Um novo sistema multifuncional de rega de vinhas para fazer face às alterações climáticas

O recente relatório climático do Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas é preocupante: a temperatura da superfície do globo foi 1,09°C mais elevada no período 2011-2020 do que no período 1850-1900. O excesso de calor registado nas últimas décadas, juntamente com a intensa radiação solar e os elevados défices de pressão de vapor (VPD), afligem as vinhas italianas, especialmente a partir da fase pré-pintor. Como relatado por vários autores, quando o excesso de radiação térmica se cruza com a deficiência hídrica, resulta uma mistura explosiva, e a videira (Vitis vinifera L.) responde a este stress múltiplo através de mecanismos activos e passivos de regulação estomática. Este comportamento, que tem por objetivo reduzir a embolia dos vasos do xilema, influencia as trocas gasosas em função do estádio fenológico e da variedade. Em particular, algumas cultivares, como a Sangiovese, mantêm uma boa condutância estomática até valores de potencial do caule de -1,8 MPa. Outras, como a Montepulciano, fecham completamente os seus estomas a potenciais menos negativos, comprometendo a maturação da uva. Quando o stress se agrava, as videiras sofrem de fotoinibição e de uma subsequente queda de rendimento, exacerbada por queimaduras solares. Esta condição resulta em uvas com baixo teor de ácidos orgânicos, pH elevado e cor alterada devido à redução da biossíntese e degradação dos polifenóis. O resultado são vinhos brancos com baixa acidez e tintos com má coloração.

A este respeito, estudos recentes realizados na Universidade de Bolonha revelaram um efeito positivo da redução da temperatura do cacho na composição dos bagos vermelhos quando esta excede o limiar crítico de 35 graus Celsius.  Para reduzir o impacto negativo destas condições climáticas, estão agora disponíveis algumas técnicas agronómicas de curto prazo, como a aplicação foliar de caulino e zeólito e técnicas de rega inteligente.

Entre estes, a aplicação de rega nebulizada foi amplamente estudada nos anos 70 e provou ser particularmente eficaz na redução do stress hídrico nas fruteiras. Em particular, a utilização de aspersores aéreos em vários pomares mostrou resultados encorajadores na redução dos danos causados pelo calor. Por conseguinte, nos anos seguintes, foram desenvolvidos sistemas de nebulização para arrefecer evaporativamente a copa das videiras, reduzindo simultaneamente o consumo de água e a humidade foliar e, consequentemente, as doenças das plantas. Foram obtidos resultados interessantes em matéria de controlo térmico no Cabernet Sauvignon, na Austrália, com o sistema acima referido, colocado no interior da copa, mas ativado manualmente de acordo com as previsões meteorológicas.

Com base nestes pressupostos, o sistema de rega multifuncional desenvolvido na Universidade de Bolonha e em colaboração com a Rivulis Irrigation e a iFarming srl revela-se uma solução adaptativa às actuais alterações climáticas, ou seja, aos efeitos negativos das ondas de calor e da escassez de água durante o período de crescimento da vinha. O sistema de rega é chamado multifuncional porque consiste numa única conduta que permite a pulverização de água dentro da copa para arrefecer a área do cacho e a defesa contra os danos causados pelas geadas tardias. As funções são activadas automaticamente de acordo com parâmetros físicos continuamente detectados por um sistema WSN (Wireless Sensor Network) e através de actuadores a montante das válvulas de sector.

O sistema de nebulização automático

O sistema de rega multifuncional é constituído por uma rede de sensores e por um atuador que ativa os pulverizadores quando os limiares identificados para cada variedade em estudo são ultrapassados (Figura 1). Em pormenor, o sistema é constituído por uma parte de hardware:

• uma unidade de controlo ligada aos sensores (nós) capaz de registar continuamente os valores de humidade relativa e temperatura do solo e da copa das árvores (iFarming srl)
• uma linha de irrigação com nebulizadores (mod. RIVULIS FL., Rivulis Irrigation).

O software analisa os dados microclimáticos e envia impulsos para uma electroválvula que regula automaticamente a abertura e o fecho do sistema de nebulização. O sistema funciona através de ciclos programados com base nas características varietais e é ativado quando o limiar de 35°C é ultrapassado.

Figura 1. O sistema automático de nebulização em pormenor

Experiências de condicionamento de zonas de agrupamento na Universidade de Bolonha

O primeiro protótipo de sistema de irrigação com controlo climático foi instalado em vinhas Sangiovese em vaso em 2019.  Nos anos seguintes, o sistema testado em vaso foi implementado numa vinha de planície na estação experimental da Universidade de Bolonha (Cadriano, BO) em duas variedades: Sangiovese e Pignoletto, variedades tinta e branca, respetivamente (Figura 2).

Figura 2. Implementação do sistema de irrigação multifuncional em vasos e ativação do sistema de nebulização em condições de campo.

Foram efectuados ensaios experimentais durante a época de 2022, tanto em vinhas cultivadas em vaso como em vinhas cultivadas no campo. Nos vasos, as videiras Sangiovese – regadas na fase pré-pintor – foram submetidas a um regime de restrição hídrica durante cerca de 4 semanas. Concretamente, as videiras receberam 50% da água perdida por transpiração durante o mês de agosto e foram distribuídas por duas teses: C, controlo; FOG, pulverização na zona do cacho. Em contrapartida, as videiras adultas de Sangiovese e Pignoletto cultivadas em campo aberto foram submetidas a um regime de restrição hídrica desde o pré-pintor até à vindima. Como referido acima, em condições de campo, foi comparada uma tese de controlo (C) com a pulverização na zona do cacho (FOG).

O sistema de nebulização da zona de cachos (FOG) – ativado remota e automaticamente quando ocorrem condições termo-radiativas identificadas como críticas – foi eficaz na redução da temperatura dos bagos. A descida da temperatura teve um impacto positivo na redução dos danos provocados pelas queimaduras solares e resultou num aumento do rendimento de cerca de 20% em comparação com as vinhas de controlo. Além disso, o efeito de arrefecimento beneficiou toda a copa, que respondeu com um aumento das trocas gasosas (fotossíntese e condutância estomática). Não se registaram diferenças entre os tratamentos em termos de maturação tecnológica e fenólica, mas verificou-se uma tendência positiva na acumulação de cor nas uvas tintas nas vinhas tratadas com nebulização. Em conclusão, o sistema de arrefecimento da zona do cacho parece ser uma excelente ferramenta para reduzir o efeito negativo dos múltiplos stresses estivais.

Escrito por Gabriele Valentini

Este projeto, apresentado pela Rivulis no Innovation Challenge Lucio Mastroberardino 2023 – o concurso organizado no âmbito da Enovitis in campo que premeia as inovações mais interessantes face aos desafios modernos do sector vitivinícola – ganhou os prémios New Technology pelo valor inovador da técnica desenvolvida e pelos resultados encorajadores evidenciados.