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Proyecto WINETech
Galicia, 4 de mayo 2011
EL AGUA Y EL VIÑEDO:
Déficit hídrico, ecofisiología y
calidad de uvas y vinos
RIEGO CUALITATIVO DE PRECISIÓN DE LA VID
Hernán Ojeda
ojeda@supagro.inra.fr
Unité Expérimentale de Pech Rouge
Unité Expérimentale de PECH ROUGE
INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
Proyecto WINETech
Galicia, 4 de mayo 2011
Estructura de la presentación
Introducción: el agua, la vid y el cambio climático
Determinación del estado hídrico del viñedo (indicadores,
métodos, …)
Modelos de estrategias de riego en función del objetivo de
producción (efectos del estado hídrico sobre el crecimiento
vegetativo, fotosíntesis, crecimiento y composición de la baya,…)
Aplicaciones, estudios de casos
Conclusiones
Unité Expérimentale de PECH ROUGE
INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
Proyecto WINETech
Galicia, 4 de mayo 2011
Introducción:
El agua y el viñedo
Zonas sin riego:
La disponibilidad de agua del viñedo es uno de los factores principales para
explicar las características del «terroir» y del efecto añada.
El riego del viñedo:
Países del «Nuevo Mundo vitivinícola» 83 % de la superficie vitícola
está regada (580.000 ha)
Europa (<10 %)
Cambio climático?
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INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
1960-2000(
Proyecto WINETech
)
Galicia, 4 de mayo 2011
Reino Unido
333 viñedos en 2002
416 viñedos en 2009
(aprox. 1000 ha)
Malheiro et al. 2010
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1960-2000(
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)
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Malheiro et al. 2010
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INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
Proyecto WINETech1960-2000
2011
-2040
Galicia,
2041-2070
2070-2100
4 de mayo 2011
Malheiro et al. 2010
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Galicia, 4 de mayo 2011
600
A
550
900
Factores culturales
800
Précipitations
- Sistema de conducción
700
ETP avril-septembre
- Poda
y labores 600
en verde
ETP Moyenne
1990-2010
- Fertilización 500
400
- Protección fitosanitaria
300
Funcionamiento
- Manejo del suelo
Aumento de
200 estado
fisiológico de la cepa
- Riego, control del
temperaturas y sequía hídrico
100
500
450
ETP (mm)
400
cambio
climático
350
Precipitaciones (mm)
1000
Factores biológicos
- Variedad (Clones)
- Porta-injerto
300
250 naturales
Factores
200
- Clima
150
- Añada
100
50
- Suelo
0
0
350
300
B
Crecimiento (vegetativo / reproductivo)
Metabolismo (primario / secundario)
250
200
mm
150
100
Factores culturales
50
- Tipo de cosecha
0
-50 cosecha
- Momento de
Características de la uva
-100
Productos de
diversificación
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INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
-150
Procesos enológicos
- Tipo de vinificación
Año
Características
del
vino
- Evolución
Tipo de de
crianza
A:
la evapotranspiración potencial total (ETP) y de las lluvias ; B: Evolución del Indice de Sequía (IS: Tonietto
Cortes 2004). Período abril - septiembre. Años 1990-2010. INRA, Unité Expérimentale de Pech Rouge.
y-Carbonneau
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Introducción:
Sequía = Restricción ambiental
Limitación en agua
“Restricción hídrica”
• restricción controlada
• concepto de “moderada”
• efectos benéficos
Cómo, Cuándo y
Cuánto regar?
“Estrés hídrico”
• concepto de “excesivo”
• disfunción fisiológica
• efectos perjudiciales
(cavitación, thyllose, escaldado,
folletage, fla, ...)
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en VITICULTURE et OENOLOGIE
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Unité Expérimentale de PECH ROUGE
INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
Proyecto WINETech
Galicia, 4 de mayo 2011
Estructura de la presentación
Introducción: el agua, la vid y el cambio climático
Determinación del estado hídrico del viñedo (indicadores,
métodos, …)
Modelos de estrategias de riego en función del objetivo de
producción (efectos del estado hídrico sobre el crecimiento
vegetativo, fotosíntesis, crecimiento y composición de la baya,…)
Aplicaciones, estudios de casos
Conclusiones
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en VITICULTURE et OENOLOGIE
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Vid y riego: Métodos para la caracterización y para la gestión
Métodos no basados en medidas directas sobre la planta :
• estimación de la evapotranspiración del viñedo a partir de datos climáticos;
• estimación de la disponibilidad de agua útil en el suelo;
• utilización de sensores de humedad del suelo (tensiómetros, bloaues de
resistencia eléctrica, sonda de neutrones, sondas FDR y TDR, …);
• cálculo de índices basados en uno o varios métodos
Métodos basados en medidas directas sobre la planta :
• observación de síntomas
• caracterización fisiológica de la planta con porómetros o analizadores de
intercambios gaseosos ;
• el potencial hídrico foliar con la cámara de presión ;
• la transpiración con sensores de flujo de savia;
• la dendrometría para controlar las fluctuaciones de diámetro de tronco;
• la temperatura de la hoja y de la canopia;
• la determinación de la relación isotrópica 13 C / 12 C en la uva y mostos
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en VITICULTURE et OENOLOGIE
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Vid y riego: Métodos para la caracterización y para la gestión
Métodos no basados en medidas directas sobre la planta :
• estimación de la evapotranspiración del viñedo a partir de datos climáticos;
• estimación de la disponibilidad de agua útil en el suelo;
• utilización de sensores de humedad del suelo (tensiómetros, bloaues de
resistencia eléctrica, sonda de neutrones, sondas FDR y TDR, …);
• cálculo de índices basados en uno o varios métodos
Riego
desobre
precisión:
Métodos basados en medidas
directas
la planta :
• observación
de síntomas
decisión
en función de métodos basados en la
• caracterización
fisiológica
de la planta
porómetros
o analizadores
respuesta
fisiológica
de lacon
planta
como
elementode
intercambios gaseosos ;
integrador
de todos
los factores
que
• el potencial
hídrico foliar
con la cámara
de presión
; determinan
• la transpiración conel
sensores
de hídrico
flujo de savia;
estado
del viñedo
• la dendrometría para controlar las fluctuaciones de diámetro de tronco;
• la temperatura de la hoja y de la canopia;
• la determinación de la relación isotrópica 13 C / 12 C en la uva y mostos
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Vid y riego: Métodos para la caracterización y para la gestión
Métodos no basados en medidas directas sobre la planta :
• estimación de la evapotranspiración del viñedo a partir de datos climáticos;
• estimación de la disponibilidad de agua útil en el suelo;
• utilización de sensores de humedad del suelo (tensiómetros, bloaues de
resistencia eléctrica, sonda de neutrones, sondas FDR y TDR, …);
• cálculo de índices basados en uno o varios métodos
Riego
desobre
precisión:
Métodos basados en medidas
directas
la planta :
• observación
de síntomas
decisión
en función de métodos basados en la
• caracterización
fisiológica
de la planta
porómetros
o analizadores
respuesta
fisiológica
de lacon
planta
como
elementode
intercambios gaseosos ;
integrador
de todos
los factores
que
• el potencial
hídrico foliar
con la cámara
de presión
; determinan
• la transpiración conel
sensores
de hídrico
flujo de savia;
estado
del viñedo
• la dendrometría para registrar las fluctuaciones de diámetro de tronco o brotes;
• la temperatura de la hoja y de la canopia;
• la determinación de la relación isotrópica 13 C / 12 C en la uva y mostos
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Unité Expérimentale
PECHpresión
ROUGE
Herramienta de referencia:
cámaradede
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Observación del reflujo de savia
Junta hermética (caucho)
Potencial hídrico
(Ψ
Ψf, Ψb, Ψt )
Medida de la presión
Nitrógeno gaseoso
Válvula
Válvula
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Observación del reflujo de savia
Junta hermética (caucho)
Potencial hídrico
(Ψ
Ψf, Ψb, Ψt )
Medida de la presión
Nitrógeno gaseoso
Válvula
Válvula
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Inconvenientes:
medida manual, puntual y no automatizable
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PECHpresión
ROUGE
Herramienta de referencia:
cámaradede
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Vid y estado hídrico: Métodos para la caracterización y para el control
Métodos no basados en medidas directas sobre la planta :
• estimación de la evapotranspiración del viñedo a partir de datos climáticos;
• estimación de la disponibilidad de agua útil en el suelo;
• utilización de sensores de humedad del suelo (tensiómetros, bloaues de
resistencia eléctrica, sonda de neutrones, sondas FDR y TDR, …);
• cálculo de índices basados en uno o varios métodos
Métodos basados en medidas directas sobre la planta :
• observación de síntomas
• caracterización fisiológica de la planta con porómetros o analizadores de
intercambios gaseosos ;
• el potencial hídrico foliar con la cámara de presión ;
• la transpiración con sensores de flujo de savia;
• la dendrometría para registrar las fluctuaciones de diámetro de tronco o brotes;
• la temperatura de la hoja y de la canopia;
• la determinación de la relación isotrópica 13 C / 12 C en la uva y mostos
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INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
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Flujo de savia por balance de calor
Estación meteorológica
(T°C, HR%, Rg, Vel.
Viento,…)
→ Evapotranspiración
Panel solar
60W
Flujo de savia
→ Transpiración
Sensores
Regulador
de tensión
PC / servidor
Módulo de
comunicación
por radio
Central de
adquisición
Regulador
solar
Batería
12V - 90Ah
Batería
12V
Web
adquisición
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INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
alimentación
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Flujo de savia por balance de calor
350
300
200
150
100
50
21/08/07 00:00
20/08/07 00:00
19/08/07 00:00
18/08/07 00:00
17/08/07 00:00
16/08/07 00:00
15/08/07 00:00
14/08/07 00:00
13/08/07 00:00
0
12/08/07 00:00
g/h/vine
250
Date / hours
(Fruition Science)
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Flujo de savia por balance de calor
450
400
regado, Ψb= -0,4 MPa
no regado, Ψb= -0,9 MPa
sap-flow (gr/h)
350
300
250
3,99 L / día
200
150
100
2,09 L / día
50
0
00:00
04:48
09:36
14:24
19:12
Unité Expérimentale de PECH ROUGE
INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
00:00
(Prieto 2008)
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Estructura de la presentación
Introducción: el agua, la vid y el cambio climático
Determinación del estado hídrico del viñedo (indicadores,
métodos, …)
Modelos de estrategias de riego en función del objetivo de
producción (efectos del estado hídrico sobre el crecimiento
vegetativo, fotosíntesis, crecimiento y composición de la baya,…)
Aplicaciones, estudios de casos
Conclusiones
Unité Expérimentale de PECH ROUGE
INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
0
-2
-5
-8
-4
-8
-11
-6
-11 -14
-8
-14 -16
Crecimiento
herbáceo de
la baya
Maduración
cosecha
0
Crecimiento
del brote
envero
0
Modelos de estrategias de riego
Período vegetativo
floracióncuaje
Potencial
hídrico
Ψb Ψt Ψh
brotación
Cámara de presión
Galicia, 4 de mayo 2011
Postcosecha
potencial hídrico de base (Ψb), potencial de tallo (Ψt), potencial de hoja al mediodía (Ψf)
Unité Expérimentale de PECH ROUGE
INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
caída de hojas
Proyecto WINETech
0
-2
-5
-8
-4
-8
-11
-6
-11 -14
-8
-14 -16
Crecimiento
herbáceo de
la baya
Maduración
cosecha
0
Crecimiento
del brote
envero
0
Modelos de estrategias de riego
Período vegetativo
floracióncuaje
Potencial
hídrico
Ψb Ψt Ψh
brotación
Cámara de presión
Galicia, 4 de mayo 2011
Postcosecha
potencial hídrico de base (Ψb), potencial de tallo (Ψt), potencial de hoja al mediodía (Ψf)
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en VITICULTURE et OENOLOGIE
caída de hojas
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0
-2
-5
-8
-4
-8
-11
-6
-11 -14
-8
-14 -16
Maduración
cosecha
0
Crecimiento
herbáceo de
la baya
envero
0
Crecimiento
del brote
floracióncuaje
Potencial
hídrico
Ψb Ψt Ψh
brotación
Cámara de presión
Modelos de estrategias de riego
Período vegetativo
Postcosecha
potencial hídrico de base (Ψb), potencial de tallo (Ψt), potencial de hoja al mediodía (Ψf)
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INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
caída de hojas
Proyecto WINETech
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Evolución de la dirección del flujo liberiano
luego de la fotosíntesis y tasa de crecimiento
de diferentes órganos durante el ciclo
vegetativo (Champagnol, según varios autores)
brotación
floración
Unité Expérimentale de PECH ROUGE
envero
maduración cosecha
INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
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Galicia, 4 de mayo 2011
Evolución de la dirección del flujo liberiano
luego de la fotosíntesis y tasa de crecimiento
de diferentes órganos durante el ciclo
vegetativo (Champagnol, según varios autores)
bayas
raíces
brotes
tronco
brotación
floración
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envero
maduración cosecha
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Galicia, 4 de mayo 2011
0
-2
-5
-8
-4
-8
-11
-6
-11 -14
-8
-14 -16
Maduración
cosecha
0
Crecimiento
herbáceo de
la baya
envero
0
Crecimiento
del brote
floracióncuaje
Potencial
hídrico
Ψb Ψt Ψh
brotación
Cámara de presión
Modelos de estrategias de riego
Período vegetativo
Postcosecha
potencial hídrico de base (Ψb), potencial de tallo (Ψt), potencial de hoja al mediodía (Ψf)
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INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
en VITICULTURE et OENOLOGIE
caída de hojas
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Galicia, 4 de mayo 2011
0
-2
-5
-8
-4
-8
-11
-6
-11 -14
-8
-14 -16
Maduración
cosecha
0
Crecimiento
herbáceo de
la baya
envero
0
Crecimiento
del brote
floracióncuaje
Potencial
hídrico
Ψb Ψt Ψh
brotación
Cámara de presión
Modelos de estrategias de riego
Período vegetativo
Postcosecha
potencial hídrico de base (Ψb), potencial de tallo (Ψt), potencial de hoja al mediodía (Ψf)
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caída de hojas
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Tasa estacional de consumo de macroelementos en vid
Fuente: Fregoni, 1985
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0
-2
-5
-8
-4
-8
-11
-6
-11 -14
-8
-14 -16
Maduración
cosecha
0
Crecimiento
herbáceo de
la baya
envero
0
Crecimiento
del brote
floracióncuaje
Potencial
hídrico
Ψb Ψt Ψh
brotación
Cámara de presión
Modelos de estrategias de riego
Período vegetativo
Postcosecha
potencial hídrico de base (Ψb), potencial de tallo (Ψt), potencial de hoja al mediodía (Ψf)
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caída de hojas
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Crecimiento de la baya y restricción hídrica (Syrah)
Peso (g)
Sin
restricción
1,93
Restricción
hídrica
antes del
envero
0,98
1,32
Restricción
hídrica
después del
envero
1,66
Ojeda 1999
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Compuestos fenólicos y restricción hídrica:
3-flavanoles (taninos catequinos monómeros)
Por baya
Por kg de uva
1,2
a
600
1200
b
a
b
400
200
1000
0
T S1 S2 S3
800
600
0,8
0,6
0,47 c
0,4
0,2
400
0
1,00 a
0,94 a
0,85 b
1,0
mg de catequina
mg de catequina kg-1
1400
20
40
60
80
100 120
T
Días desde antesis
S1
S2
S3
(sin déficit)
0
20
40
60
80
100 120
Días desde antesis
Déficits hídricos
Unité Expérimentale de PECH ROUGE
tempranos reducen
la
H. Ojeda 1999
(post-envero)
INNOVATION, DIVERSIFICATION et DURABILITÉ
síntesis de taninos
(pre-envero)
en VITICULTURE et OENOLOGIE
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0
-2
-5
-8
-4
-8
-11
-6
-11 -14
-8
-14 -16
Maduración
cosecha
0
Crecimiento
herbáceo de
la baya
envero
0
Crecimiento
del brote
floracióncuaje
Potencial
hídrico
Ψb Ψt Ψh
brotación
Cámara de presión
Modelos de estrategias de riego
Período vegetativo
Postcosecha
potencial hídrico de base (Ψb), potencial de tallo (Ψt), potencial de hoja al mediodía (Ψf)
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caída de hojas
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