Valutazione dello stato idrico della vite

Lo stato idrico della vite è un parametro chiave nella coltivazione dell'uva, che influisce sia sulla resa che sulla composizione delle uve. A sua volta, lo stato idrico della vite è determinato dalla disponibilità idrica del suolo (dipendente dalla capacità di ritenzione idrica del suolo), dai parametri climatici (precipitazioni ed evapotraspirazione), dal sistema di formazione (superficie fogliare per ettaro), dal genotipo (portainnesto e varietà) e dalle pratiche di gestione (gestione del suolo e irrigazione).

Molti metodi per valutare lo stato idrico della vite sono stati sviluppati e possono essere raggruppati in: (1) misure basate sul suolo, (2) modellizzazione del bilancio idrico e (3) misure basate sulle piante. L'accuratezza degli approcci basati sul suolo e sulla modellizzazione è limitata dalle ipotesi relative alla capacità di ritenzione idrica del suolo (SWHC) della zona radicale della vite, che dipende in larga misura dalla profondità di radicazione e dal funzionamento delle radici, un parametro che non può essere valutato con precisione in condizioni reali.

Gli indicatori basati sulle piante, tuttavia, integrano naturalmente la zona radicale SWHC della vite e forniscono quindi risultati più affidabili. Tra le misurazioni basate sulle piante, il potenziale idrico tramite camera di pressione è ampiamente utilizzato. La discriminazione degli isotopi del carbonio (δ¹³C) misurata sul succo delle uve è un altro indicatore del deficit idrico della vite con un enorme potenziale di applicazione nella gestione dei vigneti. Anche se i primi articoli su questa tecnica sono stati pubblicati più di 20 anni fa¹ , non è ancora ampiamente utilizzata dai viticoltori.

Il principio della discriminazione degli isotopi del carbonio

Gli isotopi di un elemento hanno lo stesso numero di protoni ed elettroni, ma differenti numeri di neutroni, e quindi una diversa massa atomica. Ci sono tre isotopi del carbonio, ma solo il ¹²C e ¹³C sono stabili nell'ambiente, rendendoli utili per lo studio dei cosiddetti processi discriminanti isotopici in natura. Il ¹²C è di gran lunga l'isotopo di carbonio più abbondante in natura, con una proporzione di circa 99:1 rispetto al ¹³C.

Durante la fotosintesi, c'è discriminazione a favore delle molecole di CO₂ contenenti isotopi ¹²C, a causa della sua maggiore reattività con gli enzimi nella reazione fotosintetica e una migliore diffusione attraverso gli stomi e il mesofillo. Pertanto, i rapporti ¹³C/¹²C negli zuccheri prodotti sono inferiori rispetto alla CO₂ atmosferica.

Quando le piante subiscono un deficit idrico, questi rapporti isotopici ¹³C/¹²C vengono ulteriormente modificati quando gli stomi si chiudono e bloccano la diffusione della CO² nello spazio intercellulare delle foglie. Ciò fa aumentare la concentrazione relativa di ¹³CO₂ in ¹²CO₂ nello spazio intercellulare, e quindi negli zuccheri prodotti. Durante la maturazione, questi zuccheri si accumulano nel succo dell'acino, e il rapporto ¹³C/¹²C misurato nel succo fornisce un'indicazione del deficit idrico delle viti e della la sua gravità².

Il rapporto ¹³C/¹²C può essere misurato mediante spettrometria di massa isotopica con grande precisione. La δ¹³C viene quindi ottenuta confrontando i risultati con uno standard con un rapporto ¹³C/¹²C noto.

Classificazione dei livelli di stress da deficit idrico

La δ¹³C misurata nei succhi d’uva varia tra -28‰ per le viti senza nessun deficit idrico, fino a -20‰ per le viti che soffrono di grave stress da deficit idrico. La classificazione dell'intensità del deficit idrico in questo intervallo differisce leggermente tra le pubblicazioni. Le differenze nelle soglie di risposta possono derivare, in parte, dal fatto che i valori δ¹³C sono influenzati anche dalla varietà della vite³ , e la variazione diurna del potenziale idrico della pianta a mezzogiorno può essere significativamente diversa nelle condizioni di crescita. Le soglie riportate nella tabella 1 sono calcolate a partire da van Leeuwen et al., 2009⁴ e Santesteban et al., 2015⁵ e si applicano alle regioni con condizioni climatiche temperate. Valori soglia più precisi a seconda dei luoghi e delle varietà possono essere impostati localmente combinando misure δ¹³C e potenziale idrico. In alternativa si può ottenere anche un confronto relativo: una variazione di 1 in δ¹³C corrisponde ad una differenza di 0,2 MPa nel potenziale idrico del fusto a mezzogiorno durante il periodo di maturazione dell'uva ⁶.

Esempio pratico della valutazione dello stato idrico della vite con δ13C

La misurazione δ¹³C è stata effettuata su campioni di succo d'uva raccolti tra tre settimane dopo la metà dell'invaiatura e la raccolta. I campioni sono stati inviati a un laboratorio dotato di uno spettrometro di massa isotopico. Alcuni laboratori stimano la δ¹³C usando la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIRS), anche se questo metodo non può essere raccomandato perché è impreciso. Un limite attuale per l'implementazione della misurazione δ¹³C è che é poco praticata, ma i laboratori che offrono l'analisi sono in costante aumento. Per le analisi è necessaria solo una piccola quantità di succo (+/- 5 μL) e può essere ottenuta da campioni prelevati per il controllo regolare della maturità alla fine della stagione. Questi campioni, tuttavia, devono essere rappresentativi delle viti o del ceppo in esame.

Il campione δ¹³C dello zucchero d'uva è conservato in etanolo come nel vino, anche se la fermentazione induce uno spostamento di -1,7‰ (Tabella 1⁷). Quindi, l'analisi δ¹³C può anche essere eseguita sul vino per studiare il corrispondente stato idrico delle viti durante la maturazione delle uve^{8 9}.

Applicazioni del monitoraggio dello stato idrico con δ13C

La δ¹³C fornisce una panoramica dello stato idrico delle viti durante il periodo di maturazione dell'uva, che si estende approssimativamente da una settimana prima della metà dell'invaiatura a tre settimane dopo la metà dell'invaiatura. Ciò corrisponde, nella maggior parte dei casi, al mese di agosto nell'emisfero settentrionale e di febbraio nell'emisfero australe, un periodo chiave durante il quale lo stato idrico della vite può influenzare la resa e la potenziale qualità del vino.

La δ¹³C può essere uno strumento utile per valutare le strategie di irrigazione alla fine della stagione con lo stato idrico della vite che risente della quantità e dei tempi di applicazione dell'acqua. Al fine di ottimizzare la qualità del vino per la produzione di vino rosso, è auspicabile la coltivazione di viti con un leggero deficit idrico, con valori di δ¹³C tra -24‰ e -25‰ che indicano che le viti non sono state sovrairrigate. Questa può essere un'informazione importante quando l'uva viene acquistata dai viticoltori, in quanto fornisce uno strumento per controllare la gestione dell'irrigazione post hoc. La δ¹³C può essere utilizzata anche per valutare facilmente l'impatto di qualsiasi pratica di gestione del vigneto (coltura di copertura, lavorazione del terreno, rimozione delle foglie...) sullo stato idrico della vite.

Poiché la δ¹³C è un indicatore altamente accessibile (facile da misurare e non costoso), può anche essere utilizzato per mappare lo stato idrico della vite su una serie di vigneti o una tenuta viticola (Figura 1A ¹⁰). La δ¹³C può essere uno strumento utile negli studi del terroir su vigneti coltivati e non irrigati, dove lo stato idrico della vite dipende in gran parte dalla capacità di ritenzione idrica del suolo (figura 1B) e dal clima, entrambi parametri importanti del terroir^{11 12}.

Tali mappe dello stato idrico della vite sono molto utili per perfezionare le scelte del materiale vegetale e le strategie di gestione. Nelle parcelle piu secche, i portainnesti resistenti alla siccità dovrebbero essere utilizzati per evitare gravi stress idrici. Nelle zone umide, la qualità del vino può essere influenzata da un'eccessiva disponibilità d’ acqua, che può essere migliorata mediante l'istituzione di una coltura di copertura competitiva.

A livello intra-parcellare, la mappatura dello stato idrico della vite con la δ¹³C è uno strumento per la viticoltura di precisione, ad esempio per spiegare la variabilità polifenolica dell'uva¹³ . Quando la δ¹³C è misurata sul vino (vedi soglie di interpretazione specifiche, tabella 1), permette di risalire allo stato idrico delle viti che hanno prodotto il vino. Questo può essere usato per spiegare l'effetto dello stato idrico della vite su parametri legati alla qualità, come gli aromi¹⁴ .

Figura 1. A - Stato idrico della vite misurata in un'azienda vitivinicola a Saint-Emilion (zona di Bordeaux, 2022). 172 campioni sono stati prelevati sui 23 ettari. B - Mappa della capacità idrica del suolo tratta dalla mappa del suolo della tenuta.

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Limiti di monitoraggio dello stato idrico con la δ13C

Poiché la δ¹³C viene misurata alla fine della stagione, non è utile per la gestione quotidiana dell'irrigazione. A questo scopo, è preferibile la camera di pressione. Un'altra limitazione è che rappresenta il deficit idrico della vite durante il periodo di accumulo di zuccheri negli acini d'uva. Pertanto, non fornisce una documentazione dei primi deficit idrici della vite, né tiene conto dei deficit idrici riscontrati dopo il caricamento degli zuccheri nelle bacche. Quando si valutano le risposte della δ¹³C ai deficit idrici tra le varietà¹⁵ devono essere considerate le normali differenze specifiche che esistono tra le varietà nell'efficienza complessiva dell'uso dell’acqua. L'analisi della δ¹³C è attualmente proposta solo da un numero limitato di laboratori commerciali, ma sarà più ampiamente disponibile all'aumentare della domanda.

Conclusioni

Saper caratterizzare lo stato idrico della vite è fondamentale per capire come i fattori ambientali e le pratiche di gestione possono influenzare la resa e il potenziale di qualità del vino. Le misure della δ¹³C sul mosto d'uva o sul vino sono un indicatore facilmente ottenibile e poco costoso dello stato idrico della vite durante il periodo di maturazione delle bacche e possono essere utili per la gestione con o senza irrigazione dei vigneti.

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