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INTRODUCCIÓN
Debido al cambio climático, la temperatura se irá incrementando en el tiempo, proyectándose 2°C más que en la actualidad, lo que junto al aumento y frecuencia de eventos climáticos, tales como vientos cálidos, olas de calor y menor humedad ambiental, traerá un claro incremento de la demanda atmosférica, exigiendo un mayor consumo de agua de riego. Se estiman períodos más secos para algunas regiones de Chile (5 a un 15%), con un incremento del uso de agua dulce en la industria y, sobre todo, para el consumo humano (CMNUUC, 2016).
En la producción de uva de mesa en Chile y como muchas partes del mundo (Perú, México, Israel, India), superficies importantes se ubican en regiones semiáridas o desérticas, con alta demanda atmosférica, radiación y la velocidad del viento que pueden dañar las plantas y su producción. Se ha constatado, que sistemas de protección contra el viento generan respuestas de importancia agronómica que se traducen en mayores y mejores producciones, disminuyendo el daño mecánico en las plantas y modificando las condiciones de temperatura y humedad relativa de la zona en la cual se ejerce su acción (Onoda y Anten, 2011). Además, al reducir la radiación incidente se generan cambios de consideración agronómica relacionados con calidad de fruta (principalmente color) (Bergqvist et al., 2001), desarrollo vegetativo (Bird et al., 2007) y consumo de agua de riego (Hendrickson et al., 2003).
En India, las mallas de sombreado (factor sombreado 75%) se utilizan donde la temperatura del aire supera 41°C y la humedad cae por debajo del 25%, con el objetivo de proteger brotes jóvenes del estrés severo causado por la luz solar directa intensa (NRC, 2008). En esta misma línea, Shahak et al. (2008) corroboran que el cubrimiento de las unidades productivas con mallas fotoselectivas, permite mejorar el rendimiento de los cultivos hortícolas, especialmente en climas extremos de zonas áridas. Según Novello y De Palma (2013), en condiciones semiáridas, limitar la irradiación solar a nivel del dosel puede ser útil para reducir la tasa de transpiración y, por lo tanto, el déficit hídrico del cultivo, pero en el caso de la uva de mesa y a pesar que se ha difundido su uso, todavía se dispone de relativamente poca información sobre sus efectos fisiológicos sobre el funcionamiento de las hojas y la calidad de la uva. Pugliese (2009) encontró que la red blanca (sombreado del 10-15%) redujo el peso de la baya y del racimo y el color de la piel de la baya en 'Red Globe'; resultado atribuído al efecto de la limitación de la luz en la producción de fotoasimilación. Por otro lado, De Palma et al. (2012) señalan que los efectos de los materiales plásticos colorantes que cubren no son unívocos; parecen interactuar con la sensibilidad del cultivar al "efecto de color" y/o con el vigor del genotipo. En Chile existe información, pero no la suficiente en otras especies y en la zona centro sur del país. Rodríguez y Morales (2015), trabajando en arándanos y Bastías et al. (2012) en manzano, señalan que esta técnica tiene relevantes efectos sobre la fruta y el desarrollo de la planta, presentándose como un manejo que requiere ser estudiado por los beneficios productivos que genera.
El cultivo de la uva de mesa en la Región de Ataca-ma, Chile, alcanza un 15,3% del total nacional, con aproximadamente 8.000 ha de huertos comerciales (ODEPA, 2010). Bajo estas características climáticas, el cultivo se realiza en condiciones de estrés para las plantas con radiaciones solares en torno a los 3.000 μmol m-2 s-1 a mediodía solar en verano y ráfagas de viento, lo que genera, entre otras cosas, gran cantidad de fruta de rechazo o no exportable por la generación de color ámbar (amarilla) de los racimos en 'Thompson Seedless' (Sáenz-Diez, 2009), daño, manchas ("russet") y malformaciones.
Debido a los antecedentes señalados, el objetivo de este estudio fue determinar los cambios ambientales, fisiológicos y de desarrollo de las plantas por efecto del uso de un sistema de cobertura con malla de color blanca.
MATERIALES Y MÉTODOS
El establecimiento de este ensayo se realizó en plantas de uva de mesa (Vitis vinifera L.) ubicadas en comuna de Alto del Carmen, Región de Atacama (28°54'56'' S y 70°16'37'' W; 1.179 msnm) con 'Thompson Seedless' en plena producción, de 25 años de edad, conducidas en sistema de parronal español, con una distancia de plantación de 3x3 m, regadas con una línea de goteros separados 1 m, con caudal de 4 L h -1. La clasificación climática de la zona es de desierto o árido (Climatología de Chile, 2001). En las temporadas 2009 y 2010, se realizaron dos tratamientos, testigo en condiciones naturales y totalmente expuestas frente a plantas con sistema de cobertura (plantas bajo malla de color blanco y 80% de porosidad), con 10 repeticiones en un diseño completamente aleatorizado e instalado previo a la brotación, en el mes de septiembre de 2009.
Se evaluó la velocidad del viento utilizando el anemómetro de la estación climatológica portátil Weather Capture de Honeywell (Morris Plains, NJ), modelo TE923W ubicado 0,8 m sobre las plantas. La radiación incidente a mediodía solar (12 a 16 h) con un ceptómetro Accupar, modelo LP-80 (Decagon Devices, Pullmann, WA) con la barra del instrumento ubicada en un ángulo ligeramente superior a los 90° (en diagonal). La temperatura del aire (°C) y la humedad relativa (%) se midió a 1 m de altura sobre el suelo (Gálvez, 2011), con un higrotermómetro digital, modelo AZ 8701 (AZ Instrument Corp., Taichung, Taiwán). Para evaluar el área foliar, previamente se generó una función predictora a partir del largo de las hojas (Pentón et al., 2006). Para esto se escogieron 100 hojas de plantas ubicadas en el sector expuesto y otras 100 hojas de plantas bajo sistema de cobertura (plantas bajo malla) abarcando el mayor espectro de tamaños de hojas observadas y en laboratorio se les midió el largo de la lámina con regla graduada (mm) y el área en forma individual con el instrumento CI-203 (Laser Area Meter, CID, Washington DC, USA). Luego, para cada planta del ensayo y en forma no destructiva, se seleccionaron cuatro cargadores (de orientación Sur, Oeste, Norte y Este) y en éstos se obtuvo el área foliar, midiendo el largo de todas las láminas de las hojas con regla graduada (mm).
El peso de poda se evaluó en invierno utilizando una pesa electrónica, siguiendo el criterio comercial de poda del parronal. En primavera se registró la calidad de brotación, cuando el brote más desarrollado alcanzó una longitud de 50 cm. Se evaluó el número de yemas brotadas en relación a las yemas totales que contenía los mismos cargadores utilizados para el área foliar. El contenido total de clorofila en hojas se determinó por medios no destructivos (Callejas et al. 2013), utilizando un medidor portátil de clorofila (CCM-200; Opti-Science, Hudson, NH, USA) que entrega valores en unidades CCM para calcular el índice del contenido de clorofila (CCI) basado en la absorbancia medida a 660 y 940 nm. Las mediciones se realizaron en tres fechas diferentes una vez estabilizado el crecimiento del tercer brote del cargador, utilizando siempre una hoja de los nudos 2, 4, 6 y 8 del cuarto brote del cargador analizado.
El potencial hídrico xilemático (Ѱx) se evaluó a mediodía solar (14-16 h) en hojas sombreadas que se cubrieron con bolsas plásticas, envueltas con papel de aluminio por un periodo de 90 min. Se retiró la hoja de la planta y sin retirar ésta de la bolsa, se midió inmediatamente el Ѱx (MPa) con una cámara de presión tipo Scholander, modelo Pump-up (PMS Instruments, Albany, OR, USA) (Gálvez et al., 2014). La conductancia estomática fue medida en el transcurso del día, con un porómetro foliar modelo SC-1 (Decagon Devices, Pullman, WA, USA) en una misma hoja y expuesta a la radiación solar, tomando la precaución de no sombrearla al momento de la medición. La conductancia estomática de estas hojas se evaluó en la etapa de llenado de bayas (10 mediciones en el transcurso del día) y una semana antes de la cosecha (7 mediciones en el transcurso del día).
Se evaluó el peso de cada racimo con balanza de sobremesa Veto (Santiago, Chile) de capacidad de 5 kg y una precisión de 2 g. A cosecha, el diámetro de baya con pie de metro electrónico graduado (mm) y el nivel de sólidos solubles con un refractómetro (Veto, Santiago, Chile. Rango 0-32° Brix). Los racimos fueron clasificados según color utilizando la norma requerida para exportación, clasificándola en color verde, crema, ámbar y amarillo (Roa, 2013).
Para todas las variables medidas en este ensayo se utilizó la distribución t de Student para comparar los valores promedios de ambos tratamientos. Se utilizaron los programas computacionales MINITAB® v15.0 e InfoStat®. Para verificar el supuesto de normalidad se utilizó la prueba de Anderson-Darling y para comprobar la homogeneidad de varianza, se utilizó la prueba de Barlett.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Velocidad del viento
Dentro de los parámetros ambientales y tal como se puede observar en la tabla 1, el sistema de cobertura redujo la velocidad del viento entre un 40 y 55% y la velocidad de las ráfagas de viento entre un 35 y 55%.
De acuerdo a McLeod (2006), las velocidades del viento que se registraron en el sector expuesto (testigo) se clasifican como viento moderado, el cual provoca que se agiten las ramas y se muevan las hojas lo que es conocido como "ramaleo". En el sector bajo el sistema de cobertura se considera como viento débil, el que solo provoca una moderada agitación de las hojas de las plantas, no produciendo un movimiento importante de las ramas. En las evaluaciones realizadas por Whitehead (1957), con plántulas de Helianthus annus, velocidades de viento de 14,8; 8,5, 4,03 y 0,44 m s-1 produjeron plantas con menor área foliar y menor peso seco total a medida que se aumentó la velocidad de viento. La diferencia de área foliar y peso seco total, entre las plantas sometidas a 4,03 y 0,44 m s-1, fue de un 40% mayor en área foliar y 42,4% en peso seco en las últimas. En la tabla 1, se puede observar que el tratamiento de plantas expuestas están sometidas a velocidades de viento sobre los 4 m s-1 y como se discute posteriormente en la información de la tabla 2, sí se produce la respuesta esperada respecto de la reducción de área foliar.
Radiación solar
A mediodía solar, la radiación solar incidente en el sector donde se ubicaron las plantas expuestas, presentó una intensidad de 2.960 μmol m2 s-1 y en el sector bajo el sistema de cobertura de 2.490 μmol m-2 s-1. Estos valores de radiación incidente son muy críticos para las plantas ya que, como señalan Hendrickson et al. (2003), sobre los 1.500 μmol rrr2 s-1 existe una alta probabilidad de fotoinhibición, generándose un desbalance entre los mecanismos fotoquímicos captores de energía y aquellos que la disipan, traduciéndose en una pérdida de la eficiencia fotosintética en las hojas afectadas, principalmente las que se encuentran en la capa superior en el parronal (Ferguson et al., 2011). Por otro lado, la malla utilizada como sistema de cobertura de un 20% de porosidad, redujo la radiación incidente en las plantas en un 14%. Al respecto, en un estudio realizado en la zona de Andalucía en que se utilizaron nueve tipos de malla de uso agrícola (Romero-Gámez et al., 2012), se concluyó, que mallas de color blanco presentan una mayor transmisividad de la radiación solar comparado con mallas color verde y negro.
Déficit de presión de vapor
El déficit de presión de vapor (DPV) no presentó diferencias estadísticamente significativas en las distintas horas del día (Fig. 1), dejando de manifiesto que el sistema de protección no altera las condiciones de humedad relativa y temperatura del sector que protege. Esto se debería a la alta porosidad de la malla utilizada para construir el sistema de cobertura en la zona bajo estudio, pues como lo señala Guyot (1989), entre mayor es la porosidad de una malla cortaviento, menor es el cambio que produce en un determinado micro-clima. En este estudio, la porosidad fue del 80% lo que es considerado como permeable o abierta (Scarabino et al., 2007), razón por la cual, su preferencia por los productores de la zona para no reducir excesivamente la luz incidente en las plantas y pueda generar probables problemas con la fertilidad de las yemas. Además, las mallas menos permeables requieren de una mayor infraestructura para resistir las ráfajas de vientos, encareciendo su instalación.
Figura 1 Déficit de presión de vapor en el transcurso del día, en el sector bajo sistema de cobertura y en el sector de plantas expuestas (noviembre), evaluado debajo del follaje para uva de mesa 'Thompson Seedless'. Promedios con letras distintas, en la hora del día, indican diferencia significativa según la prueba t de Student (P≤0,05), n=10.
Área foliar
El área foliar presentó diferencias estadísticamente significativas (P≤0,05) (Tab. 2), siendo mayor en las plantas bajo el sistema de cobertura de mallas que en las plantas expuestas, considiendo con lo publicado por Onoda y Anten (2011) en sus trabajos en Plantago. La causa de la reducción del área de las hojas se debe a un cambio en la distribución de asimilados, desde la producción de material foliar a la producción de tallos y raíces, mejorando el anclaje de la planta y aumentando la resistencia mecánica (Onoda y Anten, 2011), señalándose que comprender la respuesta de la planta al viento es complejo, teniendo en cuenta que este factor no solo implica estrés mecánico, sino que también afecta el microclima de la hoja. Otros estudios señalan que plantas expuestas a altas velocidades de viento presentan hojas más gruesas en relación a una menor exposición al viento (Bird et al., 2007), así como, un mayor nivel de rompimiento de las hojas debido al "ramaleo" lo que también conduce a reducir el área foliar (McLeod, 2006). Por otra parte, es factible que el mayor sombreamiento generado por la malla utilizada como protección del viento, produce un mayor crecimiento de las hojas que se aclimataron bajo esta condición de sistema de cobertura, tal como lo señala Sáenz-Diez (2009), quien encontró que hojas de vid 'Thompson Seedless' sometidas a dos condiciones de sombreamiento, con cubiertas que presentaron una transmisividad de luz de 46 y 20%, mostraron un aumento de área foliar de un 20% y 50%, respectivamente, en comparación a hojas sin estructura de sombreamiento.
Peso de poda
El peso de poda no presentó diferencias significativas al comparar ambos tratamientos (Tab. 3). Esto no coincide con los resultados de Dry et al. (1989), en donde las vides del cv. Cabernet Franc protegidas del efecto del viento presentaron un 55% mayor de peso de poda comparado con las expuestas, debido a una mayor tasa de crecimiento vegetativo. Es importante tener en cuenta, que el peso de poda responde a una suma de factores externos e intrínsecos de la planta (Walteros et al., 2012) y que en este caso sería el resultado del crecimiento y desarrollo durante 25 años (edad de las plantas), por lo tanto, considerando que al momento de la evaluación el sistema de cobertura llevaba sobre el patrón solamente 18 meses desde su instalación, el efecto ejercido sobre este parámetro requeriría de un mayor tiempo de protección para que los cambios se manifiesten.
Tabla 3 Peso de poda para plantas de uva de mesa 'Thompson Seedless' bajo el sistema de protección y expuestas.
| Tratamiento | Peso de poda (kg) |
|---|---|
| Plantas bajo malla | 2,2±0,6 a |
| Plantas expuestas | 2,6±0,5 a |
Promedios con letras distintas indican diferencia significativa según la prueba t de Student (P≤0,05); ± indica desviación estándar.
Para el caso del estudio y de acuerdo con la tabla 3, las plantas son consideradas de vigor medio, probablemente por efecto del viento a través del tiempo. Al respecto, Márquez et al. (2007) en los cv. Perlette, Flame Seedless y Sugraone, indican que plantas de vigor bajo y sobre pie franco presentan pesos de poda menores a 2 kg.
Porcentaje de brotación
Las plantas bajo malla presentaron un porcentaje de brotación significativamente mayor que las plantas expuestas (Tab. 4). Dry et al. (1989), señalan que vides protegidas del viento presentan mayores rendimientos que vides expuestas, debido principalmente a una mayor y mejor brotación. Por otra parte, Ferguson et al. (2011) indican que la temperatura juega un rol fundamental en este aspecto, la que debiera ser evaluada en las semanas cercanas a brotación para determinar la influencia de este factor en cuanto a la brotación bajo estas condiciones. Otra posibilidad de la menor brotación podría explicarse por una mayor deshidratación de las yemas expuestas al viento, situación que se aminora en el tratamiento con malla. Los efectos del viento sobre el aumento de la deshi-dratación de tejidos vegetales ha sido demostrado en hojas de Trifolium spp. y frutos de Malus spp., pues el viento remueve las ceras epicuticulares que son la principal barrera a la deshidratación (Van Gardingen y Grace, 1991), afectando de igual forma a las yemas de las plantas.
Índice de clorofila
El índice del contenido de clorofila en hojas, aumentó desde octubre (brotación) hasta enero (cosecha). No se presentó diferencias entre los tratamientos para cada fecha de evaluación (Tab. 5). Bertamini et al. (2003), señalan que en condiciones de alta iluminación ocurre reducción de la clorofila en las hojas, debido a su degradación por acción de la enzima clorofilasa. Además, Pallioti et al. (2000) mencionan que las hojas desarrolladas bajo condiciones de sombreamiento tienen mayor concentración de clorofila. Lo anterior no se evidenció en ambos tratamientos, para ninguna de las fechas de medición, debido probablemente a la alta porosidad de la malla (80%) permitiendo un alto paso de luz que no manifestó la respuesta esperada.
Potencial hídrico xilemático
Respecto al potencial hídrico xilemático, se obtuvieron diferencias significativas, tanto en las mediciones realizadas en la etapa de llenado de bayas (a fines de noviembre) como previo a la cosecha (a mediados de diciembre) (Tab. 6). El potencial hídrico xilemático ha sido propuesto como un indicador estándar para determinar el estado hídrico de las plantas (Ferreyra et al., 2002), pues como señalan Choné et al. (2001) es el resultado de la transpiración de la planta, la conductividad hidráulica del suelo y la interacción suelo-raíz, indicando la capacidad que tiene la planta para conducir agua desde el suelo a la atmósfera. Laker (2004) afirma, que el estado hídrico de la planta es afectado por condiciones ambientales como luz, temperatura, humedad relativa, velocidad de viento y DPV. Las plantas expuestas estuvieron sometidas a mayores intensidades de radiación solar lo que conlleva a un mayor déficit hídrico que se traduce en menores potenciales hídricos xilemáticos y según Anten et al. (2010), hojas expuestas a mayores intensidades de viento, como es el caso de las plantas expuestas, presentan una mayor tasa de liberación de vapor de agua impuesto por un mayor DPV en la capa límite. De esta manera, las condiciones generadas por el sistema de cobertura, de disminución de la radiación incidente y velocidad de viento, se tradujeron en un mayor potencial xilemático en las plantas protegidas, pero siempre dentro de rangos aceptables del manejo del riego para ambos tratamientos (Gálvez et al., 2012).
Tabla 6 Potencial hídrico xilemático y déficit de presión de vapor para plantas de uva de mesa 'Thompson Seedless' bajo el sistema de protección y expuestas, medidos a mediodía solar en la etapa de llenado de bayas (25 de noviembre) y una semana previo a la cosecha (8 de diciembre).
Promedios con letras distintas, en columnas, indican diferencia significativa según la prueba t de Student (P≤0,05); ± indica desviación estándar.
Conductancia estomática
Con respecto a la conductancia estomática (Fig. 2 y 3), se presentaron diferencias significativas con mayores resultados en plantas expuestas. Dado que, la conductancia estomática representa la velocidad a la cual se produce el flujo de agua transpirada desde las hojas hacia la atmósfera a través de los estomas, en la medida que los estomas se mantengan abiertos la velocidad será mayor, por al contrario, si es que existe déficit hídrico estos tienden a cerrarse provocando una disminución drástica de la conductancia estomática (Riveros, 2002). Los resultados obtenidos por Sáenz-Diez (2009) indican que hojas bajo una condición de 80% de sombreamiento presentan menores tasas de conductancia estomática que aquellas que se encuentran en una condición de 54% de sombreamiento y plantas totalmente expuestas a la radiación solar. Lo anterior coincide con este estudio, a pesar que el sistema de cobertura que se utilizó genera solamente un 14% de sombreamiento, considerando un valor bajo comparado con la malla utilizada en el estudio desarrollado por Saénz-Diez (2009) (80 y 54% de sombreamiento).
Figura 2 Conductancia estomática para plantas de uva de mesa ‘Thompson Seedless’ bajo el sistema de protección y expuestas en el transcurso del día, en la etapa de llenado de bayas. Promedios con letras distintas, en sentido vertical, indican diferencia significativa según la prueba t de Student (P≤0,05). Noviembre de 2010.
Figura 3 Conductancia estomática para plantas de uva de mesa ‘Thompson Seedless’ bajo el sistema de protección y expuestas en el transcurso del día, 1 semana previa a cosecha. Promedios con letras distintas, en sentido vertical, indican diferencia significativa según la prueba t de Student (P≤0,05). Diciembre de 2010.
Parámetros productivos
No se presentaron diferencias significativas en el rendimiento total por planta, peso de los racimos, sólidos solubles, diámetro de bayas y fruta de rechazo (Tab. 7). Por el contrario, se menciona que plantas de vid más expuestas al viento presentan menores rendimientos que plantas protegidas (Bird et al., 2007), debido principalmente a interrupción de cuajado de bayas, menores tasas de conductancia estomática y daño mecánico. De igual manera, Carey et al. (2007) no encontraron diferencias en relación al rendimiento por planta, peso de bayas y sólidos solubles de vides expuestas al efecto del viento comparado con vides protegidas, indicando que estos parámetros productivos se afectan dependiendo de la diferencia de intensidad de viento y tiempo de exposición de las plantas, lo que queda de manifiesto en este estudio, el cual duró solamente 18 meses.
Color de bayas
No se detectaron diferencias entre los tratamientos en ninguna de las clasificaciones de color (Tab. 8). Greer et al. (2014) afirman que las bayas expuestas a la radiación solar pierden su color verde tornándose amarillas antes que las bayas no expuestas. En este sentido, Suazo (1999) plantea que los racimos 'Thompson Seedless' expuestos a condiciones de sol directo se tornan más amarillos, pudiendo llegar a colores dorados. Claramente el efecto de la cubierta de malla no fue suficiente para disminuir el exceso de luminosidad que recibe el racimo, ni el porcentaje de fruta color ámbar, probablemente por baja retención de luz directa (14%).
CONCLUSIONES
De acuerdo a las condiciones en que se realizó el estudio, se concluye que la temperatura y humedad relativa no se alteraron por el uso de un sistema de cobertura de malla de 80% de porosidad; el sistema de cobertura reduce la velocidad de viento entre un 35 y 55% y la radiación incidente en un 14%. Además, las modificaciones generadas por el sistema de cobertura producen un mayor área foliar, mayor porcentaje de brotación, menores tasas de conductancia estomática y mayores potenciales xilemáticos en las plantas protegidas en relación a las plantas expuestas. También, no se detectaron diferencias en los parámetros productivos y la calidad de la fruta.
