project - EIP-AGRI Operational Group

New technologies for reducing vineyard inputs and increasing viticulture sustainability - In+Vite
Nuove tecnologie per la riduzione degli input in vigneto e per la sostenibilità della viticoltura - In+Vite

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Completed | 2023 - 2024 Italy
Completed | 2023 - 2024 Italy
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Kontext

La viticoltura collinare emiliana è uno dei sistemi produttivi più sensibili al cambiamento climatico, che comporta cali generali e progressivi della competitività e della consistenza del settore. La crisi energetica e internazionale in corso negli ultimi 12 mesi ha ulteriormente aggravato la situazione. Nuove soluzioni tecniche altamente innovative sono però oggi a disposizione del settore agricolo al fine di incrementarne la resilienza a tali fattori, quali polimeri super-assorbenti (idrogel), nuovi adesivanti naturali, e nuovi formulati in grado di migliorare l’efficacia degli input in vigneto e ridurne quindi drasticamente le dosi applicate. 

Objectives

The plan aims to develop new vineyard management systems that can solve some of the most important problems of hillside viticulture in Emilia. The overall goal of the operating group is to test the effectiveness of highly innovative management systems that can maximize the effectiveness of external inputs while drastically reducing the doses used. The aim is to ensure the maintenance of yields and high quality of production, in relation to the increasing pressures related to climate change, while preserving the vineyard agroecosystem from disturbances related to the excessive and/or incorrect use of the most used inputs.

Objectives

Il piano intende mettere a punto nuovi sistemi di gestione del vigneto che possano risolvere alcune delle problematiche più importanti della viticoltura collinare emiliana. L’obiettivo generale del gruppo operativo è quello verificare l’efficacia di sistemi di gestione altamente innovativi che possano massimizzare l’efficacia degli input esterni, riducendone drasticamente le dosi impiegate. Il fine è quello di garantire il mantenimento delle rese e dell’elevata qualità delle produzioni, in relazione alle pressioni crescenti legate al cambiamento climatico, preservando allo stesso tempo l’agroecosistema vigneto da perturbazioni legate all’uso eccessivo degli input più utilizzati.

Activities

The Project plans to:
1) test the effectiveness of using hydrogels to increase the tolerance of the vineyard to summer water crises;
2) reduce nitrogen mobility and leaching to deep and/or surface water bodies through the use of super-absorbent polymers that can bind to nitrogen forms and then make it available to the plant gradually over time;
3) improve the adherence on canopies of copper-based plant protection products, reduce their applied doses, and contain the phenomena of copper accumulation in the soil;
4) develop management protocols for the proposed solutions that can improve the competitiveness of the wine industry and reduce the environmental impact of hillside viticulture.

Activities

Il Piano prevede di:
1) verificare l’efficacia dell’utilizzo di idrogel per aumentare la tolleranza del vigneto alle crisi idriche estive;
2) ridurre la mobilità dell’azoto , mediante l’utilizzo di polimeri super-assorbenti in grado di legarsi alle forme dell’azoto e renderlo poi disponibile per la pianta gradualmente nel tempo;
3) migliorare l’aderenza sulle chiome dei prodotti fitosanitari a base di rame, ridurne le dosi applicate e contenere i fenomeni di accumulo di rame nel suolo;
4) mettere a punto protocolli di gestione delle soluzioni che siano in grado di migliorare la competitività del comparto vitivinicolo e ridurre l’impatto ambientale della viticoltura collinare.

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014IT06RDRP003 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Emilia-Romagna
Ort
Main geographical location
Piacenza

EUR 249370.16

Total budget

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

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3 Practice Abstracts

Under Action 3 of the project, a trial was conducted in order to evaluate the use of naturally derived adhesives in reducing copper doses in the vineyard for pathogen defense. In the spring of 2024, a portion of the vineyard was selected and then divided according to a randomized block scheme into three treatments: 1) a control with plant defense based on copper products at standard doses (C); 2) a treatment with plant defense based on copper products at half doses (T1); and 3) a treatment with plant defense based on copper products at half doses with the addition of a terpenic adjuvant allowed in organic farming (T2).

The activity showed that through the use of naturally occurring adhesives, it is possible to reduce the doses of foliar-applied copper without adverse effects on the etiology of key grapevine pathogens. However, this is not sufficient to reduce the dynamics of copper accumulation in the soil, at least in the year. However, foliar analysis reveals that canopies treated with adjuvant in conjunction with copper products retain a higher concentration of copper ions on the leaves at the same dose. This suggests that the repeated use of lower cupric doses over the years through the addition of new-generation terpenic adhesives in solution may, in the medium to long term, have significant positive effects on soil copper accumulation dynamics.

Nell’ambito dell’azione 3 del progetto è stata effettuata una prova al fine di valutare l’impiego di adesivanti di origine naturale nel ridurre le dosi di rame in vigneto per la difesa dai patogeni. Nella primavera 2024, è stata selezionata una porzione del vigneto e poi suddivisa secondo uno schema a blocchi randomizzati in tre trattamenti: 1) un controllo con difesa fitosanitaria a base di prodotti rameici alle dosi standard (C); 2) un trattamento con difesa fitosanitaria a base di prodotti rameici alle dosi dimezzate (T1); 3) un trattamento con difesa fitosanitaria a base di prodotti rameici alle dosi dimezzate con aggiunta di un adesivante terpenico ammesso in agricoltura biologica (T2).

L’attività ha messo in evidenza che mediante l’uso di adesivanti di origine naturale, è possibile ridurre le dosi di rame applicato fogliarmente, senza effetti negativi a carico dell’eziologia dei patogeni chiave della vite. Tuttavia ciò non risulta sufficiente a ridurre le dinamiche di accumulo di rame nel suolo, almeno nell’anno. L’analisi fogliare rivela però che le chiome trattate con adesivante congiuntamente ai prodotti rameici, conservano una maggior concentrazione degli ioni rameici sulle foglie, a parità di dose. Ciò suggerisce che l’uso ripetuto negli anni di dosi rameiche inferiori mediante l’aggiunta in soluzione di adesivanti terpenici di nuova generazione possa, nel medio-lungo periodo, avere notevoli effetti positivi sulle dinamiche di accumulo del rame nel suolo.

In the course of the project, the use of new super-absorbent polymers (hydrogels) was tested to limit the mobility of nitrogen delivered with mineral fertilizers, thus to reduce their environmental impact. The research activity took place in a non-irrigated vineyard in Santa Maria with a 2.50 x 1.30m planting sixth. In spring 2023, a section of the vineyard was chosen and divided according to a randomized block scheme into three treatments: (1) an unfertilized control (NC), with a total of 36 plants; (2) a treatment (T1) involving the application of ammonium nitrate at a dose of 80 kg N/Ha (standard dose for the integrated production specification), with a total of 12 plants; and (3) a treatment involving the joint application of a super-absorbent polymer (hydrogel) and ammonium nitrate at a dose of 80 kg N/Ha (T2), with a total of 24 plants.

Prior to the application of treatments, a complete soil analysis was carried out for each section. This was then performed at regular intervals during the season, particularly in August, February and July. The purpose of this was to monitor the movement of nitrogen in the soil, with particular attention to the fraction taken up by hydrogels and that lost by leaching. The seasonal dynamics of the nitrogen balance was then examined for each treatment. In summary, the application of hydrogels in conjunction with mineral fertilization improved nitrogen nutrition in the vineyard, avoiding nitrogen losses in the deep layers, and also improved grape composition at harvest. In this key, the use of hydrogels in combination with fertilization is definitely recommended

Nel corso del progetto è stato testato l’impiego di nuovi polimeri super-assorbenti (idrogel) per limitare la mobilità dell’azoto apportato con concimi minerali, quindi di ridurre il loro impatto ambientale. L’attività di ricerca ha avuto luogo in un vigneto non irriguo di Santa Maria con un sesto di impianto 2,50 x 1.30m. Nella primavera 2023, una sezione del vigneto è stata scelta e suddivisa secondo uno schema a blocchi randomizzati in tre trattamenti: 1) un controllo non concimato (NC), per un totale di 36 piante; 2) un trattamento (T1) che prevede l’applicazione di nitrato ammonico alla dose di 80 kg N/Ha (dose standard per il disciplinare di produzione integrata), per un totale di 12 piante; 3) un trattamento che prevede l’applicazione congiunta di un polimero super-assorbente (idrogel) e nitrato ammonico alla dose di 80 kg N/Ha (T2), per un totale di 24 piante. Precedentemente all’applicazione dei trattamenti, è stata effettuata un’analisi del suolo completa per ogni sezione. Questa è stata poi eseguita a intervalli regolari durante la stagione, in particolare nei mesi di agosto, febbraio e luglio. Lo scopo di ciò è stato monitorare i movimenti dell’azoto nel suolo, con particolare attenzione per la frazione assorbita dagli idrogel e quella persa per lisciviazione. Per ogni trattamento è stata quindi esaminata la dinamica stagionale del bilancio dell’azoto. In sintesi, l’applicazione di idrogel congiuntamente a una concimazione minerale ha permesso di migliorare la nutrizione azotata del vigneto, evitando perdite di azoto negli strati in profondità, migliorando anche la composizione delle uve alla vendemmia. In tale chiave, l’utilizzo di idrogel in combinazione con la concimazione risulta decisamente raccomandabile.

Hydroretentive polymers, or hydrogels, are materials consisting of large molecules composed of polymer chains parallel to each other, rich in cross-links, forming a network of hydrophilic groups, capable of absorbing water or solutions. There are synthetic polymers based on salts of polyacrylic acid, formulated as powders or granules. In addition, super-absorbent hydrogels made from organic material are now available--they can be derived from waste from the wood industry (cellulose) or the textile industry (cotton), and are allowed under organic management. The experimental trials of the PSR IN+VITE project were conducted on three different hydrogels in relation to water-limiting conditions for vine development. Potassium polyacrylate-based H1 and H2, respectively, and organic-based H3 were used. In 2023, the efficacy of two different hydrogels was tested on Sangiovese plants grown in pots under semi-controlled conditions. Vines to which a hydrogel based on potassium polyacrylate (H1) was applied and vines to which one based on organic derivatives (H3) was applied were compared to an untreated Control. In addition to evaluating the response of grapevine as a function of progressive water deficit, the response curve of photosynthesis to increasing values of photosynthetically active light before and after a period of particularly intense water deficit was characterized. The trial conducted showed that the application to the planting of SH1 and SH3 allows increased net assimilation and dry matter partitioning under non-limiting conditions, and, consequently, increased shoot growth rate, as well as improved physiological function following particularly dry periods.

Gli idrogel, sono materiali costituiti da molecole di grandi dimensioni, composte da catene polimeriche parallele l’una all’altra, ricche di legami cross-link, che formano una rete di gruppi idrofili, capaci di assorbire acqua o soluzioni. Esistono polimeri sintetici a base di sali dell'acido poliacrilico, formulati in polvere o granuli. Inoltre, sono oggi disponibili idrogel super assorbenti ottenuti da materiale organico - possono derivare da scarti dell’industria del legno (cellulosa) o dell’industria tessile (cotone), ed essere ammessi in regime biologico. Le prove sperimentali sono state condotte su tre diversi idrogel, in relazione a condizioni idriche limitanti per lo sviluppo delle viti. Sono stati utilizzati H1 e H2 rispettivamente a base di poliacrilato di potassio, e H3 a base organica. Nel 2023, è stata testata l’efficacia di due differenti idrogel su piante di Sangiovese allevate in vaso in condizioni semi-controllate. Sono state confrontate viti alle quali è stato applicato un idrogel a base di poliacrilato di potassio (H1) e viti alle quali è stato applicato quello a base di derivati di natura organica (H3), rispetto a un Controllo non trattato. Oltre a valutare la risposta della vite in funzione di un deficit idrico progressivo, è stata caratterizzata la curva della risposta della fotosintesi a valori crescenti di luce fotosinteticamente attiva prima e dopo un periodo di deficit idrico particolarmente intenso. La prova condotta ha dimostrato che l’applicazione all’impianto di SH1 e SH3 permette di aumentare l’assimilazione netta e la ripartizione di sostanza secca in condizioni non limitanti, e il tasso di crescita dei germogli, nonché di mantenere una migliore funzionalità fisiologica in seguito a periodi siccitosi.

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Contacts

Project coordinator

  • Università Cattolica del Sacro Cuore

    Project coordinator

Project partners

  • Azienda Agricola Baraccone

    Project partner

  • Azienda Agricola Camorali Fabrizio

    Project partner

  • Azienda Agricola Lusignani Alberto

    Project partner

  • Centro di Formazione Vittorio Tadini

    Project partner

  • Vinidea srl

    Project partner