Absorption of Rare Earth Elements in grapevine of volcanic and carbonate soil

Wine is a valuable food product, which has a lot of influence in the economy of the countries where it is produced. Over the last few years there has been a significant growth in request of this article by new markets, thus stimulating the quality and procedures for the protection of Italian wines by foreign competition. It has caused the need to establish scientifically valid and quantifiable marker. The thesis is concerned: to transfer results research of petrography and geochemistry applied to the study of ground plant processes assimilation and territoriality of food products. This work, which focuses on grapes, it was conducted on two representative areas of the main geological and geomorphological contexts of Eastern Sicily. We attempted, to get the ways to univocally identify the grape varieties by measuring the concentration of Rare Earths Elements (REEs), absorbed by the parts of the plant during growth, considering the soil and, the climatic conditions. The Sicilian region boasts a winemaking tradition documented since prehistoric times; there are cultivars of great value for heritage agronomist, moreover, the region is characterized by a considerable amount of different lithotypes. In the three selected vineyards of the two macro areas (Etna and Iblei) we were chosen both white and red grapes cultivars; for the area Etnea: Nerl. Cappuccio Nerl. Mascalese, Merlot, Carricante, Grecanico and Inzolia; for the area of the Iblei: Cabernet Sauvignon, Frappato, Merlot, Nero d'Avola, Grecanico, Inzolia and Moscato. We have chosen autochthonous varieties as Nerello Mascalese and Nerello Cappuccio, and allochtonous (Merlot and Cabernet Sauvignon). The first area is located in the municipality of Linguaglossa (Mount Etna); this area is characterized by a volcanic soil. The second area is located in the municipality of Comiso (Hyblaean Plateau) and is characterized by carbonate soil; the soils from two areas showed very different concentrations in REEs. Result obtained on the various types of cultivars showed that the absorption of REEs is higher in grapes grown in Hyblean Plateau, because of the higher temperature and lower rainfall, which make plants to absorb a greater amount of elements from the soil. Results showed that most of REE elements are concentrated in leaves, and at a lesser extent in the fruit and seed; temperature and rainfall, affect the absorption of REEs from the grapevines as well. According to the average content of REEs in different samples you can go back to the environment of origin of the plants. The grape varieties of the same area have different REEs pattern, demonstrating how the behavior of the different grape varieties under the same climatic conditions is different, thus allowing the identification of the various varieties. Same types of cultivars grown in different environments, show different concentrations allowing us to go back to the type of soil on which the plants were grown.

Il vino è un prodotto alimentare pregiato, che ha grande influenza nell’economia dei paesi che lo producono. Negli ultimi anni, la produzione vitivinicola Italiana ha subito un significativo aumento nella domanda, a causa dell’apertura di nuovi mercati, stimolando così maggiori canoni di qualità e procedure per la tutela dei vini italiani dalla concorrenza estera. Ne è derivata la necessità di definire marker scientificamente validi e quantificabili. La tesi si occupa: di trasferire i risultati della ricerca di petrografia e geochimica applicata, allo studio dei processi di assimilazione suolo pianta e della territorialità dei prodotti agroalimentari. Questo lavoro, che verte sull’uva, è stato condotto su due aree rappresentative dei principali contesti geologici e geomorfologici della Sicilia Orientale. Si è cercato di identificare, in maniera univoca, le varietà d’uva tramite la concentrazione di Terre Rare, assorbite in varie parti delle piante, prendendo in considerazione sia le caratteristiche del suolo che le condizioni climatiche. La Sicilia vanta una tradizione vitivinicola documentata sin dalla preistoria; sono presenti nel territorio cultivar di grande importanza per il patrimonio agronomico, inoltre, la regione è caratterizzata dalla presenza di differenti litotipi. Nei tre vigneti selezionati delle due macroaree (Etna e Iblei) sono stati scelte sia cultivar a bacca bianca che rossa; per l’area Etnea: Nerl. Cappuccio, Nerl. Mascalese, Merlot, Carricante, Grecanico e Inzolia; per l’area degli Iblei: Cabernet Sauvignon, Frappato, Merlot, Nero d’Avola, Grecanico, Inzolia e Moscato. La scelta è ricaduta su varietà autoctone come il Frappato e il Nero d’Avola, che alloctone come il Merlot e il Cabernet Sauvignon. La prima area è localizzata nel paese di Linguaglossa (Mt. Etna), caratterizzata da suolo vulcanico. La seconda area è localizzata nel paese di Comiso (altopiano Ibleo), caratterizzata da suolo carbonatico; le due tipologie di suolo possiedono concentrazioni di Terre Rare differenti. I risultati, ottenuti dalle varie tipologie di cultivar, mostrano che l’assorbimento di Terre Rare è maggiore nelle piante coltivate negli Iblei, per le maggiori temperature e la scarsa piovosità, così le piante assorbono un grande ammontare di elementi dal suolo. I risultati dimostrano che le Terre Rare sono assorbite e si concentrano soprattutto nelle foglie, e in misura minore nel frutto e dei semi; inoltre, temperatura e piovosità, influiscono sull’assorbimento di Terre Rare dal suolo da parte delle piante. Grazie al contenuto medio di Terre Rare nei campioni, è possibile risalire all’ambiente d’origine delle piante. Le cultivar della stessa area hanno piccole differenze nei pattern delle Terre Rare, nonostante le medesime condizioni climatiche, permettendoci di identificare le cultivar. Se confrontiamo le stesse cultivar cresciute nei diversi ambienti si riscontrano differenze nei pattern che ci permettono di risalire all’ambiente di crescita della pianta.