Caratterizzazione quantitativa dei vigneti con tecniche di telerilevamento satellitare nelle Langhe

In recent years, the farms are trying to improve the efficiency of the field operations because it is more important than ever to reduce the operational cost and improve the environmental and social sustainability. There are many new studies that use remote sensing techniques to reach these goals and the Sentinel2 satellites are studied well. The data was collected in the Costa di Bussia winery, it is in the Barolo DOCG area subzone “Bussia”. Around the winery there are many vineyards, two vineyards of Barbera and four of Nebbiolo have been chosen. During the year 2021, samples were carried out and the studied characteristics were: canopy structure (point quadrat and leaf area index [LAI]), predawn water potential, berries weight, sugar content, yield per vine, number of clusters per vine and pruning weight. I have identified through satellite images the vigour zones. These zones have been produced using some indices, including NDVI, and the unsupervised classification algorithm called K-means. One of the main points of this thesis is the evaluation of the number of groups produced during the clustering process and the best image or combination of images to be used in the classification. Some other classifications have been produced using the sampled characteristics, these classifications have been compared to the remote sensed ones. The results are very interesting, especially relative to the Barbera vineyards, because some type of clustering allow the discrimination based on the vigour levels of many important characters like the predawn water potential, berries weight and yield per vine. The comparison between the ground classification and the remote sensed one underline a lower variability inside the Nebbiolo vineyard, instead the Barbera ones are less homogeneous. There are many practical applications of these results, it is possible to water or fertilize the vineyards in relation to the vigour level of a zone, the use of the vigour zone allows balance the intensity of the operation, so less water will be used, and lower quantity of fertilizer will be distributed in the field reducing in this way a potential risk of environmental damage. Knowing the vigour of a zone permit to improve the harvest technique, because different vigour led to different maturation time. The winery can use these information to better plan the right harvest moment for a specific zone, it will allow the production of more balanced and better quality wines.

Negli ultimi tempi, sta diventando sempre di più rilevante la necessità di raggiungere una maggiore efficienza nelle lavorazioni svolte in campo per poter ottenere un abbassamento dei costi operativi e, soprattutto, migliorare l’aspetto della sostenibilità ambientale e sociale. Vi è un crescente numero di studi che mirano ad utilizzare vari strumenti per il telerilevamento per poter raggiungere questi obiettivi, tra questi sono molto studiati i satelliti della costellazione Sentinel-2. I dati per questo elaborato sono stati acquisiti nell’azienda vitivinicola Costa di Bussia che si trova nella zona di produzione del Barolo DOCG nella sottozona “Bussia”. L’azienda è circondata da diversi vigenti, quelli sfruttati per questo elaborato sono due di Barbera e quattro vigneti di Nebbiolo. Durante l’anno 2021 sono stati eseguiti i campionamenti e sono stati rilevati caratteri vegetativi: la struttura della parete fogliare della pianta, attraverso il punto quadro e l’indice di area fogliare (LAI), il potenziale idrico prima dell’alba e, alla fine della stagione vegetativa, il legno di potatura. Relativamente agli aspetti produttivi, sono stati misurati il peso degli acini, il contenuto zuccherino e la resa per pianta in termini di peso totale e nel numero di grappoli. Attraverso le immagini dei satelliti Sentinel-2 sono state delineate delle zone di vigore. Queste zone sono state individuate sfruttando alcuni indici vegetativi, tra cui l’NDVI, e l’algoritmo di classificazione senza supervisione K-means. Uno dei punti fondamentali di questo elaborato è stata la valutazione di classificazioni con un numero di gruppi variabile e l’impiego di immagini acquisite in momenti diversi o sfruttando degli insiemi di immagini. Infine, sono state generate delle classificazioni attraverso i parametri campionati per essere confrontate successivamente con quelle ottenute attraverso le immagini satellitari. I risultati ottenuti sono incoraggianti, soprattutto per i vigneti di Barbera, perché alcune tipologie di classificazioni hanno permesso di discriminare, attraverso le zone di vigore, parametri molto importanti per l’azienda come, per esempio, il potenziale idrico prima dell’alba, il contenuto zuccherino e la resa per pianta. Il confronto tra le classificazioni ottenute dalle variabili di campo e quelle ottenute con le immagini satellitari ha sottolineato una minor variabilità all’interno dei vigneti di Nebbiolo rispetto a quelli di Barbera. Le applicazioni dei risultati ottenuti possono essere svariate, come la possibilità di irrigare o fertilizzare in base alla zona di vigore, in modo da poter bilanciare l’intensità di queste operazioni limitando di fatto lo spreco di acqua o l’immissione di un quantitativo eccessivo di nutrienti che può essere un problema dal punto di vista ambientale. La conoscenza della vigoria delle diverse zone del vigneto permette di operare delle strategie di vendemmia più raffinate, perché piante con diverso vigore portano a maturazione i grappoli con tempistiche diverse. L’azienda può quindi valutare con più precisione il momento di raccolta più adatto per quella determinata zona, garantendo quindi dei vini più bilanciati e di miglior qualità.