Previsione precisa delle colture dallo spazio

"Non c'è dubbio che gli Umwelt und Geomatik conoscano i loro campi molto meglio di noi", afferma Gregor Perich. "Sanno quali sono i migliori e i peggiori, cosa possono ottenere dove e come. Tuttavia, possiamo aiutarli a ridurre le incertezze, a risparmiare tempo e a intervenire tempestivamente in caso di rischi."

Lo scienziato agrario dell'ETH di Zurigo mostra una mappa della Svizzera sullo schermo del suo computer portatile: tra il Lago di Ginevra e il Lago di Costanza, si vedono tante piccole macchie nei toni del rosso, del verde e del giallo. "Sono i singoli campi coltivati, i frutteti e i vigneti della Svizzera. Possiamo prevedere la resa di ciascuno di essi fino a due mesi prima del raccolto. Più verde è il colore, più alta sarà la resa".

Perich ingrandisce la mappa interattiva e quindi i singoli appezzamenti, ognuno dei quali è caratterizzato da colori diversi. "Il nostro cruscotto consente di controllare lo stato attuale di qualsiasi sezione del campo. L'agricoltore può vedere a colpo d'occhio se le colture sono in regola o meno e riceve raccomandazioni personalizzate per intervenire".

Satelliti vedi di più

Il database dettagliato basato sulla localizzazione mostrato da Perich è un "gemello digitale", cioè un'immagine virtuale della realtà. Il gemello digitale combina modelli biofisici con dati satellitari in tempo reale per simulare lo sviluppo delle colture dalla semina al raccolto. Oltre alla resa prevista della coltura, fornisce anche informazioni sulla biomassa attuale - da cui viene calcolata la resa - sulla data di fioritura prevista e sul momento ideale per il raccolto.

I dati satellitari sono ancora utilizzati con cautela nell'agricoltura svizzera. Eppure il potenziale è enorme. "Con le immagini satellitari possiamo osservare cose che non possiamo vedere con l'occhio umano", afferma Lukas Graf. Come Perich, lo specialista di geoinformatica ha completato il suo dottorato nel gruppo di Crop Science guidato dal professor Achim Walter dell'ETH.

"Tra le altre cose, i satelliti misurano la quantità di radiazione solare riflessa su un campo. A seconda delle condizioni delle piante, esse restituiscono una quantità maggiore o minore di radiazioni": ad esempio, se le foglie di una pianta sono di una certa dimensione e si trovano a una certa angolazione, rimandano al satellite una certa quantità di radiazioni. "Questo ci permette di trarre conclusioni molto precise sulle piante", spiega Graf. "Le immagini satellitari possono dirci, ad esempio, se la pianta è sottoposta a uno stress da siccità o se è minacciata da un'infestazione fungina".

Avviso sui rischi meteorologici

Le informazioni satellitari sono collegate a previsioni meteorologiche adatte al luogo. "In combinazione con le nostre conoscenze agronomiche, possiamo fornire una valutazione mirata del rischio e raccomandazioni di intervento, ad esempio in caso di gelate, siccità o imminente infestazione fungina da Fusarium", aggiunge Perich.

Con l'aiuto del gemello digitale, l'agricoltore può ora vedere a colpo d'occhio se una parte della coltura è minacciata e può, ad esempio, applicare fungicidi in modo specifico dove sono necessari, chiudere le reti antigrandine in tempo utile o accendere candele antigelo. "Il nostro modello viene aggiornato due volte alla settimana. Così sappiamo sempre in che fase si trovano le colture", afferma Perich. Lo stadio è decisivo per stabilire se e come intervenire. Prendiamo ad esempio la vite: Se il germoglio non è ancora spuntato, la parte legnosa della vite può tollerare molto di più. Non appena il germoglio è presente, la situazione diventa critica. Il gelo è allora particolarmente dannoso.

L'anno in corso dimostra quanto sia imprevedibile la natura. Prima è stato molto caldo, poi sono arrivate le gelate in aprile, in un momento sfavorevole per le piante. Poi ha piovuto molto spesso, con temperature troppo elevate. "L'infestazione fungina è un problema importante per l'agricoltura nel 2024. Se i cereali sono infestati da Fusarium, perdono valore e, in casi estremi, non possono più essere utilizzati come mangime per animali", spiega Graf. Questo rende ancora più importante il monitoraggio in tempo reale per poter intervenire in tempo.

Tuttavia, il gemello digitale non aiuta gli agricoltori solo nel breve termine. "In varie conversazioni, gli agricoltori ci hanno detto che una mappa digitale con tutti gli appezzamenti coltivati può anche aiutarli a pianificare la loro strategia a lungo termine", dice Graf.

Dalla ricerca al mercato

In qualità di dottorandi, Perich e Graf stavano già cercando soluzioni per capire come l'agricoltura su piccola scala in Svizzera potesse trarre vantaggio dai più recenti satelliti dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA). Con il sostegno di una borsa di studio Pioneer, ora vogliono portare la loro ricerca sul mercato. All'inizio di maggio, i due hanno fondato la società Terensis, che prende il nome da una dea romana responsabile della trebbiatura del grano. Terensis ha appena ottenuto l'apertura dell'ETH.

La tecnologia Terensis è destinata a fungere da supporto decisionale per l'intero settore agricolo. Gli agricoltori ricevono un supporto nella pianificazione del loro lavoro quotidiano e nelle consultazioni con gli uffici agricoli cantonali, ad esempio quando si tratta di autorizzare l'uso di pesticidi. "Potete guardare insieme una mappa e vedere la stessa cosa senza che gli agricoltori debbano spiegare a lungo di quali campi o problemi stanno parlando", dice Graf. "Questo permette di discutere in modo efficiente e basato sui dati per ogni punto del campo. E i fatti sono tangibili e, soprattutto, verificabili", sottolinea Graf. Ciò significa che una decisione basata sui fatti può essere presa rapidamente e congiuntamente. In questo modo si risparmia tempo per entrambe le parti".

Tuttavia, le informazioni digitali sono interessanti anche per gli assicuratori agricoli, sottolinea Graf: "Gli assicuratori spesso non vogliono sapere nel dettaglio cosa sta succedendo dove. Tuttavia, sono interessati alle fluttuazioni della resa nel corso degli anni e su aree più ampie. La maggior parte dei processi di valutazione presso le autorità e le compagnie di assicurazione agricola viene ancora effettuata manualmente. "Se riuscissero a utilizzare la nostra tecnologia per prendere decisioni un minuto più velocemente ogni volta, risparmierebbero molto tempo in generale".

Anche i politici preferiscono affidarsi a basi decisionali basate sui dati, aggiungono i due ricercatori, ad esempio quando si tratta di sbloccare fondi di ricerca per la selezione di varietà adatte al luogo o per autorizzazioni speciali per i pesticidi. "Con strumenti basati sui dati come il nostro, è possibile ridurre la burocrazia".

Facile come Google Earth

La piattaforma dovrebbe essere facile da usare come Google Earth, dice Perich. "Non è necessario essere esperti nella lettura delle mappe per usare Google Earth. Anche la nostra piattaforma deve essere il più intuitiva possibile".

Ci sono diverse aziende che lavorano su soluzioni digitali per l'agricoltura, dice Perich. "Ciò che ci distingue dagli altri: Noi riuniamo in un'unica piattaforma i due fattori produttivi decisivi per l'agricoltura, il suolo e le condizioni meteorologiche", e Graf aggiunge: "Nessuno vuole avere dieci abbonamenti diversi per controllare le condizioni meteorologiche, la biomassa o ottenere una raccomandazione sui fertilizzanti. Noi riuniamo tutto in un'unica piattaforma".

Nelle loro ricerche hanno dimostrato che la tecnologia funziona, dice Perich. Ora è il momento di metterla in pratica e occorre un ripensamento. "Cambiare le abitudini e i metodi precedenti è probabilmente il compito più difficile".

Terensis è sostenuto dall'ESA Business Incubation Centre Switzerland (ESA BIC CH). ESA BIC CH è un programma dell'Agenzia spaziale europea (ESA), sostenuto in Svizzera dall'ETH di Zurigo. Sostiene i giovani imprenditori che lavorano sulle tecnologie spaziali.