Dal miglioramento genetico – sia tradizionale che biotecnologico – alla digitalizzazione in vigneto e in cantina, senza trascurare la resistenza ai patogeni, una adeguata gestione delle risorse idriche e del suolo e la riduzione di input chimici. Scopriamo cosa riserva il futuro alla nostra viticoltura, sempre più alle prese con il cambiamento climatico, per coniugare sostenibilità, produttività e qualità con la tradizione della eccellenza italiana. 

Come possiamo immaginarci in un vigneto tra 20-30 anni da oggi? Ancora con una gestione antiquata, che necessita dell’aiuto della chimica per ottenere una produzione quantitativamente e qualitativamente adeguata? Oppure un prato verde lungo dei filari moderatamente rigogliosi, ricco di biodiversità vegetale e microbica, un terreno in salute, con una produzione esclusivamente guidata dalla qualità del prodotto che si vuole ottenere in cantina e dal pieno rispetto di un ambiente salubre, turisticamente attrattivo e tipicizzante il nostro territorio? Secondo noi del CREA Viticoltura ed Enologia tutto ciò è possibile, perché nell’ultimo ventennio sono cresciute a dismisura conoscenze biologiche e tecnologie abilitanti, pronte per essere messe a disposizione con investimenti facilmente raggiungibili. È una questione di volontà e mentalità, per quanto la tradizione abbia costruito la viticoltura, che è vanto dell’Italia agricola: oggi si può.  

Tra i progetti che il nostro Centro porta avanti con estrema convinzione la fanno da regina due traiettorie principali, la digitalizzazione in vigneto ed in cantina, inclusa la robotica dedicata, e il miglioramento genetico, tradizionale o biotecnologico. Partendo da quest’ultimo, che rappresenta l’attività in grado di fornire il materiale di base, che verrà coltivato in un futuro libero dall’intervento della chimica di sintesi (a cui vanno grandi meriti per i successi del recente passato, ma ormai ha fatto il suo tempo), si va verso un vigneto digitale e fortemente automatizzato.  

Le attività del nostro Centro hanno dimostrato che la conoscenza del DNA della vite può arrivare a supportare la produzione di vitigni molto simili, se non pressoché identici, ai nostri preziosi autoctoni (Glera, Sangiovese, Primitivo) nel cui patrimonio genetico, però, sono presenti geni di resistenza alle principali malattie fungine (peronospora e oidio), tali che queste piante possono essere difese con interventi mirati (col supporto digitale, che vedremo dopo) e con prodotti quanto più possibile derivati da quelli naturali o da controllo biologico (di competitori o loro parassiti). I nostri studi sulla biodiversità microbica dei microrganismi del terreno o conviventi sulla e nella vite stanno dando ottimi frutti nel comprendere quali equilibri siano necessari per mantenere indenne la pianta da malattie fungine apparentemente incurabili, come il mal dell’Esca. Giuste miscele di organismi neutrali o benefici possono essere prodotte e applicate sulla pianta affinché malattie come quella appena citata possano essere prevenute. Allo stesso modo, applicazioni biotecnologiche ecocompatibili, come prodotti a base di acidi nucleici in grado di ritardare o incidere sulla aggressività dei patogeni, possono largamente prevenirne e limitarne la capacità di creare danni alla pianta e alla produzione.  Avere piante in grado di proteggersi da sole, almeno in parte, e crescerle in un ambiente salubre, che permetta loro di esprimere un’alta resilienza agli stress causati dai loro nemici naturali, costituisce indubbiamente un salto di qualità nella concezione del nuovo vigneto.  

Ampie aspettative sono, poi, suscitate da altre biotecnologie verdi, quali il genoma editing, ovvero lo stimolo a indurre mutazioni che saranno successivamente selezionate per  l’impatto sulla pianta e sul prodotto, tale da non avere dubbi sulla loro utilità e salvaguardia della qualità rispetto al vitigno di partenza. Queste Tecnologie di Evoluzione Assistita (TEA) sono più difficili da applicare alla vite rispetto a colture annuali erbacee come cereali od ortive, ma possibili. Inoltre, non sono ancora applicabili a tutte le varietà , ma anche se la strada può essere più lunga e tortuosa di altre specie vegetali, è solo questione di tempo e di volontà: alla fine troveremo la strada per una vasta applicazione e soprattutto produrremo un effetto domino in grado di produrre  una esplosione di biodiversità clonale e varietale, con ricchezza di nuovo materiale per esperti enologi, che vorranno cimentarsi nel rendere tali prodotti famosi quanto quelli attualmente di maggior successo.  

Partendo da tali materiali, una adeguata gestione delle risorse idriche e pedologiche non può che completare la visione di un vigneto forse apparentemente idilliaca, ma – nella convergenza di tutte le conoscenze e tecnologie disponibili – tutt’altro che utopica. La sensoristica oggi disponibile è in grado di segnalarci la disponibilità di acqua e di conseguenza lo stato di salute della pianta, nonché la sua capacità fotosintetica (ovvero la sua efficienza) in tempo reale. Se a queste tecnologie si accoppiano sistemi di rilevazione meteo, che gestiscono rilevanti quantità di dati, tali da prevedere dove e quando occorre intervenire, si può facilmente immaginare come gli interventi cosiddetti a rateo variabile (solo dove e quando serve, appunto) possano costituire un forte risparmio ed un efficientamento razionale dell’intervento antropico. In questo modo la pianta non avrà mai troppa o troppo poca acqua, piuttosto che carenze nutrizionali o supporto antifungino nel momento della necessità. Anzi, i contributi del gestore del vigneto saranno numericamente ridotti (risparmio di prodotto, diesel, lavoro, energia, bilancio del carbonio, compattamento del terreno, etc) e selettivamente applicati. Tutto ciò non inficia la qualità della tradizione, anzi ne esalta la profonda conoscenza, perché la sinergia tra alta tecnologia ed esperienza sono la base del successo e della visione idilliaca, che tra 20 anni non sarà più una utopia , ma tutt’altro, una splendida realtà. Miglioramento genetico per la produzione di materiale vegetale ecosostenibile, salvaguardia della biodiversità vegetale e microbica per una vitivinicoltura moderna e sostenibile, tecnologie abilitanti per gestire il vigneto col minor input e miglior output possibili, questi i nostri progetti, tutti orientati verso traguardi prossimi all’applicazione diffusa in campo. 

Research Centre for Viticulture and Enology. The future of Viticulture

From genetic improvement — traditional and biotechnological — to digitalization in the vineyard and winery, without neglecting pathogen resistance, proper management of water and soil resources, and the reduction of chemical inputs. Let’s see what the future holds for our viticulture, ever- challenged by climate change, to put together sustainability, productivity, and quality with Italian excellence tradition. 

How can we imagine a vineyard 20-30 years from now? Will it still be managed in an antiquated way, relying on agro-chemicals to achieve a quantitative and qualitative production? Or will it be a green orchard along moderately vigorous canopy, rich in vine and microbial biodiversity, with healthy soil, and production exclusively driven by the quality of the product desired in the winery, fully respecting a healthy, tourist-attractive environment that shape our territory?

According to us at CREA Viticulture and Enology,  this is possible because biological knowledge and enabling technologies have grown exponentially in the last two decades and are ready to be made available with moderate investments.

It is a matter of will and mindset. Although traditional viticulture has greatly contributed to the present success, a modern view of orchard management today is possible.

Among the projects that our Centre carries forward with great efforts, two main goals emerge: digitization in the vineyard and winery, including dedicated robotics, and genetic improvement, traditional or biotechnological. Starting with genetic improvements, which provides the basic material that will be cultivated in a future free from large chemical supplies (which deserves gratitude for present successes but belongs in the past), we are moving towards a digital and highly automated vineyard. Our activities have shown that knowledge of vine genome can support the production of grape varieties very close to our precious autochthonous varieties (Glera, Sangiovese, Primitivo), but with introgression of genes resistant to major fungal diseases (downy mildew and powdery mildew).

These plants can be protected with targeted interventions (with digital support, see below) and with products derived as much as possible by natural products or via biological control (competitors or their parasites). Our studies on the microbial biodiversity of soil microorganisms or endo- and ecto-symbionts of vine are producing outstanding results in understanding the equilibrium to keep the plant free from incurable fungal diseases like “Esca” disease. Proper mixtures of neutral or beneficial organisms can be produced and applied to the plant, preventing diseases like the one mentioned above.

Similarly, eco-friendly biotechnology, such as nucleic acid-based products that can delay or affect pathogen aggressiveness, can largely prevent and limit their ability to damage the plant and production. Undoubtedly, having plants capable of self-protection, at least in part, and growing them in a healthy environment that allows them to express high resilience to stress caused by their natural enemies, represents a desirable vision of the new vineyard. High expectations are also placed on other green biotechnologies, such as genome editing, which involves inducing mutations that will then be selected based on their impact on the plant and product, ensuring their utility and quality preservation compared to the original variety.

These Assisted Evolution Technologies (TEA) are more challenging to apply to vines than to annual herbaceous crops like cereals or vegetables, but they are possible. Moreover, they are not yet applicable to all the varieties we would like to apply them to, but even if the way may be longer and more complicated than for other plant species, it is only a matter of time we find the way to successful application and, as consequences, a domino effect that will lead to an explosion of clonal and varietal biodiversity, with a wealth of new material for expert winemakers who want to make these products as famous as the currently most successful ones. Starting from such materials, proper management of water and soil resources can complete the vision of a vineyard that may seem a dream but really close to reality, using of all available knowledge and technologies.

Today’s sensors can signal water availability and, consequently, the plant’s health status and photosynthetic capacity in real-time. If these technologies are coupled with weather detection systems that manage significant amounts of data to predict rapid and targeted applications only where and when needed, it is easy to imagine that so-called variable rate interventions (only where and when needed) can constitute significant savings and rational efficiency of human intervention. In this way, the plant will never have too much or too little water, nor nutritional deficiencies or antifungal support when needed. Indeed, the contributions of the vineyard manager will be reduced (saving product, diesel, labor, energy, carbon balance, soil compaction, etc.) and selectively applied. All this does not decrease importance of tradition; on the contrary, it enhances deep knowledge because the synergy between high technology and experience is the basis of success and the idyllic vision that will no longer be a utopia in 20 years, but rather a splendid reality. Genetic improvement toward the production of new eco-sustainable plant material, fundamental for plant and microbial biodiversity for modern and sustainable viticulture and enabling technologies to manage the vineyard with lower input and best possible output, these are our projects, all oriented towards widespread field application.

Esperto di Genetica e Genomica delle piante da frutto e della vite, già autore di numerosi articoli sui genomi vegetali, con oltre 150 pubblicazioni con IF, è in 24a posizione (Hindex 61, citazioni 14.201) tra i Top Italian Scientists nel settore Natural & Environmental Science, di alcune decine di articoli sulle biotecnologie applicate e di 3 brevetti europei. Ha contribuito col gruppo di lavoro del CREA VE alla recentissima pubblicazione di una review di prestigio sul Plant Biotechnology Journal che descrive protocolli e risultati di pregio nelle biotecnologie delle piante da frutto 

#lafrase La ricerca della verità è più preziosa del suo possesso (Albert Einstein)