New techniques in the vineyard

New techniques in the vineyard

Vineyard threats: grey molds and rot

The vine growing is conditioned by several factors, among which the availability of water and mineral elements, plays a leading role. In situations characterized by water and/or nutritional deficiency, the development of the basal leaves is particularly limited and normally the management of the green is reduced; on the other hand, in environments, where water availability is good and mineral resources are high, the development of vegetation makes it necessary to carry out several operations during the summer season.

 The mild climate and high humidity on the grape skin expose the vineyard to the risk of fungal agents that can damage the grape quality. In these situations, the bunches are partially or completely covered by the leaves, and within the foliage, there is a microclimate characterised by a high moisture level, which favours the emergence of grape molds such as Botrytis cinerea  (grey mold) or sour rot, depending on the harvest and the variety. 

Sour rot is a disease caused by the presence of bacteria occurring at the same time as the botrytis attacks the grapevine. The sour rot, affecting the grapevine, reduces the sugar content and increases acetic, gluconic and glycerol acid. The wine produced by this grape will inevitably be of poor quality. As in the case of vine botrytis, there are no direct defense methods from the sour rot, once the parasite has settled on the bunch; therefore, the only solution is provided by preventive methods of protecting the vine from pathogenic attacks by using specific products or by alternating regular mechanical and chemical methods that can lighten the compact structure of some vineyards and consequently reduce to zero the risk of infections caused by fungal pathogens.


Leaf removal: a prevention against fungal diseases

In Friuli Venezia Giulia, the grey mold from Botrytis cinerea is among the most dangerous diseases for the vine, especially in compact bunch varieties. In fact, the high average rainfall, in the weeks prior to the harvest, determines the explosion of infections and specific fungicides can not be used with respect to the timescales.

Over the last decade, several field tests conducted by the Università di Udine and Ersa (The Regional Agency for Rural Development), have once again demonstrated that, besides fungicide defence, defoliation (leaf removal) around the grapes, proved to be a fundamental practice in the defense of the grape bunch against the grey mold.

For this reason, the tests of the University of Udine and of Ersa were carried out by researchers on Pinot Grigio, Pinot Noir, Merlot, Friulano and Sauvignon, Sauvignon Blanc and Sauvignonasse and presented to agricultural operators on several occasions in the regional territory.

"Plants produce metabolic responses in response to water stress (polyphenols), light stress (polyphenols, thiols), and pathogens (PR proteins)," states Prof.Sivilotti, a researcher at the University of Udine, and continues: "Some agronomic techniques such as leaf removal reduce disease pressure as they improve cluster microclimate. "Especially in recent years, thanks to some regional and interregional projects, several tests were carried out on the effects of leaf removal techniques before and after flowering and on production and quality of grapes, on the improvement of cluster microclimate with the optimisation of agronomic management and vineyard defence.

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Leaf removal of the vine: mechanical techniques

The leaf removal of the vine consists of the removal of the leaves that cover the grape bunches, in order to improve the ventilation and exposition to the sun. The leaf removal of the cluster zone is a particularly effective technique for containing the growth of rot; manual work is more accurate and accurate, but remember that there are several types of defoliators that can facilitate the operation. Today, various types of defoliation machines (aspirants, pneumatic, thermal) are available on the market, replacing the manual operation and still allow for an improvement in the health of grapes.

In the case of pneumatic machines, used in the short term, which goes from end to flowering to the beginning of attachment, the effect is achieved by a strong impulse air jet that tears the leaves, mechanically dipping a portion of the grapes and allows the cleaning of the residues of flowering, a notoriously good substrate for the development of gray mold. In this way, loosely packed bunches (lesser number of berries) with no flowering residues are obtained, as Friulian experts Giovanni Bigot and prof. Paolo Sivilotti claimed already in 2008, resuming some international studies on the argument. Leaf removal machines, on the other hand, operate by cutting or tearing the aspirated leaves.

Ovviamente è necessario tenere in considerazione anche la fisiologia della pianta poiché la rimozione delle foglie espone alla luce i grappoli e possono verificarsi problemi di ustioni, soprattutto quando l’operazione viene praticata troppo tardivamente, dichiara in una sua ricerca nel 2008,  invece  professore del centro di trasferimento tecnologico della Fondazione Edmound Mach e membro effettivo del consiglio del corso di studio della Viticoltura ed enologia del Dipartimento di scienze e tecnologie agrarie e forestali dell’Università di Udine. 

Of course, it is also necessary to consider the physiology of the plant as leaf removal exposes the clusters and burns may occur on the berries, especially when the operation is carried out too late, says on the other hand in his research in 2008 Enzo Mescalchin, Professor of the Technology Transfer Center of the Edmound Mach Foundation and a member of the Board of the Vine Education and Enology Study of the Department of Agricultural and Forestry Sciences at the University of Udine.

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Period of intervention: Effectiveness of leaf removal in pre and post flowering

The period of intervention has different effects on the cluster (in particular the red grapes), on the basis of which the evaluation on the choice is done-  which is the most suitable period, early or late. Defoliation is used mainly in colder vineyards and in red berry varieties, thus improving the accumulation of polyphenols (substances that regulate the colouring, structure and aromas of grapes and wines). In warm areas and in white grapes, leaf removal can result in a strong exposition of the bunches to the sun, that, if damaged, can lose perfumes, aromas and acidity. In thin-skinned grapes, however, in areas with high sunlight, sudden exposure of bunches in late summer can cause burns and damage to the grapes.

Normally, the technique is applied after flowering, between fruit-setting and veraison. Early leaf removal of the bunches, done after the fruit-setting, allows obtaining a greater accumulation of polyphenols. Usually, early leaf removal is used immediately after fruit-setting, to ensure maximum efficacy of the treatments and a good buildup of polyphenols; the subsequent development of feminine helps to protect the clusters from the strong summer sun.

In this regard, experiments conducted in Friuli and in Emilia-Romagna Region have verified that the application of the technique at a very early stage (pre flowering) greatly reduced the problem of pathogens on white varieties such as Pinot Grigio and Sauvignon Blanc and red ones such as Merlot.

The late leaf removal, carried out after veraison, has the main purpose of ensuring the aeration and the health of the bunch during the final stage of ripening. Late leaf removal, during the ripening period, is to be taken into account in the harvesting of rainy weather or in very late varieties, in order to avoid the development of mold on the bunches. The operation integrates and enhances fungicidal action against botrytis.


Effects of leaf removal on grape quality

Since 2007 in Friuli, as well as in some central Italian regions and other international areas, experimentation has been started to verify the effect of different leaf removal modes on health and on the qualitative characteristics of grapes.

If leaf removal is applied before flowering, in addition to modification of the microclimate, a change in the cluster's architecture is also obtained: by removing a significant number of leaves very early in the season, in fact, a physiological imbalance is created so that the subtraction of nutrients to the flower cluster causes a reduction in the fruit setting . In this way, smaller bunches and lose bunches are obtained, and the resulting reduction in production leads to an improvement in the qualitative characteristics of the grapes. In fact, some international lecturers such as  Paolo Sabbattini e G.Stanley Howell have explained how the early application of leaf removal reduces the number of bunches per cluster because there is insufficient carbohydrate availability for the attachment. This is because most of the photosynthetic leaves are eliminated at this stage, and therefore the plants are put into a physiological stress.

 Early application was then used in some experimental tests in order to reduce production in some particularly productive varieties and with compact grape varieties. Thus, the technique has led to a reduction of production in the case of Sangiovese and Trebbiano (Poni et al. 2006) and Pinot nero (Sternad Lemut et al. 2013), but on the contrary Feng et al. (2015) did not show any change, comparing with a control in which no treatment had been performed. 

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Leaf removal and technological maturation of grapes

At the same time, leaf removal can lead to better technological maturation of grapes - higher sugar accumulation and lower titratable acidity - and promotes better phenolic complexity, mainly due to increased concentration of flavonoids and anthocyanins. The same international researchers have verified that the reduction of production obtained by leaf removal in the pre-flowering period also creates the conditions for improving the polyphenolic quality of the grapes.

As far as the aromatic component is concerned, there are not many studies that have taken into account the effect of leaf removal. With regard to the terpene aromatic component, nor isoprenoids and benzenoids, the results still need to be confirmed by further experimentation. A greater number of experimental tests wanted to investigate the role of leaf removal, but generally of the sunlight, on the accumulation/degradation of the methoxypyrazine in the grapes, responsible for the notes of green pepper or tomato leaf.

From the results presented in recent and past publications, it is clear that leaf removal applied prematurely - in pre-flowering or fruit setting period - has important effects both on the productive characteristics but especially on the secondary metabolism of the grapes and, consequently, on the quality of the wines.

In addition to the documents presented in the attach, here are some links to national research:

Patricija Muzlovic, Paolo Sivilotti

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    Sostenibilità e sviluppo si incontrano e si integrano a vicenda nel concetto di “Sviluppo Sostenibile”, che negli ultimi 20 anni è stato oggetto di diverse interpretazioni. La definizione più famosa è quella del Rapporto Bruntland (1987) che vede nella sostenibilità lo "sviluppo che risponde alle necessità del presente, senza compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare le proprie necessità". Un’altra definizione “storica” è quella formulata nel 1991 in “Caring for the Earth: A Strategy for Sustainable Living” dove la pratica dello sviluppo sostenibile è “il soddisfacimento della qualità della vita, mantenendosi entro i limiti della capacità di carico degli ecosistemi che ci sostengono”. Le due definizioni danno assieme una chiara comprensione del concetto di Sviluppo Sostenibile inteso come beneficio per le persone e per gli ecosistemi. Il Summit mondiale di Rio De Janeiro (1992) ha segnato un passaggio storico nella consapevolezza del problema ambientale planetario, che non può essere affrontato riparando i danni a posteriori, ma riorientando il modo di produrre e consumare verso la qualità ambientale e sociale. Il World Summit on Sustainable Development (WSSD) di Johannesburg (2002) ha ampliato il concetto di Sviluppo Sostenibile come integrazione di tre dimensioni, strettamente collegate tra loro:

    • Economia (povertà, modelli di produzione e consumo...)
    • Società (pace, sicurezza, diritti e libertà fondamentali, diversità culturali...)
    • Ambiente (protezione e gestione delle risorse naturali...)

    Lo Sviluppo Sostenibile può quindi essere considerato come un equilibrio dinamico tra qualità ambientale, istituzionale, sviluppo economico e equità sociale: non mira al mantenimento di uno “status quo”, ma si muove invece nella direzione del cambiamento, riconoscendo che la società umana è in costante movimento.

    Solo dal 25 settembre 2015, con la nuova “Agenda 2030” dell’ONU, tutti i paesi del mondo senza distinzioni tra ricchi e poveri, avanzati in via di sviluppo, hanno sottoscritto l’impegno a perseguire nei prossimi 15 anni  I 17 obiettivi comuni per lo sviluppo e la salvezza del pianeta, che non sono soltanto di natura ambientale ma anche sociale ed economico. Gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile hanno così sostituito da quest’anno gli Obiettivi di Sviluppo del Millennio (scaduti nel 2015), chiamando tutti i paesi del mondo a formulare una strategia di sviluppo universale adeguata senza distinzioni tra paesi sviluppati, emergenti e in via di sviluppo. Infine, l’agenda è frutto di un grande processo partecipativo al quale possono tutt’ora contribuire tutti, dalla società civile, mondo politico, mondo scientifico e produttivo.

    Su iniziativa dell’Università Tor Vergata di Roma e della Fondazione Unipolis, è nata invece a febbraio 2016, Alleanza Italiana per lo Sviluppo Sostenibile (ASVIS) che mette insieme un gruppo di lavoro trasversale a più settori e a più mondi creando una rete virtuosa composta al momento da un centinaio di membri. La sua missione è di raccogliere e declinare su scala nazionale la sfida divenuta oggi più che mai globale della sostenibilità. L’alleanza è stata ufficialmente presentata alla Camera dei deputati davanti alla presidente Laura Boldrini e al ministro dell’Ambiente Gian Luca Galletti l’11 marzo 2016. 

    Il concetto di “agricoltura sostenibile” è molto ampio e complesso. Può essere visto dal punto di vista ambientale, intendendo un'agricoltura rispettosa delle risorse naturali quali acqua, fertilità del suolo, biodiversità, e che non utilizzi sostanze chimiche inquinanti. Si può parlare di agricoltura sostenibile dal punto di vista sociale, cioè la capacità dell'intera produzione agroalimentare mondiale di far fronte alla domanda globale, non solo dei paesi industrializzati, ma anche di quelli in via di sviluppo. Si può, infine, intendere l'agricoltura sostenibile, dal punto di vista economico, cioè vantaggiosa per l'agricoltore favorendo un reddito equo (commercio equo-solidale), la tutela della salute dell'operatore e il miglioramento della qualità della vita degli agricoltori e dell'intera società. Chi si occupa di agricoltura sostenibile, privilegia pertanto quei processi naturali che consentono di preservare la “risorsa ambiente”, evitando così il ricorso a pratiche dannose per il suolo (come le lavorazioni intensive) e a sostanze chimiche (pesticidi, ormoni, ecc.) e utilizzando fonti energetiche rinnovabili. Non esiste un unico modo per fare agricoltura sostenibile (dalla agricoltura biologica, biodinamica, permacultura, agricoltura sociale, agricoltura solidale ed infine, agricoltura integrata). 

    La sostenibilità è un argomento centrale nel mondo viticolo ed enologico, ma dare una definizione univoca di tale concetto può a volte essere difficile, dal momento che i sistemi agricoli sono complessi e caratterizzati da differenti gradi di dinamismo, e coinvolgono spesso visioni e approcci fondamentalmente differenti in funzione di obiettivi e valori in campo. In ogni caso, l’agricoltura, nel caso specifico, le viticolture attuali portano con loro una serie di problemi legati ad insicurezze economiche date dal momento storico in cui ci troviamo, necessità ecologiche, di ovvia natura, e fabbisogni sociali che richiedono interventi mirati e tempestivi. Partendo da ciò, la definizione di viticoltura sostenibile non può prescindere da un’accezione pratica che trovi riscontri applicativi nelle realtà produttive. Constatando l'esistenza di diversi approcci e regolamenti nazionali relativi in particolare alla produzione ragionata, integrata e sostenibile, l'OIV (Organizzazione Internazionale del Vigneto e del Vino) ha deciso di armonizzare tali approcci e di apportarvi le specificità proprie al settore vitivinicolo già nel 2004. Pertanto, l’OIV ha adottato la definizione e i principi generali dello sviluppo sostenibile applicato alla vitivinicoltura (CST 1-2004) in quanto segue: "Approccio globale commisurato ai sistemi di produzione e di trasformazione delle uve, associando contemporaneamente la longevità economica delle strutture e dei territori, l’ottenimento di prodotti di qualità, la presa in considerazione delle esigenze di una viticoltura di precisione, dei rischi legati all’ambiente, alla sicurezza dei prodotti, alla salute e dei consumatori e la valorizzazione degli aspetti patrimoniali, storici, culturali, ecologici ed estetici." Per rispondere a questa definizione, nel 2008 l'OIV adotta una guida per l'attuazione del concetto di sviluppo eco-sostenibile nel settore vitivinicolo mondiale (CST 1-2008).

     Secondo la Risoluzione CST 1/2008 dell’OIV i punti fondamentali per una viticoltura sostenibile toccano i seguenti ambiti:

    • produzione delle uve,
    • trasformazione delle uve in vino;
    • condizionamento dei prodotti (confezionamento e stoccaggio).

    Patricija Muzlovic