Zonas de vigor vegetativo para colheita seletiva em viticultura irrigada com base em sensoriamento proximal
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Data
2021-02-26
Autores
Costa, Bruno Ricardo Silva
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
O conceito de agricultura de precisão (AP) tem sido empregado na viticultura tendo em vista a adoção de práticas de manejo sítio-específico a partir da caracterização da variabilidade espacial das áreas cultivadas. Neste sentido, o vigor vegetativo das videiras pode ser adotado como uma variável regionalizada representativa da condição dos vinhedos, uma vez que expressa a interação dos diversos fatores ambientais predominantes nesses sistemas agrícolas. Em razão da sua relevância para adoção de práticas de AP, o vigor vegetativo pode ser monitorado intensivamente por tecnologias de georreferenciamento e sensoriamento que permitem a estimativa e predição espacial de índices de vegetação (IV). Desta forma, o presente estudo teve como objetivo caracterizar a variabilidade das condições edafoclimáticas de vinhedos comerciais, bem como do vigor vegetativo de videiras viníferas a partir de estimativas do índice de vegetação por diferença normalizada no vermelho limítrofe (NDRE) e do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI). A pesquisa foi conduzida durante os ciclos de produção de 2018 e 2019 em três vinhedos comerciais irrigados, e implantados com as cultivares Cabernet Franc e Cabernet Sauvignon (Vitis vinifera L.), ambas submetidas ao manejo de dupla-poda anual. O solo dos vinhedos foi avaliado conforme a granulometria e os atributos físico-hídricos relacionados ao armazenamento e disponibilidade de água. Por sua vez, as condições mesoclimáticas foram monitoradas ao longo dos ciclos de produção, durante o período anterior e posterior ao início da maturação das bagas (veraison). Os vinhedos também foram caracterizados quanto ao número de graus dias demandado pelas cultivares para conclusão do ciclo fenológico, bem como no que se referiu à dinâmica do armazenamento de água no solo. Para a caracterização do vigor vegetativo, os IV adotados foram estimados a partir da reflectância (ρ) do dossel das videiras, mensurada via sensoriamento proximal em três ocasiões ao longo do período de desenvolvimento e maturação dos cachos. A partir da estimação geoestatística, as predições espaciais dos IV foram avaliadas segundo a similaridade entre medidas realizadas em diferentes fases do ciclo e sua estabilidade espaço-temporal. Os resultados interpolados dos IV também foram usados na delimitação de zonas homogêneas (ZH) e posterior zonas de manejo (ZM), para subdivisão dos vinhedos em regiões de baixo e alto vigor vegetativo. Essas regionalizações foram validadas de acordo com parâmetros biofísicos, relacionados ao vigor e conteúdo de água na folha, e aspectos produtivos das videiras, bem como quanto à composição de bagas e umidade da camada superficial do solo, capacidade de armazenamento de água e lâmina de irrigação requerida. Além disso, testou-se o potencial da colheita seletiva de cachos para a diferenciação qualitativa de vinhos, conforme as ZH do vigor vegetativo deduzido segundo o NDVI, estimado no período de início de maturação de bagas. Em um mesmo vinhedo, foi possível identificar condições do solo semelhantes ao longo do perfil, além de um padrão regular quanto a dinâmica de armazenamento de água ao longo dos ciclos de produção. Além disso, apesar das variações interanuais no acúmulo de graus dias correspondente a cada cultivar, o sistema de dupla-poda adotado localmente permitiu que as cultivares de videiras fossem submetidas as condições mesoclimáticas estáveis, porém distintas entre si, ao se comparar o período anterior e posterior ao veraison. Em vinhedos cultivados com variedades vigorosas, cujo desenvolvimento se encontra consolidado, as predições do NDRE e NDVI apresentaram elevada estabilidade temporal, espacial e similaridade no padrão de distribuição dos valores interpolados estimados em fases avançadas do ciclo de produção. Contudo, foi possível verificar a adequabilidade da caracterização da expressão vegetativa dos vinhedos conforme a metodologia adotada nesse estudo, uma vez que foram observadas diferenças significativas entre regionalizações do vigor quanto às variáveis de validação. Além disso, a representação da variabilidade do vigor vegetativo também apresentou potencial para orientar a colheita seletiva de cachos e a obtenção de vinhos de composição distinta em um mesmo vinhedo.
The precision agriculture (PA) approach has been adopted in viticulture to guide site-specific management practices based on the spatial variability within fields. Thus, the grapevines’ vigor could represent the general conditions of vineyards once it is influenced by the interaction between their environmental factors. Thereby, the regular monitoring of grapevines’ vigor by the estimation of vegetation indices (VI) through georeferencing and remote sensing technologies is fundamental for PA applications in wine grape production. This research aimed to describe the edaphoclimatic conditions of commercial vineyards as well as to characterize the spatial variability of grapevines vigor, as stated by the red edge normalized difference vegetation index (NDRE) and the normalized difference vegetation index (NDVI). The research took place in 2018 and 2019 growing seasons at drip-irrigated vineyards, cultivated with Cabernet Franc and Cabernet Sauvignon (Vitis vinifera L.) subjected to annual double-pruning management. The vineyards’ soil texture and physical-hydric attributes were evaluated through the soil profile. Mesoclimatic conditions were recorded before and after the beginning of the berry ripening stage (veraison). The vineyards were also described by accounting for the growing degree-days required by the grapevine varieties to reach the end of their growing seasons. The dynamics of soil water storage were accessed by water balance analysis for the same purpose. The VI were estimated through measurements of canopy reflectance (ρ) made by proximal sensing at the stages of fruit development, veraison, and before the complete ripening. Spatial predictions of the VI were estimated by geostatistical analysis and then evaluated according to their similarity and spatio-temporal stability. These predictions were classified into homogeneous zones (HZ) and management zones (MZ) to delimit vineyards’ regions with low and high vigor grapevines. The appropriateness of this zonification was evaluated by the comparison between MZ concerning grapevines’ vigor, leaf water content, yield, berry composition at harvest, topsoil moisture, soil water storage capacity, and irrigation depth. Furthermore, it was evaluated the physical-chemical characteristics of wines made from the selective harvest guided by NDVI HZ defined at the veraison. It was possible to identify similar soil conditions through its profile in a given vineyard, in addition to a regular pattern of soil water balance throughout consecutive growing seasons. The double pruning system allowed the grapevines to be subjected to distinct but stable mesoclimatic conditions during pre and post-veraison periods, despite the interannual variations of the degree days accumulation reached by each variety. The predictions of NDRE and NDVI in later stages of the grapevine's growing seasons showed high similarity and spatio-temporal stability in vineyards cultivated with vigorous and well-developed plants. However, significant differences between MZ regarding the plant and soil validation traits confirmed the suitability of the grapevine vigor zonification. Also, grapevine vigor variability had the potential to support selective harvesting to distinguish wine composition in a single vineyard.
The precision agriculture (PA) approach has been adopted in viticulture to guide site-specific management practices based on the spatial variability within fields. Thus, the grapevines’ vigor could represent the general conditions of vineyards once it is influenced by the interaction between their environmental factors. Thereby, the regular monitoring of grapevines’ vigor by the estimation of vegetation indices (VI) through georeferencing and remote sensing technologies is fundamental for PA applications in wine grape production. This research aimed to describe the edaphoclimatic conditions of commercial vineyards as well as to characterize the spatial variability of grapevines vigor, as stated by the red edge normalized difference vegetation index (NDRE) and the normalized difference vegetation index (NDVI). The research took place in 2018 and 2019 growing seasons at drip-irrigated vineyards, cultivated with Cabernet Franc and Cabernet Sauvignon (Vitis vinifera L.) subjected to annual double-pruning management. The vineyards’ soil texture and physical-hydric attributes were evaluated through the soil profile. Mesoclimatic conditions were recorded before and after the beginning of the berry ripening stage (veraison). The vineyards were also described by accounting for the growing degree-days required by the grapevine varieties to reach the end of their growing seasons. The dynamics of soil water storage were accessed by water balance analysis for the same purpose. The VI were estimated through measurements of canopy reflectance (ρ) made by proximal sensing at the stages of fruit development, veraison, and before the complete ripening. Spatial predictions of the VI were estimated by geostatistical analysis and then evaluated according to their similarity and spatio-temporal stability. These predictions were classified into homogeneous zones (HZ) and management zones (MZ) to delimit vineyards’ regions with low and high vigor grapevines. The appropriateness of this zonification was evaluated by the comparison between MZ concerning grapevines’ vigor, leaf water content, yield, berry composition at harvest, topsoil moisture, soil water storage capacity, and irrigation depth. Furthermore, it was evaluated the physical-chemical characteristics of wines made from the selective harvest guided by NDVI HZ defined at the veraison. It was possible to identify similar soil conditions through its profile in a given vineyard, in addition to a regular pattern of soil water balance throughout consecutive growing seasons. The double pruning system allowed the grapevines to be subjected to distinct but stable mesoclimatic conditions during pre and post-veraison periods, despite the interannual variations of the degree days accumulation reached by each variety. The predictions of NDRE and NDVI in later stages of the grapevine's growing seasons showed high similarity and spatio-temporal stability in vineyards cultivated with vigorous and well-developed plants. However, significant differences between MZ regarding the plant and soil validation traits confirmed the suitability of the grapevine vigor zonification. Also, grapevine vigor variability had the potential to support selective harvesting to distinguish wine composition in a single vineyard.
Descrição
Palavras-chave
Vitis Vinifera L., Viticultura de precisão, Condições edafoclimáticas, Índices de vegetação, Vigor vegetativo, Precision viticulture, Edaphoclimatic conditions, Vegetation indices, Vigor