Agricultura Técnica Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA ISSN: 0365-2807 EISSN: 0717-6333 Vol. 63, Num. 3, 2003, pp. 277-286

Agricultura Técnica, Vol. 63, No. 3, July-Sept, 2003, pp. 277-286

Investigación

EFECTO DEL ESTRÉS HÍDRICO APLICADO EN DISTINTOS PERÍODOS DE DESARROLLO DE LA VID cv. CHARDONNAY EN LA PRODUCCIÓN Y CALIDAD DEL VINO¹

Effect of water stress applied at different development periods of grapevines cv. Chardonnay on production and wine quality¹

Raúl Ferreyra E.^{2 *}, Gabriel Sellés V.², Rafael Ruiz S.², Iván Sellés M.²

¹Recepción de original: 13 de mayo de 2002.
Investigación financiada por el Fondo de Desarrollo Innovativo (FDI) de CORFO, en el marco del proyecto FDI 98C3-AT-01.
²Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación La Platina, Casilla 439, Correo 3, Código postal 7083150, Santiago, Chile.
E-mail: rferreyr@platina.inia.cl, *: Autor para correspondencia.

Code Number: at03031

ABSTRACT

During growing seasons 1998/99, 1999/2000 and 2000/01 a field trial on grapevines (Vinis vinifera L.) cv. Chardonnay was carried out with the objective of evaluating the effects of water stress on yield, wine quality, plant water status and nutritional reserves in the roots. The following treatments were applied: T1 and T2, application of water equivalent to 100% and 40%, respectively, of crop evapotranspiration (ETc) for the entire season; T3, no irrigation from bud formation to veraison and irrigation at 100% of ETc from then to harvest; T4, irrigation at 100% of ETc from bud formation to veraison and no irrigation from then to harvest.  Water shortage significantly decreased shoot growth and berry diameter, which resulted in yield reduction. The growing period from bud formation to veraison had the largest reductions of these variables. On the other hand, the water deficit induced a decrease of carbohydrate reserves of the root system.  Total acidity, global wine quality and phenols present in the wine did not increase with water stress, different behavior than that observed in red wines. The stem water potential (SWP), measured at noon, was a good indicator of plant water stress. Grapevines not submitted to water stress had SWP of over -0.8 Mpa, while those plants under water stress had values of -1.2 MPa.

Key words: water use efficiency, Vitis vinifera, regulated irrigation deficit.

RESUMEN

Durante las temporadas 1998/99, 1999/2000 y 2000/01 se realizó una investigación en vides (Vitis vinifera L.) cv. Chardonnay, con el objeto de evaluar los efectos de la restricción hídrica sobre la producción, calidad del vino, estado hídrico de las plantas y las reservas nutricionales de las raíces. Los tratamientos aplicados fueron los siguientes: T1 y T2, aplicación de agua equivalente al 100 y 40%, respectivamente, de la evapotranspiración del cultivo (ETc) durante toda la temporada; T3, sin aplicación de agua desde brotación a pinta y reposición del 100% de ETc de pinta hasta la cosecha; T4, aplicación de agua equivalente al 100% de ETc entre  brotación y pinta, y suspensión del riego desde pinta hasta la cosecha.  La disminución del aporte hídrico redujo en forma significativa el crecimiento de brotes y el diámetro de bayas, lo que se tradujo en una disminución del rendimiento. El período comprendido entre brotación y pinta determinó las mayores disminuciones de estas variables. Por otra parte, el déficit hídrico produjo un descenso en los carbohidratos de reserva del sistema radicular.  La acidez total, la calidad global del vino y los fenoles presentes en el mosto, a diferencia de lo observado en vinos tintos, no aumentaron con los déficit hídricos.  El potencial hídrico xilemático (SWP) medido a mediodía, fue un indicador adecuado del estado hídrico de las plantas. Las vides no sometidas a estrés hídrico presentaron SWP superiores a - 0,8 MPa, en tanto que las sometidas a déficit hídrico presentaron valores de -1,2 MPa.

Palabras claves: eficiencia del uso de agua, Vitis vinifera, riego deficitario controlado

INTRODUCCIÓN

Es ampliamente conocido que el estrés hídrico afecta el crecimiento vegetativo y reproductivo de los cultivos, sin embargo, este último es menos sensible (Bradford y Hsiao, 1982). El control de la cantidad de agua aplicada en las vides (Vitis vinifera L.) ha sido utilizado como un buen método para disminuir el rendimiento de bayas y mejorar la calidad en los vinos tintos. Regulando el riego se logra un balance entre el crecimiento vegetativo y reproductivo, ya que un exceso de vigor de las parras tiene efectos negativos sobre la composición química de las bayas (Dry et al., 2001).  Hay numerosos antecedentes que indican que un déficit hídrico en vides produce cambios significativos en el crecimiento vegetativo (Schultz y Matthews, 1993; Poni et al., 1993;  Ussahatanonta et al., 1996, Ferreyra et al., 2002) y en la composición química de las bayas (Jackson y Lombard, 1993; Reynolds y Naylor, 1994; Ferreyra et al., 2002).  

En los últimos años, la técnica de riego deficitario controlado (RDI) (Dry et al., 2001), ha sido utilizada como una herramienta práctica para manejar el desarrollo vegetativo y reproductivo  de las vides viniferas.  En Australia, Estados Unidos y Chile, es ampliamente utilizado en el riego de viñas de variedades tintas, como una forma de controlar la calidad de las bayas para la producción del vino. Esto se logra por la aplicación de períodos de estrés después de cuaja hasta pinta, como una forma de controlar el tamaño de la baya y el crecimiento vegetativo, con lo cual se aumenta en mayor grado el contenido de fenoles, componentes responsables de los aromas en el vino (Dry et al., 2001). En algunos casos el período de estrés puede ser aplicado después de pinta como una forma de estimular la concentración de antocianinas, las cuales influyen en el color del vino en variedades tintas (Matthews  et al., 1990; Nadal y Arola, 1995; Dry et al., 2001).

Por lo tanto, las aplicaciones de RDI han dado buenos resultados  en el mejoramiento de la calidad del vino en variedades tintas, sin embargo, no hay antecedentes que permitan demostrar  la bondad de esta práctica en variedades blancas. Por lo anterior, en el Centro Regional de Investigación (CRI) La Platina del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), se realizó un estudio, durante tres temporadas, desde 1998/99 a 2000/01, con el objeto de evaluar el efecto del déficit hídrico aplicado antes y después de pinta, sobre la producción y calidad del vino blanco variedad Chardonnay.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se realizó en un viñedo cv. Chardonnay, plantado en el año 1993 a 2,5 x 1,2 m en espaldera, en el predio "Agrícola Casas del Bosque", ubicado en el valle de Casablanca, V Región  (33º20' lat.Sur; 71º25' long.Oeste; 253 m.s.n.m) .  El clima es semiárido, con temperatura máxima en enero de 28,2ºC y una mínima en julio de 4,4ºC. El período libre de heladas es de 231 días, con un período seco de ocho meses. El suelo corresponde a la Serie Santa Rosa de Casablanca (franca, mixta, térmic, typic Xerochrepts) de origen aluvial, moderado a ligeramente profundo, de textura franco arcillo arenosa, topografía plana, moderadamente bien drenado y permeabilidad moderada.

El ensayo estuvo constituido por 3.984 plantas con un diseño experimental de bloques al azar con cuatro tratamientos y tres repeticiones (332 plantas por repetición).  Los tratamientos aplicados se indican a continuación:  T1: aplicación de agua equivalente al 100% de la evapotranspiración del cultivo (ETc) durante toda la temporada, y corresponde al tratamiento testigo; T2: aplicación de agua equivalente al 40% de la ETc durante toda la temporada; T3: sin aplicación de agua hasta inicio de pinta, y reposición del100% de la ETc durante el resto de la temporada; y T4: aplicación de agua equivalente al 100% de la ETc desde brotación hasta inicio de pinta y sin riego durante el resto de la temporada.

Las necesidades de agua del cultivo se estimaron a partir de la ETc, utilizando el método del evaporímetro de bandeja clase A (Allen et al., 1998)  y los coeficientes de cultivo (Kc) propuestos por Doorenbos y Pruitt (1977) (Cuadro 1).  El agua se aplicó diariamente a través de un equipo de riego por goteo compuesto por un emisor por plantade 2,3 L h^-1 distanciado sobre la hilera a 1,2 m uno de otro.

Estado hídrico del suelo.
Se realizaron mediciones de potencial mátrico del suelo en forma diaria antes del riego a través de tensiómetros (Soil Moisture Equipment Corp.,  Santa Bárbara, California, USA), con rango de medición entre 0 y 80 kPa, ubicados a  30 cm de profundidad y a 40 cm del punto de emisión del gotero, en cada repetición.

Estado hídrico de la planta.
Se realizaron mediciones de potencial hídrico xilemático (SWP) a mediodía (entre 14:00 y 16:00 h), utilizando una cámara de presión (Soil Moisture Equipment Corp., Modelo CHANGE C, Santa Bárbara, California, USA), de acuerdo a  la metodología descrita por Meyer y Reickosky (1985),

Producción y crecimiento de las plantas. Se muestrearon 146 plantas por cada repetición (438 plantas por tratamiento) para determinar el  rendimiento; se dejaron 30 racimos por plantas. Para determinar el diámetro de baya y el largo de brote se midieron 8 plantas por repetición escogidas al azar. Estas determinaciones se realizaron cuando las plantas de cada tratamiento alcanzaron los 22 - 23 ºBrix. Por otra parte, al estado de pinta se determinó el área foliar de las plantas utilizando un ceptómetro de barra (AccuPar model PAR 80, Decagon Device Inc., Pullman, Washington, USA).

Análisis químico del vino.
Se obtuvo el mosto de los racimos de 20 plantas por repetición, seleccionadas al azar, el cual fue sometido a un proceso de microvinificación, para posteriormente realizar el análisis químico del vino: pH, acidez total, fenoles totales, antocianinas, intensidad colorante y matiz. Los componentes químicos del vino  fueron determinados de acuerdo a los métodos descritos por Ureta (1984).

Evaluación sensorial de los vinos.
Las características sensoriales de los vinos se evaluaron por medio de paneles de catadores entrenados del Departamento de Agroindustria y Enología de la Universidad de Chile. En ella, los jueces calificaron con una escala de 0 a 8 las siguientes características del vino:  franqueza, intensidad, cuerpo armonía, persistencia y  sensación final.

Reservas nutricionales de las raíces.
Se evaluó el efecto de los tratamientos de riego sobre el estado nutricional de las raíces de las plantas, a través de análisis de reservas de carbohidratos en el sistema radicular durante el receso invernal, utilizando la metodología descrita por McCready et al. (1950). Además, se avaluó la concentración de arginina (Gilboe y Williams, 1956, con las modificaciones indicadas por Taylor y van den Ende, 1969), de P (colorimetría) y de K (fotometría de emisión).

El análisis estadístico para variables paramétricas se realizó mediante ANDEVA y para separar medias se utilizó la prueba de comparación múltiple de Duncan. Para las variables no paramétricas se utilizó el test de Kruskal y Wallis, y cuando hubo diferencia significativa se realizo la prueba de comparación múltiple de Nemenji (Kirk 1968).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Volúmenes de agua aplicados.
Al tratamiento testigo T1 (100% de ETc), se le aplicaron volúmenes de agua que fluctuaron entre 3.162 y 4.480 m³  ha^-1, en las diferentes temporadas (Cuadro 2). La reducción del suministro hídrico en T2 fue de 58% y en T4 de 40%, respecto a T1. El tratamiento con déficit hídrico antes de pinta (T3) presentó una economía de agua de 61% al compararlo con T1.

Evolución del estado hídrico del suelo.
El potencial mátrico del suelo estuvo  directamente relacionado con el régimen de riego establecido (Figura 1).  Durante  los períodos en que se repuso el 100% de la ETc, el potencial mátrico del suelo se mantuvo entre -10 y -15 kPa,  valores muy superiores a los que se midieron cuando se repuso el 40% de la ETc (T2), los que  variaron entre - 20 y -40 kPa. Los valores menores se registraron en T3, cuando no se regó  entre brotación y pinta. En este tratamiento el potencial mátrico se redujo a valores entre los - 45 y -75 kPa, valor mínimo registrado por los tensiómetros. Resultados similares obtuvieron Poni et al. (1993) y Stevens y Harvey (1996), quienes utilizando tensiómetros ubicados en la zona de mayor actividad radicular  para estimar  el estado hídrico del suelo,  encontraron que al final de los periodos de déficit hídrico los potenciales mátricos del suelo alcanzaron valores de -80 kPa. En el tratamiento T3 los valores de potencial mátrico del suelo no aumentaron luego de  restablecidos los riegos después de pinta, probablemente debido al bajo contenido de humedad en el suelo alcanzado en este tratamiento, y a que  los volúmenes de agua aplicados suplieron solamente la demanda diaria del cultivo, no aumentando la reserva de agua del suelo.

Evolución del estado hídrico de la planta.
Los valores de SWP, obtenidos al mediodía, también variaron de acuerdo al suministro hídrico (Figura 2), encontrándose  los menores valores de potenciales al final de los  períodos sin aplicación de agua, momento en que también la  disponibilidad de agua en el suelo fue menor. Antecedentes similares reportaron  Winkel y Rambal (1993) y Schultz y Matthews (1993).

Para períodos sin restricciones hídricas, el SWP presentó valores que variaron entre -0,4 y  -0,8 MPa (Figura 2).  Estos valores fluctuaron entre -0,6 y - 0,9 MPa cuando se repuso sólo el 40% de la ETc (T2). En las plantas que no recibieron riego hasta pinta (T3), el SWP varió entre -0,75 MPa en noviembre hasta un valor mínimo de -1,2 MPa en febrero, antes de restablecer el riego (100% ETc), los que concuerdan con los informados por  Williams y Matthews (1990).

Las mayores diferencias entre tratamientos se produjeron durante los períodos en que se suprimió totalmente el riego  antes de pinta, donde las diferencias entre T1 y T3 alcanzaron a  - 0,7 MPa. Después de pinta las diferencias entre T1 y T4 alcanzaron sólo a -0,20 MPa. Esta menor diferencia se podría explicar por una mayor incidencia del efecto costero (aumento de la humedad relativa del aire) que se produce en la zona de Casablanca a partir del mes de febrero.  Grimes y Williams (1990) obtuvieron resultados similares al  encontrar diferencias máximas, en promedio de -0,7 MPa, entre tratamientos con y sin riego.

Cuando se restableció el suministro de agua, en el tratamiento T3, después de un largo período sin regar, el SWP se recuperó lentamente, alcanzando diferencias mínimas con el T1 sólo hacia fines de febrero (Figura 2). La lenta recuperación del potencial en plantas con déficit hídrico, una vez restablecido el régimen de aplicación de agua de 100% de ETc en T3, no está clara, pero  podría deberse a que el período sin agua produjo la inactivación de raíces en las capas superiores del suelo o a una disminución de la capacidad conductora del xilema como consecuencia de cavitaciones en el sistema conductor (Matthews et al.,1987, Williams y Matthews, 1990).

Además, la falta  de humedad en el suelo durante el período  sin riego puede llegar a producir una fuerte disminución de la conductividad hidráulica del suelo (Hillel, 1998), lo que también contribuye a aumentar la resistencia del flujo de agua en la rizosfera, una vez que se reponen las aplicaciones de agua.  Por otra parte, en la misma figura (Figura 2) se puede apreciar que los SWP medidos a mediodía después del período de pinta fueron mayores que los medidos antes de pinta, incluso en el tratamiento que no recibió riego en este período (T4). Esto se podría atribuir a las condiciones climáticas imperantes a partir del mes de febrero, las cuales se caracterizaron por presentar días con mayor humedad relativa y menores temperaturas, reduciéndose de esta forma la demanda evaporativa de la atmósfera.

Rendimiento y crecimiento. Los rendimientos obtenidos en los distintos tratamientos durante las temporadas de investigación se indican en el Cuadro 3. Durante las tres temporadas los mayores rendimientos se obtuvieron en el tratamiento T1 (100% ETc), y los menores en el tratamiento T3 que no recibió riego entre brotación y pinta, período que coincidió con el mayor desarrollo de las bayas. Los tratamientos T2 y T4 presentaron producciones intermedias, sin diferencias significativas entre ellos.

En el Cuadro 3 se puede observar, también, el efecto del estrés hídrico en el crecimiento de las plantas. El largo de brotes así como el índice de área foliar (IAF) se vieron afectados sólo en los tratamientos T2 (50% de ETc) y T3, que fueron sometidos a déficit hídricos desde inicios de la temporada de crecimiento, período en el cual se presentó una disminución del SWP en estos tratamientos. En plantas con potenciales hídricos del orden de -1 a -1,2 MPa, se obtienen disminuciones del crecimiento de brotes (Williams y Matthews, 1990). Por otro lado,  tanto en T1 como en T4 (Figura 1) los SWP se mantuvieron siempre por sobre - 1MPa, incluso en el período en que T4 no recibió riego, lo cual explica por qué el crecimiento vegetativo y el diámetro de bayas no se habría visto afectados en este último tratamiento.

Análisis químicos del vino.
El grado de madurez de la uva y el grado alcohólico del vino no registraron diferencias entre tratamientos, debido a que la cosecha se realizó cuando la uva alcanzó los 22 - 23 ºBrix. Sin embargo, en ambas temporadas el tratamiento con déficit hídrico después de pinta (T4) alcanzó la madurez de cosecha antes que  el resto de los tratamientos. Goodwin y Macrae (1990) también encontraron un adelanto de la maduración con déficit hídrico moderado.

No se encontraron  efectos sobre el pH y acidez total producto de los tratamientos (Cuadro 4). Los resultados difieren de los obtenidos por  Goodwin y Macrae (1990), Matthews et al. (1990), y Ferreyra et al. (2002) en vinos tintos, quienes encontraron mayor acidez titulable en el mosto y en el vino en tratamientos con déficit hídrico, en comparación al testigo con riego continuo. Por otra parte, en el presente ensayo tampoco se encontraron diferencias significativas en el contenido total de fenoles ni en el matiz del vino (Cuadro 5). Estos resultados contrastan con lo observado en las variedades tintas, donde  los fenoles y antocianinas aumentan significativamente en los tratamientos con estrés hídrico (Ferreyra et al., 2002). Bravdo et al. (1984), Matthews y Anderson (1988) y  Puyo (1992) encontraron que en variedades tintas el contenido de fenoles aumenta en 30 y 15%  con déficit hídrico antes y después de pinta,respectivamente, en relación con tratamientos con riego continuo. En los vinos blancos, sin embargo,  los fenoles presentes en el mosto no fueron afectados por los tratamientos de riego. Esto puede deberse a que los fenoles se concentran en la cutícula de la uva, que no es parte en la vinificación de los vinos blancos.

Los tratamientos descritos anteriormente no afectaron el matiz del vino. Matthews et al.(1990) y Puyo (1992) tampoco encontraron diferencias en cuanto al matiz en vinos tintos.

Características sensoriales de los vinos.
Los vinos se elaboraron en un proceso de microvinificación, por lo cual la calidad obtenida no es equivalente a la que se obtiene en los procesos normales de vinificación. Previo al análisis sensorial de los vinos se realizó un test triangular entre repeticiones. En dicha prueba no se encontraron diferencias significativas, lo que quiere decir que los jueces consideraron homogéneas las repeticiones de cada tratamiento, por lo tanto, se eligió un bloque al azar  para realizar la degustación de los vinos.

En el Cuadro 6 se presenta un resumen del análisis sensorial, donde se  aprecia que los tratamientos no incidieron en las características organolépticas del vino, salvo la intensidad. Estos resultados difieren  de los obtenidos en los vinos tintos, donde los vinos de  mejor calidad se obtienen de vides sujetas a algún nivel de estrés hídrico, debido a la menor producción y tamaño de baya (Dry et al., 2001; Ferreyra et al., 2002). Sin embargo, coinciden con los obtenidos por Dry et al. (2001), quienes indicaron que la estrategia RDI es más aplicable a las variedades tintas que a las blancas, ya que para estas últimas el control del crecimiento vegetativo y el tamaño de la baya se considera menos importante en la calidad final del vino.

Los tratamientos de riego sólo afectaron la intensidad, específicamente lo referido a aromas.  Los aromas fueron menos intensos cuando las plantas fueron sometidas a estrés en el período comprendido entre brotación y pinta.

Reservas nutricionales. En este trabajo se evaluó el efecto de los tratamientos de riego en el estado nutricional de las plantas a través del análisis de reservas en el sistema radicular durante el receso invernal (Cuadro 7).

Las reservas de N (arginina), P y K en raíces no fueron afectadas significativamente por los tratamientos de riego (datos no presentados). Sin embargo, sí lo fueron las reservas de carbohidratos medidas durante el receso invernal. Cualquier disminución de la  cantidad de agua aplicada (Cuadro 2) se refleja en una disminución de las  reservas de carbohidratos en raíces, respecto al testigo (Cuadro 7). Las disminuciones más dramáticas se presentaron en el T4, las cuales en ambas temporadas fueron inferiores a todos los otros tratamientos, incluso disminuyeron de un año a otro. Este tratamiento no recibió riego desde pinta  a cosecha, por lo que este  hecho podría haber afectado la movilización de los azúcares hacia las raíces, a pesar de que el nivel de estrés llegó a niveles que pueden ser considerados como moderados. En uva de mesa, al menos, se ha determinado que el movimiento de los azúcares a la raíz, que darán origen a los carbohidratos de reserva, se efectúa a partir de pinta (Ruiz, 2000).  Estos antecedentes indicarían que una restricción del agua de riego entre pinta y cosecha, si no es adecuadamente manejada, podría debilitar las plantas en forma considerable, sobre todo si esta disminución del agua de riego es permanente en el tiempo.

CONCLUSIONES

- La disminución del aporte hídrico redujo en forma significativa el crecimiento vegetativo,  diámetro de bayas y el índice de área foliar, lo que se tradujo en una disminución del rendimiento.

- Los déficit hídricos no afectaron significativamente la acidez titulable y la concentración de fenoles en el vino.

- En las condiciones del ensayo, el estrés hídrico no afectó significativamente  la calidad del vino de vid cv. Chardonnay.

- El potencial hídrico xilemático se mostró como un  indicador adecuado del estado hídrico de las plantas y puede ser útil para controlar el estrés hídrico en vides viníferas.

- El déficit hídrico, sobre todo después de pinta, afectó negativamente la acumulación de reservas de carbohidratos en las raíces.

LITERATURA CITADA

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