Influencia del uso de cubiertas vegetales sobre la fertilidad del suelo, la expresión vegetativa de la vid y la composición de la uva y del vino en un viñedo de Tempranillo (Vitis vinifera L.) de la D.O.C. Rioja

Abstract

Tillage is the most commonly used soil management technique in vineyards with Mediterranean climate. In order to improve some of the properties of soils as well as the productive and qualitative characteristics of the vines, alternative techniques such as cover crops are employed. Therefore, the main objective of this Thesis was to study the effect of two cover crops, with different agronomic performance, on the soil nutrients availability, the productive and vegetative parameters of the vine and the grape and wine composition, comparing these results to tillage. In this context, an experiment with three different soil management treatments in the inter-row of the vineyard, was carried out for four years (2009-2012). Treatments were: tillage, a cereal cover crop (barley, Hordeum vulgare L.), and, a leguminous cover crop (clover, Trifolium resupinatum L.). The vineyard was a cv. Tempranillo (Vitis vinifera L.), planted in 1999 with a 2.70 x 1.30 m spacing and a VSP (double cordon Royat) trellis system. Soil was classified as Oxyaquic Xerorthent, its pH was basic and the organic matter content was low (< 1 %), texture was loamy for the topsoil and sandy loam in deeper horizons. Results showed differences in soil moisture between treatments for short periods of time from July until the end of August, especially in the clover cover crop treatment at 60 cm deep. The water consumption rate was higher for both cover crops treatments with respect to tillage, although rainfall recharged the soil profile similarly in the three treatments. Regarding soil nutrients availability, the nitrogen fixation capacity of the leguminous crop marked a difference and, in fact, the soil nitrogen availability, in its nitrate form, which is the one that the vine assimilates primarily, was higher in the clover crop treatment from the second year of the experiment with respect to tillage. However, the nitrate form from the soil N was lower for the barley cover crop. This reduction was linked to the nitrogen content of the cover crop aerial biomass. Furthermore, the reintroduction of the cover crop remains in the soil after withering favoured a greater availability of potassium, magnesium and sodium in the soil surface in the fourth year of trial and for the clover treatment when compared to the other two treatments. Cover crops did not affect the phosphorus and calcium soil availability. Although no significant differences were observed in the total biomass production of the two cover crops, from 2010 onwards the concentration of nitrogen, potassium, magnesium, calcium, copper, boron and sodium was higher for clover than for barley cover crop, which reversely had a higher concentration of iron and zinc. However, the different competition of the cover crops for nutrients only had a significant effect over the leaf nitrogen content in the barley treatment in 2011 and 2012. Regarding the vegetative development, the shoot longitudinal development in the barley treatment decreased at bloom in the third year of trial, and the total leaf weight was lower in both cover crops. Cover crops did not significantly change the vineyard production either; although the vine vigour was lower in the barley treatment during the last two years, with lower values of shoot and pruning weights with respect to the other two treatments. Thanks to the vigour reduction, a better balance between vigour and production was achieved with the barley treatment and, therefore, Ravaz index values were within the optimal range for cv. Tempranillo in the A.O.C. Rioja. Regarding the cover crops impact on the grape characteristics, only a berry weight reduction in 2010 and an increase of phenolic compounds in 2012 were observed for the barley cover crop. Levels of Yeast Assimilable Nitrogen (YAN) in the musts changed in the cover crop treatments with respect to tillage; in the clover treatment YAN values were higher in the fourth year of the trial whilst they were lower for barley. Similarly, the presence of cover crops modified the amino acid profile of musts. Total titratable acidity as well as the tartaric acid content and the total polyphenol index showed higher values in the barley than in the other two treatments; as well as the concentrations of biogenic amines and most of the amino acids studied showed lower content for barley treatment. Organoleptically, tasters did not appreciate significant differences between wines, although they showed a preference for those made from the tillage treatment grapes. With all these results in mind, it can be concluded that under the conditions of our experiment, cover crops can be an appropiate alternative to tillage as, in the long term, they can regulate both, the vine vegetative development and its yield, therefore improving the quality of grape and wine and, at the same time, their use does not imply an excessive competition with the vine for both water and nutrients.El laboreo es la técnica de manejo de suelo más utilizada en viñedos de regiones con clima mediterráneo. Sin embargo, para mejorar algunas de las propiedades de los suelos y las características productivas y cualitativas de las vides, una técnica alternativa es el uso de cubiertas vegetales. Por ello, el principal objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido estudiar el efecto del uso de dos especies vegetales, con comportamiento agronómico distinto y como alternativa al laboreo, sobre la disponibilidad de nutrientes del suelo, los parámetros productivos y vegetativos de la vid y la composición de la uva y del vino. En este contexto, se llevó a cabo un ensayo con tres sistemas distintos de gestión del suelo (tratamientos) en las calles del viñedo: laboreo, cubierta vegetal en la que se sembró una gramínea (cebada, Hordeum vulgare L.) y otra cubierta con una leguminosa (trébol, Trifolium resupinatum L.), durante cuatro años (2009-2012). La parcela vitícola, de la variedad Tempranillo (Vitis vinifera L.), se plantó en 1999 con un marco de plantación de 2,70 x 1,30 m y sistema de conducción en espaldera (doble cordón Royat). El suelo de la parcela se clasificó como Xerorthent oxiácuico. Presentaba un pH básico, un contenido en materia orgánica bajo (< 1%) y una clase textural franca en los horizontes superficiales, y franco-arenosa en profundidad. Los resultados han mostrado diferencias de humedad en el suelo debidas a los tratamientos en períodos concretos a partir de julio hasta finales de agosto, especialmente a los 60 cm de profundidad con la utilización de cubierta de trébol. La velocidad de consumo de agua y secado del suelo fue más intensa en las dos cubiertas que en el laboreo; si bien las precipitaciones registradas recargaron el perfil del suelo de manera similar en los tres tratamientos. Por su parte, la disponibilidad nutricional del suelo estuvo marcada por la capacidad fijadora del nitrógeno atmosférico por parte de la leguminosa. Así, respecto al laboreo, con el trébol aumentó, desde el segundo año de ensayo, la disponibilidad en el suelo de nitrógeno en forma nítrica, la forma iónica que principalmente asimila la vid. Sin embargo, con la cubierta de cebada se redujo el nitrógeno nitríco en un rango similar al nitrógeno presente en la biomasa aérea de la cubierta gramínea. Asimismo, la reincorporación de los restos aéreos de las cubiertas tras su agostado favoreció, al cuarto año de ensayo, una mayor disponibilidad de potasio, magnesio y sodio en la superficie del suelo con cubierta de trébol respecto a los otros dos tratamientos. La presencia de las cubiertas no afectó a la disponibilidad de fósforo ni de calcio del suelo. A pesar de que no se observaron diferencias significativas en la producción de biomasa aérea de las dos cubiertas vegetales, a partir del 2010 la concentración de nitrógeno, potasio, magnesio, calcio, cobre, boro y sodio fue mayor en la biomasa del trébol que en la de la cebada, donde se produjo una mayor concentración de hierro y zinc. No obstante, la diferente competencia de las cubiertas vegetales por los nutrientes disponibles en el suelo, afectó de manera significativa al estado nutricional de las cepas, disminuyendo el contenido de N foliar con la cubierta de cebada en 2011 y 2012. Respecto al desarrollo vegetativo, el desarrollo longitudinal de los pámpanos con el tratamiento de cebada disminuyó en la floración del tercer año de ensayo, así como el peso de las hojas con ambas cubiertas. La presencia de las cubiertas vegetales no modificó significativamente la producción del viñedo. El vigor de las cepas disminuyó en los dos últimos años de ensayo con el tratamiento de cebada, alcanzando valores de peso medio del pámpano y de peso de madera de poda menores respecto a los otros dos tratamientos. Con esta reducción del vigor, se consiguió un mejor equilibrio en la relación vigor/producción de las cepas del tratamiento con cubierta de cebada, obteniendo valores del índice de Ravaz dentro del rango considerado óptimo para la variedad Tempranillo en el ámbito de la D.O.Ca. Rioja. En relación a la incidencia de las cubiertas sobre las características de la uva, se observó una disminución del peso de la baya en 2010, y un aumento de los compuestos fenólicos en 2012 con la cubierta de cebada frente a los otros dos tratamientos. Por su parte, los niveles de nitrógeno fácilmente asimilable (N.F.A.) de los mostos se vieron afectados por la especie de cubierta utilizada. Así, respecto al laboreo, el N.F.A. aumentó con la leguminosa al cuarto año de ensayo y disminuyó con la gramínea. De igual modo, la presencia de las cubiertas vegetales modificó el perfil aminoacídico de los mostos. El vino procedente del tratamiento de cubierta de cebada, presentó mayor acidez total, contenido de ácido tartárico e índice de polifenoles totales respecto a los de los otros dos tratamientos. Con la cubierta de cebada también se redujo la concentración de numerosos aminoácidos y la concentración total de aminas biógenas de los vinos. Organolépticamente, los catadores no apreciaron diferencias significativas entre los vinos, si bien mostraron cierta preferencia por los vinos elaborados a partir de uva procedente de parcelas mantenidas con laboreo. Por todo ello, se puede concluir que en las condiciones de nuestro ensayo, la técnica de cubiertas vegetales podría considerarse apropiada como alternativa al laboreo, ya que no supone competencia hídrica ni nutricional excesiva para las cepas e, incluso, a largo plazo, puede conseguir regular el desarrollo vegetativo del viñedo, su rendimiento productivo y mejorar la calidad de la uva y del vino