project - EIP-AGRI Operational Group

X-COVER - Innovations to extend the use of cover crops in Lombardy
X-COVER - Innovazioni per estendere l'uso delle colture di copertura in Lombardia

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Objectives

Cover crops are non-harvested crops, used to improve agronomic, environmental and economic sustainability.
The project develops innovations to facilitate cover crop adoption, reducing cultivation costs, improving the possibilities for mechanical termination, and providing information for the choice of species and mixes.
We will develop: 1) a prototype for planting cover crops in combination with operations carried out during or after cash crop cultivation; 2) a prototype for mechanical termination; 3) a simulation model to extend in space and time the results of field experiments

Objectives

Le colture di copertura (cover crop) sono colture non da reddito, coltivate per il contributo che forniscono alla sostenibilità agronomica, ambientale ed economica.
Il progetto sviluppa innovazioni per facilitarne l’adozione da parte degli agricoltori, riducendo i costi di coltivazione, migliorando le possibilità di terminazione meccanica e fornendo informazioni per la scelta di specie e miscugli.
Saranno sviluppati: 1) un prototipo per la semina in combinazione con operazioni condotte durante o dopo la coltivazione della coltura da reddito; (2) un prototipo per la terminazione meccanica; 3) un modello di simulazione per estendere nello spazio e nel tempo i risultati di esperimenti di campo

Activities

1. Construction and field test (two years) of an innovative cover crop planting machine, coupled with a combine harvester, a slurry tank, a row weeder and a residue chopper.
2. Construction and field test (two years) of an innovative cover crop mechanical termination tool, which can use disks, shanks and a roller crimper, either single or paired.
3. Development and calibration of a cropping systems simulation model adapted to cover crops, including modules for frost damage and cover crop mulching effects. The model will be applied at the regional scale.
4. Dissemination activities (web site, social network, videos, field visits, congresses, newsletter, and contacts with operational groups)

Activities

1. Costruzione e prova in campo (due anni) di un prototipo innovativo di seminatrice, accoppiata a: mietitrebbia, botte liquami, sarchiatrice, trinciastocchi.
2. Costruzione e prova in campo (due anni) di un attrezzo innovativo per la terminazione meccanica delle cover crop, che potrà usare dischi, ancore e rullo crimper da soli o a coppie.
3. Sviluppo e calibrazione di un modello di simulazione dei sistemi colturali adattato alle cover crop, con moduli per i danni da gelo e gli effetti pacciamanti del residuo di cover crop. Il modello sarà applicato a scala regionale.
4. Disseminazione (sito web, social network, video, visite in campo, convegni, newsletter e contatti con altri gruppi).

Context

Le colture di copertura (cover crop) sono colture non da reddito, coltivate per il contributo che forniscono alla sostenibilità agronomica, ambientale ed economica. Seminate poco dopo la raccolta della coltura da reddito, esse richiedono di solito nessuno o pochi interventi colturali; sono infine distrutte (terminate) in modo che la loro biomassa rimanga sul o nel terreno, e che sia possibile procedere con la semina della coltura da reddito successiva. Nonostante i loro positivi effetti siano documentati, nelle nostre aree l’adozione è ancora modesta per motivi che il gruppo operativo intende affrontare in questo progetto. Innanzitutto, da parte di molti agricoltori i costi da sostenere per la coltivazione delle colture di copertura (preparazione del letto di semina; acquisto della semente; esecuzione della semina) sono ancora visti come un ostacolo. Inoltre, l’eventuale difficoltà di terminazione, soprattutto per chi pratica agricoltura conservativa, può costituire un importante deterrente all’adozione delle colture di copertura; le recenti criticità relative al glifosate contribuiscono ulteriormente ad aumentare le incertezze per il futuro. Infine, le informazioni disponibili nei nostri ambienti per la scelta delle specie o dei miscugli sono piuttosto scarse.

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014IT06RDRP007 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Lombardia
Location
Main geographical location
Brescia
Other geographical location
Pavia, Como

€ 733298

Total budget

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

Resources

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3 Practice Abstracts

Information, based on field experiments and models, for the choice of cover crops and mixtures in the Lombardian plain. A cropping systems simulation model will be developed, calibrated and applied to simulate the agronomic and environmental effects of cover crops depending on of different cultivation scenarios.

The simulation model used is ARMOSA, which simulates with a daily time-step the balance of water, carbon and nitrogen in the soil and the growth of arable crops. The ARMOSA model will be developed to simulate frost damage of the cover crop based on genotype, sowing time and weather conditions and for the simulation of "mulching", i.e. the effects that cover crop residues can exert on the ground (reduction of evaporation and heating).

The model will then be calibrated to make it capable of simulating a grass cover crop, a brassica, and a legume. Finally, after having decided under which conditions to apply it (homogeneous simulation units in terms of pedoclimatic conditions, rotations, sowing and termination dates, management practices of cash crops in rotation with the cover crop), it will be applied to the Lombard plain to simulate the dynamics of nitrogen (uptake and return of the element by the cover crops; leaching of nitrates), the possible termination of the cover crops due to frost, the state of the soil (humidity, temperature and nitrogen supply) at the time of sowing of the income crop, and its yield. The results will be returned in tabular or map form.

 

Informazioni, basate su esperimenti di campo e modelli, per la scelta di cover crop e miscugli nella pianura lombarda. Sarà sviluppato, calibrato e applicato alle condizioni lombarde un modello di simulazione dei sistemi colturali per simulare gli effetti agronomici e ambientali delle cover crop in funzione di diversi scenari di coltivazione delle medesime.

Il modello di simulazione utilizzato è ARMOSA, che simula con un time-step giornaliero il bilancio dell’acqua, del carbonio e dell’azoto nel suolo e la crescita delle colture erbacee. Il modello ARMOSA sarà sviluppato per poter simulare un eventuale danno da gelo della cover crop in base al genotipo, all’epoca di semina e alle condizioni meteorologiche e per la simulazione del “mulching”, cioè degli effetti che i residui vegetali della cover crop dopo la sua terminazione possono esercitare sul terreno (riduzione dell’evaporazione e del riscaldamento).

Il modello sarà quindi calibrato per renderlo capace di simulare una cover crop graminacea, una brassicacea e una leguminosa. Infine, dopo avere deciso in quali condizioni applicarlo (unità omogenee di simulazione in termini di condizioni pedoclimatiche, rotazioni, epoche di semina e di terminazione, pratiche di gestione delle colture da reddito in rotazione con la cover crop), esso sarà applicato alla pianura lombarda per simulare la dinamica dell’azoto (asportazione e restituzione dell’elemento da parte delle cover crop; lisciviazione dei nitrati), l’eventuale terminazione delle cover crop a causa del gelo, lo stato del terreno (umidità, temperatura e dotazione azotata) al momento della semina della coltura da reddito, e la sua produzione. I risultati saranno restituiti in forma tabellare o di mappe.

Prototype of modular tool for mechanical termination of cover crops. The prototype has a modular structure that allows to interchange its components and work with various combinations of tools. The prototype can contain up to two interchangeable elements, chosen from shanks, discs and roller crimper. The prototype has been designed to be handy and easily transportable (the working width is 1.5 m); it is also characterized by rapid set-up and exchange of tools. The prototype is also equipped with integrated sensors on board to characterize the dynamics of operation during the use. The sensors will measure the required traction force (load cells at the coupling interface with the tractor) and the slip of the tractor (absolute forward speed radar) which are the parameters with the greatest impact on energy consumption related to the operation.

Prototipo di attrezzo modulare per terminazione meccanica delle cover crop. Il prototipo ha una struttura modulare che permette di inter-cambiare i suoi componenti e sperimentare diverse combinazioni di attrezzi. Il prototipo può contenere fino a due elementi intercambiabili, scelti tra ancore a lancia, dischi e rullo crimper. Il prototipo è stato progettato per essere maneggevole e facilmente trasportabile (la larghezza di lavoro è 1,5 m); è inoltre caratterizzato da rapidità di allestimento e intercambio degli attrezzi. Il prototipo è anche dotato di sensoristica integrata a bordo per caratterizzarne la dinamica di funzionamento durante le sperimentazioni nelle diverse configurazioni. I sensori misureranno la forza di trazione richiesta (celle di carico all’interfaccia di accoppiamento col trattore) e lo slittamento del trattore (radar di velocità assoluta di avanzamento) che costituiscono i parametri di maggiore incidenza sui consumi energetici legati all’operazione.

Prototype of innovative sowing machine. The innovative seeder allows to carry out the sowing of cover crops together with another operation, through the combination of the seeder with combine harvester, slurry tank, stalk chopper and row-weeder. It consists of two units: a sowing element and a tillage element. The working element consists of a steel frame with an inclined disc tray, a row of trailing springs and a smooth roller with scraper for self-cleaning. Another component consists of a transversal metal bar where the seed distribution elements will be housed. The sowing element is a tailor-made set of components capable of operating in full mechanical and electrical autonomy to transport a given dose of seed per hectare from a hopper to a distribution element close to the ground. Integrated to the system there is a hardware component, a georeferencing software, and a dedicated program suitable for the purpose. The distribution unit is a pneumatic hydraulic system that exploits the "Venturi" effect, operated by a hydraulic pump. It is powered by a current generator - endothermic engine - equipped with autonomous electric ignition. The entire monobloc is designed to be lifted with the three-point hitch of the agricultural tractor.

Prototipo di seminatrice innovativa. La seminatrice innovativa consente di eseguire la semina delle cover crop insieme a un’altra operazione, attraverso la combinazione della seminatrice con mietitrebbia, carro spandiliquame, trinciastocchi e sarchiatrice. È costituita da due unità: un elemento seminante e un elemento lavorante. L’elemento lavorante è costituito da un telaio in acciaio dove sono alloggiati, in successione, una dischiera inclinata, una fila di molle a strascico e un rullo liscio con raschiatore per l’autopulizia. Un ulteriore componente è costituito da una barra metallica trasversale dove saranno ospitati gli elementi finali per l’esecuzione della semina a spaglio. L’elemento seminante è un insieme, sviluppato su misura, di componenti in grado di operare in piena autonomia meccanica ed elettrica per trasportare una data dose di seme per ettaro da una tramoggia a un elemento di distribuzione vicino al suolo. Integrato al sistema trovano spazio un componente hardware, un software di georeferenziazione, e un programma dedicato adatto allo scopo. Il gruppo di distribuzione è un sistema idraulico pneumatico che sfrutta l’effetto “Venturi”, azionato da una pompa idraulica. La stessa è alimentata da un generatore di corrente –motore endotermico– munito di accensione elettrica autonoma. L’intero monoblocco è predisposto per poter essere sollevato con l’attacco a tre punti della trattrice agricola.

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Contacts

Project coordinator

  • Università di Milano

    Project coordinator

Project partners

  • Agricola Motti

    Project partner

  • Azienda Agricola San Lorenzo di Lussignoli Giacomo

    Project partner

  • Condifesa Lombardia Nord-Est

    Project partner

  • Società Agricola e C. S.S. di Tolfo Flaviano e Ornella

    Project partner

  • Società Semplice Agricola Fiori Uberto, Alessandro e Federico

    Project partner