Laboratorio di irrigazione di precisione
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
Conoscere l'applicazione della sensoristica di campo e le tecniche di analisi della variabilità del sistema suolo-coltura a fini della gestione di precisione dell'irrigazione nell'azienda agraria
Conoscere i metodi di produzione di mappe di prescrizione irrigua
Conoscere i criteri di progettazione e gestione impianti irrigui in pressione al fine di aumentare l'efficienza di uso dell'acqua e contemporaneamente migliorare rese e qualità dei prodotti agricoli.
Conoscere i metodi di produzione di mappe di prescrizione irrigua
Conoscere i criteri di progettazione e gestione impianti irrigui in pressione al fine di aumentare l'efficienza di uso dell'acqua e contemporaneamente migliorare rese e qualità dei prodotti agricoli.
Risultati apprendimento attesi
Applicare strumenti di calcolo, GIS e sensoristica di campo per il monitoraggio dello stato idrico dei suoli.
Acquisire la capacità di elaborare dati sito-specifici relativi allo stato del sistema suolo-coltura al fine di ottenere mappe di prescrizione irrigua
Sapere individuare e gestire soluzioni irrigue di precisione che permettono l'attuazione alle mappe di prescrizione.
Acquisire la capacità di elaborare dati sito-specifici relativi allo stato del sistema suolo-coltura al fine di ottenere mappe di prescrizione irrigua
Sapere individuare e gestire soluzioni irrigue di precisione che permettono l'attuazione alle mappe di prescrizione.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
3.0 CFU - Lezioni frontali [24 ore]
Introduzione all'insegnamento: obiettivi formativi, contenuti, modalità d'esame, materiale disponibile. I passi principali dell'irrigazione di precisione: acquisizione di dati georeferenziati del sistema suolo-coltura; zonazione in aree omogenee, creazione di mappe di prescrizione irrigua, utilizzo di sensoristica e modelli agro-idrologici per supportare la gestione irrigua; attuazione dell'irrigazione a rateo variabile (VR) tramite impianti e macchine irrigue.
Verranno affrontati in dettaglio in successive lezioni:
Acquisizione dati georeferenziati su suolo e vegetazione: sensori geofisici e droni.
Creazione di mappe di prescrizione irrigua tramite tecniche di analisi multivariata e di data-fusion.
Sensoristica e modelli agro-idrologici per la programmazione della gestione irrigua nelle zone omogenee (DSS).
Attuazione dell'irrigazione VR: impianti di microirrigazione suddivisi in settori e macchine irrigue ad aspersione VR.
1.0 CFU - Attività di campo [16 ore]
Rilievo topografico dell'appezzamento oggetto di studio con un GPS differenziale. Acquisizione dati nell'appezzamento su suolo nudo con un sensore EMI. Progettazione della campagna di campionamento dei suoli dopo aver redatto la mappa di zonazione sulla base dei dati EMI. Misura in campo della conducibilità idraulica dei suoli. Prelievo di campioni disturbati e indisturbati di suolo a più profondità, che saranno poi analizzati nei laboratori di fisica e idrologia dei suoli.
0.5 CFU - Laboratorio di fisica/idrologia dei suoli [8 ore]
Analisi, nei laboratori di fisica e idrologia dei suoli, dei suoli campionati nell'appezzamento oggetto di studio.
1.5 CFU - Laboratorio informatico [24 ore]
Realizzazione di una mappa di zonazione dell'appezzamento oggetto di studio sulla base dell'acquisizione con sensore EMI per guidare il campionamento dei suoli. Elaborazione di dati VIS-NIR e TIR acquisiti da drone per l'ottenimento di mappe di indici vegetazionali e di stato idrico della coltura. Applicazione di tecniche di data-fusion per l'ottenimento di una mappa di zonazione unica a partire dai dati EMI e da drone, da cui ricavare la mappa di prescrizione irrigua. Applicazione di un modello agro-idrologico per verificare l'efficienza irrigua relativa alla conduzione aziendale standard e per programmare una gestione irrigua tempo-variante nelle diverse zone, valutando l'incremento di efficienza irrigua.
Introduzione all'insegnamento: obiettivi formativi, contenuti, modalità d'esame, materiale disponibile. I passi principali dell'irrigazione di precisione: acquisizione di dati georeferenziati del sistema suolo-coltura; zonazione in aree omogenee, creazione di mappe di prescrizione irrigua, utilizzo di sensoristica e modelli agro-idrologici per supportare la gestione irrigua; attuazione dell'irrigazione a rateo variabile (VR) tramite impianti e macchine irrigue.
Verranno affrontati in dettaglio in successive lezioni:
Acquisizione dati georeferenziati su suolo e vegetazione: sensori geofisici e droni.
Creazione di mappe di prescrizione irrigua tramite tecniche di analisi multivariata e di data-fusion.
Sensoristica e modelli agro-idrologici per la programmazione della gestione irrigua nelle zone omogenee (DSS).
Attuazione dell'irrigazione VR: impianti di microirrigazione suddivisi in settori e macchine irrigue ad aspersione VR.
1.0 CFU - Attività di campo [16 ore]
Rilievo topografico dell'appezzamento oggetto di studio con un GPS differenziale. Acquisizione dati nell'appezzamento su suolo nudo con un sensore EMI. Progettazione della campagna di campionamento dei suoli dopo aver redatto la mappa di zonazione sulla base dei dati EMI. Misura in campo della conducibilità idraulica dei suoli. Prelievo di campioni disturbati e indisturbati di suolo a più profondità, che saranno poi analizzati nei laboratori di fisica e idrologia dei suoli.
0.5 CFU - Laboratorio di fisica/idrologia dei suoli [8 ore]
Analisi, nei laboratori di fisica e idrologia dei suoli, dei suoli campionati nell'appezzamento oggetto di studio.
1.5 CFU - Laboratorio informatico [24 ore]
Realizzazione di una mappa di zonazione dell'appezzamento oggetto di studio sulla base dell'acquisizione con sensore EMI per guidare il campionamento dei suoli. Elaborazione di dati VIS-NIR e TIR acquisiti da drone per l'ottenimento di mappe di indici vegetazionali e di stato idrico della coltura. Applicazione di tecniche di data-fusion per l'ottenimento di una mappa di zonazione unica a partire dai dati EMI e da drone, da cui ricavare la mappa di prescrizione irrigua. Applicazione di un modello agro-idrologico per verificare l'efficienza irrigua relativa alla conduzione aziendale standard e per programmare una gestione irrigua tempo-variante nelle diverse zone, valutando l'incremento di efficienza irrigua.
Prerequisiti
Per poter seguire proficuamente l'insegnamento, gli studenti dovrebbero possedere i seguenti requisiti:
- buone basi teoriche di idraulica, idrologia del suolo e irrigazione;
- una discreta familiarità con il calcolatore (ambiente Windows, programmi di videoscrittura e calcolo) e con i Sistemi Informativi Geografici - GIS.
- buone basi teoriche di idraulica, idrologia del suolo e irrigazione;
- una discreta familiarità con il calcolatore (ambiente Windows, programmi di videoscrittura e calcolo) e con i Sistemi Informativi Geografici - GIS.
Metodi didattici
L'insegnamento è articolato in 3.0 CFU di lezioni frontali (24 ore), 1.5 CFU di attività di campo e di laboratorio di fisica-idrologia dei suoli (24 ore) e 1.5 CFU di esercitazioni in laboratorio informatico (24 ore). L'attività in campo è finalizzata all'acquisizione diretta da parte degli studenti di dati georeferenziati del sistema suolo-coltura indagato nel caso di studio (inclusi campioni di suolo che verranno analizzati nel laboratorio di fisica-idrologia dei suoli). I principali software di calcolo utilizzati durante l'esercitazione in laboratorio informatico sono i seguenti: Excel (fogli elettronici con implementate procedure di calcolo), QGIS, software per elaborazioni statistiche e geostatistiche, software per elaborazione di immagini da drone, modelli di bilancio idrologico nel sistema suolo-coltura.
La presenza alle lezioni e alle esercitazioni è fortemente raccomandata. Le lezioni non seguite potranno essere recuperate tramite studio individuale utilizzando il materiale di riferimento indicato dal docente.
La presenza alle lezioni e alle esercitazioni è fortemente raccomandata. Le lezioni non seguite potranno essere recuperate tramite studio individuale utilizzando il materiale di riferimento indicato dal docente.
Materiale di riferimento
Il materiale di riferimento per l'insegnamento è costituito dagli appunti che gli studenti prendono a lezione e dal materiale reso disponibile dal docente sul portale ARIEL dell'insegnamento stesso (copia delle diapositive presentate a lezione; materiale integrativo: indicazioni relative a capitoli di libri, testi di leggi, articoli scientifici e tecnici, siti web). Sarà cura del docente indicare agli studenti come utilizzare i diversi materiali a supporto.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'insegnamento si chiude con un esame. L'esame consiste di una prova orale, articolata come segue: (a) discussione della relazione scritta relativa al caso di studio affrontato nell'insegnamento (la relazione è da consegnarsi entro la data di iscrizione all'esame e potrà essere svolta singolarmente o in gruppi di 2-3 persone); (b) discussione di un articolo scientifico fornito dalla docente nel corso dell'insegnamento o scelto dallo studente perché di suo interesse e successivamente approvato dalla docente, che illustra tecniche e metodologie di irrigazione di precisione; (c) domande su parti teoriche dell'insegnamento non coperte dalla relazione scritta. I tre punti comporranno rispettivamente il 40%, il 30% ed il 30% del voto finale. Non sono previste prove intermedie. Durante l'esame orale lo studente potrà consultare sia la propria relazione che l'articolo scientifico selezionato.
Nel corso dell'esame verranno valutati i seguenti aspetti: conoscenze acquisite, livello di comprensione, capacità di ragionamento e collegamento, capacità di comunicazione utilizzando una terminologia di settore adeguata, capacità di organizzare un documento tecnico dettagliato ed efficace.
Nel corso dell'esame verranno valutati i seguenti aspetti: conoscenze acquisite, livello di comprensione, capacità di ragionamento e collegamento, capacità di comunicazione utilizzando una terminologia di settore adeguata, capacità di organizzare un documento tecnico dettagliato ed efficace.
AGR/08 - IDRAULICA AGRARIA E SISTEMAZIONI IDRAULICO-FORESTALI - CFU: 6
Attivita' di campo: 16 ore
Esercitazioni in aula informatica: 24 ore
Laboratori: 8 ore
Lezioni: 24 ore
Esercitazioni in aula informatica: 24 ore
Laboratori: 8 ore
Lezioni: 24 ore
Docente:
Facchi Arianna
Docente/i