto, nel rispetto dell’ambiente.

Gli spandiconcime Exacta Cl e Vicon Ro-M sono larghi circa 2 metri, sono dotati del sistema di gestione Geo Spread e permettono di operare con larghezze che vanno dai 10 ai 24 metri. Inoltre, presentano la compatibilità con il sistema Isobus, sono dotate di monitor Isomatch Tellus e di quattro motori elettrici: due motori controllano le dosi di concime da somministrare mentre gli altri due gestiscono la larghezza di lavoro.

X40+ e X50+ (Sulky)

Le macchine spandiconcime della Sulky sono dotate di motori elettrici e suddivisione in 6 o 12 sezioni in relazione alla gittata massima con cui si vuole operare in campo. La grande novità di questi modelli è il controllo delle sezioni in linea curva; infatti, dal momento che lo spargimento del concime avviene su una curva, le macchine della Sulky, grazie ad un software che monitora e gestisce l’area di lavoro, possono aprire e chiudere le sezioni in relazione alla caduta del concime. Inoltre, il controllo Gps consente di distribuire dosaggi differenti sul piatto destro e sinistro effettuando la chiusura di campo in entrambi i lati.

D1700R (Damax) e DR2X (Cea Cornaglia)

Gli spandiconcime della Damax e della Cea Cornaglia, società italiane leader nel settore, sono in grado di variare il quantitativo di concime con una precisione davvero sorprendente (nell’interfila), in relazione alla velocità di avanzamento, controllando l’erogazione dei dosatori. A tal proposito, la Cea Cornaglia, attualmente sta elaborando un software per dosare la distribuzione di concime in modalità variabile in relazione alla chiusura dell’erogatore, in caso di sovrapposizioni.