Evaluar el estado hídrico de la vid es crucial para optimizar las prácticas de cultivo, incluyendo las estrategias de riego, con el fin de garantizar una viticultura tanto ambiental como económicamente sustentable, en un contexto donde la escasez de agua y el calentamiento global van en aumento. El estado hídrico de la vid puede ser evaluado indirectamente, a través de métodos basados en el suelo o en la atmósfera, o directamente por métodos basados en la planta.
Por Markus Rienth, Cécile Laurent y Thibaut Scholasch (investigadores de Suiza y Francia).
(Publicado originalmente en la revista científica sobre enología OENO One, el 17 de octubre de 2019)
Este breve resumen también tiene por objetivo proveer una perspectiva actualizada (N. de la R.: a febrero de 2019) sobre los estudios que comparan métodos basados en la planta y que existen en la literatura. Se esquematizan los avances científicos con respecto a la regulación hidráulica en las vides, y se aplican para discutir los puntos fuertes y los límites de los métodos directos para evaluar el estado hídrico de la vid, particularmente en el contexto de sequías y/o grandes déficits de presión de vapor (DPV). Finalmente, se comparan los métodos de acuerdo a criterios operacionales que deberían ayudar a elegir una herramienta para evaluar el estado hídrico de la vid en decisiones del día a día, especialmente en cuanto al riego.
Descripción de los métodos
Observación visual: La pérdida de turgencia, primero visible en los zarcillos y seguida por la ralentización del crecimiento vegetativo, es uno de los síntomas visuales más precoces de una planta que sufre de estrés hídrico. La disminución del crecimiento de los sarmientos puede ser notado principalmente por simple observación del meristemo apical o del ápice de las vides. No obstante, este método no puede ser aplicado para determinar las necesidades de riego luego de que los sarmientos han cesado de crecer o una vez que se ha cortado el meristemo. La observación de síntomas visuales después de esta fecha a menudo acarrea una percepción equivocada del estado hídrico de la vid, particularmente porque los efectos de la deficiencia de nitrógeno, la sequía o un gran déficit de presión de vapor no se distinguen. Además, la observación visual es altamente dependiente del operador, y por lo tanto no es muy reproducible. Sin embargo, se han desarrollado métodos (e.g. el método del ápice aplicado durante el crecimiento vegetativo) y herramientas asociadas, tales como aplicaciones de teléfono móvil para facilitar su uso (e.g. Apex Vigne), con el fin de apoyar el uso de las observaciones visuales.
Medición del potencial hídrico: El potencial hídrico de la vid (Ѱ) es la tensión (i.e. presión negativa) bajo la cual el agua circula, principalmente a través de los vasos del xilema, desde las raíces hasta la interfaz hoja-aire donde se evapora. El potencial hídrico puede medirse a nivel del tallo (PHT), o del pecíolo para reflejar la hoja (PHF) usando una bomba de presión. El PHT se mide luego de envolver una hoja en un sobre de papel aluminio por 45-120 min previo a la medición, de manera que la hoja haya reducido su tasa de transpiración y equilibre su potencial hídrico con aquel del tallo.
Las mediciones de PHF pueden efectuarse a mediodía (potencial foliar a mediodía) o justo antes del amanecer (potencial foliar pre-alba). Al mediodía solar en una vid adulta bien expuesta, las mediciones de PHF proveen un indicador del estado hídrico de la vid en el ‘peor caso’. El inconveniente de este protocolo de medición es que la lectura del valor puede variar rápidamente en función de las condiciones ambientales, tales como el paso de nubes o altos DPV. Antes del amanecer, generalmente se presume que el PHF y el potencial hídrico del suelo han alcanzado el equilibrio durante la noche. No obstante, esta presunción ha sido cuestionada recientemente ya que el PHF se ve afectado por la transpiración nocturna y el DPV1. Así, el PHF pre-alba refleja el efecto del repostaje del agua del suelo sobre el potencial del xilema, pero no refleja necesariamente la cantidad de humedad del suelo disponible a nivel radicular.
Los valores de PHF de la vid comúnmente observados y la estimación del estado hídrico empírico asociado se encuentran resumidos en la Tabla 1. Sin embargo, debe tenerse presente que las mediciones de PHT o PHF pueden sobrestimar el estrés hídrico realmente experimentado por la vid bajo eventos de sequía o alto DPV. En efecto, la tensión de la columna de agua dentro de la vid en general aumenta desde las interfaces suelo-raíz a hoja-aire (i.e. el valor del potencial hídrico gradualmente disminuye desde las raíces hasta las hojas) para mantener un flujo de agua continuo de raíces a hojas. Cuando la tensión del xilema se vuelve demasiado alta en la interfaz hoja-aire, pueden formarse burbujas dentro de los vasos del xilema. Este fenómeno se llama cavitación y resulta en hojas que se desconectan gradualmente del sarmiento y se deshidratan progresivamente con respecto a la demanda atmosférica (DPV). En otras palabras, las hojas pueden actuar como fusibles hidráulicos, causando que los PHT y PHF se vuelvan más bajos que el potencial hídrico del sarmiento cuando el DPV es alto. Por lo tanto, la elección de una de estas hojas durante mediciones con bomba de presión puede conducir a una sobrestimación del estrés hídrico real de la vid.
Discriminación isotópica de carbono: Se encuentran dos isótopos estables de carbono en el CO2 en la atmósfera, siendo el 12C altamente predominante sobre el 13C. Por consiguiente, el 12C es captado de preferencia por las enzimas involucradas en la fotosíntesis, pero la relación 13C/12C tiende a incrementarse cuando la vid sufre de déficits de agua o de nitrógeno. De esta manera, se mide un índice llamado δ13C que se basa en la relación 13C/12C de los azúcares de los órganos vegetales, bayas, mostos o vinos. Este refleja el régimen de captación de agua y nitrógeno previo a la fecha de la medición. Por lo tanto, no se adapta bien para un manejo de riego o agronómico del día a día, pero puede típicamente ser medido al final de la temporada de crecimiento para consideraciones a posteriori sobre los efectos de las estrategias de manejo durante las temporadas previas en la asimilación de carbón con respecto a los déficits de agua y nitrógeno. En la Tabla 1 se resumen valores comúnmente observados de δ13C en vides y la estimación de estados hídricos empíricos asociados.
Mediciones del flujo de savia: El flujo de savia corresponde al movimiento de agua principalmente a través de los vasos del xilema desde la raíz hasta las hojas, donde se transpira a través de los estomas. Este provee una evaluación del uso del agua a nivel global de la vid. Existen dos métodos de medición.
El método por sonda de disipación térmica: Este método utiliza sondas insertadas como agujas en las vides. Se usa una aguja como referencia y la otra provee un calentamiento continuo. Esta medida se basa en el principio de que la diferencia de temperatura entre la aguja de referencia y la calentada disminuye a medida que se incrementa el flujo de savia. Se requiere un emplazamiento cuidadoso para evitar cualquier contacto de las agujas con tejidos no conductivos. Además, se ha demostrado que las variaciones circunferenciales y radiales del flujo de sabia pueden conducir a mediciones del flujo de savia tanto subestimadas como sobrestimadas. Por ende, el método por sonda de disipación térmica no se usa para aplicaciones comerciales.
El método del balance térmico del tallo: Este método utiliza una manga no intrusiva equipada con una resistencia de calefacción flanqueada por dos termopares. Esta manga es envuelta alrededor del tallo y mantiene un ajuste ceñido entre el tallo y los termopares durante las contracciones diurnas del tallo (Figura 1). El calor es aportado uniforme y radialmente a través de toda la sección del tallo para evitar disturbios debido al contacto con tejidos no conductivos, y para integrar cualquier variación circunferencial y radial del flujo de savia.
Criterios de selección para métodos basados en la planta según su practicidad para apoyar la toma de decisiones de riego en el campo
La programación del riego debe ser reactiva, precisa y anticipada para optimizar la rotación y duración del riego en todas las parcelas de un gran viñedo. Las mediciones que apoyan el proceso de toma de decisiones de riego debiesen proveer información en tiempo real, casi continua (intervalos de menos de un día) y espacialmente representativa del estado hídrico de la vid. La Tabla 2 posiciona los métodos presentados en este artículo de acuerdo a estos tres criterios.
Los métodos de apoyo de medidas temporales discretas (Tabla 2) son laboriosos y típicamente infrecuentes. Los métodos de medida continuos evitan que episodios de estrés pasen desapercibidos y amortiguan las variaciones biológicas y ambientales pero requieren instalaciones semipermanentes o permanentes.
Todos los métodos presentados en este artículo se llevan a cabo en solo unas pocas plantas, lo que significa que están sujetos a los problemas de muestreo espacial (i.e. soporte espacial discreto). El reto es seleccionar sitios de medición que sean representativos del viñedo completo para ser capaces de expandir el método elegido a todas las parcelas.
La Tabla 2 también esboza las limitaciones en la interpretación y aplicación de los diferentes métodos. Los síntomas visuales aparecen después del inicio del estrés hídrico, cuando ya es demasiado tarde para tomar decisiones de riego informadas. Las mediciones de potencial hídrico pueden verse afectadas por la cavitación y no ser representativas del estrés hídrico que la vid está experimentando. Las mediciones de discriminación de isótopos de carbono integran los efectos de los déficits hídricos y de nitrógeno desde el inicio de la temporada hasta la fecha de la medición y por lo tanto no informan sobre eventos de riego específico. Finalmente, las mediciones del flujo de savia son un gran apoyo para la programación de los riegos. Los métodos de disipación térmica son, sin embargo, susceptibles a las variaciones circunferenciales y radiales del flujo de savia, mientras que los métodos de balance térmico no intrusivos no lo son.
En general, los métodos basados en la planta no proveen una medición directa de la humedad del suelo o del contenido hídrico del aire (DPV), sino más bien muestran la respuesta de la vid a estos dos factores al momento de la medición. En consecuencia, las mediciones basadas en la planta nos permiten determinar el estado hídrico real de la vid, pero estas deben ser interpretadas en conjunto con el contenido hídrico del suelo o el DPV para adaptar las decisiones de riego. Sin embargo, debido a que es imposible determinar si las necesidades de agua de la vid están siendo satisfechas a partir de las mediciones de humedad del suelo, siempre deben analizarse los datos climáticos y particularmente el DPV en conjunto con las mediciones basadas en la planta para mantener el riego al mínimo.
