La svolta tecnologica migliora l’efficienza dei fertilizzanti

Jul 26, 2023

L’utilizzo di immagini aeree stagionali e di un sistema basato su sensori per gestire il fabbisogno di azoto delle colture è diventato un punto di svolta.

16 marzo 2023

I prezzi e la disponibilità dei fertilizzanti, insieme alle preoccupazioni ambientali – in particolare per quanto riguarda azoto e fosforo – hanno spinto gli agricoltori a somministrare i nutrienti delle colture con un approccio avaro. I produttori vogliono che ogni goccia conti.

Tale gestione dei nutrienti diventa ancora più cruciale con il mais irrigato. Ma per fortuna, negli ultimi due anni sono state sviluppate nuove tecnologie rivoluzionarie per aumentare l’efficienza della fertirrigazione a livelli mai visti prima.

L’uso di sistemi di gestione della fertirrigazione basati su sensori, come Sentinel Fertigation con sede nel Nebraska, fondata da Jackson Stansell, oggi si è evoluto abbastanza da consentire ad alcuni produttori di ridurre l’azoto totale applicato di quasi la metà e ottenere comunque rese simili.

Considerato il prezzo dei fertilizzanti, questo è un grosso problema, afferma Joe Luck, ingegnere agricolo di precisione della Nebraska Extension. Negli ultimi quattro anni di ricerca in circa 20 campi, anche rispetto ai sensori montati su macchine ad alta distanza che attraversano i campi, i sistemi basati su sensori che applicano azoto attraverso la fertirrigazione con perni centrali hanno ridotto l'uso di azoto fino a 0,55-0,65 libbre di N (applicato come fertilizzante) per staio di mais prodotto, dice Luck.

“Non è necessariamente il tasso variabile che ci ha permesso di fare questo”, dice Luck. “È la tempistica e la misurazione dello stato attuale dell’azoto delle colture. Spesso ci concentriamo su un tasso previsto, il che va bene, ma penso che otterremmo maggiori vantaggi se cronometrassimo meglio le cose e utilizzassimo i sensori, perché corrispondiamo meglio alle esigenze del raccolto e all’assorbimento.

Da anni, i ricercatori sanno che somministrare nutrienti al raccolto con un cucchiaio durante la stagione è di gran lunga superiore al fabbisogno di fertilizzanti anticipati in autunno o all’inizio della stagione di crescita, perché si applica solo ciò di cui la pianta ha bisogno.

La fertirrigazione o l'applicazione di nutrienti durante la stagione basata su sensori utilizza fondamentalmente la pianta come strumento di monitoraggio per indicare ai produttori quando ha bisogno di nutrienti, afferma Luck. "Ora siamo in grado di ottenere immagini aeree a giorni alterni, quindi abbiamo un'idea di come sia lo stress da azoto", osserva.

Usando le piante come sensori biologici per dire all'operatore quando hanno bisogno di azoto tra V6 e R3, l'anno scorso, ad esempio, si sono ottenuti 277 bushel di mais per acro con solo 96 libbre di N applicato come fertilizzante, dice Luck.

“La gente è scioccata”, dice. “In alcuni campi abbiamo risparmiato fino a 95 dollari per acro” senza rinunciare alla resa. Ora, anche i distretti delle risorse naturali come Central Platte NRD stanno cercando modi in cui tale tecnologia possa aiutare a ridurre l’uso di azoto nel distretto e proteggere la qualità delle acque sotterranee.

La ricerca culminata nello sviluppo della fertirrigazione Sentinel è in corso da più di 20 anni. Le prime ricerche utilizzavano sensori portatili per determinare lo stress da azoto per le singole piante e si sono evolute attraverso quello che è noto come Progetto SENSE.

"Per molto tempo, l'ostacolo è stato il fatto che questo metodo richiedeva molto lavoro", afferma Luck. "E stava prendendo dati puntuali, quindi a seconda della pianta di mais misurata, le letture variavano parecchio."

Ma nel 2018, i ricercatori hanno iniziato a comprendere il pezzo del puzzle del telerilevamento, utilizzando sensori UAV o dati satellitari, che forniscono immagini multispettrali. Ora, ci sono voli sopra la Corn Belt a giorni alterni che hanno permesso un vero passo avanti nella tecnologia.

Stansell ha svolto uno stage estivo nel 2017 presso l'Università del Nebraska, lavorando sulla gestione del fabbisogno di azoto delle colture a seguito di una coltura di copertura della segale attraverso una valutazione sul campo. La ricerca ha utilizzato sensori portatili, come menzionato da Luck, e telecamere montate su droni.

Questa ricerca ha piantato l'idea del suo concetto con Stansell. La sua ricerca di master includeva lo sviluppo e la convalida di un quadro di gestione della fertirrigazione basato su sensori sviluppato con contributi significativi da Brian Krienke, ex educatore dei suoli del Nebraska Extension, attraverso la ricerca in azienda.