Biochar in viticoltura, resa e adattamento contro la crisi climatica

Le analisi climatologiche sul Mediterraneo sono chiare: la crisi climatica causa un'anomalia delle temperature. In generale, vi è un incremento della temperatura media annuale, con una diminuzione del numero di giorni piovosi e un aumento dell'intensità dei singoli eventi. Tutto questo ha grosse ripercussioni sull'agricoltura, e anche sulla viticoltura, dove lo stress idrico influenza negativamente la produzione di uva e di conseguenza la qualità del vino.

 

Con questo andamento si prevede, entro il 2050, che le aree vitivinicole attuali non saranno più adatte alla coltivazione della vite con uno spostamento in aree che ad oggi sono considerate non idonee. Fra le future zone non più idonee si trova per esempio la Toscana che in futuro rischia di perdere non solo la produzione di vino, ma anche la tradizione, la storia e la cultura che ruotano attorno alla vite.

 

Per mitigare gli effetti della crisi climatica, quindi, bisogna adottare delle strategie agronomiche sostenibili, a breve, medio lungo o lungo termine. In modo da aumentare la resilienza degli impianti attraverso l'ottimizzazione dell'uso dell'acqua di irrigazione e lo stoccaggio di carbonio nel suolo. Fra le strategie a medio lungo termine c'è l'utilizzo del biochar, un ammendante ottenuto dalla pirolisi/gassificazione della biomassa vegetale, ricco in carbonio e in grado di migliorare la struttura del suolo.

 

Sugli effetti del biochar in viticoltura se ne è parlato venerdì 31 gennaio 2025 con il convegno "Progetto B-Wine: Il biochar per aumentare la sostenibilità della viticoltura nel comparto biologico", tenutosi presso l'azienda capofila Fèlsina Spa a Castelnuovo Berardegna (Si). L'evento moderato da Tommaso Cinquemani, giornalista di AgroNotizie^®, ha offerto una panoramica sui risultati finali di questo Progetto, con i contributi di esperti e ricercatori. Inoltre, è stata un'occasione per testimoniare il rapporto proficuo fra la produzione in campo e la ricerca scientifica.

 

B-Wine è un Progetto del Psr 2014-2022 della Regione Toscana, sottomisura 16.2. I partner scientifici sono l'Istituto per la Bioeconomia del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr Ibe), insieme all'Istituto di Geoscienze e Georisorse di Pisa (Cnr Igg). L'ammendante è stato testato, oltre che nell'azienda capofila Fèlsina Spa, anche in altre due aziende vitivinicole biologiche, Fattoria Corzano e Paterno e Tenuta Badia a Coltibuono, con il Biodistretto del Chianti come partner di divulgazione.

 

Inoltre, il Progetto è stato supportato da Enerion Global per la parte di valutazione ambientale dell'applicazione del biochar in vigneto, in termini di mitigazione dell'impatto carbonico e idrico (carbon footprint e water footprint). Mentre si è occupata del trasferimento digitale dei dati Image Line^®.

 

Inquadramento di B-Wine

Il Progetto, durato due anni, ha avuto come tematica di riferimento la bioeconomia circolare. Gli obiettivi principali sono stati valutare l'aumento della fertilità del suolo e il miglioramento delle produzioni, promuovere ed enfatizzare la sostenibilità delle aziende vitivinicole ed esaminare l'impronta carbonica in un contesto reale.

 

Il biochar si è applicato nelle tre aziende biologiche, situate in areali diversi del Chianti Classico: "Abbiamo deciso di sperimentare la stessa varietà, che è la base del chianti classico, cioè il Sangiovese su tre terreni e tre esposizioni differenti. Volevamo capire effettivamente cosa il biochar può fare o non fare in pieno campo, questo perché è molto importante valutare gli effetti positivi ma anche comprendere effettivamente dove non è idoneo applicarlo" spiega Silvia Baronti, ricercatrice presso il Cnr-Ibe e tra i fondatori dell'Associazione Italiana Biochar.

 

Le parcelle sperimentali di 1 ettaro si sono divise in "trattamento" dove è stato distribuito il biochar e in "controllo" dove non è stato distribuito. La dose usata è quella standard, ovvero di 16 tonnellate ad ettaro. All'interno di Fèlsina in particolare si è valutato se gli effetti di una dose standard di biochar fossero gli stessi di una doppia dose, in pratica si è svolta una doppia sperimentazione all'interno della stessa azienda.

 

Il biochar è stato interrato in tutte le aziende nei primi 15-20 centimetri di terreno.

 

Analisi del biochar: dati da terra, droni e satelliti uniti

Nei vigneti sperimentali il Cnr Ibe ha caratterizzato le risposte al biochar unendo le analisi prossimali convenzionali a terra con strumenti di telerilevamento (droni e satellite), che hanno apportato un'innovazione in più alla sperimentazione.

 

"Dopo le misurazioni in campo del contenuto di clorofilla, del potenziale idrico fogliare, della conduttanza stomatica, della resa e della biomassa siamo passati all'upgrade successivo. Cioè calibrare durante i due anni di Progetto le informazioni gratuite fornite da satellite con un monitoraggio ad alto dettaglio, realizzato con droni equipaggiati con un'ampia gamma di sensori. - entra nel dettaglio Baronti - Questo processo consentirà ad ogni azienda vitivinicola di monitorare, oltre i due anni del Progetto, se il biochar continuerà ad avere degli effetti positivi attraverso dati satellitari liberi".

 

Per le analisi da telerilevamento, nell'impostazione delle prove sperimentali, il primo passo è stato quello di considerare l'ampia variabilità spaziale in termini di sviluppo vegetativo che caratterizza i vigneti dell'areale del Chianti Classico. Difatti, nello stesso vigneto ci sono zone, anche vicine fra loro, con un vigore vegetativo molto diverso che ha un impatto macroscopico sulla risposta fisiologica della pianta ai trattamenti.

 

In questo caso si è fatta una distinzione fra zone ad alto vigore vegetativo e zone a basso vigore vegetativo.

 

Filippo Di Gennaro, ricercatore del Cnr Ibe, infatti spiega: "Nelle sperimentazioni volte a analizzare l'impatto dei trattamenti è fondamentale identificare parcelle studio in cui coesistano zone ad alto e basso vigore vegetativo. Nel valutare l'impatto degli effetti che il biochar a breve e lungo termine, il rischio di avere un controllo con un tipo di vigoria e un trattamento su una vigoria diversa altererebbe completamente i risultati osservati nel tempo".

 

"Per impostare un disegno sperimentale corretto - continua Di Gennaro - abbiamo svolto un'analisi su uno storico di dati satellitari gratuiti registrati dalle piattaforme Sentinel2 del programma Copernicus Esa".

Per il monitoraggio con il drone si sono usate le tecnologie Rgb e Lidar in modo da creare modelli 3D per la stima di parametri geometrici di sviluppo vegetativo della chioma (altezza, spessore e volume). A queste è stata affiancata un'indagine spettrale nel visibile e vicino infrarosso (camera multispettrale) per l'analisi dell'attività fotosintetica delle foglie, attraverso il calcolo dell'indice vegetazionale Ndvi, e nella regione dell'infrarosso termico (camera termica) per il monitoraggio di incrementi della temperatura superficiale delle foglie legate a condizioni di stress idrico, calcolando l'indice Cwsi.

 

"Abbiamo utilizzato le informazioni geometriche e spettrali, che sono state utilizzate sia per caratterizzare da remoto lo stato vegetativo e fisiologico delle piante monitorate, con strumenti tradizionali a terra, sia per estrapolare le informazioni a livello di intero vigneto ed interpretare/calibrare le informazioni fornite dalle immagini satellitari ad ampia scala per uno studio sul lungo periodo" conclude Di Gennaro.

 

Dopodiché, come scritto in precedenza, si è svolto uno studio sull'impatto idrico e carbonico del biochar svolto da Enerion Global. Inoltre, il prodotto è stato censito e reso disponibile all'interno del portale Fertilgest^® e QdC^® - Quaderno di Campagna^® di Image Line^®.

 

Effetti sul suolo: più carbonio organico e umidità

La zona del Chianti si trova in un contesto pedopaesaggistico molto variegato. Di conseguenza le aziende vitivinicole prese in esame hanno suoli con caratteristiche differenti che influenzano le risposte fisiologiche ai trattamenti con il biochar.

 

Da un punto di vista strettamente pedologico quelli in cui ricadono le aziende sono suoli poco evoluti, in cui la differenziazione degli orizzonti è molto scarsa. Questi vengono chiamati entisuoli o inceptisuoli, ovvero che si trovano nelle prime fasi di sviluppo, perciò l'aggiunta di un substrato può avere ricadute significative sulle qualità del terreno.

 

Nell'ambito di B-Wine sono stati raccolti e analizzati una serie di parametri pedologici: contenuto di carbonio totale e organico, sostanza organica, azoto, rapporto C/N, pH, carbonati di calcio, densità apparente e conducibilità elettrica.

 

I risultati hanno evidenziato un elevato aumento del contenuto di carbonio organico nelle parcelle trattate con il biochar. A Fèlsina, caratterizzata da un suolo tendenzialmente povero di carbonio organico (circa 0,5%), l'applicazione del biochar ha portato a un notevole incremento, compreso tra il 200% e il 400% nello strato più superficiale. Risultati più contenuti sono stati osservati nei vigneti di Corzano e Paterno e di Badia a Coltibuono, dove il carbonio organico inizialmente pari all'1,5% è aumentato fino a raggiungere valori compresi tra il 2,0% e il 2,2% grazie al biochar.

 

La quantità di carbonio organico influenza poi a sua volta altre proprietà del suolo, come la densità apparente e la porosità. Come spiega Fabrizio Ungaro, ricercatore presso il Cnr Ibe: "La densità apparente diminuisce più o meno linearmente, in funzione del contenuto di carbonio organico, nelle tre aziende. Nel caso di Fèlsina si è osservata una diminuzione non significativa alla dose standard, quindi di 16 tonnellate per ettaro, mentre è significativa quella con 32 tonnellate per ettaro. La porosità aumenta all'aumentare del contenuto di carbonio organico, con un incremento dal 6% al 20% in base ai terreni".

 

Un'altra proprietà misurata in campo è la conducibilità idrica a saturazione (Ksat), per questa i risultati sono stati meno lineari e molto diversi in quanto influenzata dalle proprietà osservate nei diversi suoli aziendali. "A Corzano e Paterno c'è un aumento, a Badia a Coltibuono una leggera diminuzione e a Fèlsina c'è una risposta che sembra essere influenzata dalla dose di biochar" continua Ungaro.
Questo fenomeno è legato all'interazione tra la granulometria del suolo e quella del biochar, che determina effetti differenti in base alle loro caratteristiche. Quindi anche la scelta della dose dell'ammendante può influire significativamente sugli esiti.

 

Infine, per il contenuto idrico i risultati hanno sottolineato che in generale il biochar riduce l'infiltrazione nei suoli più grossolani e la diminuisce in quelli più fini, mentre ha un effetto quasi nullo sui suoli franchi.

 

A Fèlsina il biochar, sia in dose standard che doppia, ha aumentato il contenuto idrico medio dell'8-12%. In particolare nel periodo estivo, che è quello più critico per la vite, le parcelle ammendate hanno un contenuto idrico significativamente più alto rispetto alle parcelle controllo.

 

"Il biochar quindi garantisce sistematicamente alla pianta condizioni meno stressanti dal punto di vista fisiologico" conclude Ungaro.

 

Il team di B-Wine ha presentato i risultati finali della sperimentazione in vigneto

 

Effetti sulla pianta: aumento della resa e minor stress idrico

Per quanto riguardano gli effetti del biochar sulla performance della pianta durante il convegno si sono presentati i risultati dei rilievi prossimali e dei rilievi con il telerilevamento.

 

"L'andamento meteorologico ha avuto un ruolo cruciale nel determinare la definizione di stress nelle piante. Ci siamo concentrati in particolare sul periodo estivo, caratterizzato da una marcata siccità che ha permesso di ottenere informazioni sul comportamento delle piante ammendate e non ammendate, rispetto a condizioni climatiche critiche" spiega Arianna Biancalani, del Cnr Ibe.

 

I risultati ottenuti con le analisi prossimali hanno evidenziato che il biochar in generale migliora la resilienza agli stress ambientali, aumenta la ritenzione idrica e la stabilità fotosintetica. Inoltre, vi è un significativo aumento della produttività, come nel caso di Corzano e Paterno in cui le parcelle ammendate hanno registrato una resa media superiore del 28%, rispetto alle parcelle non ammendate.

 

Mentre i risultati ottenuti con il remote sensing hanno sottolineato che c'è effettivamente un miglioramento dell'attività fotosintetica e dell'adattamento allo stress idrico.

 

Conclusioni e prospettive future

Il Progetto ha confermato che il biochar, anche in una situazione reale di pieno campo, si pone il duplice obiettivo di mitigazione e di adattamento al cambiamento climatico.

 

Le analisi prossimali hanno sottolineato che il biochar migliora la resilienza agli stress ambientali, la ritenzione idrica e la stabilità fotosintetica. Con un aumento significativo della produzione agricola.

 

Sul suolo aumenta il contenuto di carbonio organico, la porosità e l'umidità in tutti i vigneti presi in esame. Baronti specifica: "In alcune situazioni pedologiche ha un effetto positivo immediato sulle piante. In altre situazioni probabilmente ci vorrà ancora un po' di tempo, affinché si migliorino le condizioni pedologiche e si inizino a vedere gli effetti sul vigneto".

 

È possibile tramite il remote sensing, quindi l'agricoltura 4.0, misurare gli effetti nel breve periodo sulla pianta. Il confronto fra le analisi da remoto e prossimali hanno fornito dati coerenti e affidabili nel monitorare lo stato della vegetazione in condizioni di stress idrico.

 

I risultati ottenuti da drone poi sono in linea con i risultati riscontrati dal satellite, offrendo così un valido supporto per le analisi nel lungo periodo mantenendo comunque la precisione dei dati raccolti da drone per studi più dettagliati.

 

"Siamo riusciti a raggiungere gli obiettivi iniziali e ad ottenere dei risultati che mostrassero delle differenze sulla stessa varietà di uva. Il prossimo passo sarà continuare con le ricerche tramite i dati satellitari e i dati prossimali per verificare se gli effetti riscontrati in questi due anni persisteranno anche nel lungo periodo" conclude Baronti.

 

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Psr 2014-2020. Sottomisura 16.2 "Sostegno a progetti pilota e allo sviluppo di nuovi prodotti, pratiche, processi e tecnologie" annualità 2022. Progetto B-Wine: Il biochar per aumentare la sostenibilità e la resilienza della viticoltura (Cup Artea: 1073741)