Gli obiettivi strategici
AGROALIMENTARE
VALUE CHAIN SOSFARM
OBIETTIVO STRATEGICO 1 - Resilient,
Climate-Smart Agriculture (Agricoltura
Resiliente e Clima-Intelligente (RCSA)
Rilevanza tecnologica e punti di forza regionale connessi Le molteplici difficoltà del settore agricolo (es. progressiva diminuzione delle risorse primarie, rincaro dei prezzi d’acquisto e diminuzione dei prezzi di vendita, inquinamento ambientale, ecc.), impongono ai sistemi agricoli convenzionali di riposizionarsi verso modalità di gestione più sostenibile degli agroecosistemi. Agricoltura integrata, biologica, conservativa e di precisione rappresentano quindi il campo d’azione dell’obiettivo Agricoltura Resiliente e Clima-Intelligente (RCSA) perché punto d’incontro delle attività di produzione primaria vegetale e animale. La natura strategica di RCSA è legata alle ripercussioni negative di ordine economico, ambientale e sociale dovute al cambio climatico manifestatesi anche recentemente con episodi di carenza idrica estiva sempre più frequenti e severi, spesso aggravati da stress termico e piovosità invernale non in grado di ripristinare la massima capacita idrica in primavera, che si ripercuote anche sulla diffusione di nuove avversità biotiche e aggravamento di altre. Nel contesto di SOSFARM, RCSA si articola secondo tre azioni principali: (1) aumentare in modo sostenibile la produttività e la redditività in agricoltura; (2) adattare e rafforzare la resilienza dei sistemi agricoli ai cambiamenti climatici; (3) ridurre/azzerare il bilancio di emissioni di gas serra, ove possibile.
RCSA si basa quindi su un approccio ‘sistemico’ per sviluppare strategie agricole avanzate e garantire produzioni vegetali e animali quali-quantitativamente adeguate. Basandosi sulle più moderne conoscenze nel campo delle scienze ‘omiche’, di coltivazione delle piante e gestione del suolo e di allevamento degli animali, RCSA vuole favorire le filiere produttive del sistema agroalimentare regionale sia in termini di sinergia che di competitività dalla scala locale a quella internazionale. Per questo OS1 mira a sviluppare ed implementare: • Metodi e strategie di razionalizzazione degli input (acqua,
fertilizzanti e fitofarmaci), prevenzione e difesa a minore impatto che siano comunque efficaci nel garantire rese remunerative e qualità desiderata;
• Tecniche e mezzi per aumentare l’efficienza di gestione dei sistemi colturali e di allevamento, fornendo un supporto d’insieme che include ad esempio strumenti innovativi ed informatizzati come anche la formazione di
figure professionali altamente specializzate;
• Strategie di miglioramento della qualità agronomica dei suoli con riferimento ad es. al contenuto di sostanza organica e all’attività biologica;
• Sistemi di caratterizzazione e valorizzazione di risorse vegetali e animali ai fini del miglioramento e selezione di varietà resilienti e/o rustiche.
Gli elementi tecnologici di RCSA favoriranno la transizione verso sistemi colturali e di allevamento più sostenibili e resilienti al cambio climatico per attuare un’intensificazione sostenibile capace di “produrre di più con meno”.
Impatti sulla competitività dell’industria regionale SOSFARM interessa un settore produttivo fondamentale nel contesto regionale. Infatti, oltre a produrre beni di interesse primario, i sistemi produttivi agricoli hanno rilevanza ambientale e rappresentano un presidio di resilienza per i territori. Pertanto l’impatto dell’obiettivo RCSA sulla competitività dell’industria regionale, oltre ai comparti più tradizionali, si esplica in vari modi: (1) favorendo l’attivazione di rapporti fra imprese in un’ottica di sistema per rispondere a esigenze di produzioni tracciabili, certificate e di qualità, a tutela della salute e dell’ambiente; (2) intersecandosi strettamente con gli altri obiettivi strategici della Value Chain (es. nanotecnologie e sistemi bio/sensori per il rilievo precoce dello stato idrico e del vigore delle colture o dello stato di salute degli animali); (3) svolgendo un ruolo di raccordo con le altre Value Chain dell’agroalimentare ad es. per aspetti legati a riutilizzo e valorizzazione di residui/scarti che tengano conto del LCA del sistema complesso e permettendo lo sviluppo di filiere dedicate alle Bio-Based Industries o per la riduzione di sostanze antimicrobiche negli allevamenti bovini da latte. Il tema di RCSA è tecnologicamente rilevante ed impattante per la riconversione, diversificazione e creazione di nuovi servizi. Si pensi ad es. alla mitigazione degli effetti del cambio climatico, laddove sono chiamate in causa tecnologie multiformi ma tra loro integrate: individuazione di geni/ marcatori di resilienza, selezione di nuovi genotipi (anche mediante cis-genesi o “editing”), applicazioni di tecniche di agricoltura e allevamento di precisione per individuare il raggiungimento della soglia critica di stress e criteri di somministrazione “personalizzata”, individuazione di nuove tecniche colturali (incluso l’utilizzo di nuovi prodotti eco-compatibili) utili a ridurre gli impatti sulle acque e nell’ambiente, a massimizzare le risorse disponibili nel suolo, a migliorare l’efficienza di assorbimento dell’acqua da parte delle radici e ridurre il carico termico sulla parte aerea.
Per quanto riguarda le tipologie di imprese coinvolte in OS1 emergono aziende vivaistiche e sementiere, del settore lattiero-caseario, imprese impegnate nel ICT (sensoristica, IoT, Big Data, stazioni wireless di raccolta e elaborazione dati
per erogazioni di allarmi via DSS) ed altre attive nei settori della gestione del suolo, della protezione delle piante e gestione infestanti, della fertilizzazione e dei materiali (inoculo micorrize, vari elementi pacciamanti, prodotti antitraspiranti o riflettenti, etc.). Esiste poi presso IBIMET CNR un dettagliato Business Model che affronta la creazione di un HUB regionale per la propulsione di RCSA (attività promossa nell’ambito di progettualità Climate-Kic).
Ricadute sociali
L’applicazione di tecnologie innovative, legate al Piano Industria 4.0, rappresenta un’evoluzione fondamentale anche in campo agricolo. RCSA vuole intercettare questo cambiamento con azioni che abbiano ricadute sociali. In particolare, agevolando il trasferimento di conoscenze e competenze grazie alla formazione di nuove figure professionali, e portando allo sviluppo di prodotti e servizi innovativi a supporto del processo produttivo in un’ottica di Extension Service. Grazie a gestione sostenibile e diffusa del territorio (es. salvaguardia di aree marginali), produzione di materie prime di qualità e creazione di valore (es. colture minori), RCSA ha un impatto diretto sulla sostenibilità degli agro-ecosistemi che si riflette sulla qualità della vita e su una miglior convivenza fra agricoltura e società/cittadini. Una delle ambizioni è quella di favorire l’incontro e la sinergia dei vari attori delle filiere produttive agricole regionali per creare un ambiente sinergico che possa soddisfare la crescente richiesta di innovazione che le aziende del sistema manifestano.
Punti di debolezza e rischi
Relativamente ai punti di debolezza e ai rischi che ancora permangono, è necessario ricordare come il sistema regionale debba fare i conti con le seguenti realtà:
• Suddivisione aziendale e scarsa propensione ad aggregazione di servizi di tipo territoriale,
• Frammentazione delle competenze tecnologiche e mancanza di un coordinamento organico,
• Difficile trasferimento dell’innovazione se non attraverso mezzi, servizi e strumenti di formazione e dimostratori ad hoc da potenziare,
• Applicazione sporadica di sistemi tecnologicamente avanzati a supporto della produzione agricola di precisione. Dimensione internazionale
E’ evidente che perseguire OS1 non può dipendere solo dall’azione di uno o pochi territori, ma comporta la messa in campo di un’azione coordinata su ampia scala, dalla regionale alla continentale. In particolare, RCSA contribuisce al posizionamento della Value Chain in un contesto di raccordo tra l’area mediterranea e i sistemi produttivi del Centro-Nord Europa. La Value Chain può quindi svolgere un’azione volano per ampliare questa dimensione internazionale aprendo nuovi contatti con reti esistenti ed aree geografiche simili a quella emiliano-romagnola. Associazioni e reti di produttori (es. FreshFel, COPA-COGECA), partnership pubblico-private (es. BBI, IOBC) o pubblico-pubblico (es. PRIMA, European Soil Part.), network accademici e intergovernativi (es. BIOVERSITY Int., EPPO) e altri Cluster internazionali di rilievo ne rappresentano un esempio non esaustivo.
Altro
Approccio da perseguire è quello interdisciplinare e multi-actor per una azione di concreta co-creazione.
Proposte di strumenti e politiche
Si prevede che nel medio periodo vengano sviluppate reti infrastrutturali integrate per la diffusione dell’Agricoltura Digitale ed in grado di fornire supporto ai sistemi di monitoraggio (agro-meteo, suolo, coltura), gestione dati, analisi “multidimensionale” delle informazioni e georeferenziazione degli interventi. La messa in atto di adeguati strumenti normativi dovrebbe definire le politiche di proprietà, accesso e fruizione dei dati raccolti.
OBIETTIVO STRATEGICO 2 - Elevare a
“sistema” la gestione di “precisione” delle
produzioni vegetali e animali
Descrizione e motivazione della scelta
Fin dalla loro introduzione (inizio anni ’80) gli approcci di agricoltura di “precisione” (da qui in poi PF da “Precision Farming”) hanno messo in evidenza, da un lato, enormi potenzialità e, dall’altro, la necessità di amalgamare discipline tra loro piuttosto eterogenee (ingegneria, geomatica, informatica, meccanica, agronomia, economia). Con gli anni, il numero delle potenziali applicazioni di “precisione” è aumentato esponenzialmente ma, con esso, si è anche paradossalmente ampliato il gap che separa, da un lato, la versatilità e la sofisticazione tecnologica delle tecniche impiegate (acquisizioni di immagini da vari vettori con risoluzione spaziale di ormai amplissima variabilità) e, dall’altro, l’effettiva traduzione delle medesime in nuove pratiche di gestione sostenibile dell’azienda agraria o zootecnica. Tre i principali ostacoli che sembrano ancora frapporsi alla neutralizzazione di questo gap e, più precisamente: i) spesso le applicazioni di PF rimangono un apprezzabile sforzo “ingegneristico” poiché non affiancate o corroborate da indispensabili verifiche di calibrazione al suolo (“ground truthing”) di quanto osservato dall’alto; ii) la natura polivalente delle competenze richieste mette in seria difficoltà l’end-user che incontra spesso insormontabili difficoltà nella fase di interpretazione dei dati e di individuazione decisioni agronomiche da assumere; iii) al momento non è stato ancora completamente svolto un confronto di sostenibilità ambientale ed economica di tecniche di precisione in raffronto ad approcci standard. Questo obiettivo strategico intende contribuire a colmare il divario descritto avviando una messa a “sistema” degli approcci di PF.
Rilevanza tecnologica e punti di forza regionale connessi Le ricadute di carattere applicativo ed imprenditoriale relative ad approcci di PF sono, per definizione, “infinite” poiché, in pratica, in ogni realtà agricola possono crearsi condizioni di variabilità “spaziale” e “temporale” che giustificano il ricorso ad un approccio di “precisione”.
Per quanto riguarda le produzioni vegetali (compreso le produzioni biologiche) e, trasversalmente a ortive, erbacee, da granella e arboree, gli approcci di precisione hanno due sbocchi principali: i) descrivere e poi sfruttare o, eventualmente, correggere la variabilità spaziale e temporale che interessa resa e caratteri qualitativi di pregio del seme o del frutto e ii) produrre indici precoci di stress biotici o abiotici (casi emblematici quelli relativi allo stress idrico, alla carenze nutrizionali e alla presenza di agenti patogeni). La prospettiva di potere in qualche misura sfruttare, in maniera positiva, una caratteristica (es. la variabilità spaziale) che, tradizionalmente, è vista come un attributo negativo è una incredibile, e per certi aspetti imperdibile, opportunità di gestione sostenibile dell’azienda. Ad esempio, un’appropriata
tecnica di concimazione a rateo variabile consente, da un lato, una riduzione della dose di concime e, dall’altro, riducendo la variabilità intra-parcellare, può condurre ad un concomitante aumento di resa e qualità. Nel settore zootecnico, l’interesse è principalmente per un’alimentazione mirata (appunto, di “precisione”) tesa a ridurre gli sprechi, le escrezioni e le emissioni mentre applicazioni altrettanto interessanti sono estendibili anche al settore dell’acquacoltura.
Molteplici i punti di forza regionali attinenti all’OS proposto e, tra questi: i) l’eterogeneità in termini di colture, territori, suoli e tipologie produttive è ideale per soluzioni di “precisione”; ii) in Regione Emilia-Romagna ha sede non meno del 70% della capacità di super-calcolo a livello nazionale e, in tale settore, RER è considerata avanguardia europea; ii) in RER esiste un’industria meccanica ed elettronica di altissimo livello. Impatti sulla competitività dell’industria regionale Data la natura inter-disciplinare dell’Obiettivo Strategico, i comparti industriali interessati sono molteplici e variano dall’ingegneria ambientale alla geomatica, dall’informatica alle competenze di fisiologia e agronomia. Il tutto facilita in maniera obiettiva la creazione di reti di impresa che contribuiscono relativamente allo specifico know-how traendo al medesimo tempo un beneficio di natura mutualistica.
I nuovi possibili modelli di business riguardano, in particolare, la messa a punto di “servizi” che, in modalità user friendly, accompagnino l’impresa nella rappresentazione e nella decodifica dei fattori di variabilità e negli aspetti decisionali relativi all’adattamento di tecniche agronomiche o di gestione che meglio si adattano alle caratteristiche osservate, alla gestione degli adempimenti normativi.
Ricadute sociali
E’ di tutta evidenza che l’approccio di PF può esercitare un’azione di stimolo sia in senso di aumento occupazionale (basti pensare alle molteplici competenze richieste nelle varie fasi del processo) sia di creazione di nuove figure lavorative (manca un profilo formato ad hoc per unire le varie competenze trasversali). L’impatto sui fattori di carattere sociale (es. qualità della vita di varie fasce di popolazione) è altresì insito nel principio ispiratore della PF che, privilegiando il concetto di una gestione “personalizzata” degli input in funzione delle effettive esigenze degli individui coinvolti è volto, da un lato, ad una ottimizzazione delle risorse naturali disponibili a costo zero e, dall’altro, ad una riduzione di immissione nell’ambiente di sostanze potenzialmente inquinanti (fertilizzanti, pesticidi, erbicidi) e di salvaguardia di un bene comune prezioso (acqua).
Punti di debolezza e rischi
I punti di debolezza e i rischi connessi possono essere così riassunti:
Resistenza da parte degli operatori a introdurre le nuove tecnologie sia per un timore reverenziale sia perchè non appare ancora chiaro quale possa essere “l’utilità marginale” rispetto alla gestione aziendale;
A parte rare eccezioni, peraltro limitate a offerte di Decision Support Systems che investono principalmente il settore della difesa, non esistono servizi di “sistema” (pubblico o privato) che possano accompagnare l’azienda in questo nuovo percorso.
Dimensione internazionale
La dimensione internazionale dell OS qui presentato e, più in generale, di quanto riportato in termini di VP nel manifesto della Value Chain SOSFARM, è legata al grado di interazione che, a livello europeo e mondiale, si riuscirà ad instaurare con i vari Digital Innovation Hubs (DIH). Un’ottima premessa è la partecipazione di ASTER e di altri partners italiani (accademia, aziende, spin-off) al progetto H2020 “SmartAgriHUbs”, coordinato dall’Università di Wageningen che vede la partecipazione di ben 108 partners in rappresentanza di tutti i paesi EU e che verterà, in caso di finanziamento, nella realizzazione di una serie Innovation Experiments che dovrebbero fornire una dimostrazione delle varie tecnologie.
Proposte di strumenti e politiche
Nel merito, si ravvisano due esigenze principali, di diversa natura:
1) Sotto il profilo formativo, occorre produrre uno sforzo che indirizzi gli enti di formazione a preparare una nuova figura professionale che possa riunire le principali competenze, finora piuttosto disgregate, necessarie per gestire applicazioni di PF. 2) Le imprese che affrontano la sfida della PF e dimostrano di applicarla in maniera virtuosa dovrebbero avere un riconoscimento anche per il contributo dato in termini di sostenibilità ambientale. Nella fattispecie, lo strumento dei PES (Servizi ecosistemi a pagamento) potrebbe costituire una leva interessante e distintiva rispetto ad altre opzioni già esistenti.
OBIETTIVO STRATEGICO 3 - IoT e Big
data per generare elementi di conoscenza
indispensabili alla gestione di processi
produttivi sempre più sostenibili
Descrizione e motivazione della scelta
Il comparto agroalimentare è soggetto ad una serie di variabili (ora sempre più misurabili) che ne determinano il risultato produttivo: conoscerle in maniera generale e puntuale (attraverso dati che ne quantificano l’evoluzione), può determinare il successo o meno di un comparto, di una specie, di una tecnica e quindi di una scelta imprenditoriale. La sfida futura sarà pertanto quella di gestire una mole esponenziale di dati e informazioni che provengono da sistemi e strumenti di monitoraggio sempre più efficaci e puntuali (IoT), la cui gestione (Big data), attuata mediante metodi analitici specifici, può costituire una chiave interpretativa fondamentale per supportare non soltanto diversi tipi di analisi, ma anche per conferire alle imprese facoltà “predittive” circa i fenomeni in rapida evoluzione.
Pertanto, quella che viene considerata la IV rivoluzione industriale, dove gli oggetti fisici sono perfettamente integrati nella rete delle informazioni e l’IoT si combina sempre più con macchine intelligenti trasformando i processi produttivi in un enorme sistema di informazioni, rappresenta un processo irreversibile al quale anche il sistema agroalimentare regionale dovrà adeguarsi, portando il comparto da settore dell’era industriale (che ha condotto ad un forte incremento delle rese) a settore dell’era digitale (prodromo di migliore efficienza dei processi).
Il percorso in atto è irreversibile; la digitalizzazione dell’agricoltura e dell’industria del settore agroalimentare è un fenomeno che sta interessando tutto il mondo. La tecnologia offre quindi la possibilità di avere una raccolta dati capillare, senza infrastruttura (radio), riconfigurabile e customizzabile, senza
precedenti. Un’azione di sistema su scala regionale delle tecnologie IoT e Big data per il Farming 4.0 e l’industria 4.0 offrirebbe uno strumento che metterebbe la nostra Regione all’avanguardia nel settore, coniugando sostenibilità, tipicità, vocazionalità e innovazione tecnologica.
Rilevanza tecnologica e punti di forza regionale connessi Nell’ambito dei diversi comparti produttivi regionali (produzioni vegetali, zootecniche ed ittiche) esistono alcuni esempi di applicazione dell’IoT mentre ancora rare sono le applicazioni di Big data; ciò è frutto di un approccio che, finora, ha privilegiato azioni puntuali e non di sistema. Sono sempre più frequenti infatti applicazioni avanzate sperimentali e produttive, con tecniche di “remote” e “proximal” sensing, uso di immagini satellitari e prossimali, di sensori e biosensori applicati in situ oppure su piattaforme mobili (rover e droni), di nanotecnologie, ecc.., in grado di monitorare, misurare e interpretare fenomeni di carattere territoriale, aziendale, parcellare, fino anche alla singola pianta o animale. In futuro, l’applicazione IoT consentirà il superamento di alcuni attuali limiti infrastrutturali e di costi, in quanto renderà ciascun sensore un’unità indipendente e connessa in rete, con possibilità di comporre set di sensori a costo contenuto in base alle specifiche esigenze di misurazione e controllo. Parallelamente alla possibilità di raccogliere dati in modo sempre più puntale ed in continuo, deve migliorare la capacità di gestirli ed interpretarli, attraverso un più funzionale uso di piattaforme Big data e tecniche di machine learning. Pur assistendo alla proliferazione di aziende altamente innovative (start-up), con elevatissimi livelli di eccellenza, l’innovazione apportata dalle aziende è ancor oggi di difficile implementazione, per ragioni economiche e di disaggregazione dei servizi offerti.
Per colmare tale gap tecnologico/organizzativo, è opportuno dare corpo al concetto di costruzione della “Filiera del Dato”, attraverso cui organizzare un HUB per garantire la fruizione di tutti i servizi digitali e di innovazione presenti e disponibili a “federarsi”. Questo per facilitare un ecosistema informativo che consenta di raccogliere e organizzare tutti i dati che investono il processo produttivo dei sistemi agroalimentari regionali, sia nella loro globalità che nelle loro declinazioni di settore e/o filiera. Le potenzialità per la nostra Regione appaiono molto interessanti, per la presenza di numerose ed articolate banche dati pubbliche e private (dati meteo, pedologici, produttivi, ecc…) e per il fatto che in Regione ha sede non meno del 70% della capacità di super-calcolo a livello nazionale.
Impatti sulla competitività dell’industria regionale Le politiche regionali fortemente orientate a favorire lo sviluppo di sistemi agroalimentari a minor impatto ambientale (Produzione Integrata e Biologica), tradizionali e tipici (DOP, DOC, IGP), sottintendono e promuovono da sempre l’azione di tecnici qualificati di supporto alle imprese che, per potere esercitare con maggiore puntualità e precisione la propria azione, trarranno proficui vantaggi dalla possibilità di disporre di una sempre maggiore quantità di dati, puntuali ed opportunamente processati.
In tale ambito la possibilità di sfruttare appieno le potenzialità IoT e Big data consentirà ad esempio di:
• raccogliere ed organizzare i dati relativi al monitoraggio territoriale e aziendale, in un sistema Pubblico/Privato che dialoghi e si integri continuamente con nuove fonti dati; • alimentare, con dati reali ed attendibili, i vari sistemi di
precisione, territoriali (es. in Emilia-Romagna i Bollettini di produzione Integrata e Biologica) e aziendali (es. DSS, macchine intelligenti, ...), per intervenire in modo puntuale o sito-specifico, e ottimizzare l’uso delle risorse naturali; • disporre di sistemi di archiviazione ed interrogazione dei
dati aziendali e strumenti di benchmarking per un uso pratico in campo, in stalla o in vasca, ma anche idonei a produrre la documentazione necessaria ai fini dei controlli ambientali e delle certificazioni.
Si profila pertanto la possibilità di sviluppare nuovi servizi per la gestione dei dati, che grazie a sistemi intelligenti possono contribuire a ridurre i costi di gestione e creare un network fra le imprese, con la creazione di nuovi modelli di business basati sull’impiego e sul potenziale comunicativo/ informativo dei dati verso utenti interni ed esterni al sistema agroalimentare.
Ricadute sociali
Potrebbero crescere ed essere formate nuove figure