Dai modelli previsionali ai sistemi di supporto alle decisioni

Tes
TitoCaffi
V.Rossi
S.E.Legler
Co
PROGRAMMA / PROGRAM
Daimodelliprevisionaliai
sistemidisupportoalle
decisioni:unpassoavan3
decisivo
Ambiente
colturale
Piante,
parassi3e
mala4e
Ariae
suolo
Breve Database
presentazione del progett
(UCSC – Prof. Stefano Poni/ Dr. Tito C
Conoscenze
esperte
WP5 – Sviluppo di sistemi di
Interpretazione
sostenibile/Implementation of d
modelli
viticulture Avvisi
(HORTA - Prof. Vittorio Rossi)
Azioni
Decision-making
VITE.NET® – Un sistema di supp
for sustainable vineyard manage
(HORTA – Dr.ssa Sara Elisabetta Legler
Dualex® scientific and Multiplex
Milano,4novembre2015
Antociani/Monitoring devices fo
I modelli epidemiologici
Apar=redallasecondametàdelsecoloscorso,mol=modellisono
sta=sviluppa=permigliorareilcontrollodellemalaBe
Modelliperladifesadellepiante
Unmodelloèuna
rappresentazione
semplificatadella
realtà,ovverodelle
relazionitraun
patogeno,unapianta
ospiteel’ambiente
chedeterminacome
un’epidemiasi
sviluppaneltempoe/
onellospazio
Imodelliepidemiologici
Approccidifferen=sonosta=usa=persvilupparemodelliperlemalaBedelle
piante,consignifica=vimiglioramen=neltempo
Modelliempirici
descrivonoilsistemacon
equazionimatema=che Modellimeccanicis=ci
Descrivonoilsistemain
basealleconoscenzesu
comeilsistemafunziona
inrelazioneallevariabili
guida
data-based
models
process-based
models
RossiV.etal.,2010.ISBN:978-90-481-9276-2.SpringerEd,241-258
Imodelliempirici
Leinformazioniderivanodaosservazioniedanalisiaposterioridida=dicampo
sulla malaBa che le collegano alle variabili ambientali che la influenzano senza
fornirenessunaspiegazionecircalerelazionidicausa-effeAo.
Ipassiprincipaliperlosviluppodiunmodelloempirico:
1.  Raccoltada=sullamalaBaesuifaXoribiologiciemeteo;
2.  Analisi delle relazioni quan=ta=ve per definire quali sono le variabili
maggiormentedeterminan=;
3.  ElaborazionedelmodelloaXraverso:
•  regoleempiriche
•  analisidiregressione
•  analisinonparametriche
•  modellistocas=ci
•  re=neurali
4.  Validazionedelmodello
I modelli empirici
Sonosta=elabora=u=lizzandoida=raccol=incondizionidipienocampogiàa
par=redallasecondametàdelsecoloscorso.
La cosiddeXa regola dei tre-dieci per
iden=ficare la prima infezione primaria
stagionaledellaperonosporadellaviteèun
precursorediquesto3podimodelli
Questa regola è stata derivata dall’analisi
di osservazioni di pieno campo sui primi
sintomi stagionali di peronospora in
OltrepoPavese(1941-1946).
Iden=ficate delle condizioni minime „ pioggia≥10mmin24-48ore
comuniall’internodiquestodata-set per „ temperatura≥10°C
lacomparsadeisintomi:
„ lunghezzagermoglio10cm
Imodelliempirici
ü  “Facili”daelaborare
ü  Nonrichiedonoun’approfonditaconoscenza
biologica
ü  Necessariaunagrossaquan3tàdida3
ü  Simulazionipocorappresenta3ve
ü  Nessunainformazionesuiprocessibiologici
ü  ImpossibileoAenereunageneralizzazione
ü  Nonprediconoaldifuoridelrangedeida3
ü  Semprenecessariavalidazioneecalibrazione
Imodellimeccanicis=ci
Leinformazioniderivanodaesperimen3specifici(adhoc),
effeXua=inambientecontrollatooincampoperdescrivere
l’effeAodeifaAoriinfluen3suunoopiùaspeSdel
patosistema.
Cropping techniques
Host plant
Weather
inoculation
Ques+modellianalizzanoinde1aglioidifferen+
sta+delciclodiinfezionee/omala8a
penetration
eilorocambiamen+neltempo
inseguitoall’influenzadelle
variabiliambientali
symptoms
dispersal
sporulation
Imodellimeccanicis=ci
Ipassifondamentalinell’elaborazionedeimodellimeccanicis=ci:
1.  Definizionedeglista=(rilevan=)delciclodiinfezione/malaBa
2.  Definizionedellevariabilicheagiscononelpatosistema,leloro
relazioniecambiamen=neltempo
3.  Definizionedeldiagrammadiflusso
4.  Ricerca(bibliografica)oaXraversoesperimen=adhocper
definirelerelazioniquan=ta=vetralediversevariabili
5.  Sviluppodellerelazionimatema=che
Oospores (seasonal dose)
SOD
t
MMR
Morphologically mature oospores
MMO
T
DOR
PMO
LLM
VPD
R
Physiologically mature
oospores
RH
T
S
U
R
GER
RH
T
Germinated oospores
GEO
LW
T
LW
Zoospores on the leaf litter
ZLL
R
LW
ZGL
INF
LW
T
Zoospores causing infection
ZCI
INC
ISS
Zoospores on
the grape leaves
RH
T
Infection sites showing symptoms
Rossi V. et al., 2008. Ecological Modelling, 212, 480-491
I modelli meccanicistici
I modelli meccanicistici forniscono un’immagine dettagliata del patosistema:
Zoospore
release
Zoospore
dispersal
Infection
Oospore
germination
End of
incubation
Oospore cohorts
Date
Vite.net®: dalla ricerca all’applicazione
Validazione biologica
2008$–$2009$
43$vineyards$
1998$–$2002$
5$vineyards$
ü  Alto livello di dettaglio sui processi
1995$–$2007$
45$vineyards$
ü  Accuratezza e robustezza
2010$–$2012$$
ü 
Possibile effettuare
delle previsioni 2004$–$2007$
6$vineyards$
1999$–$2004$
15$vineyards$
ü  Flessibilità19$vineyards$
Sì#
2004$–$2007$
9$vineyards$
Sì#
No#
1996$–$2004$
Elevata complessità
7$vineyards$
Richiedono
multidisciplinarità
74%$
10%$
La loro elaborazione richiede molto tempo
La loro elaborazione richiede alti costi di sviluppo
Osservate
ü 
ü 
ü 
ü 
Attese
No#
2004$–$2007$
5$vineyards$
0%$
16%$
La# validazione# del# modello# è# stata# condo1a# in#
differen4# condizioni# epidemiologiche# (località# per#
anni):###
105$vigne*$in$Italia#+#43$in$Canada$+#6$USA$
Caffi T. et al., 2009. Journal of Plant Pathology – Caffi et al., 2011. Plant Health Management
Validazione fitoiatrica
Fungicide applications
Downy mildew
on bunches
Farm practice
Model-based
severity
2006
7
4
0.0%
0.0%
4.3%
2007
0.0%
0.0%
0.8%
7
1
2008
9
3
1
8
1.0%
1.1%
40.8%
15 22
April
29
5
12 19
May
26
3
10
17
June
24
30
Ravenna-IT
Caffi T. et al., 2010. Plant DIsease, 94, 709-716
Imodelliperlaprotezionedellepiante
Imodelliperlaprotezionedellepianteaiutano
adindividuareiperiodidiinfezioneead
effeXuareitraXamen=diconseguenza.
Supportanoledecisioni
taBche:seequando
?
TuXoquestoè
sufficienteper
l’implementazione
dell’IPM
IPM in the EU
Strategia europea per i prodotti fitosanitari
(Pesticide Package)
Immissione
in
commercio
Utilizzo
Residui
e rifiuti
Dir$2000/60/EC$
framework#acqua#
Reg$(EC)$1107/2009$
su#PPP#
Dir$98/8/EC$$
Biocidal#Products#
Reg$2009/128/EC$$
“uso#sostenibile”#
Reg$(EC)$396/2005$$
su#residui#
Dir$2006/12/EC$
Dir$91/689/EC$
sui#rifiu5#pericolosi#
DIRECTIVE 2009/128/EC
Art 5
Training
Art8
Equipment
Art 6
Art 7
Info &
awareness
Art 14
IPM
Sales
Art 13
Handling
& storage
Art 11
Water
DIRECTIVE 2009/128/EC
Article 14
Integrated pest management
1.  Gli Sta= membri adoXano tuXe le necessarie misure appropriate per
incen=vare una difesa fitosanitaria a basso apporto di pes3cidi,
privilegiando i metodi non chimici, questo affinché gli u=lizzatori
professionalidipes3cidiadoSnolepra3cheoiprodoSchepresentanoil
minorrischioperlasaluteumanael’ambientetratuBquellidisponibiliper
lostessoscopo.
2.  Gli Stati membri definiscono o favoriscono lo stabilirsi delle condizioni
necessarie per l’attuazione della difesa integrata. In particolare,
provvedono affinché gli utilizzatori professionali dispongano di
informazioni e di strumenti per il monitoraggio delle specie
nocive e l’assunzione di decisioni, nonché di servizi di consulenza
sulla difesa integrata.
Modelli in IPM
La(correXa)individuazionedelperiododiinfezioneèsolouna
partedelprocessodecisionale
Altredomandeallequali
rispondere:
► LapiantaèsusceBbile?
► Lapiantaègià(ancora)proteXa
dall’ul=motraXamento?
► Qualefungicidadovreiusare,eaquale
dose?
► Lecondizioniambientalisono
favorevolialtraXamento?
Modelli in IPM
Mul=plemodelingapproach
► Modelliepidemiologici
► Modellifenologici
► ModelliperiprodoBfitosanitari(PhMoA,dilavamento,assorbimento,
etc.)
► Calcolodelladose(e.g.,tree-rowvolume)
► Mul=pledecisioncriteria(e.g.,fuzzydecisionmethod)
Modelli in IPM
Dai modelli per le malattie
ai
Sistemi di Supporto alle Decisioni
Vite.net®
un DSS per la gestione
sostenibile del vigneto
by
T
vite.net®
Vite.net®èunSistemaperilSupportoalle
Decisioni(dall’ingleseDecisionSupport
System,DSS)cheraccoglieleinformazioni
rela=veallacolturaedall’ambiente,
aXraversounflussocon=nuodida=
alimentatodasensoriedaaBvitàdi
monitoraggio,leelaboraeinterpreta,per
mezzodidiversimodellimatema=ci,evia
webforniscescenarichefacilitanoil
processodecisionale
Ambiente
colturale
Database
Piante,
parassi3e
malaSe
Ariae
suolo
Testing Day
Azioni
Conoscenze
esperte
Interpretazione
modelli
Avvisi
Decision-making
11/09/2015 ore 9:00
Azienda Agricola Res Uvae
Costa Gravaghi, 7 Castell’Arquato (PC)
DecisionSupportSystemsper
l’agricolturasostenibile
>600weathersta3ons
Stations in Europe:
6 Greece
3 Spain
1 Portugal
2 Bulgaria
1 Austria
1 Slovenia
Laretemeteo
First weather stations network on
durum wheat in 2009
Grapevine crop units
in 2015
Ida=meteo
Ida=meteo
Black rot
Contatori di
allerta malattie
Efficacia
residua
Sviluppo della
vite
Banca dati
prodotti
Altre
funzionalità
Dati di
scouting
Black rot
sintesi
de(aglio
Dall’indicatorealdeXaglio
Es. Peronospora
Sintesi
Supporto
DeXaglio
DeXaglioperonospora
DatabasedeiprodoB
caraXeris=che
deiprodoB
modelloperla
doseoBmale
organismi
bersaglio
finestredi
intervento
Informazionisullaprotezione
Indicatore
DeXaglio
dinamicadella
curvadi
protezione
Bilancioidrico
modelliinseB
QuadernodiCampagna
Quaderno di campagna
Santa Margherita SPA - Quaderno di campagna - Stagione 2013 - Vite.net
Unità Produttiva (UP)
Santa Margherita SPA
Data
Coltura
Nome
23/04/2013 Vite
Vigneto
Prosecco
ha
trattati
17,31
Fase
fenologica
(coltura)
Emissione 5a
foglia
Prodotto Fitosanitario (PF)
Avversità
Nome
commerciale
Quaderno di campagna - Stagione 2013
09/05/2013 Vite
15/05/2013 Vite
Vigneto
Prosecco
Vigneto
Prosecco
Vigneto
Prosecco
Data di stampa: 24/01/2014
Gestione dati ed elaborazioni a cura di Horta
Stampato da http://www.horta-srl.com
17,31
17,31
17,31
Emissione 8a
foglia
Emissione
12a foglia
Emissione 8a
foglia
Dose (PF)
Totale
(kg o lt)
kg o lt
(/ha)
ml o gr
(/hl)
Peronospora Pergado MZ
Mandipropamide
(H), Mancozeb
(MS)
25
1,444
3,44
Oidio
Zolfo (MS)
30
1,733
4,13
Peronospora Pergado MZ
Mandipropamide
(H), Mancozeb
(MS)
20
1,156
275,13
Oidio
Tiovit Jet
Zolfo (MS)
40
2,311
550,26
Oidio
Topas 10 EC
Penconazole (G)
3
0,173
41,27
Peronospora Ridomil Gold
combi pepite
Metalaxyl-M (A),
Folpet (MS)
20
1,156
275,13
Peronospora Folpan 80
WDG
Folpet (MS)
20
1,156
275,13
Via Ita Marzotto, 8
01/05/2013 Vite
p. a. (MOA)
Tiovit Jet
Firma del titolare
Quantità
acqua
(hl/ha)
420
Operatore
addetto
Demetrio
Marian
Giustificazione
intervento
Note
Indicazione di rischio
dei modelli
epidemiologici del
DSS
Indicazione di rischio
dei modelli
epidemiologici del
DSS
4,2
Marian
Demetrio
Indicazione di rischio
dei modelli
epidemiologici del
DSS
Indicazione di rischio
dei modelli
epidemiologici del
DSS
4,2
Marian
Demetrio
Indicazione di rischio
dei modelli
epidemiologici del
DSS
Indicazione di rischio
dei modelli
epidemiologici del
DSS
4,2
Formentin
Matteo
Valutazione
personale attraverso
il monitoraggio della
coltura
cautelativo in
previsione 4 gg
Pioggia
Pag. 5 di 8
www.mollydesign.com
Partenariato
SQA2 srl
Consorzio di tutela dei vini di Montefalco
CRATIA Formazione, Confagricoltura Umbria
Università Cattolica del Sacro Cuore
3A-Parco Tecnologico Agroalimentare dell’Umbria - Soc. Cons. a.r.l.
Arnaldo Caprai Soc. Agricola
Scacciadiavoli Az. Agr. srl
Tenute Lunelli Soc. Agr. srl – Tenuta Castelbuono
Soc. Agr. Perticaia
Antonelli San Marco
Società Agricola Moretti Omero
Tenuta Alzatura Soc. Agricola
Azienda Agricola Taruna
Azienda Agraria Bartoloni Francesca
Soc. Agr. Il Colle di Saragano
Bea Paolo
Onofrio Cavadenti
GRAPEASSISTANCE
2015
Partenariato
ViteBio.net
2011-2012
21 aziende
SQA2 srl
Consorzio di tutela dei vini di Montefalco
CRATIA Formazione, Confagricoltura Umbria
Università Cattolica del Sacro Cuore
3A-Parco Tecnologico Agroalimentare dell’Umbria - Soc. Cons. a.r.l.
Arnaldo Caprai Soc. Agricola
Scacciadiavoli Az. Agr. srl
Tenute Lunelli Soc. Agr. srl – Tenuta Castelbuono
Soc. Agr. Perticaia
Antonelli San Marco
Società Agricola Moretti Omero
Tenuta Alzatura Soc. Agricola
Azienda Agricola Taruna
Azienda Agraria Bartoloni Francesca
Soc. Agr. Il Colle di Saragano
Bea Paolo
Onofrio Cavadenti
2012-2014
9 aziende
Fornitore del servizio vite.net®:
HORTA s.r.l.
COOPERAZIONE PER LO SVILUPPO
DI NUOVI PRODOTTI,
PROCESSI E TECNOLOGIE NEI SETTORI
AGRICOLO, ALIMENTARE E FORESTALE.
www.mollydesign.com
Fornitore del servizio vite.net®:
HORTA s.r.l.
COOPERAZIONE PER LO SVILUPPO
DI NUOVI PRODOTTI,
PROCESSI E TECNOLOGIE NEI SETTORI
AGRICOLO, ALIMENTARE E FORESTALE.
FONDO EUROPEO AGRICOLO
PER LO SVILUPPO RURALE:
L’EUROPA INVESTE NELLE
ZONE RURALI
3A - Parco Tecnologico Agroalimentare
dell’Umbria Soc. cons. a r.l.
www.parco3a.org
2014-2015
12 aziende
Studio di fattibilità dell’applicazione
di un nuovo modello di assistenza
tecnica per la gestione sostenibile del
G
3
3
4
4
9
4
3
3
13
5
5
13
14
20
20
20
29
185
38
3
19
7
Uten%2013:31
6
13
6
Uten*2014:66
8
Uten%2015:189
11
Benefici dall’utilizzo di vite.net®
Stessa protezione della gestione aziendale:
Biologico
• 
• 
• 
• 
# trattamenti/stagione:
Kg rame/trattamento:
Kg rame/stagione:
Costo della difesa:
- 24%
- 18%
- 37%
-195 €/ha
Integrato
•  Prodotti fitosanitari/stagione:
•  Costo della difesa :
- 30-40%
- 300-400€/ha
[…]tosupporttheEuropeanwine
industrybymatchingconsumers’
demandsfortopqualitywinesand
foodsafety,ci=zen’srequestsfor
eco-friendlyproduc=onmethods
andwinegrowerstechnicalneeds
inaclimatechangebackground.
WP2:Designingop3mizedvineyard
prac3cestoreducepes3cides
WP5:Implementa3onofdecisionsupport
systemstowardsasustainablevi3culture
Grazie per l’attenzione