Agrivoltaic trial preparation- Understanding spatial vineyard variability of cv. Encruzado at Tapada da Ajuda

Mestrado em Engenharia de Viticultura e Enologia. Universidade de Lisboa, Instituto Superior de Agronomia. Universidade do Porto, Faculdade de Ciências

The increasing impact of climate change is leading to more frequent stress events that affect vineyard performance. The elevated temperature trend is increasing the vineyard's vulnerability to sunburn, resulting in reduced yield, changes in berry composition, and subsequently, alterations in wine quality. Photovoltaic panels deployed over crops, also known as agrivoltaics, are emerging as a potential solution to this problem, by providing shading and mitigating these effects in vineyards. The objective of this study is twofold, firstly to evaluate the vineyard’s spatial variability and define the best locations for study plants that can be fairly compared between treatments; secondly to extensively characterize the year 0 of the experiment before the installation of the agrivoltaic system. As the agrivoltaic structure placement was predefined in one large parcel of the vineyard, an initial study was performed to find plants, outside of this parcel, with similar performance. Two different plots were then defined: the control plot and the agrivoltaic plot. Throughout the thesis several parameters were collected to characterize the selected plants. Both weekly and phenological stage-specific vegetative and reproductive data were collected , as well as parameters regarding plant water status (e.g., stem water potential) and grape and wine composition. Overall, no significant differences were observed between the two plots in terms of vegetative and reproductive parameters, as both exhibited consistent and aligned development throughout phenological stages. Overall plants from both plots presented a leaf area of 4 m2. Some minor variations regarding phenological development were observed during the initial weeks. Regarding the stem water potential (SWP), there were no differences between the two plots at any phenological stage, with plants from both plots presenting moderate stress (~ >1.0 MPa) only at veraison and near harvest. An average yield of 2,3 Kg per plant was observed for both plots and must/wine analysis results also showed no discernible differences. In conclusion, these results confirm the successful selection of smart points for both plots, ensuring uniform conditions for a future study of the agrivoltaic trial. Further research should continue to analyze these parameters after solar panels installation and include an evaluation of sunburn damage and the aroma profile of the wine, to assess the photovoltaic panels impact on both the vineyard and wine quality.

As alterações climáticas estão a alterar as características da vinha, tendo consequentemente impacto na qualidade do vinho. As frequentes ondas de calor e as temperaturas elevadas são um dos efeitos das alterações climáticas. Estes fatores estão a tornar a vinha mais vulnerável a escaldões, produzindo condições de estresse hídrico elevado, resultando assim numa redução na produção de uvas, alterações na composição dos bagos e, consequentemente, alterando a qualidade do vinho. Os painéis fotovoltaicos sobre culturas agrícolas, também conhecidos como agrivoltaicos, estão a surgir como uma possível solução para mitigar estes efeitos na vinha. O principal objetivo deste estudo é identificar e avaliar a variabilidade espacial dentro de uma vinha experimental, a fim de verificar se a variabilidade inerente é significativa, para selecionar potenciais pontos estratégicos e garantir uma comparação justa para uma futura instalação de um sistema fotovoltaico. Ao longo desta tese, vários parâmetros foram analisados para caracterizar a vinha. Esta análise abrange diversos aspetos, incluindo a caracterização meteorológica da vinha e a análise ao solo, o crescimento vegetativo e reprodutivo, o potencial hídrico da planta, o rendimento e os componentes de rendimento, bem como a composição das uvas e do vinho. No geral, não se observou diferenças significativas entre as duas parcelas em termos de parâmetros vegetativos e reprodutivos, uma vez que ambas apresentaram desenvolvimentos consistentes e alinhados ao longo dos estágios fenológicos, com exceção de pequenas variações durante as primeiras semanas. As plantas de ambas as parcelas exibiram uma área foliar de 4 m2, não evidenciando divergências significativas. De maneira similar, não foram observadas disparidades no potencial hídrico das plantas entre as duas parcelas, sendo que somente durante o estágio fenológico de pintor até à vindima manifestaram um stress moderado (~ >1.0 MPa). Uma média de produção de 2,3 kg por planta foi obtida em ambas as parcelas, e as análises do mosto/vinho não revelaram diferenças discerníveis. Como conclusão, estes resultados confirmam a bem-sucedida seleção dos pontos estratégicos para ambas as parcelas, garantindo condições uniformes para uma futura instalação dos painéis solares. Para futuros estudos, recomenda-se continuar a analisar estes parâmetros e incluir uma avaliação da ocorrência de escaldões e do perfil aromático do vinho, de modo a avaliar o impacto dos painéis fotovoltaicos na vinha e consequentemente na qualidade do vinho.

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