Desarrollo de índices fisiológicos para determinar el óptimo Estrés Hídrico en Olivo cv. Arbequina

37 p.Un estudio fue realizado en un huerto de olivos (Olea europaea L. cv Arbequina) para establecer relaciones entre los potenciales hídricos de antes del amanecer (Ψpd), de xilema (Ψx) y de hoja al medio día (Ψmd) con la tasa fotosintética (A), conductancia estomática (gs) y transpiración (E). El ensayo, ubicado en el valle Pencahue (Región del Maule, Chile), fue realizado sobre árboles de 7 años de edad, conducidos en monocono y regados por gotero. El diseño experimental fue completamente al azar, con cuatro tratamientos basados en mediciones de Ψx: T1 = nulo-leve (−1,75 MPa); T2 = leve-moderado (−3,5 MPa); T3 = moderado-severo (−4,8 MPa) y T4 = severo (−6,0 MPa). Los resultados indicaron que existieron correlaciones altamente significativas entre Ψx vs Ψmd (r2 = 0,85), Ψx vs Ψpd (r2 = 0,90) y Ψmd vs Ψpd (r2 = 0,87). Además, en el estudio se observa una alta correlación no lineal entre Ψpd vs A (r2 = 0,82); Ψpd vs gs (r2 = 0,78); Ψpd vs E (r2 = 0,76); Ψx vs A (r2 = 0,78); Ψx vs gs (r2 = 0,80); Ψx vs E (r2 = 0,77); Ψmd vs A (r2 = 0,73); Ψmd vs gs (r2 = 0,67) y Ψmd vs E (r2 = 0,72). Es importante indicar que estas correlaciones no lineales presentaron una disminución exponencial hasta los −3,0; −3,6 y −5,5 MPa de Ψpd, Ψx y Ψmd, respectivamente, para luego decrecer en forma lineal. Los resultados de este estudio sugirieron que los umbrales fisiológicos para determinar la óptima frecuencia de riego en olivo pueden ser −1,3, −2,1 y −3,6 MPa para Ψpd, Ψx y Ψmd, respectivamente. Palabras claves: Olea europaea, Estado hídrico, Potencial hídrico de hoja antes del amanecer, Potencial hídrico de xilema, Potencial hídrico de hoja al mediodía, Tasa fotosintética, Conductancia estomática, Transpiració

Caracterizacion espacial de un vinedo utilizando un espectroradiometro portatil

57 p.En el presente se caracterizó espacial y temporalmente un viñedo mediante la información obtenida por un Espectro-radiómetro portátil (CROPSCAN MSR 16R). El ensayo se ubicó en un viñedo comercial cv. Merlot de la comuna de San Clemente (Fundo el Maitén, Viña Calina, 35º 25’ LS; 71º 32’ LO; 136 m.s.n.m.), Región del Maule, Chile, durante la temporada 2008-2009. Así, se pudo cuantificar separadamente diferentes longitudes de ondas, tanto del espectro visible como del rango infrarrojo. Esto permitió discriminar espectralmente la cobertura vegetal del viñedo y su variabilidad espacial, todo esto a través del cálculo del Índice de vegetación de la diferencia normalizada (NDVI). Las mediciones se realizaron en una grilla regular de 20 x 20 m previamente geo-referenciada con un Sistema de Posicionamiento Global Diferencial (DGPS). Como resultado se obtuvo la generación de cartografías de NDVI en periodos claves del viñedo. Esta cartografía permitió dividir al cuartel vitícola en zonas de manejo homogéneo en base a áreas con crecimiento vegetativo diferenciado. Se observaron tres zonas, las cuales mostraron un patrón bastante dinámico entre floración y cuaja, mientras que entre pinta y cosecha el patrón espacial fue relativamente estable, pudiéndose establecer potenciales zonas de cosecha diferenciada

Estimation of vineyard water requirements using satellite-based surface energy balance

115 p.Since the 90's as a consequence of the Global Warming and the “La Niña” (ENSO) phenomena, the Chilean wine industry has been forced to increase irrigation systems investments, adopting new strategies of irrigation scheduling to improve the vineyard water use efficiency without affecting the grapes yield and quality. To develop an adequate irrigation strategy, the first step has been to estimate the vineyard water uptake or actual evapotranspiration ETa).Traditionally, vineyard ETa has been estimated by multiplying the reference evapotranspiration (ETo) by a single crop coefficient (Kc). Unfortunately, a major uncertainty in this approach is that many Kc values reported in literature are empirically determined from point-based measurements, and they are unable to describe the spatial variability of vineyard Kc, for each phenological stage. Recent advancements in using satellite remote sensing to determine ETa over space and time have made it possible to assess the variation in crop ETa at low-cost. One of the most cited remote sensing-based algorithms is METRIC (Mapping EvapoTranspiration at high Resolution with Internalized Calibration) which is a onedimensional surface energy based residual model that has been extensively customized for application in full covered crops. For sparse crops such vineyards, as far as we know the application of METRIC to estimate ETa and Kc is still unexplored. In this way, this thesis was developed with the aim of critically study the applicability of METRIC over a drip-irrigated Merlot vineyard. To meet this, a study was carried out during the 2006-2007, 2007-2008 and 2008-2009 growing seasons. METRIC-based estimations were compared against ground measurements of vegetation indexes, surface energy balance components and vineyard ETa. Results indicated that METRIC’s semi-empirical sub-models for estimate vegetation indexes should be calibrated before its direct application to vineyards (Chapter 2). On the other hand, in the evaluation of METRIC to estimate the different components of the vineyard surface energy balance, results indicated that the compensation between the instantaneous fluxes of net radiation, soil heat fluxes and latent heath fluxes produced acceptable estimations of latent heat luxes (error less than 10%) to extrapolate them to daily (24 h) evapotranspiration (ETa) (Chapter 3). Finally for the main phenological stages of the Merlot vineyard, METRIC overestimated the Kc by about 10% in relation to ground measurements. However, those errors did not significantly affect the overall performance of METRIC during the study period into the estimation of daily (24 h) ETa and Kc (Chapter 4). Results exposed from Chapters two to four suggest that it is possible to confirm that the METRIC model can be used for obtain relatively good estimations of the vineyard ETa during the complete growing season

Effects of Three Irrigation Strategies on Gas Exchange Relationships, Plant Water Status, Yield Components and Water Productivity on Grafted Carménère Grapevines

In the Chilean viticultural industry, Carménère is considered an emblematic cultivar that is cultivated mainly in arid and semi-arid zones. For this reason, it is necessary to use precise irrigation scheduling for improving water use efficiency (WUE), water productivity (WP), yield and wine quality. This study evaluated the effects of three deficit irrigation strategies on gas exchange variables, WUE, WP and yield components in a drip-irrigated Carménère vineyard growing under semi-arid climatic conditions during two consecutive seasons (2011/12 and 2012/13). The irrigation strategies were applied in completely randomized design from fruit set (S) to harvest (H). The first irrigation strategy (T1) involved continuous irrigation at 100% of actual evapotranspiration (ETa) from S to the veraison (V) period and at 80% of ETa from V to H. The second irrigation strategy (T2) involved irrigation at 50% of ETa from S to H and the third one (T3) involved no-irrigation from S to V and at 30% of ETa from V to H. The results indicated that there was a significant non-linear correlation between net CO2 assimilation (AN) and stomatal conductance (gs), which resulted in three zones of water stress (zone I = gs > 0.30 mol H2O m-2s-1; zone II = between 0.06 and 0.30 mol H2O m-2s-1; and zone III = gs < 0.06 mol H2O m-2s-1). The use of less water by T2 and T3 had a significant effect on yield components, with a reduction in the weight and diameter of grapes. A significant increase in WP (7.3 kg m-3) occurred in T3, which resulted in values of WUE that were significantly higher than those from T1 and T2. Also, a significant non-linear relationship between the integral water stress (SIΨ) and WP (R2 = 0.74) was established. The results show that grafted Carménère vines were tolerant to water stress although differences between cultivars/genotypes still need to be evaluated

Yield and Water Productivity Responses to Irrigation Cut-off Strategies after Fruit Set Using Stem Water Potential Thresholds in a Super-High Density Olive Orchard

An increase in the land area dedicated to super-high density olive orchards has occurred in Chile in recent years. Such modern orchards have high irrigation requirements, and optimizing water use is a priority. Moreover, this region presents low water availability, which makes necessary to establish irrigation strategies to improve water productivity. An experiment was conducted during four consecutive growing seasons (2010–2011 to 2013–2014) to evaluate the responses of yield and water productivity to irrigation cut-off strategies. These strategies were applied after fruit set using midday stem water potential (Ψstem) thresholds in a super-high density olive orchard (cv. Arbequina), located in the Pencahue Valley, Maule Region, Chile. The experimental design was completely randomized with four irrigation cut-off treatments based on the Ψstem thresholds and four replicate plots per treatment (five trees per plot). Similar to commercial growing conditions in our region, the Ψstem in the T1 treatment was maintained between -1.4 and -2.2 MPa (100% of actual evapotranspiration), while T2, T3 and T4 treatments did not receive irrigation from fruit set until they reached a Ψstem threshold of approximately -3.5, -5.0, and -6.0 MPa, respectively. Once the specific thresholds were reached, irrigation was restored and maintained as T1 in all treatments until fruits were harvested. Yield and its components were not significantly different between T1 and T2, but fruit yield and total oil yield, fruit weight, and fruit diameter were decreased by the T3 and T4 treatments. Moreover, yield showed a linear response with water stress integral (SΨ), which was strongly influenced by fruit load. Total oil content (%) and pulp/stone ratio were not affected by the different irrigation strategies. Also, fruit and oil water productivities were significantly greater in T1 and T2 than in the T3 and T4. Moreover, the T2, T3, and T4 treatments averaged 37, 51, and 72 days without irrigation which represented 75–83, 62–76, and 56–70% of applied water compared with T1, respectively. These results suggest that using the T2 irrigation cut-off strategy could be applied in a super-high density olive orchard (cv. Arbequina) because it maintained yields, saving 20% of the applied water

Evaluacion del modelo aerodinamico simplificado para determinar la evapotranspiracion en soya (Glycine max cv. Paoki)

Resumen (Spanish, English)39 p.La evapotranspiración (ET) es importante en la determinación de las necesidades de agua de los cultivos, el diseño y operación de los sistemas de riego. Para estimarla se han desarrollado varios métodos los que además de presentar diferentes grados de error deben ser calibrados localmente. El Modelo Aerodinámico Simplificado (MAS), estima la ET en forma directa (no necesita de calibración) y se basa en el principio físico del balance de energía para un cultivo. La energía que recibe un sistema cultivo desde el sol se denomina radiación neta (Rn), y es la que emplea dicho sistema para realizar 3 procesos: incrementar la temperatura del suelo (flujo de calor del suelo, G), producir el calentamiento del ambiente (flujo de calor sensible, H), y el cambio de agua líquida a gaseosa (flujo de calor latente, LE), proceso conocido como ET. El objetivo de esta investigación fue evaluar el Modelo Aerodinámico Simplificado como estimador del flujo de calor latente (LE) sobre un cultivo de soya, empleando datos meteorológicos registrados por estaciones automáticas pertenecientes al Instituto Nacional de Investigación Agraria (INRA) en Francia; y comparados con los obtenidos por el modelo de Bowen, que es uno de los más exactos y simples usados en investigación. Los resultados mostraron que, en promedio, el MAS presentó una línea de regresión que pasa por el origen con pendiente estadísticamente uno (α = 0,05) y una desviación estándar del error de 46 W m-2. La principal dificultad del modelo se refiere a las propiedades aerodinámicas de los cultivos, las que debieron ser estimadas. Lo anterior revela que este modelo podría ser una herramienta eficaz en la estimación del calor latente y de la evapotranspiración

Efecto del despunte y dos niveles de riego en la concentracion de principios activos y rendimiento en matico (Buddleja globosa Hope)

Resumen (Spanish, English)41 p.En un cultivo de matico (Buddleja globosa Hope), ubicado en la estación experimental Panguilemo de la Universidad de Talca (35º 23’ 13” LS y 71º 40’42” LW), se evaluó, durante su primer año, el efecto de un despunte de ápices y dos niveles de riego en la concentración de principios activos y en los caracteres de rendimiento de las plantas. Para ello se utilizó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial 2x2, donde el factor bloqueado fue el origen de las plantas y los factores evaluados fueron el riego (R1= suelo a 55%CC y R2= suelo a 20 % CC) y la poda (P1= plantas podadas y P2= plantas no podadas). El riego fue un factor determinante en los caracteres de rendimiento de las plantas, así como también en la concentración de taninos, encontrándose los valores mayores para estas variables en el sector R1. La realización de una poda tuvo un efecto positivo sólo para el área foliar de las hojas y el número de brotes emitidos por las plantas, mostrándose valores superiores en las plantas podadas pero sin producir un aumento del peso fresco de ellas. El factor poda no afectó la concentración de los principios activos presentes en las hojas

Efecto de distintas combinaciones de reposicion hídrica post-cuaja y post-pinta sobre la composicion quimica de mostos y vinos cv. Cabernet sauvignon.

39 p.Durante la temporada de crecimiento 2000-2001, se realizó un experimento para evaluar el efecto de tres niveles de reposición hídrica durante la etapa de post-cuaja y post-pinta, sobre la composición química de mostos y vinos. El ensayo se realizó en un viñedo comercial (cv. Cabernet Sauvignon) ubicado en el valle de Pencahue, Región del Maule, Chile (35° 22´ LS; 71° 47´ LW). El viñedo de 7 años de edad fue regado por goteo y conducido en un sistema de Espaldera Vertical Simple (VSP). Los tratamientos de riego consistieron en la reposición de 40%, 70 % y 100 % de la evapotranspiración real (Etreal) durante los peri dos de post-cuaja y post-pinta. Los resultados obtenidos en este estudio indicaron que la acidez titulable del mosto disminuye cuando ocurre una restricción hídrica de un 40 % durante los periodos de postcuaja y post-pinta. La concentración de sólidos solubles disminuye cuando se aplica una restricción hídrica de un 40 % o 70 % de la Etreal durante postcuaja y post-pinta, respectivamente. También, se observó que una restricción hídrica de un 40 % durante post-pinta incrementó la acidez titulable del vino, mientras que el azúcar residual disminuyó. La intensidad colorante del vino se incrementó con una restricción hídrica de 40% y 70 % durante los periodos de pre y post pinta. Por el contrario, la concentración fenólica se incrementó solo cuando se aplicaron tratamientos de restricción hídrica durante el periodo de post-cuaja

Relaciones entre información espectral y variables fisiológicas en hojas de olivo (cv. Arbequina)

28 p.Diversos autores han establecido criterios de riego en base a mediciones fisiológicas, principalmente de conductancia estomática (gs) y potencial hídrico de xilema (Ψx). Sin embargo, estas mediciones fisiológicas presentan problemas a la hora de ser utilizadas en la programación de riego (medición lenta y poco representativa). Por ello, es necesaria la búsqueda de otras alternativas de monitoreo para la programación del riego. La espectro-radiometría junto a la adquisición de firmas de reflectancia espectral ha permitido profundizar en el conocimiento de la respuesta espectral de materiales y superficies de las hojas (Milton et al., 2009). Para el caso de las superficies de las hojas varios índices de vegetación (IV) se han desarrollado durante los últimos años (Castro, 1999). Al respecto, la firma espectral de las hojas de olivo puede ser utilizadas para estimar variables fisiológicas de los árboles, pudiendo de esta forma ser utilizadas en la programación del riego.Se realizó un estudio en hojas de olivos (Olea europaea L. cv. Arbequina) para establecer relaciones entre los índices vegetacionales versus variables fisiológicas (para arboles de olivo sometidos a distintas condiciones de estrés hídrico). Los índices vegetacionales estudiados fueron el índice del agua (WI), índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) e índice de reflectancia fotoquímica (PRI) mientras que las variables fisiológicas fueron potencial hídrico de xilema (Ψx), tasa fotosintética (An) y conductancia estomática (gs). El ensayo, ubicado en el valle Pencahue (Región del Maule, Chile), fue realizado sobre árboles de 9 años de edad, conducidos en sistema monocono y regados por goteros de 2 L/h. El diseño experimental fue completamente al azar, con cuatro tratamientos; un tratamiento control (> -2,3 MPa) y 3 tramientos de déficit hídricos, los cuales consistieron en suspender por completo el riego desde cuaja y hasta alcanzar umbrales de potenciales hídricos de −3,5 MPa (leve), −5,0 MPa (moderado) y −6,0MPa (severo). Las mediciones de los índices vegetacionales (WI, NDVI y PRI), potencial hídrico de xilema (Ψx) e intercambio gaseoso (An, gs) se realizaron con un espectro- radiómetro, una cámara de presión y un analizador de gases infrarrojo, respectivamente. Los resultados de este estudio indicaron que existieron correlaciones altamente significativa entre Ψx vs WI (coeficiente de determinación (r2)= 0,46), Ψx vs NDVI (r2 = 0,39) y Ψx vs PRI (r2= 0,56). Para las variables del intercambio gaseoso se observó una menor correlación con valores de r2 que variaron entre 0,19 (Ψx vs NDVI) y 0,38 (Ψx vs PRI). Los resultados de este estudio sugirieron que PRI puede ser usado para estimar el estado hídrico en hojas de olivos sometidos a diferentes niveles de estrés hídrico. Palabras claves: Olea europaea, estado hídrico, potencial hídrico de xilema, tasa fotosintética,conductancia estomática , WI PRI, NDVI./ABSTRACT:Several authors have established irrigation strategies based on physiological measurements such as stomatal conductance (gs) and midday stem water potential (Ψx). However, these physiological measurements have problems when used in irrigation scheduling (measurement was slow and not very representative). Therefore, the search for new alternatives for irrigation management is required. The spectro-radiometry with the acquiring spectral reflectance signatures has allowed to study spectral response of material and leaf surfaces (Milton et al., 2009). For leaf surface, several vegetational cover vegetation indexes (IV) have been developed during the last years (Castro, 1999). In this regard, the spectral signature can be used to estimate physiological variables of olive leaves with the aim of irrigation management.A study was performed on leaves of olive trees (Olea europaea L. cv. Arbequina) to establish relationships between the vegetation indexes versus physiological variables (for olive trees under different conditions of water stress). The vegetation indexes studied here are the water index (WI), index of normalized difference vegetation index (NDVI) and photochemical reflectance index (PRI). The midday water potential (Ψx), photosynthetic rate (W) and stomatal conductance (gs) were measured as physiological variables. The study, carried out in the Pencahue valley (Maule, Chile) was conducted on 9 year-old trees trained on a monocone system and irrigated by emitters of 2 L/h. The experimental design was completely randomized using four treatments; control treatment (Ψx > -2.3 MPa) and 3 water stressed treatments which consisted of stopping the water application from setting until reaching the threshold values of Ψx equal to -3.5 MPa (mild), -5.0 MPa (moderate) and -6,0MPa (severe).Measurements of vegetation indexes (WI, NDVI and PRI), Ψx and gas exchange (An and gs) were performed with a spectrophotometer radiometer, a pressure chamber and infrared gas analyzer, respectively. The results of this study indicated that there were highly significant correlations between Ψx vs WI (coefficient of determination (r2)= 0.46), Ψx vs NDVI (r2 = 0.39) and Ψx vs PRI (r2 = 0.56). For variables of gas exchange, it was observed a lower correlation with r2 values ranging from 0.19 (Ψx vs NDVI) and 0.38 (Ψx vs PRI). The results of this study suggested that PRI can be used to estimate the water status in olive leaves under different levels of water stress.Keywords: Olea europaea, hydric state, xylem water potential, photosynthetic rate, stomatal conductance, WI, PRI, NDVI