Sistemi colturali

CONCLUSIONI

Divideremo i dataset per gruppi di varietà/ibridi con caratteristiche simili. Successivamente, divideremo i dataset disponibili per ciascun gruppo in due parti: calibrazione e test/validazione (indipendente).

Nella fase di calibrazione, partendo da valori di default per la specie, calibreremo i parametri per i quali non sono disponibili misure o per i quali le misure sono molto incerte. Cercheremo di far sì che i dati misurati e simulati siano il più vicini possibile, iniziando dai parametri coinvolti nello sviluppo fenologico.

Un'opzione extra è l'utilizzo del software WOFOST. WOFOST-GT è un modello colturale generico in grado di riprodurre lo sviluppo e la crescita di qualunque coltura erbacea, a patto di caratterizzarne correttamente i processi e le risposte ai fattori ambientali. Questa caratterizzazione viene eseguita dall'utente mediante l'aggiustamento (calibrazione) di una serie di parametri.

WOFOST-GT è un modello piuttosto dettagliato, con un elevato livello di dettaglio.

nella descrizione dei processi si riflette in un elevato numero di parametri da calibrare

SVILUPPO FENOLOGICO

Lo sviluppo fenologico è "la serie di eventi identificabili che sfociano in una variazione quantitativa o qualitativa della struttura della pianta" (Bonhomme, 2000)

WOFOST-GT descrive lo sviluppo attraverso una variabile adimensionale: Il DVS (development stage code).

0 = emergenza; 1 = fioritura; 2 = maturità fisiologica.

Il progredire del DVS dipende dall'accumulo di tempo termico eventualmente corretto da un fattore di risposta al fotoperiodo (Fpr; 0-1). Treq varia in base alla fase che si sta seguendo.

Te invece è il tempo termico effettivo di un certo giorno - se siamo sopra la T max o sotto la T min vale zero, in mezzo curva con valori crescenti.

C'è poi un modulatore, che permette di simulare il comportamento di varietà con diversa sensibilità al fotoperiodo: Fotosensibilità vicino a 1 bassa, vicino a zero

alta (PHins)E un interruttore per accendere e spegnere il fotoperiodo (nel caso di varietà completamente insensibili alfotoperiodo): Vale zero o uno per fotosensibile 0 non fotosensibile (IsPH). Nei tropici sono brevidurne, danoi longidiurne, per coltivare da noi le brevidiurne abbiamo rimosso la sensibilità al fotoperiodo.

Alcuni modelli sono considerati big leaf, ossia contemplano un unico layer di intercettazione più spesso conlai grande e K intercettazione dipendente dall’angolatura delle foglie. Wofost ha più layer che simulano idiversi strati. Alcuni modelli simulano la radiazione una assimilata giornaliera. Wofost divide la radiazionenei diversi momenti della giornata per inclinazione e intensità. 3 strati e 3 fasce orarie. Vengono aggiuntedelle limitazioni all’assimilazione della radiazione data dalla temperatura.

Dalla fotosintesi lorda sottraggo la fotosintesi di mantenimento (la respirazione aumenta con latemperatura) e di crescita.

Ottengo la fotosintesi netta. Questo rende le equazioni più complesse e non necessariamente funziona meglio di un modello a fotosintesi netta. Respirazione di mantenimento: dipende dal peso degli steli per un coefficiente di quota che indica quanta energia richiede ogni chilo di massa per una variabile dipendente dalla temperatura (Q10: per un aumento della temperatura di 10 gradi quanto aumenta la respirazione). Questo dipende da organo ad organo: foglie, o. accumulo, radici e steli. Respirazione di crescita: la quantità di energia investita per la creazione di nuovi tessuti quindi per la trasformazione dei sintetati in tessuti, ma solo per la trasformazione. Il resto è energia netta che si divide a seconda del coefficiente di ripartizione che è dovuto alla fase fenologica. Questa ripartizione è quasi sempre molto simile per i cereali, quindi, è stato sintetizzato nel parametro RiLO. Nelle foglie abbiamo una peculiarità, la biomassa quando aumenta.

Accresce l'assorbimento dellaradiazione e quindi del LAI. All'inizio il lai cresce in funzione della temperatura in modo esonenziale se le T sono sempre più favorevoli. In seguito, è dovuta alla differenza di biomassa ripartita alle foglie per lo SLA ossia metri quadri per chilo di foglia. Si prende il minimo delle due equazioni. All'inizio le foglie sono molto sottili rispetto al peso lo SLA è più alto, quando il parametro diventa lineare siamo in accestimento. Lo SLA va calibrato, è difficile da rilevare, c'è molta incertezza.

Ogni unità di LAI ha una vita, si calcola in gradi giorno fino ad una somma limite SPAN che fa morire un'unità di LAI. Un'unità di lai ombreggiata muore prima se aumento troppo lo span aumenta troppo il lai e la pianta si autombreggia di più. SEMINARIO LCALCA = metodologia utilizzata per valutare il potenziale impatto ambientale di un prodotto, di un processo odi

un'attività durante tutto il suo ciclo di vita

Fase 1: tracciare tutti i flussi che entrano ed escono dal sistema → Due norme ISO

Ha due grossi vantaggi: evita lo spostamento dei problemi (da una fase all'altra) + evidenzia le complessità anche nei sistemi più semplici

PREGI E DIFETTI..........- Impossibile verificare sperimen Fin troppo spesso bisogna semplificare perché i costi sarebbero troppo alti

STRUTTURA: → si considerano input e output compresi rifiuti, ecc

NORME ISO: Quattro fasi:

- Definizione obiettivi e campi di applicazione (confini del sistema)

- Analisi dell'inventario – reperimento dei dati

- Valutazione degli impatti – conversione ed aggregazione dei dati in indici sintetici numerici

- Interpretazione dei risultati – Le grandi aziende ne hanno sempre più bisogno

CASO STUDIO 1 L'obiettivo era confrontare la normale produzione di riso con conseguente emissione di

metano con unamodalità che prevede un breve periodo di asciutta

L'unità funzionale era la produzione di granella (1 tonnellata di risone all'umidità commerciale (14%))

Utilizzo di modelli per simulare (stimare) alcuni fattori difficili da misurare

Tutti i risultati vanno divisi per unità di prodotto ottenuto

CASO STUDIO 2

Confronto con riso biologico

Il biologico è sempre peggio

ADATTAMENTO AL CAMBIAMENTO CLIMATICO BASATE SUL MIGLIORAMENTO GENETICO

Ad un certo punto qualcuno ha avuto l'idea di usare i modelli di previsione per prevedere come dovrebbe essere la pianta perfetta in base al cambiamento climatico

Assunzioni:

• relazione tra i parametri del modello e le piante
• questi parametri descrivono le piante

Bisogna identificare a priori esattamente come dovrebbero essere i veri parametri delle piante

Questo ci consente di stimare a priori quanto sarà performante un'ipotetica pianta

In generale abbiamo:

• parametri
• eventi (gestione

vogliono circa 15 anni solo per produrli) →Fase 1 – sensitivity analysis individuazione dei tratti che maggiormente influenzano la resa- Il prof ha usato il metodo di Sobol (scomposizione varianza)- Il valore della resa è stato ridotto in base alla quantità di resa che ci si attende essere di qualità inferiore- Resistenza brusone- Distribuzioni (…)N.B. una bassa sensitività non vuol dire che il parametro non sia importante, ma solo che fa cambiare di poco la resaOvviamente tutto dipende sempre dal clima – che a sua volta è incerto→Gli ideotipi sono dei grafici a “ragnatela” in cui si scelgono i trattiIn realtà l’incertezza che abbiamo al momento rispetto al clima non è così tanto influenteFase 2 - IdeotipiValutare le performance di idiotipi con modelli colturali.Oggi vediamo diversi distretti risicoli visti nel dettaglio in Italia. Sviluppato uno strumento di supporto ai breeders.

modelli di simulazione usati per la sensitività analisi 2 scenari climatici 3 Software per la distribuzione di colture con NDVI 4 per le date di semina si fa con rilevatori NDVI 5 caratterizzazione delle varietà con sensibilità ai danni biotici 6 unità elementare 5*5km 7 Definizione ideotipi per introgressione, cioè si parte da un genotipo ottimale ma con un difetto (es pocoresitente a salinità) e lo incrocio con varietà ottime solo in quella caratteristica Esempio: si analizzano per esempio la distribuzione delle perdite dovute a sterilità fiorale da freddo e si capisce se è una caratteristica da sviluppare oppure no. Soprattutto in relazione al cambiamento climatico non ci saranno grandi cambiamenti. Fatto anche in relazione al brusone del riso con l'introgressione di una determinata varietà, ottimi benefici. Fatto anche con rottura delle cariossidi, benefici minimi. Concentrazione di amilosio benefici medi. In questomodo do ai breeders una guida a dove conviene lavorare. Viene aggiunta una ANOVA per determinare se l'effetto di miglioramento è significativo. E si guarda quanto varianza è spiegata dal genotipo, distretto e scenario climatico. Si è visto che il distretto e lo scenario climatico sono sempre significativi. Infatti servono Varietà Distretto Specifiche E Dove Il Cc È Significativo Può Essere Che Il Programma Non Avrà Effetto. Il genotipo non è sempre significativo. Non consideriamo le diverse razze di patogeni e il potenziale evolutivo. Inoltre molti modelli sulla qualità di granella (rotture e gessosità) sono molto empirici e c'è molta incertezza. La seconda parte è predire il comportamento di una pianta da dati genomici e si possono trattarli con modelli culturali. Tesi: taratura curve di azoto per p