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Febrero 2017 | Riego

IX Simposio Internacional sobre Fisiología y Biotecnología de la Vid

Uso eficiente del agua y fijación de carbono en vides

El simposio realizado en Coquimbo alcanzó, según los científicos asistentes, un altísimo nivel. Si bien la mayor parte de la información compartida era más cercana a la biología, en tanto ciencia básica, que a la agronomía, en tanto ciencia aplicada, no fue difícil encontrar varios aspectos interesantes que en un futuro cercano creemos incidirán en los manejos de parrones y viñedos a nivel comercial.

En esta entrega destacamos lo expuesto durante ‘Día del Estrés Hídrico en Vid’, jornada que se concentró en la interacción de las parras con el medio ambiente: estrés hídrico, uso eficiente del agua y asimilación de carbono. Información que analizamos con la ayuda del experto chileno Dr. Nicolás Franck, conferencista en el evento y director del Centro de Estudios de Zonas Áridas de la Universidad de Chile (CEZA).

El Simposio fue organizado por la International Society for Horticultural Science (ISHS) y el Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INIA). Es interesante destacar que la información sobre estrés hídrico en vides resultó especialmente pertinente en el contexto de la grave sequía que afecta a la Región de Coquimbo. El lugar del evento fue seleccionado por la importante superficie de vides de mesa, pisco y vino de los valles de Elqui y Limarí.

El día del estrés hídrico en vides arrancó con una conferencia del destacado investigador y experto en riego de la Universidad de California, Davis, Dr. Larry Williams. En su exposición plenaria Williams repasó varios métodos para determinar el estatus hídrico de las parras y estimar la evapotranspiración (ETc) de parrones y viñas, revisó de forma crítica el uso del potencial hídrico de hoja, tallo y pre-amanecer como medio para determinar el estado hídrico en vides, para luego entrar de lleno en la discución sobre el isohidrismo o anisohidrismo de las vides (ver resumen).

En la actualidad existe una gran controversia científica sobre el isohidrismo o anisohidrismo de las vides, pese a que la literatura señala que hay variedades de vid que son claramente isohídricas y otras claramente anisohídricas, diferentes estudios han dado resultados encontrados. Las especies isohídricas, o variedades en el caso de la vid, evitan que su potencial hídrico xilemático o potencial hídrico de hoja disminuya demasiado y ante un evento de estrés hídrico cierran estomas y limitan la transpiración. Un ejemplo típico el maíz. En cambio, las especies anisohídricas, ante un déficit hídrico, simplemente bajan su potencial pero continúan transpirando para mantener la fotosíntesis en espera de que las condiciones mejoren. Ante una sequía las plantas anisohídricas consumen mucha más agua que las isohídricas, hasta que eventualmente secan el suelo y si no reciben más agua, simplemente mueren. Un ejemplo típico es el girasol.

“Eso significa, explica Franck, que ante un estrés hídrico la planta isohídrica va a fotosintetizar menos pero así mismo va a consumir menos agua, por lo que podrá sobrevivir un mayor período de tiempo”. Interesante en el contexto del Norte Chico. “En las vides hay variedades que tienden a ser más isohídricas o más anisohídricas. Conocer este comportamiento puede ser útil para el diseño de huertos que puedan, en escenarios de sequía, sobrevivir de mejor forma. Bajo condiciones normales se podría permitir que una especie o variedad anisohídrica, sin afectar demasiado la productividad primaria (fotosíntesis), se seque un poco más, con riegos más espaciados en el tiempo. En tanto una especie isohídrica rápidamente comenzará a cerrar sus estomas por lo que en esa misma medida va a perder potencial productivo. Entonces, dentro de las variedades de vid, se puede elegir una variedad por sus características aniso o isohídricas.

¿CUÁL ES LA MEJOR FORMA DE MEDIR EL ESTATUS HÍDRICO EN VIDES?

Williams presentó las ventajas y desventajas de una serie de tecnologías usadas en investigación, las que en algunos casos incluso se utilizan a nivel comercial para determinar el estatus hídrico de las plantas. Es así que el científico californiano cuestionó la metodología de numerosas lecturas realizadas con cámara de presión, flujo de savia y otras tecnologías, medidas en el contexto de estudios científicos. En el caso de la cámara de presión o de Scholander señaló investigaciones en que las mediciones no se hicieron a la hora adecuada o en las que no se cubrió la hoja. Además aconsejó utilizar siempre una lupa para determinar el momento exacto de emergencia de la gota de savia y hacer un corte lo más fino posible con un instrumento muy afilado (mostró una hoja de afeitar modificada). Williams señaló que probaron que tres técnicos calificados midieran lo mismo en iguales condiciones y que como resultado obtuvieron tres curvas distintas.

Cuando se le preguntó qué tecnología es la que él usaría (o recomendaría), afirmó que la forma más aterrizable de manejar el riego en un parronal o viñedo es conocer el Kc de los distintos estados fenológicos del cultivo y medir la evapotranspiración potencial. Y afirmó que una buena forma de estimar el Kc para cada huerto es conocer el área sombreada del cultivo ya que este es un indicador de la radiación interceptada. “En vid se ha demostrado, dice Franck, que la relación entre la radiación interceptada y el Kc es muy estable y mantiene una pendiente que es constante para cada variedad y localidad. Es muy interesante porque es una medida relativamente simple que se puede hacer con una cámara digital, incluso una persona bien entrenada puede estimar visualmente qué porcentaje del suelo está sombreado y de esa forma se puede ir determinando el riego en la medida en que crece la planta. Si una planta está interceptando menos radiación va a transpirar menos, su Kc va a ser más bajo. Estas variables van cambiando en la medida en que la planta va creciendo (y sombrando)”.

Sin embargo Williams explicó que con fines de investigación es muy útil para comprender los fenómenos medir potencial hídrico foliar, flujo de savia, etc., para generar información de base. El punto es cómo se lleva a la práctica en terreno. Así se plantean problemas tales como la representatividad de medir en una sola hoja, el alto costo de los equipos, el tiempo de operación, la necesidad de personal especializado, etc. El investigador norteamericano permanentemente contrastaba los resultados obtenidos mediante las diferentes tecnologías con los datos conseguidos en lisímetros de pesaje de precisión. Aparatos que detectan las diferencias de peso en enormes estanques aislados rellenos con suelo en los que se cultivan las parras. Se asume que la diferencia de peso corresponde al agua evapotranspirada.

EFICIENCIA DE USO DEL AGUA EN FUNCIÓN DEL BALANCE DE CARBONO

El doctor español Hipólito Medrano, líder del Grupo de Biología de las Plantas en Condiciones Mediterráneas, IMEDEA, de la Universidad de las Islas Baleares, Palma de Mallorca, en su charla plenaria exploró la posibilidad de estimar la eficiencia de uso del agua de la planta en base a mediciones realizadas en hojas, medidas que –explicó-, presentan una pobre correlación, la que va decreciendo en tanto que aumenta el estrés hídrico. Esto se debería en parte a la variable posición de las hojas en la copa y a la respiración nocturna de las plantas.

-¿Cuál es la relación entre agua y carbono?

Nicolás Franck: -La eficiencia de uso del agua tiene dos aproximaciones. La primera es la del agua misma, la que viene y va o entra y sale de la planta, en tanto que la segunda apunta a cuánto carbono se logra fijar en base a esa agua. Al final lo que interesa para producir es que parte de ese carbono se recoge en la cosecha. Hay que aclarar que la biomasa de la planta representa entre 40-45% de la materia seca. O sea, quitando el agua que va y viene, el 40-45% de la biomasa es carbono que se fija a través de la fotosíntesis. Entre más carbono podamos fijar por cantidad de agua y mientras más carbono podamos dirigir hacia la fruta, mayor eficiencia vamos obteniendo en el uso del agua. En este caso la eficiencia de uso del agua se define como la tasa de biomasa producida por unidad de agua evapotranspirada por un cultivo, lo que se usa para evaluar el rendimiento de los cultivos bajo condiciones limitantes de agua.

-¿Cómo se traduce esto al caso de los huertos frutales?

-La eficiencia de uso del agua se puede estimar a nivel de hoja, cuánta agua entra y cuánta sale a nivel foliar, lo que se conoce como eficiencia instantánea, o intrínseca cuando se mide conductacia estomática. Sin embargo estas variables no se correlacionan muy bien con la eficiencia de la planta completa. La eficiencia de toda la planta corresponde a cuántos gramos de biomasa se producen por cantidad de agua transpirada y es lo que finalmente interesa en los sistemas agrícolas. Hubo presentaciones que trabajan muy bien ese aspecto y que es hacia donde debemos orientar nuestros huertos. Esto se expresa en el Índice de Eficiencia de Agua del Cultivo (Water Use Eficiency Crop Index). Al final, en el caso de los sistemas frutícolas, representa los kilos de fruta por metro cúbico de agua transpirada. Hacia allá se orienta gran parte de las investigaciones que se presentan en este congreso.

-Tú estás relacionado con el trabajo del científico español, ¿A qué apuntan los estudios de Medrano?

-Tenemos una colaboración muy activa con el grupo de las Islas Baleares, que es muy fuerte en el área de fotosíntesis y estrés hídrico a nivel de hoja. Nos complementamos muy bien porque nuestro laboratorio trabaja más a escala de planta completa (www.ceza.uchile.cl). Intentamos encontrar los motivos para esta falta de correlación entre la eficiencia de la hoja y la eficiencia de la planta. Buscamos cuáles son los procesos claves que tenemos que mejorar en nuestros sistemas agrícolas y qué es lo que nos interesa medir cuando se intenta desarrollar nuevas variedades o seleccionar nuevas especies de cultivo, de modo de que efectivamente estas especies sean más rentables en condiciones de escasez hídrica. Para esto deben ser más rentables por metro cúbico de agua consumida, con lo que la rentabilidad ya no es medida por hectárea, que es a lo que estamos acostumbrados.

-Medrano explica que algunas de las causas de la mala correlación con la planta sería la distinta disposición de las hojas en el follaje, unas más expuestas al sol, otras menos…

-Efectivamente hay varios componentes que se deben considerar. Por un lado cuando se mide la fotosíntesis, se mide en una hoja, en general hojas expuestas al sol. Uno de los aspectos que aborda Medrano sobre por qué se distancia tanto lo que pasa en la hoja de lo que pasa en la planta, y que es importante que los agricultores lo entiendan, es que dentro de la copa de un árbol hay una variabilidad enorme. Tanto por cómo están distribuidas esas hojas en el espacio como por la cantidad de luz que reciben esas hojas. Por ejemplo uno se puede llevar la sorpresa de que en el parrón las hojas más expuestas al sol aportan muy poco al sistema y que su principal función es sombrear las hojas de más abajo para que estas funcionen a máxima eficiencia. Esa es una de las razones pero no es suficiente para explicar toda la variabilidad.

-¿Y cómo participa en esto la respiración nocturna de la planta?

-Otro aspecto que se debe considerar es que el carbono entra a la planta por fotosíntesis pero sale por respiración. A ese fenómeno Medrano lo llamó el ‘lado oscuro’ porque los estudios que se han hecho sobre respiración son mucho menos cuantiosos o importantes y existen grandes diferencias en cuánto respiran los distintos órganos de las plantas. Cuánto respiran las hojas, cuánto respiran los tallos y sobre todo cuánto respiran las raíces, que son un gran componente de la respiración. Eso obviamente va a cambiar lo que se midió como carbono asimilado en la hoja en relación con el carbono que finalmente queda en la planta. Entonces hay que conocer cuánta agua se utiliza pero también conocer cuánta de esa agua que está yendo y viniendo, que permite que se abran los estomas y que entre CO2, cuánto carbono efectivamente se está quedando en el huerto. Luego podremos determinar qué manejos hacer para que sea mayor la cantidad de carbono que se queda y por tanto más eficiente el uso del agua.

-¿De resultados como los mencionados, por ejemplo, es posible inferir que todavía es posible optimizar los manejos de poda?

-Efectivamente. Hay varios aspectos. Cada vez que se poda se está retirando biomasa y en las especies de hoja caduca es muy importante la cantidad de carbono que se logra movilizar al final de la temporada, luego de cosechada la fruta, para que se acumule como reserva. La traslocación para la acumulación de reservas. Por ejemplo se mostró un trabajo muy interesante del español Diego Intrigliolo (ver resumen) en el que trabajó con vides en espaldera más altas y más bajas, y con las más bajas logró aumentar significativamente la eficiencia de uso del agua. Es decir, logró aumentar la cantidad de uva cosechada por metro cúbico de agua utilizada. El principal motivo para la mayor eficiencia es que se reduce la transpiración, porque hay menos hojas transpirando, pero sin afectar significativamente la fotosíntesis. Entonces, lo que se pierde en transpiración es más importante que lo que se pierde en fotosíntesis por lo que el ahorro de agua es más significativo que las pérdidas eventuales en rendimiento. Obviamente es algo que debe ser validado en distintas condiciones. En el CEZA tenemos un proyecto en el que vamos a trabajar en eso acá también.

Según el Dr. Nicolás Franck, particularmente en zonas con limitaciones de agua, lo principal es optimizar la intercepción de luz mejorando los sistemas de conducción. Lograr la mayor interceptación de radiación con la menor área foliar posible, ya que si se intercepta más radiación con menos hojas se podrá hacer más fotosíntesis con menos transpiración.