Mappatura della vigoria del riso biologico e concimazione mirata VRA con sensori multispettrali

Introduzione: le complessità della risicoltura biologica

La risicoltura biologica rappresenta uno dei settori più complessi dell'agricoltura sostenibile europea. La coltivazione del riso (Oryza sativa L.) avviene in ambienti sommersi o ad allagamento controllato, dove la gestione della fertilità azotata ed il contenimento delle erbe infestanti costituiscono i fattori limitanti primari per la resa produttiva.

In regime biologico, l'impiego di concimi azotati di sintesi a pronta disponibilità (come l'urea o il nitrato ammonico) è rigorosamente vietato. Gli agricoltori devono ricorrere a fertilizzanti organici fluidi o pellettati (pellicina, cuoietto, matrici organiche, concimi a base di amminoacidi ed idrolizzati proteici) e alla pratica del sovescio di leguminose (veccia, trifoglio incarnato). Tuttavia, la mineralizzazione dell'azoto organico nel suolo sommerso è un processo lento ed eterogeneo, fortemente influenzato dalla temperatura dell'acqua, dalla tessitura del terreno e dalla carica microbica edafica.

Distribuire i concimi organici in modo uniforme su tutta la superficie della risaia genera forti squilibri: alcune zone rimangono in carenza azotata (con crollo della spigatura), mentre altre ricevono un eccesso d'azoto che innesca l'allettamento delle piante e gli attacchi del fungo del Brusone (Pyricularia oryzae).

In questo articolo analizzeremo come la mappatura aerea della vigoria condotta dai droni della flotta ITALDRONI consenta la distribuzione mirata a Rateo Variabile (VRA) dei fertilizzanti organici nella risicoltura biologica.

1. la firma spettrale del riso sommerso ed il superamento dell'NDVI

Agricoltore con tablet e mappa NDVI accanto a trattore Fendt e spandiconcime Kuhn in risaia — I dati di vigoria guidano la fertilizzazione del riso dalla cabina al campo.

Il telerilevamento della risaia presenta una sfida fisica unica: la presenza dell'acqua di sommersione attorno alle piantine di riso altera significativamente la riflettanza dello sfondo. L'acqua assorbe quasi totalmente la radiazione nell'infrarosso vicino (NIR), distorcendo i tradizionali indici di vegetazione.

[ Riso Giovane + Acqua Sommersione ] ---> [ Indice NDVI Tradizionale (Errato) ] ==> Distorsione da Assorbimento Acqua [ Riso in Accestimento / Botticella ] ---> [ Indice NDRE Red Edge (Accurato) ] ==> Misura Lineare Clorofilla / Azoto

Perché l'Indice NDRE è indispensabile nel riso

Fase di Accestimento Iniziale: Quando la copertura vegetale è parziale, l'indice SAVI (Soil-Adjusted Vegetation Index) o il GNDVI (Green NDVI) vengono impiegati da ITALDRONI per neutralizzare l'effetto dell'acqua di specchio.
Fase di Botticella e Levata: Quando la canopia del riso si fitta, l'indice NDVI va in saturazione precoce, incapace di distinguere tra un riso moderatamente nutrito ed uno iper-fertilizzato. L'indice NDRE (Normalized Difference Red Edge), sfruttando la banda spettrale a 705 - 740 nm, penetra all'interno della massa fogliare e misura con precisione lineare la concentrazione di clorofilla e di azoto per unità di superficie (g/m²).

2. il flusso operativo: dal sorvolo UAV alla mappa ISOBUS VRA

Schema NDVI vs NDRE sul riso: distorsione dell'acqua al NIR e red edge per misurare clorofilla e azoto — In risaia il NDRE misura clorofilla e azoto dove il NDVI è distorto dall'acqua.

Il processo di concimazione organica di precisione nella risaia biologica gestito da ITALDRONI si articola in 4 fasi operative:

[ Phase 1: Sorvolo UAV ] ---> [ Phase 2: Mappa NDRE ] ---> [ Phase 3: Algoritmo VRA ] ---> [ Phase 4: Spandiconcime ISOBUS ] (Dimitri Albino, BVLOS) (GSD 2 cm, Calibrazione) (Zonizzazione 3 Livelli) (Distribuzione Organica Mirata)

Fase 1 - Sorvolo Multispettrale di Pre-Copertura: Durante la fase di accestimento/levata del riso, Dimitri Albino esegue il sorvolo fotogrammetrico con droni ITALDRONI dotati di sensore multispettrale radiometrico e correzione RTK.
Fase 2 - Elaborazione e Calcolo NDRE: L'ortofoto multispettrale viene convertita in mappa NDRE ad alta risoluzione (GSD < 2 cm/pixel), identificando le aree a bassa, media e alta vigoria.
Fase 3 - Algoritmo di Concimazione Inversa/Diretta: L'agronomo imposta la mappa di prescrizione VRA. Nelle zone a bassa vigoria (carenza d'azoto) si incrementa la dose di concime organico pellettato; nelle zone ad altissima vigoria la dose viene azzerata per prevenire il brusone e l'allettamento.
Fase 4 - Esportazione File Shapefile / ISO-XML per Spandiconcime VRA: La mappa viene caricata sul terminale di bordo del trattore o del dumper munito di spandiconcime pneumatico o a disco centrifugo compatibile ISOBUS.

3. matrice delle dose di concimazione organica VRA nel riso biologico

Workflow concimazione a rateo variabile: sorvolo multispettrale, mappa NDRE, prescrizione VRA, ISOBUS — Dal sorvolo multispettrale alla distribuzione ISOBUS: la filiera completa della concimazione VRA.

4. risultati quantitativi su 120 ettari di riso biologico "Carnaroli"

Un'importante azienda risicola situata nella Lomellina (Pavia) ha adottato il protocollo di concimazione VRA basato sui sorvoli ITALDRONI su 120 ettari di riso biologico varietà Carnaroli:

Meccanismi di mineralizzazione dell'Azoto organico nella risaia sommersa

Per comprendere il valore della mappa NDRE fornita da ITALDRONI nella risicoltura biologica, occorre analizzare la chimica del suolo sommerso. In condizioni di anossia (assenza di ossigeno causata dall'acqua di allagamento), la decomposizione della sostanza organica da parte dei micro-organismi anaerobi procede con un potenziale redox cianico basso:

Sostanza Organica \xrightarrowBatteri Anaerobi NH₄^+ \quad (Ione Ammonio Stabile)

L'azoto rimane bloccato nella forma ammoniacale (NH₄^+) assorbibile dalle radici del riso. Tuttavia, se la temperatura dell'acqua oscilla o se la sostanza organica distribuita in pre-semina era eterogenea, si verificano ampie chiazze di carenza o di eccesso d'azoto.

[ Suolo Sommerso Anossico ] ──> [ Rilascio Eterogeneo NH4+ ] ──> [ Disomogeneità Vigoria Canopia ]

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[ Mappa NDRE Drone ITALDRONI ] ◄─── (Rilevamento Spettrale) ◄─── [ Risposta Clorofilla Fogliare ]

Il sorvolo multispettrale condotto da Dimitri Albino nella fase di accestimento permette di mappare esattamente i livelli di accumulo di NH₄^+ assimilato dalla pianta, consentendo la distribuzione mirata di biostimolanti ed idrolizzati proteici a rateo variabile per omogeneizzare la maturazione del risone.

Calcolo del risparmio economico e sostenibilità ambientale del riso bio

L'adozione della concimazione organica VRA basata su droni ITALDRONI consente un sensibile miglioramento del bilancio di sostenibilità aziendale. Riducendo del 25% la quantità complessiva di fertilizzante organico pellettato distribuito, l'azienda risicola ottiene un triplice beneficio:

Riduzione dell'Impronta Carbonica (Carbon Footprint): Meno tonnellate di concime acquistate, trasportate e distribuite in campo.
Protezione della Fauna Acquatica: Azzeramento dei picchi di azoto ammoniacale nelle acque di sgrondo delle risaie, proteggendo la biodiversità degli anfibi e dell'entomofauna utile.
Miglioramento dell'Indice di Sgranatura: L'omogeneità della canopia garantisce una maturazione uniforme delle spighe, aumentando la resa alla lavorazione industriale di riso sbiancato biologico.

Conclusioni

La concimazione a rateo variabile nel riso biologico rappresenta il perfetto connubio tra sostenibilità ambientale e redditività economica. Grazie alla precisione degli indici spettrali Red Edge forniti dai droni ITALDRONI ed alla conduzione professionale dei voli curata da Dimitri Albino, le aziende risicole possono ridurre fino al 25% l'uso di concimi organici commerciali, azzerare l'allettamento e massimizzare la resa di risone biologico di altissima qualità.