EFECTO DEL ESTRÉS HÍDRICO APLICADO EN DISTINTOS PERIODOS DE DESARROLLO DE LA VID CVAR. CABERNET SAUVIGNON EN LA PRODUCCIÓN Y CALIDAD DEL VINO.

Transcripción

1 EFECTO DEL ESTRÉS HÍDRICO APLICADO EN DISTINTOS PERIODOS DE DESARROLLO DE LA VID CVAR. CABERNET SAUVIGNON EN LA PRODUCCIÓN Y CALIDAD DEL VINO. Effect of Water stress applied at different development periods on cabernet Sauvignon grapevine on production and wine quality. Raúl Ferreyra E. [1], Gabriel Selles V. 2, Jose Peralta A 2., Loreto Burgos R 2., y Jorge Valenzuela B 2 ABSTRACT Water stress treatments were applied to cabernet sauvignon vines during the 1994/95 and 95/96 season at La Platina Research Center, Santiago (33º 34 ' S; 70º 38 ' O). Treatments were 100% (check) (T1) and 40% of the Crop evapotranspiration (ETc) factor during the entire season (T2), No irrigation from budbursting to veraison, followed by 100% ETc till harvest (T3), 100% ETc from budbursting to veraison and no water till harvest (T4).Water stress reduction reduced vegetative growth, weight and size (diameter) of berries therefore yield, mainly in the treatment where the water stress was applied amoyg budbursting and veraison. Also floral induction was effected by this treatment the second growing season. Color, phenols and anthocyanin concentration were higher in all water stress treatments while acidity was increased when water stress was applied among veraison and harvest. This treatment also, increased the overall quality of the wine. The stem water Potential (SWP) and the Plant Water Stress Index (CWSI) were good indicators of the plant water status. Plants with or without appropriate supply of water were 0.6 Mpa at sunrise and 0.5 Mpa at noon time. Non stressed plants showed SWP larger than 0.35 Mpa at sunrise and 1.0 Mpa at noon times. Normally watered vines showed CWSI lower than 0.2. Among when submitted to a partial deficit and larger than 1.0 when were not irrigated in some phenological period. INTRODUCCION En Chile, la vid (Vitis vinifera L.) destinada a producción de vino ocupa aproximadamente, una superficie de ,4 ha (INE 1997). Entre las variedades tintas, Cabernet Sauvignon ocupa el primer lugar en cuanto a superficie plantada, representando el 57% del total de dichas variedades. La regulación del riego en la viña es un buen método de control del rendimiento y de la calidad. Hay numerosas investigaciones que afirman que un déficit hídrico produce cambios significativos en el crecimiento vegetativo (Schultz y Matthews, 1993; Poni et al (1993), Ussahatanonta et al, 1996) y en la composición química de las bayas (Reynolds y Naylor, 1994; Jackson y Lombard, 1993). Por lo tanto, un déficit hídrico influye también en la calidad del vino producido. Sin embargo diferentes investigaciones realizadas han mostrado resultados contradictorios cuando se restringe el suministro hídrico. Existe acuerdo en que un déficit hídrico produce una mejora de la calidad del vino, al disminuir el crecimiento vegetativo y favorecer la iluminación de los racimos, lo que aumentando la

2 producción de fenoles y mejora la relación cutícula/pulpa. Sin embargo, el periodo fenológico más apropiado para la restricción hídrica aún no está claro. Investigaciones realizadas en Cabernet Sauvignon por Prichard (1995) en California, indican que reducciones del suministro hídrico cercanas al 70% hasta antes de pinta producen un vino de mejor color y ph en comparación con vino proveniente de vides sometidas a estrés similar después de dicho periodo o de vides que no sufrieron estrés hídrico. Bravdo y Naor (1997) en estudios realizados en Israel, encontraron vinos de mejor calidad en vides que fueron sometidas a déficit ligeros durante toda la temporada. Otros, indican que un déficit hídrico entre pinta y cosecha sería más beneficioso porque incrementa significativamente la producción de antocianinas lo que implica un mejor color en variedades tintas, (Matthews et al, 1990; Nadal y Arola, 1995;). Además, se debe considerar que la falta de agua durante el período de inducción floral (que ocurre entre floración y pinta) puede afectar de manera considerable la floración de la temporada siguiente (Matthews y Anderson, 1989). Por lo anterior, en el Centro regional de Investigación (CRI) La Platina del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), se realizó un estudio, durante las temporadas 94/95 y 95/96, con el fin de evaluar el efecto del déficit hídrico aplicado antes y después de pinta, sobre el crecimiento vegetativo, producción, calidad del vino, relacionándolos con el estado hídrico de la planta. METODOLOGÍA El experimento se realizó en un viñedo cultivar Cabernet Sauvignon, plantadas en agosto de 1988, a tres por dos metro, ubicado en el Centro regional de Investigación (CRI) La Platina, del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), en la Región Metropolitana (33º 34 ' S; 70º 38 ' O). El clima es semiárido, con temperatura máxima de enero de 28,2ºC y una mínima de julio de 4,4ºC. El período libre de heladas es de 231 días, con un promedio seco de ocho meses. El suelo de origen aluvial, moderado a ligeramente profundo, de textura franco arenoso fino, con topografía plana, bien drenado y permeabilidad rápida. El ensayo estuvo constituido por 600 con un diseño experimental de bloques al azar con cuatro tratamientos y tres repeticiones. Los tratamientos aplicados se indican a continuación: T1: Riego con 100% de la evapotranspiración del cultivo (ETc) durante toda la temporada. T2: Riego con un 40% de la evapotranspiración del cultivo (ETc) durante toda la temporada. T3: Sin riego hasta pinta, se repuso un 100% de ETc durante el resto de la temporada. T4: Riego con 100% de la ETc de brotación hasta pinta y sin riego durante el resto de la temporada. Las necesidades de agua de riego del cultivo, se estimaron a partir de la evapotranspiración del cultivo (ETc), ajustándose con un lisímetro volumétrico (1,5 m de ancho, 2,4 m de

3 largo y 1 m de profundidad) ubicado en el tratamiento T1. El agua fue aplicada a través de un equipo de riego por goteo compuesto por dos emisores de 4 l/h por planta. Estado hídrico del suelo. Se realizaron mediciones de potencial mátrico de suelo en forma diaria a través de tesiómetros (Soilmoisture), ubicados a 30 cm de profundidad, en cada repetición. Estado hídrico de la planta. Se realizaron mediciones de potencial hídrico xilemático en forma semanal durante el periodo de crecimiento de la vid en la madrugada (SWP s) y/o a medio día (SWP n), usando una cámara de presión (Soil Moisture Equipment Corp., Santa Bárbara, California). Se midieron 9 hojas por tratamiento, las que fueron cubiertas por un film plástico y uno metálico al menos dos horas antes de realizar la medición. Se eligieron hojas maduras del tercio medio de la planta. Se realizaron seguimiento del ciclo diario del potencial hídrico xilemático, con mediciones a partir de las 5:30 A.M. Para la determinación de la temperatura de las hojas se utilizó una pistola de termometría infrarroja (marca Cole Parmer modelo L ). Para tomar las lecturas la pistola se ubicó aproximadamente a 1,5 m de distancia del follaje con exposición solar directa. Las mediciones se realizaron una vez por semana a las 14 horas, y se tomó un promedio de 15 lecturas en cada parcela. Paralelamente a la determinación de la temperatura del follaje, se realizó la medición de la temperatura del aire y humedad relativa con un psicrómetro ventilado. Con esta información de acuerdo a la metodología desarrollada por Idso et al se determino el índice de estrés hídrico del cultivo (PWSI) Crecimiento y producción del árbol.. Al momento de la cosecha se seleccionaron tres plantas por cada repetición a las cuales se les determinó el número de racimos por planta; el peso de racimos; el número de bayas por racimo, el peso de bayas, la acidez total y los sólidos solubles. Análisis químicos del vino. El mosto, obtenido de cada tratamiento, fue sometido a una microvinificación, para posteriormente realizar el análisis químico del vino. Los componentes químicos del vino fueron determinados de acuerdo a los métodos descritos por Ureta (1984). Características sensoriales de los vinos. Se evaluaron por medio de un panel de ocho enólogos las características sensoriales de los vinos obtenido de cada tratamiento. La evaluación sensorial se realizó de acuerdo con una ficha de degustación propuesta por el Instituto de Fermentaciones Industriales de Madrid, España RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efectos generales del déficit hídrico. La reducción del suministro hídrico en las diferentes etapas resultó en un ahorro de agua total que fue desde un 39%, en el tratamiento T2, hasta un 62% en el tratamiento T4 respecto al testigo (Cuadro 1). En el tratamiento con déficit después de pinta (T4) la economía se produce entre mediados de Enero hasta fines de Marzo de 1995 y 1996, con un ahorro de agua del orden del 40%. El tratamiento con déficit hídrico antes de pinta (T3) presento una economía de agua equivalentes al 60% del testigo.

4 Cuadro 1. Volumen de agua aplicado en vid, cultivar Cabernet Sauvignon. Table 1. Volume of water applied to grape, cv Cabernet Sauvignon TRATAMIENTO VOLUMEN DE AGUA APLICADO m 3 /ha 94/95 95/96 T T T T Evolución del estado hídrico del suelo. Las lecturas de potencial mátrico del suelo estuvieron directamente relacionadas con el régimen de riego establecido (figura 1). Durante los periodos en que se repuso el 100% de las necesidades de riego, el potencial del suelo se mantuvo entre -10 y -15 Kpa, valores muy superiores a los que se encontraron con déficit parcial (T2), los cuales llegaron hasta -65 Kpa; y con déficit total (T3 antes de Pinta y T4 después de dicho período), cuyo potencial mátrico llegaron cerca de los -75 KPa. Resultados similares obtuvieron Poni et al (1993) y Stevens y Harvey (1996), quienes utilizaron tensiómetros para estimar el estado hídrico del suelo frente a un determinado régimen hídrico y encontraron, en periodos de estrés total, potenciales mínimos en el suelo de -80 Kpa, que fueron alcanzados al final de cada periodo. Figura 1 Potenciales mátricos del suelo en los diferentes tratamiento de riego a lo largo de la temporada de riego 1994/95 Figure 1 Seasonal matrix potentials of irrigation treatments 1994/95. Evolución del estado hídrico de la planta. Los valores de potencial hídrico xilemático, obtenidos tanto al medio día como en la madrugada, disminuyen conforme el suministro hídrico es menor (figura 2 y 3), encontrándose los menores valores de potenciales al final de los periodos sin suministro hídrico, concordante con la menor disponibilidad de agua en el suelo. Antecedentes similares reportaron Winkel y Rambal (1993) y Schultz y Matthews (1993).

5 Las mediciones de potencial hídrico xilematico realizadas durante madrugada (figura 2) indicaron, que los períodos sin déficit de riego, se caracterizaron por presentar valores de SWP s del orden de los -0,3 MPa. Estos valores disminuyeron hasta -0,5 MPa al aplicar el 40% de la ETc y hasta 0.9 Mpa, en promedio, en los periodos de suspención del riego (T3 y T4). Figura 2. Potenciales hídricos xilematicos medido al amanecer (SWP s) 1994/95. Figure 2. Stem water potential measured at sunrise (SWP s) 1994/95. SWP showed differences among no irrigation treatments and checke aster 2 weeks without water Además, en la figura 2 se puede observar que cuando se usó el riego, después de un largo periodo de déficit, (T3), los valores de potencial hídrico xilematico demoraron aproximadamente 40 días en ser similares al del testigo (T1). Los potencial hídrico xilemático, medido a la hora de máxima radiación solar (figura 3), presentaron un comportamiento similar a los medidos en la madrugada. Estos resultados coinciden con los de Schultz y Matthews (1993). Figura 3. Potenciales hídricos xilematicos medido al medio día (SWP n) 1994/95. Figure 3. Stem water potential measured at noon time (SWP n) 1994/95. SWP showed differences among no irrigation treatments and checke aster 2 weeks without water Las mediciones de potencial hídrico xilematico realizadas a medio día (SWP n) indican, que los períodos sin déficit de riego los valores disminuyen hasta -1.0 MPa (figura 3).

6 Estos valores disminuyeron a MPa cuando se repuso el 40% de la ETc y a -1.5 Mpa en promedio cuando se suspende completamente el riego. Las mayores diferencias entre tratamientos se produjeron durante los períodos en que se suprimió totalmente el riego (periodo anterior a pinta - 0,63 MPa entre T1 y T3; después de pinta -0,7 MPa entre T1 y T4). 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 repuso el riego en el tratamiento con déficit hídrico desde brotación hasta pinta (T4), los valores de potencial fueron aumentando alcanzando diferencias mínimas entre tratamientos, seis semanas después de pinta aproximadamente (02/03/95). La lenta recuperación del potencial en plantas con déficit hídrico, una vez restablecido el volumen de agua normal, podría deberse a que el periodo sin riego produjo la inactivación de raíces en las capas superiores del suelo o bien por la disminución del flujo en el xilema debido a la ruptura de la columna de agua en algunos vasos xilematicos. Además, la falta de humedad en el suelo durante el período de déficit puede llegar a producir una fuerte disminución de su conductividad hidráulica, lo que también podría contribuir a la lenta restauración del contenido hídrico de las plantas una vez que se repuso el riego (Olalla y Valero, 1993). El Indice de Estrés Hídrico del cultivo (PWSI) se presenta en la figura 4. Los valores menores del índice correspondieron a períodos en que se repuso la totalidad de las necesidades de riego (T1 durante toda la temporada y T4 entre brotación y pinta. A medida que disminuyó la disponibilidad de agua para la planta el índice aumentó (T2, T3 antes de pinta y T4 después de pinta). Los valores de índices de estrés (PWSI) fluctuaron entre -1,5 y 1,5. Los inferiores a 0,2 corresponden a plantas con un suministro hídrico normal; entre 0,2 y 1,0 estarían las plantas con déficit parcial y superiores a 1,0 correspondieron a vides con déficit total de agua (figura 4). Figura 4 Indice de estrés hídrico del cultivo (PWSI) en los diferentes tratamiento a través de la temporada de riego 1994/95. Figure 4. Seasonal plant water stress index (PWSI) 1994/95.

7 Fructificación y rendimiento. Los rendimientos obtenidos en los distintos tratamientos durante las temporadas de investigación se indican en el cuadro 2, donde se puede apreciar una relación directa entre el déficit hídrico y la reducción del rendimiento: Cuando existió un aporte del 100% de ETc, el tamaño de bayas y el número de bayas por racimo fue mayor, lo que se vio reflejado en el rendimiento. Cuadro 2. Efecto del déficit hídrico en el rendimiento de la vid cv Cabernet Sauvignon Table 2. Effect of the water stress on the yield of grape cv Cabernet Sauvignon Trat. Rendimiento Nº racimos/ Nº bayas/racimo (Ton/ha) planta 94/95 95/96 94/95 95/96 94/94 95/96 T1 21.4a a 57 a 140 a 223 a T2 16.5b a 48 b 168 a 119 b T3 16.9b a 36 c 120 b 137 c T4 15.2b a 33 c 110 ab 190 b Las diferencias en el rendimiento durante la primera temporada no están asociadas al número de racimos, ya que se dejó una cantidad similar en todos los tratamientos, sino más bien al peso de estos y el peso de bayas. El efecto del déficit hídrico sobre la inducción floral se pudo observar sólo en la segunda temporada, donde se encontró una significativa disminución del número de racimos y de bayas, los que influyeron directamente en la reducción del rendimiento en el tratamiento T3 (sin riego entre brotación y pinta). 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 ºBrix. Sin embargo, en ambas temporadas el tratamiento con déficit hídrico después de pinta (T3) alcanzó la madurez de cosecha aproximadamente 7 días antes que el resto de los tratamientos. Goodwin y Macrae (1990), también encontraron un adelanto de la maduración con déficit hídrico. No se encontraron diferencias en el ph, sin embargo la acidez total fue significativamente superior cuando se suprimió el riego después de pinta (cuadros 3) En el cuadro 4 se presenta los valores de fenoles, antocianinas, intensidad colorante y matiz en el vino para los cuatro tratamientos de riego. Los compuestos fenólicos y antocianas aumentaron significativamente en los tratamientos con estrés hídrico. Los fenoles aumentaron en promedio en un 26% y 46% en relación con el testigo, durante la primera y segunda temporada de estudio, respectivamente, encontrándose los mayores incrementos en el tratamiento T3. Las antocianas por su parte, aumentaron en promedio en un 14% y 24%, en comparación con el tratamiento testigo (T1) durante la primera y segunda temporada de estudio, respectivamente. Los mayores niveles de antocianinas se encontraron en el tratamiento T4. Estos resultados son similares a los descritos por Puyo (1992); Bravdo et al, (1985) y Matthews et al (1988) quienes estimaron además que el contenido de fenoles aumenta, en un 30 y 15% con déficit antes y después de pinta respectivamente, en relación con tratamientos con riego continuo. El aumento de los fenoles, puede estar relacionado

8 con el hecho que al disminuir el riego, los racimos quedarían expuestos a una mayor luminosidad, la cual juega un papel importante en su formación (Crippen et al, 1986). Cuadro 3. Efecto del déficit hídrico en el ph y acidez total Table 3. Effect of the water stress on ph and total acidity Tratamiento ph Acidez total gramos ac. Sulf / litro de vino 94/95 95/96 94/95 95/96 T1 3,64 a 1/ 3,55 a 4,42 b 5,12 c T2 3,59 a 3,47 a 4,47 ab 5,59 b T3 3,70 a 3,44 a 4,34 b 5,64 b T4 3,60 a 3,39 a 4,51 a 6,52 a 1/ Valores seguidos de igual letra no difieren estadísticamente, según la prueba de comparación múltiple de Duncan. Cuadro 4. Efecto del déficit hídrico en composición químicos del vino Table 4. Effect of the water stress on chemical composition of the wine Fenoles Antocianinas Int Colorante Matiz totales (mg/l) DO ( DO 420/520 Trat (D0 280nm) 620 nm) 94/95 95/96 94/95 95/96 94/95 94/95 T1 0,57 b 1/ 0,51 b 722 c 700 c 1,89 b 0,69 a T2 0,72 a 0,74 a 842 a 823 b 2,06 a 0,61 a T3 0,75 a 0,77 a 801 b 841 b 2,29 a 0,66 a T4 0,68 a 0,72 a 831 a 948 a 2,28 a 0,61 a 1/ Valores seguidos de igual letra no difieren estadísticamente, según la prueba de comparación múltiple de Duncan. Durante la primera temporada del ensayo, las diferencias descritas anteriormente no afectaron al matiz del vino, pero si a la intensidad colorante, la cual fue significativamente menor en tratamiento con riego continuo que en los tratamientos con déficit hídrico. Matthews (1990) y Puyo (1992) tampoco encontraron diferencias en cuanto al matiz del vino, pero observaron una mayor intensidad colorante en tratamientos con déficit antes de pinta que con déficit después de dicho período y con riego continuo. Características sensoriales de los vinos. Previo al análisis sensorial de los vinos se realizó un test triangular entre repeticiones. En dicha prueba no se encontró 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 la ficha de degustación utilizada se observaron las siguientes características: sensación global, intensidad colorante, número de atributos y número de defectos.

9 En el cuadro 5 se indica un resumen del análisis sensorial. Con respecto a la sensación global, en ambas temporadas, se observó un aumento significativo en tratamientos en los cuales se restringió el aporte hídrico (T4, T3 y T2) con respecto al tratamiento sin déficit hídrico (T1). Entre los tratamientos con déficit no se detectaron diferencias significativas, sin embargo, el vino de mejor sensación global fue el proveniente del tratamiento sin riego entre pinta y cosecha (T4), mientras que el peor tratamiento fue el que tuvo un 100% de reposición de la evapotranspiración durante toda la temporada (T1). Estos resultados son similares a los obtenidos por Goldfarb, (1995), quienes sostienen que un déficit hídrico tiene un efecto indirecto sobre la calidad del vino debido probablemente a la reducción del rendimiento. Cuadro 5. Efecto del déficit hídrico en características organolépticas del vino. Table 5. Effect of the water stress on organoleptic characteristic on the wine Sensación global Color Total Total Atributos Defectos 94/95 95/96 94/95 95/96 94/95 95/96 94/95 95/96 T 1 12,3b 12,6b 3,5b 3,8b 20b 19b 54a 51a T 2 18,8ab 19,3ab 4,9a 4,2a 23b 24b 31a 31b T 3 20,0a 21,1a 4,3a 4,5a 37a 38ab 20ab 24ab T 4 23,8a 24,3a 4,8a 4,8a 48a 53a 16b 17c 1/ Valores seguidos de igual letra no difieren estadísticamente, según la prueba de comparación múltiple para variables no paramétricas de Nemenji. Con respecto al color, las diferencias encontradas en la Intensidad colorante también fueron detectadas sensorialmente y la mayor intensidad estuvo asociada al mejor color. Los jueces encontraron en los tratamientos con déficit hídrico un mejor color, siendo estadísticamente superior el tratamiento sin riego entre pinta y cosecha (T4) y sin riego entre brotación y pinta (T3). El vino con menor color se obtuvo en el tratamiento sin déficit hídrico (T1). Resultados similares encontraron Matthews et al (1990), quienes sostienen que esto se debe, seguramente, a la estimulación de la síntesis de antocianinas por el déficit hídrico. Observaron además que para los jueces fue más fácil detectar diferencias visuales en los distintos vinos que las asociadas al sabor y aroma. Entre los atributos descritos (datos no presentados), los jueces detectaron más cualidades aromáticas que gustativas en los vinos, las cuales fueron significativamente superiores en tratamientos con déficit hídrico con respecto al testigo (T1). Resultados similares encontraron Matthews et al (1990), quienes observaron que los jueces fueron capaces de detectar más fácilmente características aromáticas que las relacionadas con el sabor. El olor varietal más típico (pimiento y berries) y gusto franco se obtuvo en el tratamiento con estrés hídrico después de pinta (T4), y el menor se obtuvo en tratamientos con 40% y 100% de reposición de la ETc. durante toda la temporada (T1 y T2). Los tratamientos con estrés (T2, T3 y T4) mostraron en general mayores sensaciones táctiles. El menor número de defectos se encontró en el tratamiento sin riego entre pinta y cosecha (T4), entre los se destaca el gusto a pámpanos, levadura, dejo a hierba encontrados por gran parte de los jueces en los tratamientos T1 (sin déficit) y T2 (40% de reposición de la evapotranspiración del cultivo durante toda la temporada).

10 CONCLUSIONES La disminución del aporte hídrico redujo en forma significativa el crecimiento vegetativo, el peso y diámetro de bayas, lo que se tradujo en una disminución del rendimiento. El periodo comprendido entre brotación y pinta determinó las mayores disminuciones de estas variables. El estrés hídrico en brotación y pinta, disminuyó el N de raciones por planta en la 2 temporada (efecto en inducción floral). Un déficit hídrico entre pinta y cosecha aumentó significativamente la acidez titulable en el vino. La intensidad colorante, concentración de fenoles y antocianinas fueron significativamente mayores en los tratamientos con déficit hídrico. Los atributos y la calidad global del vino se vieron favorecidos con una disminución del aporte hídrico, en especial un déficit después de pinta, por lo tanto, es recomendable usar un riego deficitario en forma controlada, a partir de esta etapa fenológica, para mejorar la calidad del vino Cabernet Sauvignon. El potencial hídrico xilematico y el índice de estrés hídrico del cultivo (PWSI) son indicadores adecuado del estado hídrico de las plantas y puede ser útil para controlar estrés hídrico en vides viniferas. [1] Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Casilla 439, Correo 3, Código postal , Santiago, Chile. Casilla electrónica: rferreyr@platina.inia.cl