Gestione di precisione dei processi produttivi in agricoltura

A.A. 2021/2022
8
Crediti massimi
68
Ore totali
SSD
AGR/02 AGR/19
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Agronomia di precisione
Conoscere i concetti da utilizzare per la formulazione delle mappe di prescrizione in agricoltura di precisione, con particolare riferimento alla fertilizzazione e al controllo delle malerbe. Conoscere le modalità per rappresentare quantitativamente i processi che avvengono nel sistema colturale, con lo scopo di: integrare efficacemente le informazioni sito-specifiche disponibili sullo stato del suolo e della coltura (es. mappe di resa, mappe di vigore colturale, mappe di tessitura); identificare i fattori limitanti; e decidere infine le quantità ottimali sito-specifici dei fattori produttivi.
Controllo del benessere animale
Il benessere degli animali in allevamento rappresenta un prerequisito imprescindibile che, oltre a salvaguardare il rispetto degli aspetti etici delle produzioni, consente di conseguire elevata efficienza e di mantenere gli animali in buone condizioni di salute, minimizzando il consumo di risorse e l'emissione di inquinanti per unità di prodotto, limitando il ricorso a medicinali veterinari e offrendo migliori garanzie in termini di sicurezza alimentare dei prodotti di origine animale.
La zootecnia di precisione offre strumenti di gestione che consentono di monitorare lo stato degli animali contribuendo al miglioramento della salute e del benessere.
Il corso si pone l'obiettivo di fornire allo studente le basi conoscitive per la valutazione delle condizioni di benessere dell'animale in allevamento, in relazione alle condizioni microclimatiche, alle strutture di allevamento, all'alimentazione e al management, attraverso l'individuazione dei principali indicatori utili, delle tecniche di Zootecnia di Precisione disponibili e dei risultati conseguibili.
Risultati apprendimento attesi
Agronomia di precisione
Lo studente saprà rappresentare matematicamente i principali processi di interesse che avvengono nel sistema suolo-coltura-atmosfera, integrare questa rappresentazione con i dati contenuti nelle mappe di suolo e coltura, e infine utilizzarla per decidere le dosi sito-specifiche di fattori produttivi (fertilizzanti, erbicidi) da utilizzare (mappa di prescrizione). Lo studente acquisirà inoltre la capacità di valutare criticamente diversi strumenti per la formulazione di mappe di prescrizione.
Controllo del benessere animale
Lo studente imparerà a conoscere le basi del benessere dell'animale in allevamento e gli indicatori utilizzabili per la sua valutazione e il suo monitoraggio.
Sarà in grado di valutare in maniera critica i principali strumenti di precisione per la valutazione del benessere animale.
Imparerà ad integrare le informazioni sviluppando anche semplici modelli previsionali per il supporto alle decisioni.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
U.D. 1:
Introduzione
· Descrizione del corso: presentazione del programma e delle modalità di svolgimento dell'esame
· Introduzione all'agronomia di precisione: definizioni, obiettivi, metodologie
Analisi dei sistemi dinamici e fattori produttivi
· Modello concettuale del sistema colturale: definizioni di sistema, variabili di input, variabili di stato, variabili di output; il tempo e lo spazio nell'agronomia di precisione.
· Analisi di crescita delle colture erbacee e relazioni empiriche dose-risposta: modelli lineari e modelli non lineari, tassi di crescita
· Risposta della coltura e fattori limitanti: legge del minino, legge dell'ottimo; il diagramma a tre quadranti; efficienza di utilizzazione degli input culturali; iI caso dell'azoto - NUE, NUpE, NUtE; Interazioni tra fattori.
Quadro concettuale per la formulazione delle mappe di prescrizione: input necessari e output attesi.
· Gestione sito specifica: approcci sensor-based e map-based; Definizione di mappa di prescrizione; Definizione e proprietà degli strati informativi; Scala e risoluzione spaziale; Variabilità spaziale
· Monitoraggio ed analisi delle proprietà del suolo - metodi di campionamento: campionamenti diretti, sparsi; scelta della scala e metodi di interpolazione a partire da dati puntuali; sensori prossimali per il monitoraggio e la caratterizzazione della variabilità spaziale del suolo
· Monitoraggio dello stato della coltura - Sensori per la misura dello stato della coltura; principi di funzionamento, caratteristiche e supporti
· Raccolta sito specifica e mappe resa
Semina e lavorazioni sito-specifiche: principi, tecniche e considerazioni agronomiche e ambientali
· Tipologie e strategie di lavorazione
· Lavorazioni sito specifiche basate su mappe
· Lavorazioni sito specifiche basate su sensori
· Strip-tillage e Controllo del traffico
La fertilizzazione sito-specifica: principi, tecniche e considerazioni agronomiche e ambientali
· Richiami e principi generali: tipi di fertilizzazione; approcci alla fertilizzazione sito specifica; il piano di concimazione
· Concimazione azotata sito specifica tramite approcci map-based: applicazione di bilancio semplificato e con modelli di simulazione all'applicazione sito specifica dell'azoto
· Concimazione azotata sito specifica tramite approcci sensor-based: principi generali e sensori multispettrali per misura della disponibilità di azoto da parte della coltura
· Modelli reattivi per sensori ottici prossimali basati su linea di controllo per la distribuzione a rateo variabile
· Modelli duali per sensori ottici prossimali - Algoritmi NFOA (N Fertilization Optimization Algorithm) e Holland & Schepers per la distribuzione a rateo variabile
· Approcci combinati Map & Sensor Based
· Algoritmi basati su satellite e Nitrogen Nutrition Index
· Concimazione Fosfatica e Potassica, Fertilizzazione Organica e Correzione del pH
Il controllo delle malerbe sito-specifico: principi, tecniche e considerazioni agronomiche e ambientali
· Strategie e tecniche di diserbo
· Metodi di campionamento ed utilizzo di sensori per descrivere la variabilità spaziale delle piante infestanti
· Metodologie per la realizzazione delle mappe di prescrizione del diserbo e la gestione sito specifica delle infestanti
U.D. 2:
Definizioni di benessere animale, stress e omeostasi
Cenni sul processo di domesticazione e interazione uomo-animale
Nozioni di base suI comportamento sociale, spaziale, riproduttivo e materno degli animali da reddito
Sistemi di allevamento: punti critici per il benessere animale e aspetti normativi
Benessere animale: prestazioni produttive e riproduttive, implicazioni ambientali e sicurezza alimentare
Monitoraggio e valutazione del comportamento e del benessere animale
Applicazioni di Zootecnia di precisione per il monitoraggio del comportamento e del benessere animale
Modelli matematici in zootecnia
Visite didattiche in allevamenti per la valutazione del comportamento e del benessere
Prerequisiti
U.D. 1:
· Agronomia
· Sistemi colturali
· Geomatica per l'agricoltura
· Statistica

U.D. 2:
Conoscenze sulle tecniche di allevamento delle principali specie animali da reddito
Metodi didattici
U.D. 1:
Lezioni frontali con il coinvolgimento diretto degli studenti nella discussione ed esercitazioni. Analisi critica di casi applicativi e studio della teoria alla base di sistemi operativi commerciali. Analisi critica di esperienze di ricerca, studio dei principi teorici e considerazioni sulle possibilità di trasferimento a sistemi operativi
U.D. 2
Lezioni frontali con il coinvolgimento diretto degli studenti nella discussione; esercitazioni con visita di aziende zootecniche per la verifica in campo delle nozioni teoriche acquisite durante il corso.
Materiale di riferimento
U.D. 1 Disponibili sul sito ARIEL: slide delle lezioni, articoli scientifici ed altro materiale fornito dal docente necessario per le esercitazioni
Testi consigliati
- Casa, R., 2016. Agricoltura di precisione, Collana Edagricole Università e Formazione. Edagricole-New Business Media, Milano, Italy.
- Heege, H.J. (Ed.), 2013. Precision in Crop Farming. Springer Netherlands, Dordrecht. doi:10.1007/978-94-007-6760-7

U.D. 2
Slides, registrazioni delle lezioni e articoli scientifici disponibili sul sito ARIEL
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
U.D. 1:
Orale: i criteri di valutazione si basano su conoscenza teorica e applicativa della materia; capacità di inquadrare correttamente la tematica e di discuterla con adeguati collegamenti; logica e sequenzialità nella introduzione dei concetti; proprietà del linguaggio tecnico e scientifico. Il voto è espresso in trentesimi.
U.d. 2:
L'esame si articola in un breve report su un argomento concordato con il docente relativo ad aspetti di zootecnia di precisione e benessere animale e in una prova orale. I criteri di valutazione si basano su conoscenza teorica e applicativa della materia; capacità di inquadrare correttamente la tematica e di discuterla con adeguati collegamenti; logica e sequenzialità nella introduzione dei concetti; proprietà del linguaggio tecnico e scientifico.
Il voto è espresso in trentesimi
Moduli o unità didattiche
Agronomia di precisione
AGR/02 - AGRONOMIA E COLTIVAZIONI ERBACEE - CFU: 0
AGR/19 - ZOOTECNIA SPECIALE - CFU: 0
Esercitazioni in aula informatica: 8 ore
Lezioni: 28 ore

Controllo del benessere animale
AGR/02 - AGRONOMIA E COLTIVAZIONI ERBACEE - CFU: 0
AGR/19 - ZOOTECNIA SPECIALE - CFU: 0
Lezioni: 32 ore

Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento contattandomi via mail
Ricevimento:
su appuntamento
Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali- Via Celoria 2