Precision farming ok anche sotto il tendone

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PRECISION FARMING

OK

ANCHE SOTTO

IL TENDONE

Analisi dell’efficienza

dei vigneti allevati

a tendone in

Abruzzo mediante

implementazione

ed analisi di mappe

di vigore ottenute

con sensoristica

multispettrale portata

da drone

di di Alberto Palliotti

1

_,

Oriana Silvestroni

2

_,

Camillo Zulli

3

_{e Salvatore}

Filippo di Gennaro

4

irregolari, all’eccessiva vicinan-za di altre piante arboree o ar-bustive che possono esercitare una competizione nutrizionale o idrica. Altre volte, invece, è di natura “gestionale”, ovvero imputabile ad una conduzione agronomica non accorta, come può accadere se si adottano er-rati piani di concimazione, ca-riche di gemme non bilanciate con la vigoria delle piante e la fertilità del sito di coltivazione, tecniche di gestione della chio-ma e/o del suolo poco mirate ed attente. In quest’ultima ca-tegoria ricadono ancor troppo di frequente i problemi di ero-sione del suolo dovuti a palesi errori di gestione (foto 1). Quando la variabilità spaziale presente nei vigneti è palese, l’impiego reiterato di modalità di gestione uniformi e non dif-ferenziate può portare a incre-mentare questi problemi con

I

l bisogno di innovazione in viticoltura, in questi ultimi anni, è diventato ancor più importante per motivi che ri-guardano:

- la necessità di adeguare la gestione dei vigneti al mutato contesto climatico;

- l’esigenza di migliorarne la sostenibilità ambientale; - la rapida evoluzione delle tec-niche.

Per quest’ultimo aspetto basta pensare, a titolo di esempio, ai nuovi sistemi di monitoraggio, sia da remoto che prossimale, di fattori quali: vigore delle piante, presenza e intensità di stress biotici ed ambientali, capacità produttiva e qualità delle uve. Sistemi utili per sup-portare le scelte tecniche volte a limitare l’impatto ambienta-le, individuare precocemente situazioni di inefficienza e mi-gliorare le produzioni.

Mante-nere il vigneto in condizioni di elevata efficienza, significa an-che massimizzare gli standard qualitativi contenendo gli input esterni, il che si traduce in una migliore tutela ambientale e anche in un incremento della sostenibilità economica. Nel recente passato si è tenta-to di dimenticare che la scelta dell’area da destinare a vigneto è cruciale per raggiungere otti-mi risultati produttivi e quali-tativi e troppo di frequente si sono impiantati vigneti che si sono poi presentati eccessiva-mente eterogenei sotto il pro-filo vegetativo palesando in al-cune zone evidenti inefficienze produttive e/o qualitative. La variabilità spaziale dei vi-gneti talvolta è di natura “strut-turale”, ovvero legata alla mor-fologia o alla struttura dei suoli, alla presenza di lenti di argilla o di calcare attivo, alle pendenze

1 - Esempio di contenimento della variabilità del vigneto

collinare imputabile a fenomeni erosivi mediante gestione differenziata del suolo. La parte bassa del vigneto, caratterizzata da maggiore vigoria e disponibilità idrica, viene gestita con inerbimento degli interfilari, mentre nella parte alta, meno fertile e più siccitosa, si è optati per la lavorazione meccanica. In tal modo si possono contenere gli esuberi vegetativi e produttivi spesso presenti nella parte a valle del vigneto e nel contempo contenere le competizioni idrico-nutrizionali nella parte alta del vigneto solitamente erosa, con un minore franco di coltivazione e scarsa disponibilità idrica.

Nei vigneti collinari lavorati ripetutamente con mezzi meccanici la superficie del suolo essendo priva di vegeta-zione è fortemente esposta a fenomeni di erosione idrica superficiale. A seguito dei fenomeni erosivi non è inusuale riscontrare, almeno nei territori collinari del centro Italia, colluvium a valle di oltre 1 m di suolo proveniente dai versanti superiori.

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Fig. 1 - Mappa di vigore (NDVI) implementata in pre-vendemmia 2015 nel vigneto di Costa di

Moro (comune di Orsogna, Chieti) costituito dal viotigno Montepulciano allevato a Tendone.

la conseguente progressiva

ri-duzione dell’efficienza dell’im-pianto. Il contrasto della varia-bilità spaziale nel vigneto può essere notevolmente agevolato ricorrendo alle recenti tecniche di viticoltura di precisione, in grado di evidenziare in modo semplice, veloce ed oggi anche economico, tali disomogenei-tà. L’intento primario è quello di contenerne e/o annullarne gli effetti negativi mediante interventi sito-specifici o co-siddetti “a rateo variabile”, che prevedono cioè l’erogazione di quantità di input (es. concimi, diserbanti, agrofarmaci, acqua, ecc.) in modo proporzionale al reale fabbisogno delle diverse aree difformi che costituiscono il vigneto.

La messa in evidenza delle di-somogeneità e la conseguente caratterizzazione di zone omo-genee all’interno del medesimo vigneto può essere oggi condot-ta mediante l’implemencondot-tazione di mappe di vigore utilizzando l’indice Ndvi (Normalized

dif-ference vegetation Index)

attra-verso l’acquisizione e l’analisi di immagini multispettrali, pre-se da altezze prestabilite e con una sufficiente risoluzione, con appositi satelliti, aerei e droni. Contrariamente ai vigneti a controspalliera, caratterizzati da una parete vegetativa che si sviluppa in verticale, quelli a tendone, contrassegnati dalla formazione di un tetto vegetati-vo orizzontale, sono stati scar-samente presi in considerazio-ne per l’applicazioconsiderazio-ne di queste nuove tecniche. Alla luce del successo della concimazione a rateo variabile nel sanare si-tuazioni di palese variabilità (Rossetti et al., 2008; Poni et

In vendemmia, nell’ambito di ciascuna classe di vigore evi-denziata dalle mappe NDVI, sono stati eseguiti rilievi riguar-danti la produzione, il peso dei grappoli e degli acini ed il con-tenuto in solidi solubili (°Babo), acidi organici, antociani e poli-fenoli totali, nonché il pH dei mosti. Inoltre, su viti campione rappresentative di ciascuna classe di vigore è stata determi-nata la superficie fogliare totale alla vendemmia e il peso del materiale di potatura durante l’inverno. Sono stati infine cal-colati due indici di equilibrio vegeto-produttivo, costituiti dai VIGNETO COSTA DI MORO

Ubicazione: comune di Orsogna (Ch) Altitudine: 151 m s.l.m.

Vitigno: Montepulciano (clone R7) Sistema di allevamento: Tendone Superficie analizzata: 0,79 ha Pendenza: 6-7%

Terreno: franco-argilloso, povero in sostanza organica, esposto a sud e caratterizzato da scarsi eventi piovosi durante l’estate e da elevati regimi termici e radiativi. Zona verde scuro/chiaro: NDVI = 0,6-0,8 Zona gialla: NDVI = 0,5-0,6

Zona rossa/arancione: NDVI = 0,3-0,5

al., 2013), e al fine di analiz-zare eventuali variabilità “intra-vigneto”, nel 2015 sono state implementate mappe di vigore Ndvi con una camera multi-spettrale portata da drone su due vigneti di Montepulciano allevati a tendone in provincia di Chieti.

L’indagine

Nella seconda settimana di set-tembre 2015 sono stati eseguiti voli con un drone equipaggiato con sensoristica multispettrale (foto 2) su due differenti vigneti di Montepulciano allevati a ten-done con distanze di 2,5 × 2,5

m (1600 viti/ha) di proprietà di soci della cooperativa “Can-tina Orsogna” nell’omonimo comune in provincia di Chieti. Le caratteristiche dei vigneti in esame sono riportate nelle Fig. 1 e 2. Il drone ha volato tra le ore 10.00 e le 15.00 acquisen-do immagini ad alta risoluzione (2,5 cm per pixel) che hanno poi consentito il calcolo dell’in-dice NDVI (= [Rnir - Rred /Rnir + Rred, dove Rnir = riflettanza nel vicino infrarosso e Rred= ri-flettanza nel rosso) (Kriegler et al., 1969) e la predisposizione di mappe basate su 5 classi di vigore.

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rapporti “Superficie fogliare/ Produzione” (m2_{/kg) e}

”Produ-zione/Peso di potatura” (kg/kg).

Risultati

I due vigneti a confronto differi-scono per vigoria e per produt-tività delle viti, che nel vigneto di Costa di Moro sono risultate decisamente inferiori rispetto al vigneto di Magliano (Tab. 1). Le cause sono da imputare sia alle caratteristiche chimico-fisiche del suolo che alla carenza idrica e agli eccessi termici-radiativi verificatisi nel vigneto di Costa di Moro anche a causa della sua esposizione a sud e della pen-denza del 6-7%.

Le 5 classi di vigore

inizialmen-te individuainizialmen-te sono stainizialmen-te ridotinizialmen-te a 3, dato che in entrambi i vi-gneti le aree con Ndvi 0,3-0,4 e 0,7-0,8 erano limitate.

A parità di carica di gemme la-sciate in potatura (28-30 per

vite ripartite su 4 tralci frutti-feri di 7-8 gemme ciascuno) le espressioni vegetative registrate sulle piante campione per cia-scuna delle tre classi di vigore sono risultate decisamente

dif-ferenziate, così come la capa-cità produttiva. Per entrambi i vigneti i risultati ottenuti per ciascuna classe Ndvi possono essere così sintetizzati:

1. Zona “verde chiaro/scuro” (NDVI = 0,6-0,8): piante caratte-rizzate da una buona produttivi-tà (con 13,1 e 16,5 t/ha d’uva rispettivamente a Costa di Moro e Magliano), da una buona ma-turità tecnologica (~19 °Babo e 5,6 g/l di acidità titolabile) e fenolica delle uve (~1,7 e 2,7 g/kg d’uva rispettivamente per antociani e polifenoli totali) e con un buon equilibrio vegeto-produttivo sottolineato da valori di ~1,3 m2 _{di area fogliare per}

kg d’uva prodotta e ~5 kg d’uva prodotta per kg di legno di po-tatura;

2. Zona “gialla” (NDVI = 0,5-0,6): piante con produttività conte-nuta rispetto alla zona verde (-20% a Costa di Moro e -26% a Magliano), con una maturi-tà tecnologica e fenolica delle uve non modificata rispetto alla zona verde e vigore decisamente contenuto (-23% e -25% di le-gno di potatura e -43% e -41% di superficie fogliare per vite). 3. Zona “rossa/arancione” (NDVI = 0,3-0,5): viti decisamente de-boli, caratterizzate da superfici

>>

2 - Drone con sensoristica multispettrale utilizzato per l’implementazione di mappe di vigore in vigneti di Montepulciano allevati a Tendone ubicati nel comune di Orsogna (Chieti).

Fig. 2 - Mappa di vigore (Ndvi) implementata in pre-vendemmia 2015 nel vigneto di Magliano

(comune di Orsogna, Chieti) costituito dal vitigno Montepulciano allevato a Tendone.

VIGNETO MAGLIANO Ubicazione: comune di Orsogna (CH) Altitudine: 341 m s.l.m.

Vitigno: Montepulciano (clone R7) Sistema di allevamento: Tendone Superficie: 1,17 ha

Pendenza: 1-2%

Terreno: franco-argilloso, mediamente dotato in sostanza organica, esposto a sud-est.

Zona verde: NDVI = 0,6-0,7 Zona gialla: NDVI = 0,5-0,6 Zona rossa/arancione: NDVI = 0,3-0,5

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fogliari e sviluppo dei tralci for-temente limitati e da produzioni di uva più che dimezzate rispet-to alle piante di maggior vigoria dell’area verde. Le chiome del-le viti presentavano una bassa capacità di intercettare la luce e coprivano soltanto 3-3,5 m2 dei 6,25 m2 totali a disposizio-ne di ciascuna pianta (55-60% dello spazio disponibile). Le uve delle viti deboli presentavano una maturità tecnologica e un contenuto in polifenoli totali sufficienti, ma erano fortemente deficitarie in antociani.

Quest’ultimo risultato era par-zialmente atteso, poiché quan-do la temperatura degli acini supera 34-35 °C la sintesi de-gli antociani si blocca ed ini-zia anche la degradazione di quelli già accumulati nell’uva (Mori et al.,2007). In entrambi i vigneti le viti delle aree con valori di Ndvi inferiori a 0,5 hanno manifestato una signifi-cativa riduzione sia del numero di grappoli,dovuto a una limita-zione nella fertilità delle gemme ibernanti, che del numero di acini per grappolo, che

potreb-be essere stato causato sia da una limitata formazione di fio-ri per infiorescenza, che da un basso tasso di allegagione. Occorre sottolineare che le tre classi di NDVI, pur ben differen-ziate per il loro vigore vegetativo misurato attraverso la superfi-cie fogliare e il peso del legno di potatura, hanno presentato valori relativamente simili dei due indici di equilibrio vegeto-produttivo, che si sono attestati tra 0,94 e 1,34 m2 di super-ficie fogliare per kg d’uva e tra 4,4 e 5,8 kg d’uva per kg di le-gno di potatura, ovvero su valori considerati ottimali (Kliewer e Dokoozlian 2005). Questi risul-tati trovano la loro logica spiega-zione nel fatto che la riduspiega-zione del vigore è stata associata ad una contrazione pressoché simi-le della capacità produttiva. La resa in uva e di conseguenza la capacità del sistema vigne-to di ottimizzare la produzione delle componenti che defini-scono la macrostruttura dei vini ottenibili è risultata fortemente compromessa dalla presenza di zone con vigoria contenuta,

*intesa come capacità del Montepulciano allevato a tendone di accumulare zuccheri, anotociani e polifenoli totali nell’uva.

VIGNETO COSTA DI MORO VIGNETO MAGLIANO Zona verde (NDVI > 0,6) Zona gialla (NDVI = 0,5-0,6) Zona rossa (NDVI < 0,5) 27 24 21 18 15 12 9 6 3 0 Zuccheri

(kg/ceppo) (g/ceppo)Antociani Polifenoli totali(g/ceppo) (kg/ceppo)Zuccheri (g/ceppo)Antociani Polifenoli totali(g/ceppo)

**Fig. 3 - Indici di efficienza* delle tre zone Ndvi dei due vigneti**

Tab. 1 - La caratterizzazione delle tre aree omogenee dei 2 vigneti

(2015)

Costa di moro Magliano

Zona VERDE CHIARO/SCURO

Produzione per ceppo (kg) / per ha (t) 8,2 / 13,1 10,3 / 16,5

Grappoli/ceppo (n°) 35 38

Peso medio grappoli (g) 238 265

Peso medio acini (g) 1,74 1,98

Acini per grappolo (n°) 136 134

Zuccheri (°Babo) 18,8 19,4

Acidità titolabile (g/l) 5,7 5,5

Legno di potatura (kg/ceppo) 1,70 1,94

Superficie fogliare (m2_/ceppo) _10,8 _12,5

Zona GIALLA

Superficie fogliare (m2_/ceppo) _6,2 _7,4

Zona ROSSO/ARANCIONE

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ovvero con bassi Ndvi (Fig. 3). Passando infatti da aree con valori > 0,6 ad aree 0,5-0,6 la quantità di zuccheri accumulati nell’uva si è mediamente ridot-ta del 21%, ovvero di ~393 g/ vite che corrispondono a ~628 kg/ha. Anche gli antociani sono scesi del 22% con una perdita di ~3,4 g/vite corrispondenti a ~5,4 kg/ha, mentre i polifenoli totali sono calati del 24% (~5,9 g/vite, corrispondenti a 9,4 kg/ ha). Perdite ancora più consi-stenti nella capacità di accu-mulo si hanno se si confrontano i dati ottenuti nelle uve prodotte nelle zone rosse del vigneto con Ndvi < 0,5 con quelle verde (> 0,6), ovvero -56% per gli zuc-cheri, -66% per gli antociani e -54% per i polifenoli totali.

Conclusioni

L’implementazione di mappe di vigore Ndvi per mezzo di ca-mere multispettrali portate da drone consente di evidenziare e classificare la variabilità spa-ziale “intra-vigneto”anche nel sistema di allevamento a ten-done. Le classi di Ndvi hanno permesso di individuare le zone con piante di diverso vigore e differente capacità produtti-va. Valori dell’indice inferiori a 0,5 sono stati associati a forti penalizzazioni produttive e a ri-duzioni di efficienza dei vigneti a tendone in cui la capacità di accumulo di zuccheri, anto-ciani e polifenoli si riduce del 50-60%, rendendo necessari interventi correttivi per portare l’intero vigneto a produrre ade-guate quantità di uve idonee ad essere trasformate in vini di alta qualità. Si potrebbero infatti impiegare concimazioni a rateo

variabile e gestione diversifica-te della chioma, modificando il carico di gemme lasciato con la potatura e l’intensità delle ope-razioni di scacchiatura e/o defo-gliazione.

In assenza di interventi volti a contenere tale disomogeneità, i dati acquisiti possono essere utilizzati per organizzare ven-demmie separate al fine di ot-tenere prodotti enologici diversi: l’uva proveniente dalle zone del vigneto con Ndvi > 0,5 (vigoria da media a buona) potrebbe es-sere valorizzata impiegandola per la produzione di vini struttu-rati, anche da invecchiamento, mentre quella delle aree con Ndvi < 0,5 (debole vigoria) si potrebbe utilizzare per la produ-zione di vini più leggeri di pron-ta beva, oppure per vini rosati e

novelli. l

Gli autori esprimono un sentito ringraziamento ad Andrea Berton per il supporto in fase di acquisi-zione dati, ad Alessandro Matese per gli utili suggerimenti in fase di analisi critica dei risultati ed alla coop “CantinaOrsogna” per il finanziamento della ricerca.

1_{Dipartimento di Scienze}

Agra-rie, Alimentari e Ambientali, Università di Perugia

2_{Dipartimento di Scienze}

Agra-rie, Alimentari e Ambientali, Università Politecnica delle Marche, Ancona

3_{Cantina Orsogna, Orsogna,}

Chieti

4_{Istituto di Biometeorologia,}

IBIMET - CNR, Firenze

Bibliografia

>>Kliewer WM, Dokoozlian N., 2005. Leaf area/crop weight ratios of grapevines: influence on fruit composition and wine quality. Am. J. Enol. Vitic. 56: 170-181.

>>Kriegler F.J., Malila W.A., Nalepka R.F., Richardson W., 1969. Preprocession transfor-mation and their effects on multispectrum recognition. Proc. 6th Inter. Symp. on Re-mote Sensing of Environment: 97:-131.

>>Mori K., Goto-Yamamoto, Kitayama M., Hashizume K., 2007. Loss of anthocyanins in red-wine grape under high temperature. J. Exp. Bot. 58: 1935-1945.

>>Poni S., Gatti M., Dosso P., 2013. Fisiologia e viticoltura di precisione basata su dati di Remote Sensing: quale grado di parentela. ItalusHortus 20 (1): 15-30.

>> Rossetti M., Gasparinetti P., Landonio S., 2008. Soluzione innovativa per la gestione viti-vinicola. L’Informatore Agrario 25: 27-38.