El uso intensivo y a veces indiscriminado del cobre, en distintas formulaciones como por ejemplo el caldo bordelés (sulfato cúprico y cal hidratada) y fungicidas con base cúprica, para combatir el mildiu -una enfermedad de las vides causada por el hongo Plasmopara viticola- ha provocado daño en los suelos de extensas regiones europeas y también en algunas del nuevo mundo vitivinícola. Ante ello, 13 expertos españoles, franceses y portugueses realizaron una investigación con el objetivo global de desarrollar e implementar exhaustivamente nuevas tecnologías, productos y estrategias para limitar o reemplazar el uso de Cu, y así reducir su aplicación en los viñedos al mismo tiempo que se remedian los suelos contaminados.
En la producción de uvas y vinos, una de las principales enfermedades relevantes y recurrentes es el mildiu, causado por el hongo Plasmopara viticola. Este se encuentra frecuentemente en las producciones vitícolas del mundo entero, con una alta y significativa incidencia anual en algunas regiones. Desde el descubrimiento del caldo bordelés (sulfato cúprico y cal hidratada) alrededor de 1880, se han desarrollado y usado muchas fórmulas a base de cobre (Cu) en producción vitícola.
Paquetes de trabajo, actividades y resultados
La contaminación de los suelos por Cu surgió principalmente por su uso indiscriminado contra el mildiu en suelos vulnerables durante la segunda mitad del siglo XX. El Cu es un elemento esencial para el crecimiento de las plantas, encontrándose de manera natural en el suelo y normalmente en bajas concentraciones (5-30 mg/kg). No obstante, debido al uso continuo de fungicidas con base cúprica, se ha observado un incremento significativo de los niveles de Cu en muchos suelos de Europa y otras partes del mundo.
El aumento de las concentraciones de Cu puede impactar negativamente y a diferentes niveles sobre su acumulación en el suelo, la microbiota, la biodiversidad en general y el funcionamiento del ecosistema, junto con otros pesticidas; esto ha conducido a que se apliquen regulaciones específicas en áreas pobladas cercanas a viñedos, creando un desafío mayor para los agricultores de hoy.
El uso de Cu se ha visto restringido desde el 2002 en producción orgánica en Europa, resultando ésta más afectada que otros modos de producción (por ejemplo en producción integrada, IPM), ya que estos últimos pueden alternar el uso de Cu con otros productos. Además, los complejos procesos de registro y autorización de nuevos productos para la protección de plantas (PPP) representan trabas con impactos económicos.
Se está requiriendo el uso de productos alternativos al Cu en muchos países, pero con diferente grado de éxito, lo que provoca limitaciones y, afecta las estrategias de viticultura.
«Coppereplace» es el nombre de un proyecto de investigación financiado por el Programa Interreg Sudoe, conformado por 13 colaboradores españoles, franceses y portugueses. El objetivo global del proyecto fue desarrollar e implementar exhaustivamente nuevas tecnologías, productos y estrategias para limitar o reemplazar el uso de Cu, y así reducir su aplicación en los viñedos al mismo tiempo que se remedian los suelos contaminados en la región Sudoe. Se desarrollaron seis paquetes de trabajo (PT) en el proyecto.
Objetivo y resultados de los primeros tres paquetes de trabajo
Los primeros 3 paquetes de trabajo del proyecto fueron: (PT1) alternativas al Cu, (PT2) impacto en los suelos vulnerables y (PT3) optimización de la dosificación del Cu (Figura 1).
El PT1 tuvo por objetivo identificar soluciones alternativas para ayudar a reducir el uso de Cu en el control de infecciones por mildiu. Algunos de los productos alternativos seleccionados ya estaban en el mercado, registrados como fungicidas o fertilizantes, mientras que otros se encontraban en fase de desarrollo en el sector de los PPP. El objetivo de los ensayos experimentales del proyecto fue combinar productos alternativos con una dosis reducida de cobre. Los ensayos fueron llevados a cabo en tres áreas geográficas, y se aplicaron dos modos de producción (integrado y orgánico) en parcelas de diferentes tamaños: tres pequeños ensayos en micro-parcelas (IFV, SOGRAPE) para monitorear 11 productos seleccionados; un ensayo mediano (TORRES) para evaluar ciertos productos seleccionados en una parcela más grande; y finalmente, tres grandes ensayos (GERARD BETRAND, SVBNA, SOGRAPE) en colaboración con viticultores bajo condiciones reales.
Todos los experimentos fueron llevados a cabo en ensayos controlados aleatorios, incluyendo controles no tratados para evaluar la presión del patógeno local a lo largo de dos años. Durante este periodo, la baja presión por mildiu y los daños por granizos alteraron ciertos ensayos. No obstante, tener sitios de pruebas en tres países diferentes, ayudó a obtener resultados fiables/explotables. Se observaron resultados interesantes en pequeñas pruebas con varios productos aún no registrados (fumigados o aplicados por separado del cobre) a base de extractos de plantas o algas, pero se necesita profundizar más las investigaciones en este tema.
Un fertilizante a base de Cu (Cu-heptagluconato) mostró resultados prometedores y consistentemente buenos (eficiencia similar al tratamiento control), disminuyendo la cantidad total de Cu aplicado cuando la presión por mildiu fue moderada. Con la regulación del uso de fertilizantes que se vuelve cada vez más estricta, sería interesante presentar estos resultados a la CE con fines de implementación de políticas. Se requieren mayores investigaciones en ensayos a gran escala y bajo una mayor presión por mildiu, para proveer resultados robustos cuando se evalúen estas alternativas.
Ninguna de las regulaciones antes mencionadas considera las propiedades de los suelos de los viñedos, las cuales pueden modular la disponibilidad de Cu en el suelo. Por lo tanto, los objetivos del PT2 incluyeron revelar el rol del pH y la materia orgánica del suelo (MO) en la identificación de los suelos de viñedos más vulnerables al Cu. Los suelos de diez viñedos distintos (diferente rango de pH y contenido de MOS) fueron explorados y testeados respecto a su toxicidad para una variedad de especies del suelo y acuáticas.
La vulnerabilidad de los suelos a la contaminación por Cu y su nivel de toxicidad dependió principalmente de dos factores: la acumulación del Cu y las propiedades del suelo. Suelos con pH bajo (ácido) y poca materia orgánica (MO) fueron los más vulnerables para un nivel similar de Cu. La vulnerabilidad del suelo dependió de tres propiedades fisicoquímicas de este: contenido total de Cu, pH, y MO. En general, cuando el nivel de Cu del suelo está por debajo de los 100 mg/kg, el impacto sobre las aguas circundantes y los organismos terrestres y/o acuáticos es bajo. Si el nivel de Cu está por encima de los 100 mg/kg y el pH del suelo por debajo de 5,0, pueden aparecer efectos negativos para la biodiversidad del suelo y sus funciones. En suelos muy ácidos (pH 5,0-6,0), se requiere especial atención y un monitoreo estricto del mismo. En suelos con pH por encima de 6,0 se espera un menor impacto del Cu. Cuando los niveles de Cu exceden los 100 mg/kg, la supervivencia de las lombrices debe ser seguida de cerca, porque estas son probablemente los organismos más vulnerables testeados en los suelos de viñedos.
El PT2 también produjo pautas de implementación de políticas para la identificación de los suelos más vulnerables, límites de aplicación de Cu y la implementación de estrategias de remediación. Se incluyeron recomendaciones generales; por ejemplo, se entregaron especificaciones con respecto a las dosis de sustancias activas y la frecuencia de aplicación, prácticas de manejo de suelos (tales como añadir carbonato de calcio bajo la forma de, por ejemplo, conchas molidas de mejillones ) para incrementar el pH del suelo, o incorporar una fuente de MO (como por ejemplo corteza de pino molida para absorber iones de Cu), y una evaluación de los suelos que integre indicadores tanto biológicos como fisicoquímicos. Se ha visto que estas pautas mejoran efectivamente las propiedades del suelo, disminuyendo la biodisponibilidad del Cu y su toxicidad, o reduciendo los impactos negativos de la acumulación de Cu en organismos y el medio ambiente. Sin embargo, la eficacia de estas alternativas de rehabilitación depende del tipo y las propiedades del suelo, y por lo tanto, debería ser obligatoria una evaluación preliminar de éste, así como del sitio.
El PT3 tuvo por objetivo desarrollar e implementar técnicas de precisión innovadoras para ajustar mejor la dosificación del Cu, reduciendo así la dispersión/deriva y los impactos negativos para el medio ambiente. Se implementó una aplicación de estrategias a medida (Dosaviña®) para determinar el volumen de aplicación óptimo para los tratamientos fitosanitarios en viñedos basándose en las características estructurales de la vegetación y el tipo de equipamiento utilizado.
Se estudió la aplicación de PPP con flujo variable basándose en mapas de vigor de vegetación para ajustar el volumen de aplicación correcto según el área foliar, que variaba dependiendo de numerosos factores (zonas de vigor, fenología, pendiente, reservas de agua del suelo, etc.). Usando imágenes satelitales, se creó un mapa de vigor y se ajustaron los volúmenes de aplicación apropiados para cada zona de vigor usando la aplicación Dosaviña®. Por medio de una aplicación inteligente de sistemas de control de PPP (WAATIC), se redujo la cantidad de volumen aplicado (8-42 %) en comparación con la aplicación a flujo constante. En paralelo, se registraron reducciones significativas del Cu para aplicaciones variables (20-60 %) en lugar del flujo fijo, con la misma eficacia biológica contra el mildiu entre tratamientos.
Finalmente, se registró una Aplicación de Patente Europea para un nuevo producto microencapsulado de Cu (basado en CuSO4 a diferentes concentraciones, sin materiales poliméricos tóxicos o contaminantes). Los estudios mostraron una mayor deposición de Cu en papeles filtro y en hojas de vid, lo que puede reducir los niveles de cationes de Cu necesarios (25 %) para una protección suficiente del cultivo.
Los resultados del PT3 indicaron que el uso integrado de estas nuevas tecnologías podría apoyar a los agricultores a satisfacer los objetivos de reducción del Cu de la Unión Europea y las regulaciones requeridas actualmente.
Implementación técnica y práctica
Usando los resultados de los PT iniciales (1 a 3), el PT4 buscó desarrollar, validar e implementar una estrategia de protección integral contra el mildiu en los viñedos para reducir el impacto ambiental del uso de cobre.
Se diseñó, consensuó y desplegó conjuntamente un protocolo experimental en viñedos comerciales a escala real en tres regiones de la UE según los modos de producción integrado y certificación orgánica: Burdeos (Francia) con 2,8 ha, orgánico, Merlot cv.; Narbona (Francia) con1,5 ha, orgánico, Garnacha cv.; y Duero (Portugal) con 3,3 ha, integrado, Tinta Roriz (Tempranillo) cv.
El protocolo se basó en tres estrategias contra el mildiu velloso:
- Protocolo de tratamiento nuevo (PTN) usando alternativas (gluconato de cobre y aceite esencial de naranja),
- Protocolo de tratamiento normal (PTU) con una estrategia de protección basada en cobre
- Control no tratado (CTL) para evaluar la severidad de la enfermedad de forma natural.
Cada tratamiento fue hecho en tres réplicas, con tres filas completas de vides (>135 plantas/fila); el muestreo fue efectuado en la fila del medio (Figura 1). Todos los suelos de sitios de muestreo (1 kg por fila) fueron analizados (pHH2O, pHKCl %, materia orgánica, carbón orgánico, contenido total de cobre y textura) antes y después de los tratamientos. También se obtuvieron datos relevantes (clima, fenología, sanidad). Se probó la eficiencia de los pulverizadores con papel hidro-sensible y se ajustaron las boquillas hasta alcanzar una cobertura adecuada.
El PT5 desarrolló un estudio de viabilidad que proporcionó soporte para la adopción e implementación de las soluciones del proyecto. Se emplearon los resultados de un estudio normativo para proponer medidas de implementación de políticas. A partir de cuestionarios diseñados tanto para los agricultores como para los viñedos en cuanto a las prácticas medioambientales, rendimiento/ingresos, inversiones e indicadores sociales, se obtuvieron datos económicos, ambientales y sociales. El primer cuestionario (2021) permitió realizar un diagnóstico de base, antes de la implementación de las soluciones del proyecto, y el segundo cuestionario (2022), demandó a los colaboradores implicados en las pruebas de campo sobre nuevos protocolos de tratamiento para determinar la variación observada.
Finalmente, se estableció una red de partes interesadas (PT6) con la visión de evolucionar hacia una comunidad práctica y servir como plataforma para el diálogo con autoridades públicas y políticas. Esto proveerá una visión clara del progreso del proyecto, los retos y posibles soluciones, permitiendo así que se hagan ajustes regulatorios para promover la adopción de prácticas inteligentes del uso del cobre en viticultura.
Resultados
Se observó una muy baja presión por mildiu velloso en los sitios de Narbona y del Duero (2 pulverizaciones en lugar de las 5 habituales, reducción del cobre de hasta un 75% en PTU), por lo tanto, la producción no sufrió daños hasta la vendimia y no se obtuvieron resultados relevantes.
En el sitio de pruebas de Burdeos se aplicaron 6 pulverizaciones de acuerdo con el nivel de riesgo observado. En floración, no se observó signos de infección en los racimos para ninguno de los tratamientos (incluyendo el CTL), no obstante, estos aparecieron en las hojas, aunque sin diferencias significativas entre los tratamientos. Al cierre de racimos, los racimos con PTU presentaron una mayor intensidad y frecuencia de infecciones que los PTN, patrón igualmente observado en las hojas (Figura 2).
Con respecto al depósito de cobre en los viñedos (Figura 3), el PTU pareció presentar acumulaciones de Cu significativamente superiores en las hojas frente al PTN para ambos periodos de muestreo, aunque no se encontraron diferencias en el contenido de los racimos ni del suelo.
El 2022, el ensayo de Burdeos fue golpeado por granizos justo antes del envero, conduciendo a un severo brote de mildiu velloso que destruyó completamente la plantación que había sido tratada con PTN así como la CTL. El tratamiento con PTU logró salvar el 35 % de los racimos. Hasta ese momento, las dosis de cobre eran de 3,493 kg/ha en PTU vs 1,913 kg/ha en PTN.
Por lo tanto, el PTN fue efectivo bajo presiones moderadas de mildiu velloso, pero mostró una protección inadecuada contra el brote causado por el daño por granizo, conduciendo a una catastrófica pérdida de producción.
Se ejecutó un estudio de viabilidad (PT5) para analizar las diferentes soluciones usando diferentes escenarios de inversión tecnológica, producción y tipología de viñedo dependiendo de las condiciones específicas de cada región. Se desarrolló un cuestionario con el fin de caracterizar el viñedo y la bodega. El estudio abordó los tres pilares de la sostenibilidad: medioambiental (capacidad de reducción del cobre, erosión y contaminación del suelo, contaminación del agua y efectos en la biodiversidad), económico (indicadores de empleabilidad, rendimiento/ingresos, costos e inversiones, etc.) y social (seguridad y bienestar del trabajador, seguridad alimentaria, impactos en la comunidad, conversión tecnológica de áreas rurales).
Los resultados obtenidos de ambos cuestionarios (2021 y 2022) muestran que:
- La producción integrada ya permite un enfoque bajo en cobre para controlar el mildiu velloso.
- En producción orgánica, es posible una reducción potencial de cobre de 40 a 60 % cuando este se combina con técnicas inteligentes de pulverización. Es prometedor, acoplar sustancias alternativas con tecnologías de precisión, induciendo una recalificación del trabajo agrario y superando el aislamiento y el despoblamiento en áreas rurales, potenciando así la empleabilidad.
- Sin embargo, este enfoque podría ser menos exitoso en años con una alta presión del patógeno, requiriendo así la formulación de planes de contingencia. El costo de los nuevos tratamientos depende de la presión por las enfermedades, siendo potencialmente más caros que los convencionales en caso de alta presión. No obstante, estos no implican costos adicionales (equipamiento, labor o manejo). En caso de presión baja a moderada, la rentabilidad se mantiene intacta. A pesar de ésto, se encontró que las regiones vitícolas difieren considerablemente en cuanto al costo (Figura 4), indicando que existen soluciones diferentes y específicas para reducir el Cu según el contexto. Los agricultores se mostraron generalmente preocupados por reducir su uso en cobre. También se preocuparon por la falta de estrategias efectivas para lidiar con la alta presión por enfermedades y por el mayor costo de las alternativas. Las formulaciones optimizadas de cobre de bajo impacto parecen ser una vía para disminuir la dispersión en el medioambiente.
La adopción de innovaciones puede darse frente a obstáculos; e.g., restricciones legales, costes asociados y retos en el suministro de productos. La adopción es actualmente lenta debido a la inexistencia de un marco legal estandarizado para la homologación de productos de protección para plantas (PPP) entre los estados miembros de la UE. Todo nuevo producto o protocolo es solamente implementado después de su validación en el campo (≥ 3 años es lo recomendado). Los análisis de suelos mostraron que el pH es el factor más influyente para la toxicidad y biodisponibilidad del cobre. Se necesitan más pruebas para que tengan en cuenta más tipos de suelo.
En PT6 (grupo de partes interesadas técnicas e implementadores de políticas), los resultados fueron validados durante talleres (políticas y tecnología) y se desarrolló una estrategia de comunicación. Se hicieron algunas observaciones:
- Necesidad de un etiquetado estandarizado usando las mismas unidades para la dosificación de los productos. Asimismo, se vió que las recomendaciones de dosificación actuales para el cobre, inducen potencialmente a errores a los agricultores.
- Necesidad de incrementar el uso integrado de prácticas agrícolas sostenibles (e.g., fitodepuración, cubiertas vegetales, etc.).
- Incentivar el entrenamiento y la transferencia de conocimiento, incluso en campo (y para los equipos de enoturismo). Esto es de particular importancia con respecto a las nuevas tecnologías (e.g., aplicaciones de flujo variable) para los usuarios finales, pequeñas compañías, agricultores, trabajadores vitícolas y técnicos. Se puntualizó la necesidad de una educación académica y técnica mejor y más enfocada. Los participantes consideraron que el coste asociado a la sostenibilidad, no debe ser transferible al precio final en el lineal.
- Quitar obstáculos identificados (i.e. los límites para probar nuevos productos o extractos de origen biológico) entre países y sus registros nacionales (diferente legislación) a nivel de la UE.
- Se necesitan mejores resultados en pruebas a escala real.
- Se identificó la necesidad de una red de conocimiento de las partes interesadas (SNK, «Stakeholder Network of Knowledge) SUDOE para coordinar acciones de transferencia y maximizar los impactos.
Se está planeando una conferencia europea sobre el cobre para fines del 2024 con el fin de informar al Parlamento y Comisión Europea sobre los esfuerzos que se están haciendo en viticultura para alcanzar los objetivos europeos.
Coppereplace fue un proyecto cofinanciado por el Interreg Sudoe Programme a través del European Regional Development Fund (Feder) con un presupuesto de €1.171.841,21.
Autores: Mario de la Fuente (Universidad Politécnica de Madrid); António Graça, José Manso, Ivone Tomás, Natacha Fontes (Sogrape, Portugal); Caroline Gouttesoulard (Instituto Francés de la Vid y el Vino); Bartosz Tylkowski, Magdalena Olkiewicz, Josep M. Montornes (Fundación Eurecat, Tarragona, España); Elena Sánchez, Emilio Gil (Universidad Politécnica de Cataluña); Ruth Pereira, Anabela Cachada, Cristiana Paiva, Beatriz Fernandes, Verónica Nogueira (Facultad de Ciencias de la Universidad de Porto, Portugal); Cátia Santos, Leonor Pereira, Luís Marcos (Asociación para el Desarrollo de la Viticultura del Duero, Portugal); y David Fernández Calviño (Universidad de Vigo, Portugal).
Fuente: IVES Technical Review
