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    Pubblicata il: 11/11/2022

Valorizzazione dei sottoprodotti della filiera viti-enologica: uso del biodigestato per migliorare l’efficienza del vigneto

Articolo scritto da Eleonora Cataldo et al e registrazioni del webinar, risultati ottenuti nell'ambito del progetto Uva Pretiosa

Valorizzazione dei sottoprodotti della filiera viti-enologica: uso del biodigestato per migliorare l’efficienza del vigneto

Eleonora Cataldo1, Maddalena Fucile1, Giovan Battista Mattii1, Giovanna Fia1

1 DAGRI – Università degli Studi di Firenze, Piazzale delle Cascine 18 – 50144 Firenze (FI)

 

 

INTRODUZIONE

Il cambiamento climatico ha un rilevante impatto sulla viticoltura globale. In Europa le temperature sono aumentate di quasi 2 °C dal 1950 al 2004 e si prevede che nelle zone vinicole le temperature aumenteranno complessivamente di 2,04 °C. La temperatura gioca un ruolo chiave nell'accumulo di solidi solubili nell’uva; infatti, l'intervallo di temperatura ottimale per la fotosintesi delle foglie di vite è compreso tra 25 e 35 °C (Gutiérrez‐Gamboa et al., 2021). Temperature estreme possono modificare il metabolismo dell'uva sia primario che secondario, alterando il metabolismo degli zuccheri, degli acidi organici e impoverendo l'accumulo di composti fenolici durante la maturità dell'uva (Bonada et al., 2015). Questo scenario crea grandi sfide per la viticoltura.

La filiera viti-enologica produce ingenti quantità di sottoprodotti e scarti; i principali per quantità, impatto economico ed ambientale sono le vinacce fermentate e fresche, la feccia e vinaccioli.

In generale, la vinaccia rappresenta il 20-30 % del peso dell’uva utilizzata per vinificare. Si stima che circa il 5% del volume totale di vino prodotto in Toscana in un anno costituisca il residuo feccioso, ossia più di 100.000 hl. Il settore enologico è alla ricerca di soluzioni innovative per lo sviluppo di prodotti commercializzabili ottenuti da operazioni di valorizzazione degli scarti industriali (Beres et al., 2017; Antonić et al., 2020).

Gli scarti provenienti dalla filiera vitivinicola hanno proprietà fisico-chimiche interessanti per la loro valorizzazione in diversi settori industriali e per lo sviluppo tecnologico sostenibile della filiera.

Il digestato è il residuo del processo di digestione anaerobica.

Può derivare dalla digestione di:

• effluenti zootecnici;

• biomasse vegetali (di scarto o dedicate);

• sottoprodotti di origine animale (SOA);

• fanghi di depurazione;

• frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU).

Può essere considerato un buon materiale fertilizzante, ad effetto concimante più o meno pronto a seconda della sua origine.

Infatti secondo un’ottica circolare di immissione e recupero ottimale delle risorse, le fecce sono riutilizzate per produrre energia da biogas a pressione atmosferica e temperature inferiori rispetto ai gas ottenuti con altre tecnologie di conversione della biomassa e, infine, il residuo è compostato e utilizzato per ridare sostanza organica al suolo. La vinaccia è un rifiuto organico ad alta resistenza con bassi livelli di azoto e fosforo con sufficienti oligoelementi per la crescita batterica. Inoltre, l'umidità delle vinacce, che varia tra il 25% e il 65%, non costituisce un problema per la digestione anaerobica (Cáceres et al., 2012).

MATERIALI E METODI

La ricerca è stata condotta nel 2021 in 3 vigneti dell’area viticola del Chianti DOCG, situati nel comune di Mercatale In Val di Pesa (FI), nell’areale Toscano. Il clima è temperato-caldo caratterizzato da inverni miti ed estati calde. Mercatale in Val di Pesa ha una temperatura media di 13.4 °C. 935 mm è la piovosità media annuale. La temperatura media della stagione vegetativa 2021 (aprile-settembre) è stata di circa 23°C; i mesi più caldi sono stati quelli di luglio e agosto con temperature medie di 26°C.

La prova sperimentale è stata condotta su viti di Sangiovese allevate a controspalliera e potate a cordone speronato. Sono state impostate 4 diverse tesi di 10 ripetizioni ciascuna distribuite secondo lo schema a blocchi randomizzati come di seguito descritte:

- Digestato interrato (D.I.): applicazione al suolo di 150 quintali ad ettaro di digestato;

- Digestato in copertura (D.C.): applicazione al suolo di 150 quintali ad ettaro di digestato (non interrato);

- Tecnica aziendale (T/A): applicazione al suolo di 150 quintali ad ettaro di concime minerale pellettato;

- Controllo (Ctrl): nessun trattamento.

Alle parcelle sperimentali sono state applicate le stesse tecniche di gestione (gestione della chioma, difesa, ecc.) in modo da uniformare il più possibile le piante e lasciare come unico fattore di variabilità l’intervento effettuato sul suolo. I trattamenti sono stati applicati al terreno con uno spandiletame nel mese di Marzo.

Durante la stagione vegetativa sono stati effettuati i seguenti rilievi di campo:

-Rilievi di dati climatici ottenuti da stazione meteo ubicata nei pressi del vigneto sperimentale;

-Rilievi di scambi gassosi fogliari, con ausilio di analizzatore di gas all’infrarosso CIRAS 3 (PP Systems, USA);

- L’accrescimento in lunghezza dei germogli dal germogliamento fino alla cimatura (o alla cessazione naturale dell'accrescimento) è stato misurato contemporaneamente al numero di foglie per germoglio;

-Rilievi di potenziale idrico a mezzogiorno con camera di Scholander;

-Analisi tecnologiche delle uve, per la determinazione del grado zuccherino con rifrattometro ottico, del pH e dell’acidità titolabile del mosto;

-Analisi fenoliche delle uve per la determinazione del contenuto di antociani e polifenoli, totali ed estraibili secondo il metodo proposto da Glories (Ribéreau-Gayon et al., 2006);

-Pesi di produzione a vendemmia.

I dati raccolti sono stati sottoposti all’analisi della varianza e separazione delle medie tramite il test LSD (least significant difference) di Fisher con il software SPSS Data Editor. Il valore della LSD è stato riportato numericamente nelle tabelle e, laddove significativa, con degli asterischi nei grafici.

 

RISULTATI E DISCUSSIONE

I risultati degli scambi gassosi mostrano un’attività fotosintetica stagionale significativamente superiore nel trattamento con digestato (specialmente interrato), durante il periodo più caldo (Fig. 1).

Fig.1 Scambi gassosi. Fotosintesi netta

 

Inoltre, D.I. e D.C. presentano valori tendenzialmente superiori di conduttanza stomatica in confronto al controllo nello stesso periodo (Fig. 2).

Fig.2 Scambi gassosi. Conduttanza stomatica

 

Le tesi Ctrl e T/A inoltre, durante il mese di agosto, presentano valori di fotosintesi e conduttanza stomatica che indicano uno stato fisiologico di stress delle piante; in particolare questo si denota dalla conduttanza stomatica che scende sotto il valore soglia di 100 mmol/m²s.

Quindi si può affermare che i diversi trattamenti hanno influenzato gli scambi gassosi.

Per quanto riguarda il potenziale idrico (Fig. 3), l’applicazione con digestato ha influito positivamente sullo stress idrico riducendone gli effetti.

Fig.3 Potenziale idrico.

 

La tesi non trattata con digestato mostra infatti un potenziale idrico più negativo, sintomo si maggiore stress idrico.

Per quanto riguarda le analisi tecnologiche, si assiste ad un maggior °Brix per la tesi Ctrl (Fig. 4).

Fig.4 Contenuto zuccherino.

 

Le differenze sono state evidenziate dall'inizio invaiatura fino alla fine del processo di maturazione. In generale, il digestato mostra un rallentamento della maturazione (zuccheri bilanciati e corretto corredo antocianico in ascesa).

Per quanto riguarda i parametri produttivi, per il digestato si è registrata una maggiore resa per pianta attribuibile ad un peso del grappolo superiore (acini più idratati) (dati non riportati).

 

CONCLUSIONI

L’applicazione all’interfilare del biodigestato risulta essere dunque un valido ausilio per il viticoltore per cercare di fronteggiare una situazione climatica sempre più imprevedibile. L’obiettivo di questa ricerca è stato quello di valutare il comportamento eco-fisiologico delle viti sottoposte a quattro gestioni del suolo (trattamento con digestato in copertura, interrato, concime minerale e controllo), in modo da verificare se le eventuali differenze fisiologiche possano aver inciso sulla ecofisiologia della pianta e sulla qualità della bacca.

Si può affermare che la tesi D.I. presenti valori ottimali di scambi gassosi indirizzando la pianta verso una migliore performance vegetativa, mentre la tesi Ctrl evidenzia parametri che indicano stress idrico durante i mesi più caldi, in particolare, gli scambi gassosi e il potenziale idrico sono stati ampiamente influenzati dalle diverse gestioni. A vendemmia, i valori di °Brix e peso dell’acino risultano significativi. La tesi digestato riduce gli zuccheri incrementando le dimensioni della bacca. Inoltre dalla composizione del corredo antocianico e polifenolico si denota la presenza di uve complessivamente più equilibrate e bilanciate per il digestato. Inoltre la tesi Ctrl risulta essere diversa significativamente sotto il punto di vista della quantità di produzione (minor produzione). Questi dati suggeriscono che il digestato oltre a migliorare le performance vegetative della pianta incrementi la produzione non depauperando la qualità del prodotto.

Cliccare qui per vedere il video della registrazione del webinar tenutosi sull'argomento

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

  1. Antonić, B., Jančíková, S., Dordević, D., & Tremlová, B. (2020). Grape pomace valorization: A systematic review and meta-analysis. Foods, 9(11), 1627.
  2. Beres, C., Costa, G. N., Cabezudo, I., da Silva-James, N. K., Teles, A. S., Cruz, A. P., ... & Freitas, S. P. (2017). Towards integral utilization of grape pomace from winemaking process: A review. Waste management, 68, 581-594.
  3. Bonada, M., Jeffery, D. W., Petrie, P. R., Moran, M. A., & Sadras, V. O. (2015). Impact of elevated temperature and water deficit on the chemical and sensory profiles of B arossa S hiraz grapes and wines. Australian journal of grape and wine research, 21(2), 240-253.
  4. Cáceres, C. X., Cáceres, R. E., Hein, D., Molina, M. G., & Pia, J. M. (2012). Biogas production from grape pomace: Thermodynamic model of the process and dynamic model of the power generation system. International Journal of Hydrogen Energy, 37(13), 10111-10117.
  5. Gutiérrez‐Gamboa, G., Zheng, W., & Martínez de Toda, F. (2021). Strategies in vineyard establishment to face global warming in viticulture: a mini review. Journal of the Science of Food and Agriculture, 101(4), 1261-1269.
  6. Ribéreau-Gayon, P., Glories, Y.; Maujean, A.; Dubourdieu, D. (2006). Handbook of Enology: Vol. 2. The Chemistry of Wine-Stabilization and Treatments, 2nd edn. Wiley, Chichester, U.K.

Nell'ambito del partenariato Europeo per l'innovazione e del Piano di Sviluppo Rurale della Regione Toscana (misure attivate (16.2, 1.1, 1.2, 1.3)) il progetto Uva Pretiosa intende affrontare le tematiche di riutilizzo e di valorizzazione dei sottoprodotti della filiera viti-enologica in un'ottica di economia circolare.
I partner del progetto sono Beringer Blass Italia  - Castello di Gabbiano, Società Agricola Isole e Olena, San Lorenzo Green Power, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari, Ambientali e Forestali dell’Università degli Studi di Firenze, ERATA e Vinidea.

Per maggiori informazioni sul progetto : www.uvapretiosa.eu

Fascia Programma di Sviluppo Rurale, Unione Europea, Regione Toscana

 

 

 

 

Pubblicata il 21/03/2022
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Titolo del periodico: Rivista Internet di Viticoltura ed Enologia
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