project - EIP-AGRI Operational Group

The intelligent irrigation for the maintenance of permanent meadows in the Enza valley - Smart Grasslands
L'irrigazione intelligente per il mantenimento del prato stabile polifita in Val d'Enza - Prati Smart

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Completed | 2021 - 2023 Italy
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Context

Il prato stabile è un importante elemento dell’economia e del paesaggio dell’area tipica del Parmigiano Reggiano, in particolare nelle province più occidentali di Parma e Reggio Emilia, separate dal corso del torrente Enza, da cui si deriva buona parte della risorsa idrica per l’irrigazione. Il prato stabile viene tradizionalmente concimato con fertilizzanti organici (letame e liquami aziendali), ed è normalmente sfalciato 4-5 volte nell’anno; la produzione può arrivare a oltre 15 t di fieno per ettaro e per anno.

The permanent meadow is an important element of the economy and landscape of the typical Parmigiano Reggiano area, particularly in the westernmost provinces of Parma and Reggio Emilia, separated by the course of the Enza stream, from which much of the water resource for irrigation is derived. The permanent meadow is traditionally fertilized with organic fertilizers (farmyard manure and slurry), and is normally mowed 4-5 times in the year; production can reach more than 15 t of hay per hectare per year.

Objectives

The project’s objective is to introduce significant innovations for the environmental and economic sustainability of agricultural systems in Emilia Romagna that are largely dependent on water withdrawal from the Apennine streams. Specifically, the aim is to favour the efficient use of water resources on the permanent meadows of the Val d'Enza territory, typically irrigated with surface water derived from the Enza river or underground water from wells. Automatic irrigation water management systems will be tested, with the aim of varying the flow rate over time in order to modulate the supply of proper irrigation volumes to the fields. 

Objectives

Il progetto ha come obiettivo introdurre innovazioni di rilievo per la sostenibilità ambientale ed economica di sistemi agricoli emiliani largamente dipendenti dai prelievi idrici dei torrenti appenninici. In particolare, si intende favorire l’impiego efficiente della risorsa idrica sui prati stabili polifiti del territorio della Val d’Enza, tipicamente irrigati con il metodo dello scorrimento con acque superficiali derivate dal torrente Enza o sotterranee da pozzi. Verranno testati dei sistemi automatici di gestione delle acque irrigue, che hanno lo scopo di variare la portata nel tempo di erogazione, onde modulare la fornitura ai campi di corretti volumi irrigui.

Activities

The project includes the following activities:
a) field test of innovative equipments (floodgates and sensors), starting form installation, start-up, fine-tuning, up to remote management and verification of hydraulic and irrigation effects;
b) verification of agronomic effects of the use of innovative equipment in the management of irrigation volumes; 
c) evaluation of the farm's economic aspects related to the use of innovative equipment in the management of irrigation volumes;
d) scenario evaluation on the evolution of the permanent meadows areas in Val d'Enza, which considers various levels of diffusion of the innovative equipment proposed in the project.
 

Activities

Il progetto prevede le seguenti azioni:
a) sperimentazione in campo delle attrezzature innovative (paratoie e sensori), con installazione, avvio, messa a punto, sino alla gestione da remoto e verifica degli effetti di tipo idraulico ed irriguo;
b) verifica degli effetti agronomici dovuti all’impiego delle attrezzature innovative nella gestione dei volumi irrigui;
c) valutazione degli aspetti economici aziendali relativi all’impiego delle attrezzature innovative nella gestione dei volumi irrigui;
d) valutazione di scenario sulla evoluzione delle superfici a prato stabile in Val d’Enza, che consideri vari livelli di diffusione delle attrezzature innovative proposte nel progetto.
 

Additional comments

Il principale obiettivo di Prati Smart è stato quello di favorire il mantenimento dei prati stabili polifiti del territorio della Val d’Enza, tipicamente irrigati con il metodo dello scorrimento, attraverso un innovativo sistema con paratoie intelligenti (smart), utilizzabili a livello aziendale, che permettono di automatizzare l’irrigazione per scorrimento dei prati stabili e che possono essere gestite dagli agricoltori sia in campo sia da remoto. Si tratta di uno dei tasselli da mettere in campo per fronteggiare la scarsità di risorsa idrica, fondato su tecniche 4.0, al fine di preservare un modello produttivo tipico e rispettoso della tradizione e della biodiversità.

The main objective of OG ‘Smart Grasslandshas been to favour the maintenance of permanent meadows in the Val d'Enza area, which are typically irrigated by the surface method, through an innovative system with intelligent (smart) gates, which can be used at the farm level, automating the surface irrigation and can be managed by farmers both in the field and remotely. This is one of the pieces to be put in place to cope with the scarcity of water resources, based on 4.0 techniques, in order to preserve a typical production model that respects tradition and biodiversity.

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014IT06RDRP003 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Emilia-Romagna
Location
Main geographical location
Reggio nell'Emilia
Other geographical location
Parma

EUR 199991.05

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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2 Practice Abstracts

The Plan demonstrated that the use of automation systems for the surface irrigation of grasslands, by connecting the gates of the farm's water distribution towers in the field with soil moisture measurement sensors, is technically feasible and sustainable both economically and for the environment.

The automation systems that have been implemented in the project have in fact allowed:

- a significant saving in the use of water in drip irrigation on grassland in 2022 (less than 700 mm against a 'normal' use of at least 1000 mm in hot and dry years such as this)

- a reduction in the amount of manual labour involved in the farm's hydraulic operations, a factor that in recent years is leading to the conversion of grasslands to arable crops;

- the maintenance of fodder production with good yields and quality characteristics, comparable to those obtained with manual management of the farm's gates;

- a reduction in nutrient losses from the soil, by leaching to groundwater and by surface run-off to surface water;

- of being able to favour the maintenance or even (particularly in the case of greater water availability) a return of grassland, a crop that is characterised by its remarkably natural conditions (zero use of plant protection products and high floristic and faunal biodiversity) and by the high accumulation of organic matter in the soil, thus acting as a carbon sink.

Il Piano ha dimostrato che l’impiego di sistemi di automazione dell’irrigazione a scorrimento dei prati stabili polifiti, collegando le paratoie dei torrini aziendali di distribuzione delle acque sul campo con sensoristica di rilievo dell’umidità del terreno, risulta praticabile dal punto di vista tecnico e sostenibile sia economicamente che per l’ambiente.

I sistemi di automazione che sono stati implementati nel progetto infatti hanno consentito:

- un risparmio significativo nell'uso delle acque negli interventi di irrigazione a scorrimento su prato stabile polifita, nel 2022 (meno di 700 mm contro un utilizzo 'normale' che negli anni caldi e siccitosi come questo si attesta su almeno 1000 mm);

- una riduzione dell’impegno di lavoro manuale nelle manovre idrauliche aziendali, fattore che in questi anni sta comportando la conversione dei prati in colture arative;

- il mantenimento di produzioni foraggere con buone rese e caratteristiche di qualità, paragonabili a quelle ottenute con la gestione manuale delle paratoie aziendali;

- una riduzione delle perdite di nutrienti dal suolo, per percolazione alle acque sotterranee e per ruscellamento superficiale (run-off) alle acque superficiali;

- di poter favorire il mantenimento o addirittura (in particolare nel caso di maggiore disponibilità idrica) una ripresa della diffusione del prato stabile polifita, coltivazione che si caratterizza per condizioni di notevole naturalità (uso nullo di fitofarmaci e alta biodiversità floristica e faunistica) e per gli elevati accumuli di sostanza organica nel suolo, così fungendo da sink di carbonio.

The expected result of the project is to prove the technical feasibility and the economical and environmental sustainability of automation systems for the surface irrigation of permanent meadows, obtained by connecting the floodgates of the farm’s field water distribution towers with soil moisture sensors. 

The automation systems that will be implemented in the project should: 

- allow significant savings in irrigation water, with an average reduction of 15-20% in water consumption in surface irrigation interventions on permanent meadows;

- allow a reduction in manual labour in the farm's irrigation operations, a factor that has led to the conversion of grasslands into arable crops over vast areas, due to the difficulty of physically travelling too far and for too long from the farm centre, coinciding with irrigation sessions (even at night);

- allow for forage production with good yields and quality characteristics;

- reduce nutrient losses from the soil, by leaching to groundwater and by run-off to surface water;

- favour the maintenance or greater diffusion of the permanent meadows, a cultivation that is characterised by conditions of considerable naturalness (zero pesticide use and high biodiversity of flora and fauna) and high accumulation of organic matter in the soil, thus acting as a carbon sink.

Il risultato atteso del progetto è quello di dimostrare la fattibilità tecnica e la sostenibilità economica e ambientale di sistemi di automazione per l'irrigazione a scorrimento dei prati permanenti, ottenuti collegando le paratoie delle torri di distribuzione dell'acqua irrigua con sensori di umidità del suolo. 

I sistemi di automazione che saranno implementati nel progetto dovrebbero: 

- permettere un risparmio significativo di acqua di irrigazione, con una riduzione media del consumo su prati permanenti del 15-20%;

- permettere una riduzione del lavoro manuale nelle operazioni di irrigazione, fattore che ha portato alla conversione dei prati in seminativi su vaste aree, a causa della difficoltà di spostarsi lontano e per troppo tempo dal centro aziendale, in coincidenza con gli interventi di irrigazione (anche notturni);

- permettere la produzione di foraggio con buone rese e caratteristiche qualitative;

- ridurre le perdite di nutrienti dal terreno, per lisciviazione nelle acque sotterranee e per dilavamento nelle acque superficiali;

- favorire il mantenimento o una maggiore diffusione dei prati permanenti, una coltivazione caratterizzata da condizioni di notevole naturalità (zero uso di pesticidi ed elevata biodiversità floristica/faunistica) e da un elevato accumulo di sostanza organica nel terreno, che funge quindi da sink di carbonio.

 

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Contacts

Project coordinator

  • CRPA - Centro Ricerche Produzioni Animali Soc. Cons. p.A.

    Project coordinator

Project partners

  • Azienda Agricola Pelosi Pier Antonio

    Project partner

  • Consorzio di Bonifica di secondo grado per il Canale Emiliano Romagnolo

    Project partner

  • Dinamica Soc. Cons. a r.l.

    Project partner

  • Fondazione CRPA Studi Ricerche

    Project partner

  • Società Agricola Podere Querceto

    Project partner