Algoritmi, Ai, Iot e nuove tecnologie sono utili alleati dell’agricoltura, grazie all’AgriTech

Algoritmi di previsione che grazie all’Ai sono in grado di anticipare la diffusione di virus come la xylella, smart device per l’applicazione di fitofarmaci nel dosaggio efficiente per debellare la malattia e non causare danni alle piante: sono solo due esempi di come la tecnologia potenzia l’agricoltura, in quel processo che risponde al nome di AgriTech, che da un lato rende le colture più produttive, così da venire incontro alla crescente domanda di cibo derivante dall’aumento della popolazione, e dall’altro consente di raggiungere questo obiettivo con un approccio sostenibile, sia dal punto di vista ambientale che economico. A parlare di questo tipo di applicazione delle moderne tecnologie e delle opportunità che queste offrono è Plantvoice (una Società Benefit con sede a Bolzano che ha ideato una tecnologia innovativa che permette di analizzare la linfa delle piante in tempo reale e valutarne lo stato di stress) considerando anche che negli ultimi decenni le malattie delle piante sono diventate sempre più pervasive: parassiti che si moltiplicano, che sono più resistenti e che restano attivi per periodi di tempo più lunghi; ma anche insetti aggressivi, non necessariamente autoctoni. Problemi fitosanitari, questi, che rappresentano una minaccia significativa per la produttività e la qualità delle colture, in un contesto, peraltro, in cui la crisi climatica contribuisce (e non poco) alla desertificazione dei suoli ed all’aumento dello stress idrico. Ecco come le tecnologie diventano un grande alleato nella lotta alle malattie delle piante.
Sono numerose le sfide che le principali coltivazioni agricole italiane devono affrontare in ambito fitosanitario e che possono essere gestite con l’aiuto della tecnologia: “nel 2023 - spiega Matteo Beccatelli, ceo e co-founder di Plantvoice - il settore agricolo italiano ha subito un calo produttivo significativo a causa di eventi climatici estremi, come siccità e alluvioni, che hanno ridotto la resa delle colture fino al 30% (dati Istat) e sempre nello stesso anno alcune colture chiave in Italia sono state fortemente minacciate dai diversi virus. Questi patogeni sono aggravati da cambiamenti climatici che favoriscono la diffusione di insetti vettori e peggiorano le condizioni ambientali, aumentando la vulnerabilità delle colture” . In una fase complicata come quella attuale, per il Belpaese, ma non solo, Iot (Internet of things), Ai e sistemi di imaging satellitare stanno rivoluzionando la gestione delle malattie delle piante. I sensori Iot, per esempio, monitorano i fattori ambientali, riducendo l’incidenza di malattie fino al 30% grazie a interventi tempestivi, mentre droni e satelliti rilevano le malattie già da giorni prima della comparsa dei sintomi (Mdpi), ma oggi le tecnologie sensoristiche lo fanno ancora con più precisione. L’intelligenza artificiale migliora le previsioni e riduce le perdite di produzione, ma anche il Crispr (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, una tecnologia di editing genetico che permette di modificare con precisione il Dna), ha mostrato successi nel creare colture resistenti. “I problemi fitosanitari continuano a rappresentare una sfida significativa per la produzione agricola - prosegue Beccatelli - ma le soluzioni ci sono e molte arrivano dall’AgriTech. L’adozione di tecniche preventive avanzate, come il monitoraggio climatico e l’uso di sensori, combinata con trattamenti mirati e sostenibili, può contribuire in modo significativo alla gestione efficace di queste malattie. Le innovazioni tecnologiche, algoritmi, sensori, atomizzatori di precisione e soluzioni di lotta biologica, potenziati dalle tecnologie smart, offrono oggi strumenti potenti per migliorare la produttività e la salute delle colture, garantendo una produzione agricola più sicura e sostenibile, anche sul fronte dell’economico”.

Focus - Eccellenze dell’agricoltura italiana: minacce e soluzioni

Uva da tavola e da vino
L’uva, sia da tavola che da vino, è una delle colture più sensibili ai problemi fitosanitari. Un problema non banale se si pensa che l’Italia è uno dei principali produttori mondiali di uva da vino, con una superficie vitata di circa 640.000 ettari, circa il 50% della superficie viticola in Europa. Il valore della produzione vitivinicola è stimato in circa 13,3 miliardi di euro all’anno, considerando sia il mercato interno che l’export. L’uva da tavola, invece, copre circa 45.000 ettari e genera un valore di produzione intorno a 650 milioni di euro. Tra le malattie più comuni che danneggiano i raccolti troviamo l’oidio (Erysiphe necator), un micelio bianco e polveroso su foglie, grappoli e tralci, favorito da un clima caldo e umido); la peronospora (Plasmopara viticola) che provoca macchie gialle sulle foglie e una muffa bianca sui grappoli, specialmente in condizioni di pioggia e alta umidità; la botrite (Botrytis cinerea) che causa un marciume grigio sui grappoli, in condizioni di umidità elevata e a seguito di danni meccanici; la tignoletta (Lobesia botrana) portata da larve che attaccano i grappoli, favorendo l’insorgenza di infezioni secondarie. L’uso di sensori climatici e modelli previsionali può aiutare a identificare le condizioni favorevoli allo sviluppo di malattie. La potatura verde e la gestione della copertura vegetale sono essenziali per migliorare l’aerazione e ridurre l’umidità del suolo. Atomizzatori efficienti permettono infine una distribuzione uniforme dei fungicidi, mentre tecniche di lotta biologica, come l’uso di antagonisti naturali e feromoni, offrono soluzioni sostenibili per il controllo delle malattie. Sono molte le startup che stanno nascendo per sopperire a questi problemi: per esempio, Croptide (Nuova Zelanda), che è specializzata in sensori per monitorare la salute delle viti in tempo reale e offre soluzioni precise per gestire risorse e prevenire malattie. Un lavoro che si allinea a quello che sta conducendo Plantvoice con diverse cantine per monitorare il vigore delle piante e individuare i problemi legati all'irrigazione e alle malattie nelle vigne.

Olive
L'olivo, simbolo di tradizione e cultura mediterranea, è una coltura storicamente importante per l’Italia, con una superficie coltivata di circa 1,1 milioni di ettari. L’Italia è il secondo produttore mondiale di olio d’oliva, con una produzione annuale media che si colloca a seconda delle annate tra le 300.000 e le 400.000 tonnellate. Il valore della produzione olearia, considerando sia l’olio che le olive da tavola, è stimato intorno a 2 miliardi di euro all’anno. Anche l’olivo è soggetto a diverse malattie: oltre all’ormai tristemente nota xylella, ci sono anche l’occhio di pavone (Spilocaea oleagina), che causa macchie scure sulle foglie, con conseguente caduta, favorito da umidità elevata e temperature moderate; la rogna dell’olivo (Pseudomonas savastanoi), che provoca noduli tumorali sui rami, riducendo la produttività; e la mosca dell’olivo (Bactrocera oleae) che si verifica quando le larve scavano gallerie nei frutti, causandone il marciume. Anche in questo caso le soluzioni sono sia preventive sia sotto forma di trattamenti mirati. Potature regolari migliorano l’aerazione e riducono l’umidità interna alla chioma. Il monitoraggio delle condizioni climatiche aiuta a prevenire l’insorgenza di malattie. Infine, l’uso di atomizzatori con ugelli regolabili consente un’applicazione precisa dei trattamenti. Trappole a feromoni e l’introduzione di insetti antagonisti sono strumenti efficaci per il controllo della mosca dell’olivo. E anche qui l’agritech viene in soccorso: si pensi a Ainia (Spagna), una startup che sta sviluppando sistemi di monitoraggio avanzati tramite droni e sensori iperspettrali, per rilevare malattie come lo Pseudomonas savastanoi in fasi precoci, riducendo così i danni causati da queste malattie. Inoltre, sono allo studio sperimentazioni di biocontrollo con biosostanze per limitare l’uso di pesticidi chimici.

Frutti di bosco
I frutti di bosco, come fragole e lamponi, sono particolarmente vulnerabili a malattie come la muffa grigia e l’antracnosi, oltre che agli attacchi degli afidi. Si tratta di una produzione di nicchia per l’Italia ma in crescita, e ci interessa per la sua particolare delicatezza. La superficie coltivata a frutti di bosco si estende su circa 10.000 ettari, con un valore di produzione stimato intorno ai 250-300 milioni di euro. È in espansione soprattutto la produzione biologica e di alta qualità destinata all’export. La muffa grigia (Botrytis cinerea) attacca i frutti, causando marciume, soprattutto in condizioni di umidità elevata. L’antracnosi (Colletotrichum spp.) provoca macchie nere su foglie e frutti. E gli afidi danneggiano le piante succhiando la linfa e trasmettono virus. Se per tenere lontani questi ultimi possono bastare reti antinsetto, l’uso di sensori e una buona ventilazione in serra aiutano a mantenere sotto controllo l’umidità. Nebulizzatori per l’applicazione di fungicidi specifici e insetticidi biologici, insieme all’introduzione di predatori naturali come le coccinelle, rappresentano strategie efficaci per la protezione delle colture. Per esempio, BioPhero (Danimarca) produce feromoni naturali per disturbare il ciclo di accoppiamento degli insetti nocivi, come la mosca dell’olivo (Bactrocera oleae), riducendo la popolazione senza l'uso di sostanze chimiche.

Mele
Le mele sono uno dei frutti più consumati al mondo. L’Italia è uno dei principali produttori in Europa, con una superficie coltivata di circa 55.000 ettari. La produzione di mele supera i 2 milioni di tonnellate annue, con un valore economico stimato intorno ai 1,2 miliardi di euro. Le principali regioni produttrici sono il Trentino-Alto Adige, l’Emilia-Romagna e il Piemonte. La produzione è spesso minacciata da malattie come la ticchiolatura (Venturia inaequalis) che causa macchie scure su foglie e frutti, favorito da umidità e temperature moderate. La falsa tracinosi (Nectria galligena) che provoca cancri sui rami e sui tronchi, in presenza di ferite e umidità e la carpocapsa (Cydia pomonella), provocata da larve che scavano gallerie nei frutti, compromettendone la qualità. Potature regolari e l’applicazione di paste cicatrizzanti sui tagli possono prevenire malattie come la falsa tracinosi. Il monitoraggio dell’umidità e della temperatura aiuta a prevenire la ticchiolatura. L’introduzione di antagonisti naturali della carpocapsa e l’uso di trappole permettono un controllo efficace e sostenibile delle popolazioni di insetti dannosi. Per esempio, Bee Vectoring Technologies applica metodi biologici utilizzando api per distribuire biopesticidi naturali in modo preciso su piante come le mele. Questo riduce l'uso di fungicidi chimici e aiuta a prevenire malattie.

Pere
Anche le pere rappresentano una coltura importante in Italia, con circa 29.000 ettari dedicati alla coltivazione. La produzione annua di pere è di circa 500.000 tonnellate, con un valore economico che si aggira intorno ai 400-450 milioni di euro. L’Emilia-Romagna è la regione leader in questa produzione. Minacciata da malattie come la ticchiolatura (Venturia pyrina), che provoca macchie scure su foglie e frutti, favorito da umidità e temperature moderate. Ma anche dalla psilla del pero (Cacopsylla pyri) in cui le larve succhiano la linfa, causando il deperimento della pianta. E dal fire blight (Erwinia amylovora), una batteriosi che causa necrosi di fiori e rami. Il monitoraggio delle condizioni ambientali può aiutare a prevenire la ticchiolatura. Atomizzatori di precisione per l’applicazione di fungicidi specifici e trattamenti antibatterici, insieme all’uso di predatori naturali e trappole, rappresentano soluzioni efficaci per il controllo delle malattie. Per esempio, Pcfruit (Belgio) ha sviluppato un sistema che utilizza droni con sensori spettrali per monitorare i frutteti di pere e identificare precocemente le infezioni da fire blight, migliorando la precisione degli interventi e riducendo la necessità di controlli visivi tradizionali.

Kiwi
L’Italia è uno dei leader mondiali nella produzione di kiwi, con una superficie coltivata di circa 24.000 ettari. La produzione annua si aggira intorno a 400.000 tonnellate, con un valore economico di circa 600 milioni di euro. La maggior parte della produzione è destinata all’export, rendendo il kiwi una delle colture più importanti per l’agricoltura italiana in termini di valore per ettaro. Le problematiche fitosanitarie vanno dalla batteriosi del kiwi, alla muffa grigia all’attacco degli afidi. La batteriosi del kiwi (Pseudomonas syringae pv. actinidiae) causa necrosi e cancri sui rami e sui tronchi, favorito da umidità elevata e ferite meccaniche. La muffa grigia (Botrytis cinerea) attacca frutti e fiori, specialmente in ambienti umidi. E gli afidi danneggiano le piante e trasmettono virus. L’uso di strumenti disinfettati per prevenire infezioni e un monitoraggio continuo delle condizioni ambientali sono cruciali per prevenire la batteriosi. Atomizzatori a basso volume per l’applicazione di trattamenti specifici e l’introduzione di predatori naturali contro gli afidi rappresentano soluzioni efficaci. Una delle soluzioni più recenti, su cui molti studiosi concordano ci siano grandi potenzialità, è l’utilizzo del ceppo di Bacillus velezensis come agente di biocontrollo; sarebbe capace, infatti, di ridurre l’incidenza della batteriosi nei kiwi e migliorare la salute delle piante. Biodiver.city, startup svizzera, sta lavorando proprio su un probiotico che insiste su questa logica, con risultati soddisfacenti in diverse colture.