Normalized difference vegetation index obtained by ground-based remote sensing to characterize vine cycle in Rio Grande do Sul, Brazil

Abstract

The normalized difference vegetation index (NDVI) obtained by remote sensing is widely used to monitor annual crops but few studies have investigated its use in perennial fruit crops. The aim of this study was to determine the temporal NDVI profile during grapevine cycle in vineyards established in horizontal training systems. NDVI data were obtained by the ground-based remote sensing Greenseeker in Chardonnay and Cabernet Sauvignon vineyards located in the Serra Gaúcha region, Rio Grande do Sul, Brazil, from September to June in the 2014/2015 and 2015/2016 vegetative seasons. The grapevine canopies were managed in horizontal training systems (T-trellis and Y-trellis). The results indicated that the temporal NDVI values varied during the grapevine cycle (0.33 to 0.85), reflecting the changing in vigor and biomass accumulation that resulted from the phenological stages and management practices. The temporal NDVI profiles were similar to both horizontal training systems. The NDVI values were higher throughout the cycle for Cabernet Sauvignon compared to Chardonnay indicating Cabernet Sauvignon as the cultivar with greater vegetative vigor. The NDVI obtained by ground-based remote sensing is a fast and non-destructive tool to monitor and characterize the canopy in real time, compiling into a single data several parameters related to vine development, like meteorological conditions and management practices that are difficult to be quantified together.

O índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), obtido por sensoriamento remoto, tem sido amplamente empregado no monitoramento de culturas agrícolas produtoras de grãos, porém poucos são os estudos em fruticultura. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a evolução temporal do NDVI obtido por sensor remoto de superfície ao longo do ciclo de videiras em sistemas horizontais de condução do dossel vegetativo. Dados de NDVI foram obtidos com sensor remoto Greenseeker em vinhedos na região da Serra Gaúcha, Rio Grande do Sul, Brasil, de setembro a junho nas safras 2014/2015 e 2015/2016. Os vinhedos das cultivares Chardonnay e Cabernet Sauvignon eram conduzidos em sistema horizontal (latada e lira). Os resultados indicaram que houve variabilidade temporal do NDVI ao longo do ciclo (de 0,33 a 0,85), a qual refletiu as alterações no acúmulo de biomassa e vigor vegetativo decorrentes das principais etapas fenológicas e práticas de manejo. A evolução temporal do NDVI foi semelhante nos sistemas latada e lira, ambos caracterizados pela condução horizontal do dossel vegetativo. Os valores de NDVI para ‘Cabernet Sauvignon’ foram superiores aos de ‘Chardonnay’ ao longo do ciclo, independe da safra avaliada e do sistema de condução, indicando ‘Cabernet Sauvignon’ como a cultivar de maior vigor vegetativo. O NDVI, obtido por sensor remoto de superfície, é uma forma rápida e não destrutiva de monitoramento e caracterização do dossel vegetativo em tempo real, compilando em uma única informação o desenvolvimento da videira, o qual é resultado de diversos fatores, edafo-climáticos e de manejo, dificilmente quantificados conjuntamente.