La variabilidad espacial del viñedo es un hecho conocido que origina diferentes respuestas en la planta a nivel de atributos del suelo, vigor de la vid, estado hídrico y nutricional, rendimiento y composición de la fruta. De éstos parámetros el más reactivo es el vigor de la vid, que se correlaciona principalmente con las características físicas y químicas del suelo. Al respecto, un grupo de investigadores italianos llevó a cabo un estudio para identificar cómo los factores relacionados con el suelo pueden influir en la heterogeneidad dentro del viñedo bajo diferentes contextos edafológicos con el fin de desarrollar la estrategia de gestión más adecuada para un sito específico.
Autores: Filippo Graziosi, R. D’Ambrosio, C. Scotti, S. Poni, M. Gatti, de la Università Cattolica del Sacro Cuore, Piacenza, Italia y del I.Ter Soc. Cooperativa, Bologna, Italia. Contacto: filippo.graziosi@unicatt.it
Para desarrollar protocolos fiables destinados a la viticultura de precisión (VP) es fundamental tener un conocimiento profundo de la naturaleza y del alcance de la variabilidad dentro del campo. El objetivo de este estudio era identificar si los factores relacionados con el suelo pueden influir en la heterogeneidad dentro del campo en diferentes contextos edafológicos, y de qué manera. El ensayo se llevó a cabo en cinco viñedos situados en el área Colli Piacentini (Italia), donde se cartografió la variabilidad dentro del campo mediante un sensor proximal y se identificaron tres zonas de vigor. Para cada zona y viñedo se realizó una caracterización del suelo y se evaluaron el crecimiento de la canopia, los componentes del rendimiento y la composición del fruto.
Los resultados condujeron a la agrupación de los viñedos en dos grupos: (i) Valle de Tidone y (ii) Terrazas Aluviales, donde la variabilidad espacial está relacionada principalmente con la profundidad del suelo y la topografía, respectivamente. En el caso de estabilidad temporal (primer grupo), la gestión de los viñedos podría basarse en la aplicación a tasa variable de fertilizantes, materia orgánica o cultivos de cobertura. En el segundo grupo, el riego a tasa variable podría contribuir a controlar la escasez de agua.
Introducción
La variabilidad dentro del viñedo ha sido ampliamente estudiada en diferentes regiones vitivinícolas en términos de atributos del suelo, vigor de la vid, estado hídrico y nutricional, rendimiento y composición de la fruta (Taylor et al., 2019; Gatti et al., 2022;). El parámetro más reactivo es el vigor de la vid, que se correlaciona principalmente con las características físicas y químicas del suelo, como la textura y la profundidad (Bramley et al., 2019). Otras características del suelo, como la capacidad de retención de agua, el drenaje y la penetración de las raíces, también podrían influir en la variabilidad espacial (Cortell et al., 2005).
El vigor de la vid se ha correlacionado positivamente con el rendimiento y el tamaño de las bayas y la concentración de malato, y mostró una correlación negativa con los antocianos, los fenoles, los sólidos solubles totales y el pH del mosto (Ferrer et al., 2020; Gatti et al., 2022). Debido a su relación primaria con las características físicas del suelo, se considera que el patrón de variabilidad espacial a escala intracampo es bastante estable a lo largo del tiempo (Bramley et al., 2019); sin embargo, ocasionalmente se ha observado que los patrones espaciales de rendimiento, tamaño de la vid y composición de las bayas no son constantes temporalmente (Reynolds et al., 2007). En consecuencia, el desarrollo de protocolos precisos para la viticultura de precisión (PV) requiere una comprensión más profunda de si y de cómo la variabilidad del suelo influye en el rendimiento de las plantas.
Más recientemente, se ha demostrado la eficacia de la gestión por sitio específico disponible gracias a las tecnologías de tasa variable para el suministro diferencial de agua (Sánchez et al., 2017), la fertilización (Gatti et al., 2018) y la cosecha selectiva (Bramley, 2010). En consecuencia, se espera que la adopción de la gestión de precisión del viñedo aumente la rentabilidad, reduzca los impactos ambientales de la viticultura, así como mitigue el impacto del cambio climático (Santos et al., 2020). Sin embargo, los viticultores todavía tienen una escasa percepción del impacto potencial de la variabilidad del viñedo en la rentabilidad de su empresa vitivinícola, y es por ello que la adopción de protocolos de PV es todavía limitada.
El presente estudio tiene como objetivo identificar si y cómo los factores relacionados con el suelo pueden influir en la heterogeneidad dentro del viñedo bajo diferentes contextos edafológicos con el fin de desarrollar la específica estrategia de gestión más adecuada para un sito específico.
Materiales y métodos
El estudio se realizó en 2020 en cinco viñedos de secano con poda en seto hedgerow-trained vineyards del área Colli Piacentini (Italia): BaM=Barbera Malvicini, BaT=Barbera Tavernago, BaB=Barbera Baraccone, MeB=Merlot Baraccone, MaI=Malvasía Illari (Tabla1). Aunque asociados a suelos diferentes, tanto BaM como BaT pertenecen a la misma subregión (Valle del Tidone), mientras que los viñedos restantes están situados en terrazas aluviales del Valle del Nure (BaB y MeB) y del Valle del Arda (MaI). Cada viñedo ha sido cartografiado a pleno canopia mediante el sensor MECS-VINE® y el resultado obtenido se denomina Índice de Canopia (IC), que es un número puro que oscila entre 0 y 1000. Partiendo de la imagen instantánea recogida por el sensor RGB y aplicando a toda la imagen una técnica de clustering que asigna cada píxel a una de las dos clases del mapa («VEGETACIÓN» y «OTROS»), el IC se calcula mediante la siguiente fórmula:
Donde Npixvegetation representa el número total de píxeles de la imagen (Gatti et al. 2016). Los valores de IC resultantes se dividieron en tres clases para identificar bajo (LV), medio (MV) y alto vigor (HV) correspondientes a valores por debajo del percentil 30, entre el percentil 30 y el 70, y por encima del percentil 70, respectivamente. En cada viñedo se estudió la variabilidad del suelo en nueve puntos de muestreo georreferenciados representativos de las tres zonas de vigor. Para cada punto, se registraron varias características topográficas, como la pendiente, la elevación, el aspecto y la dirección del flujo de agua, y se describió el perfil del suelo hasta 1,20 m de profundidad utilizando una barrena holandesa. Cada viñedo se dividió en tres bloques y se identificaron cuatro vides centinela por cada combinación de clase de vigor x bloque. Por consiguiente, la comprobación de los mapas de vigor se realizó evaluando el crecimiento vegetativo, los componentes del rendimiento y la composición del fruto en 36 cepas por cada viñedo. En el envero, se midió el índice SPAD en dos hojas por cepa. Durante la vendimia, se evaluó el rendimiento por cepa con una báscula portátil, se contaron los racimos por cepa y se calculó el peso medio de los racimos. Un subconjunto de 3 racimos representativos por cepa se llevó al laboratorio para la caracterización de la composición del fruto.
Se recogió una submuestra de 60 bayas intactas con pedicelo y se almacenó inmediatamente a -18°C para el posterior análisis de antocianos y fenoles totales; Se calculó también el peso medio de las bayas. Las bayas restantes se trituraron inmediatamente para la determinación de los sólidos solubles totales (SST), acidez titulable (AT), pH, malato, tartrato y concentración de nitrógeno asimilable por levaduras (NFA) del mosto. A la caída de las hojas, se midió el peso de poda por cepa separando los sarmientos principales y los sarmientos laterales en reposo vegetativo y, a continuación, se calculó el equilibrio de la cepa como el rendimiento en relación con el peso de poda utilizando el índice de Ravaz (Ravaz, 1911). Para cada variable y viñedo, se estimó la variabilidad dentro del campo mediante el coeficiente de variación (CV%). Se realizó un primer análisis de componentes principales (PCA) considerando las 15 combinaciones de clase de vigor x viñedo como observaciones, mientras que las variables se analizaron para incluir la profundidad del suelo y las enumeradas en la Tabla 3. Se realizó un segundo PCA considerando los viñedos como observaciones, y los coeficientes de variación recogidos en la Tabla 3 como variables. El mismo PCA se realizó sólo para los viñedos de Barbera.
Resultados
Los mapas de vigor de alta resolución (Figura 1) adquiridos con el sensor MECS-VINE mostraron diferentes patrones de variabilidad espacial entre los 5 viñedos y dieron como resultado los siguientes rangos de IC: 311-479 (BaM), 401-570 (BaT), 387-536 (BaB), 280-520 (MeB) y 304-513 (MaI). En BaM, el LV se identificó principalmente entre dos zonas principales de HV situadas en la parte superior e inferior del viñedo (Figura 1a). En el BaT, el LV se identificó principalmente en la parte superior del bloque (lado derecho en la Figura 1b). En BaB, HV se localizó principalmente en la parte superior relativamente plana del viñedo y disminuyó de arriba a abajo. Por el contrario, en el bloque más empinado (25%) de MeB, el vigor aumentó progresivamente de arriba abajo. De forma similar a MeB, en MaI se observó un aumento del vigor al pasar de la parte superior a la inferior del bloque (de derecha a izquierda en la Figura 1e). Independientemente de las variaciones de vigor, varias manchas LV observadas en la parte inferior del viñedo MaI identifican una mayor frecuencia de plantas ausentes. En BaM se asociaron dos tipos de suelo con el VH y el VI, a saber, Vicobarone (VCB) y Montalbo (MNB1); la profundidad del suelo fue el principal atributo diferencial siendo de 1,4 m en VCB y de 0,9 cm MNB1. En BaT los suelos de Virola (VIR) y Tavernelle (TVN1) se asociaron a HV y LV, respectivamente. La textura del suelo fue franco-arcillosa, mientras que la profundidad resultó ser el principal factor de variabilidad (1,05m en VIR y 0,55m en TVN1). Independientemente de las zonas de vigor, sólo el suelo Arcelli (ARC2) se describió en BaB y MaI, mientras que los suelos Cantalupo (CAT2) y Tavasca (TAV) se identificaron en MeB y se asociaron con HV y LV, respectivamente. En TAV, la profundidad del suelo se limitó a 0,70 m, aumentando a 1m en CAT2. (Tabla2)
En cuanto a la variabilidad dentro del campo de las variables agronómicas (Tabla 3), BaM mostró el CV más alto para el peso del brote lateral (83,7%), NFA (67,2%), antocianos (64,1%), fenoles totales (48,7%), malato (47,9%) y rendimiento (43,7%). Del mismo modo, el parámetro más variable en BaT fue el peso lateral de los brotes (101,1%), seguido del malato (55,1%), el rendimiento (43,1%) y los antocianos (38,4%). La variabilidad dentro del campo en BaB se expresó principalmente por el peso del brote lateral (109,4%), NFA (50,9%), rendimiento (42,1%) y malato (40,6%), mientras que en MeB la mayor variabilidad se observó para el crecimiento vegetativo (CV=241,2% para el peso del brote lateral) y el rendimiento (CV=58,9%). Tanto en los viñedos BaB como en los MeB, la variabilidad relativa a la concentración de antocianos en las uvas fue mucho menor en comparación con los viñedos BaM y BaT del Valle de Tidone (CV del 24,8% frente al 51,3% de media). En MaI los parámetros más variables fueron el peso de los sarmientos laterales (133,2%), el malato (43,6%) y el rendimiento (32,6%). En los cinco viñedos, los parámetros menos variables fueron el pH del mosto (2,6%), el SST (9,8%) y el índice SPAD (11,9%).
Discusión
Los resultados confirman el papel del suelo como principal impulsor de la heterogeneidad del vigor dentro del campo. En los dos viñedos del Valle de Tidone (BaM y BaT), el VL y el VH se asociaron a tipos de suelo con diferente profundidad (Tabla 2). Tal condición edáfica es bien conocida por ser bastante constante en el tiempo y conducir a un patrón de variabilidad relativamente estable temporalmente que refleja diferentes patrones de enraizamiento y dinámicas de agua y nutrientes (Bramley et al., 2019). Por el contrario, en BaB solo un tipo de suelo (ARC2) destacó el papel de la topografía y la dinámica del flujo de agua derivada como principal fuente de variabilidad dentro del campo. De hecho, el patrón de variabilidad reflejó el gradiente de pendiente del viñedo, con HV localizado principalmente en la parte superior y relativamente plana de la vertiente (Figura 1c) y LV correspondiente a la zona más empinada donde se espera una escorrentía de agua más intensa (Nasta et al., 2013). Como el viñedo MeB estaba situado en la parte inferior de la misma vertiente del viñedo BaB, la zona superior LV del bloque Merlot (Figura 1d) compartía condiciones topográficas similares a la zona menos vigorosa descrita en BaB (Figura 1c) aunque el vigor MeB era mucho menor debido a la mayor presencia de gravas en el suelo CAT2. La localización de las plantas HV en la parte inferior del viñedo confirmó el impacto de la dinámica del flujo de agua sobre el vigor de la vid en tal contexto edafológico.
Basándose en las respuestas de la vid, los brotes laterales resultaron ser el parámetro más reactivo a la variación del vigor en todos los viñedos de prueba. Los valores más altos de CV calculados para todos los indicadores de crecimiento de la canopia (Tabla 3) identifican el bloque MeB como el viñedo más variable en términos de tamaño de la canopia, tal y como confirma el rango de IC más amplio (240 unidades) reportado en la Figura 1d. En cuanto a la composición del fruto, la baja variabilidad general descrita para el pH del mosto y los SST podría estar relacionada con la tendencia de algunos parámetros, como los SST, a saturarse durante la acumulación (Webster y Oliver 2007). Sin embargo, como concuerda la amplia literatura sobre fisiología de la uva revisada en Poni et al., (2018), las variables más reactivas a la variación del vigor fueron el ácido málico, los antocianos y los fenoles totales. Para estos parámetros, los mayores valores de CV se describieron en el Valle de Tidone (BaM y BaT) donde la profundidad del suelo emergió como principal responsable de la heterogeneidad del suelo (Tabla 2).
El PCA de las variables normalizadas para los 15 niveles de observación fue capaz de representar el 67,6% de la varianza a través de las dimensiones F1 y F2 (Figura 2a). F1 se correlacionó negativamente con los SST y los fenoles, y presentó una correlación positiva con el crecimiento de la canopia, el rendimiento, la profundidad del suelo y el IC que se confirmó como un estimador fiable del vigor de la vid (Gatti et al., 2016). La F1 permitió una clasificación general de las 15 zonas de vigor identificando las vides más débiles en el área MeB LV. A medida que aumentaba la F1, se observó una clasificación similar de los viñedos BaM y BaT destacando el papel clave de la profundidad del suelo en la conducción de los rendimientos de los viñedos en el Valle de Tidone. Además, al limitar el PCA a los 3 viñedos de Barbera, se describió una correlación negativa entre la concentración de antocianos y fenoles y la profundidad del suelo (Figura 2b), lo que sugiere que esta propiedad del suelo puede conducir a un potencial enológico diferente a escala de campo.
Un segundo PCA considerando los valores de CV (%) permitió describir el grado global de variabilidad de los viñedos de diferentes contextos edafológicos. Como se muestra en la Figura 3a, F1 se correlacionó positivamente con el CV de los indicadores de crecimiento vegetativo, los componentes del rendimiento, el índice TSS y SPAD, mientras que la función F2 permitió identificar una mayor variabilidad en la concentración de malato, NFA y fenoles. En consecuencia, la variabilidad del crecimiento vegetativo y de los componentes del rendimiento fue la más alta en MeB y disminuyó según el siguiente orden: BaM, MaI, BaT y BaB. Curiosamente, los viñedos MeB y BaB situados uno junto al otro en las mismas terrazas aluviales, resultaron ser los bloques más y menos variables, respectivamente. Esta situación tan diversa se explica principalmente por las diferentes condiciones topográficas que se dan en el viñedo MeB con mayor pendiente en comparación con el BaB (es decir, 25 frente a 10% de pendiente, respectivamente), y acentuada por la mayor variabilidad del suelo (Tabla 2). En cuanto al grado de variabilidad de la composición de los frutos, los dos PCA presentados en la figura 3 separaron bien los viñedos situados en el Valle del Tidone de los situados en las terrazas aluviales (BaB, MeB, MaI). Sin embargo, la heterogeneidad relacionada con la profundidad del suelo afectó principalmente a la variabilidad del rendimiento, los fenoles y los antocianos en el viñedo más cálido BaM, mientras que en el sitio más frío de BaT (datos no comunicados) las variables más sensibles fueron el malato y el peso del racimo.
Sobre la base de las interacciones observadas entre el contexto edafológico y la variabilidad dentro del viñedo de las variables agronómicas y la composición del fruto, los viñedos del ensayo pueden agruparse en dos grupos diferentes en los que la variabilidad existente puede gestionarse a través de diferentes enfoques sito específicos. El primer grupo engloba los viñedos del valle de Tidone (BaM y BaT), donde las diferencias en la profundidad del suelo favorecen un patrón de variabilidad más estable temporalmente. El segundo grupo incluye los viñedos situados en las terrazas aluviales (BaB, MeB y MaI) donde la variabilidad dentro del campo depende principalmente de la topografía (posición a lo largo de la vertiente) y de la dinámica del flujo de agua. Por lo tanto, se espera que la variabilidad espacial en estos viñedos sea mucho más variable a lo largo de los años en función del clima estacional (es decir, las precipitaciones). En caso de estabilidad temporal (primer grupo), la gestión del viñedo para reducir la variabilidad dentro del viñedo hacia un vigor óptimo podría basarse en la aplicación de dosis variables de fertilizantes, materia orgánica o cultivos de cobertura. En el segundo grupo, el riego a dosis variables o la gestión diferencial del suelo pueden contribuir a controlar la escasez de agua y el vigor de la vid. Debido a la alta variabilidad en la composición de la fruta descrita en ambos grupos, la cosecha selectiva representa una solución interesante para alcanzar un estándar de calidad más alto.
Conclusión
En este trabajo se ha cartografiado la variabilidad dentro del campo de cinco viñedos diferentes situados en distintos contextos edafológicos mediante mapas de proxy y de vigor sometidos a una verificación agronómica de campo. A diferencia de los viñedos situados en terrazas aluviales, en el valle de Tidone el VH y el VL estuvieron siempre asociados a diferencias en la profundidad del suelo.
En consecuencia, los mapas de vigor mostraron diversos patrones de variabilidad en función de las características del suelo. El PCA basado en el coeficiente de variación permitió separar bien los suelos de las terrazas aluviales de los del valle del Tidone, que presentaban una mayor variabilidad en malatos, fenoles y antocianos. Un segundo PCA que analizó los valores absolutos de las principales variables agronómicas mostró correlaciones positivas entre el peso de poda, el rendimiento y la profundidad del suelo.
El estudio permitió agrupar los cinco bloques en los dos grupos siguientes: (i) Valle de Tidone, donde la variabilidad espacial depende principalmente de la profundidad del suelo, y (ii) Terrazas Aluviales, donde las variaciones de vigor están relacionadas sobre todo con la topografía (posición a lo largo de la vertiente), y se han discutido diferentes estrategias de PV para gestionar la variabilidad dentro del campo en función del tipo de suelo.
Agradecimientos: Los autores desean dar las gracias a las bodegas que acogieron los ensayos y a Paolo Dosso y Bonfiglio Platè por su ayuda durante la cartografía. Investigación realizada en el marco de los proyectos Ripreso (id. 5149719) y VinCapTer (id. 5015583) financiados por la Región de Emilia-Romaña.
Fuente: Infowine
