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Riego automático en viña 'Vitis vinifera' cv. Tempranillo en función de los niveles de humedad del suelo

Jose A. Oncins (Solfranc Tecnologias); Míriam Lampreave (ADV Sant Llorenç / Penedès Superior); Montse Nadal (Facultat d’Enologia-Univ. Rovira Virgili); Sandra Doix (Celler Mas Doix); y Rafael Poyatos (Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals-CREAF)17/12/2013
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Se suele decir que el cultivo de la vid para vinificación es uno de los más importantes en España, en cuanto a superficie y en cuanto a valor económico. Por otro lado, también tiene un valor ecológico y de sostenibilidad fundamental, permitiendo desarrollar un cultivo de alto valor económico sin necesidad de riego. No obstante el cultivo de la vid en la Península Ibérica ha de afrontar en los próximos años los más que probables efectos del cambio climático.
La mayor parte de las predicciones apuntan hacia un aumento en la duración y la intensidad de las sequías (IPCC 2001), particularmente en zonas ya limitadas por la disponibilidad hídrica como la cuenca mediterránea. La interacción entre el aumento de las temperaturas y la aridez puede resultar en la desaparición del cultivo de la vid en unas zonas y su migración a zonas más templadas. Los cambios pasados en la distribución geográfica del cultivo de la vid debido a cambios en el clima son la mejor muestra de la relevancia de los efectos del cambio climático en la agricultura a escala global (Jones et al. 2005).

Los efectos sobre la vegetación son complejos e incluyen cambios fisiológicos y fenológicos que influirán en la producción y la calidad de los vinos. De hecho ya se han detectado estos cambios debido al aumento de las temperaturas durante el siglo XX, con efectos positivos sobre la calidad y producción en algunas zonas (Nemani et al. 2001). No obstante, en la cuenca mediterránea las previsiones de aumento de aridez pueden provocar importantes cambios en la calidad de la uva e incluso comprometerla supervivencia de las cepas en condiciones de mayor limitación hídrica.

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Para contrarrestar los efectos de una elevada demanda evaporativa que puede ser perjudicial para alcanzar determinados objetivos de producción y calidad será cada vez más necesaria la aportación de agua de riego. La histórica prohibición del uso del agua de riego en viña en nuestro país, ha resultado en un desconocimiento general de cómo utilizar este recurso de manera racional para obtener unos objetivos deseados (Baeza et al. 2007).

La aplicación del riego en base a parámetros meteorológicos y/o de humedad del suelo es una práctica ampliamente utilizada en la gestión de los viñedos. Además, los avances en el conocimiento de la fisiología de la vid ha permitido el desarrollo de indicadores directos del estado hídrico de la planta. No obstante, no se ha aprovechado todavía el potencial uso de combinaciones de diferentes indicadores junto con datos meteorológicos y edáficos para la toma de decisiones sobre cuándo, cómo y cuánto regar.

La utilización de parámetros meteorológicos, fisiológicos y de humedad del suelo como indicadores del estado hídrico del cultivo es una práctica cada vez más extendida, debido al potencial de automatización en la gestión del riego que suponen este tipo de medidas (Jones 2004). Además, la monitorización de parámetros fisiológicos de la planta permite una mejor evaluación de su estado hídrico, en comparación con las tradicionales estimaciones indirectas del balance hídrico. Concretamente, las microvariaciones del diámetro del tronco proporcionan una doble información, acerca de la sensibilidad del crecimiento diario (CD) a los déficits hídricos e, indirectamente, del estado hídrico de la planta, mediante el cálculo de la máxima contracción diaria del tronco (MCD). Estos parámetros han sido ampliamente validados frente a medidas estándar del estado hídrico como el potencial hídrico foliar y del tallo en varias especias leñosas, entre ellas la vid (Intrigliolo and Castel 2007; Sellés et al. 2004).

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En este trabajo se evaluaron, mediante medidas de potencial hídrico y microvariaciones del diámetro del tronco, dos tratamientos de riego en Vitis vinifera variedad Tempranillo, basados en diferentes umbrales de humedad del suelo. Los objetivos del estudio fueron (a) comprobar el funcionamiento del sistema automático de control del riego mediante umbrales de humedad del suelo y (b) evaluar los efectos fisiológicos en las relaciones hídricas en cepas piloto de ambos tratamientos. A priori, las cepas del tratamiento seco deberían presentar potenciales hídricos más negativos, mayores valores de MCD y menor crecimiento diario, debido a los efectos del déficit hídrico.

Material y métodos

Plantas y condiciones

Se utilizan plantas de 6 años de edad de Vitis Vinifera cv. Tempranillo; plantadas en macetas de (40 l). Trabajamos con dos condiciones:

  • TS: Veinte plantas en tratamiento en seco con un umbral de humedad del 19%.
  • TH: veinte plantas en tratamiento húmedo, con una humedad del 32%. Esta condición cambió en el mes de agosto cuando pasó a un umbral de 25% de humedad.
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Sensor de crecimiento del fruto

Los dendrometros de fruto SF-FSP (Solfranc SL) han sido diseñados para monitorizar las variaciones relativas del tallo de la planta a nivel micrométrico. El sensor incluye un transductor LVDT con una pinza especial de fijación que permite instalarlo sobre la planta que se estudia. Cada dendrómetro LVDT se suministra con un acondicionador de señal electrónica para tener una salida analógica de 0-2 V o 4-20 mA.
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Sensor de humedad de suelo

Se utilizaron sensores capacitivos ECH2O y SF-S10 (Solfranc SL), que miden el contenido volumétrico de agua en el suelo (%), mediante técnicas FDR. Se colocan a unos 10-20 cm bajo el suelo, permiten medidas precisas, sin estar afectadas por la salinidad o la temperatura. Estos sensores puede ser medidos utilizando el logger SF1 (Solfranc SL) o bien el medidor portátil SF-HUM-10 (Solfranc SL).
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Cámara de presión SF PRES-35

La cámara de presión tipo Scholander SF Pres-35 (Solfranc SL), permite medidas sencillas para determinar el potencial hídrico de la planta, la cámara consta de un manómetro de indicación digital de alta precisión, mano-regulador reductor de presión externo. Equipo portátil compacto de reducidas dimensiones.
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Resultados

Humedad, microvariaciones de tronco y fruto, y déficit de presión de vapor

El riego controlado por el SF1 Logger mantuvo los niveles de humedad del suelo satisfactoriamente, bajo todas las condiciones de demanda evaporativa representada por el déficit de presión de vapor (Fig. 1a, b). Se puede observar también la rápida respuesta de los sensores ECH2O y SF-S10 a los pulsos de riego, en forma de picos sucesivos (Fig. 1b). Durante el período de estudio, se manipuló el aporte de agua de riego para detectar la respuesta fisiológica al estrés hídrico en ambos tratamientos. En el tratamiento seco se detuvo el riego a finales de mayo, resultando en un descenso en la humedad volumétrica hasta valores inferiores al 15%, y provocando una reducción en la tasa de crecimiento del tronco (Fig. 1c). A mediados del mes de junio volvió a detenerse el riego en ambos tratamientos; el dendrómetro detectó, en ambos casos, descensos en la tasa de crecimiento (Fig. 1c).
Figura 1
Figura 1.
Observando estos últimos datos con más detalle (Fig. 2) vemos como la cepa piloto en el tratamiento húmedo, retoma el ritmo de crecimiento previo a la situación de estrés cuando se restituye el riego (Fig. 2a, b), mientras que la cepa del tratamiento seco no reacciona pese a los nuevos aportes de agua (Fig. 2a, c). Este pequeño periodo sin irrigación tuvo lugar justo antes del envero, durante el cual se produce una notable desaceleración del crecimiento e incluso el decrecimiento del tronco (Intrigliolo and Castel 2007; Sellés et al. 2004). En las cepas del tratamiento seco la conjunción del efecto del déficit hídrico y la competencia del fruto por los fotoasimilados (Williams 1997) pudieron causar el decrecimiento irreversible observado. Al final del período de medida, las plantas del TS acumularon 1 mm de crecimiento en grosor mientras que las del TH llegaron a los 3 mm.
Figura 2
Figura 2.

Humedad y dendrometria (MCD & CD)

Los valores de MCD del tronco presentan una mayor amplitud en el caso del tratamiento seco (Fig. 3a), llegando a valores próximos a 300 micras antes del envero. En el tratamiento húmedo, el valor de MCD fue inferior a las 100 micras. Se considera que los mayores valores de MCD estarían relacionados con un mayor estrés hídrico, lo cual se cumple en nuestras observaciones. No obstante, después del periodo sin irrigación, coincidiendo con el envero, las tendencias se invirtieron y el valor de MCD del tratamiento húmedo superó al del tratamiento seco. Algunos autores atribuyen este comportamiento al hecho que, a partir de un cierto umbral de estrés, el floema deja de ser una fuente de agua para la transpiración. Por otro lado, los valores de CD, mayores en el tratamiento húmedo, se igualan con los del tratamiento seco a partir de mediados de julio (Fig. 3b, c), confirmando que el CD es sensible al estrés hídrico.

Figura 3
Figura 3.

Potencial hídrico

Los valores de potencial hídrico (Fig. 4) no mostraron diferencias significativas entre tratamientos, al mediodía, los potenciales hídricos mínimos alcanzados, tanto del tallo como de las hojas resultaron ser inferiores en el tratamiento seco, no obstante, este valor nunca bajó del valor indicativo de estrés severo, -1,6 MPa. La transpiración de la planta hace disminuir el potencial hídrico del tallo durante las horas centrales del día. En el tratamiento seco el potencial hídrico medido al alba se relacionó de la manera esperada con la humedad del suelo.

Figura 4
Figura 4.

Conclusiones

En el presente estudio se probó con éxito el funcionamiento del sistema de adquisición de datos SF1 Logger de Solfranc Tecnologias en el control del riego según umbrales de humedad del suelo. El crecimiento diario demostró ser un indicador más fiable del estado hídrico de la planta que el grado de contracción diario. No obstante, las relaciones entre indicadores dendrométricos y el potencial hídrico variaron según el tratamiento, sugiriendo la necesidad de estudiar en profundidad los mecanismos que regulan estas relaciones para entender mejor cómo aplicar los parámetros fisiológicos de la planta en la gestión del riego.

Agradecimientos

Por su colaboración en algunas tareas del proyecto se agradece a Pedro Cabanillas, Pep y Josep Maria de Finca Mas dels Frares de la URV.

Bibliografía

  • Baeza P, Lissarrague JR, Miguel PSd (eds) (2007) Fundamentos, aplicación y consecuencias del riego en la vid. Editorial Agrícola Española, Madrid
  • Intrigliolo D, Castel J (2007) Evaluation of grapevine water status from trunk diameter variations. Irrigation Science 26:49
  • Intrigliolo D, Ferrer PJ, Castel JR (2007) Monitorización del riego en la vid. In: Baeza P, Lissarrague JR, Miguel PSd (eds) Fundamentos, aplicación y consecuencias del riego en la vid. Editorial Agrícola Española, Madrid, pp 85-113
  • Jones GV, White MA, Cooper OR, Storchmann K (2005) Climate change and global wine quality. Cimatic change 73:319-343
  • Jones HG (2004) Irrigation scheduling: advantages and pitfalls of plant-based methods. J. Exp. Bot. 55:2427-2436
  • Nemani RR, White MA, Cayan DR, Jones GV, Runnnng SW, Coughlan JC (2001) Asymmetric climatic waning improves California vintages. Climate research 19:25-34
  • Sellés G, Ferreira R, Muñoz I, Silva H (2004) Physiological indicators of plant water status as criteria for irrigation scheduling in tble grapes cv. Crimson seedless, irrigated by drip. Acta Horticulturae 664:599-605
  • Williams LE (1997) Grape. In: Zamski E, Schaffer AA (eds) Photoassimilate distribution in plants and crops: source-sink relationships. Marcel Dekker, New York, USA, pp 851-881

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