Un nuevo sistema multifuncional de riego de viñedos que aborda el cambio climático

El reciente informe climático del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático es preocupante: La temperatura de la superficie del globo terrestre fue 1,09 °C más alta en el periodo 2011-2020 que en el periodo 1850-1900. El exceso de calor experimentado en las últimas décadas, junto con la intensa radiación solar y los elevados déficits de presión de vapor (VPD), asolan los viñedos italianos, especialmente desde la fase previa al envero. Como han señalado varios autores, cuando el exceso termo-radiativo se cruza con la deficiencia hídrica, se produce una mezcla explosiva, y la vid (Vitis vinifera L.) responde a este estrés múltiple, mediante mecanismos activos y pasivos de regulación estomática. Este comportamiento, destinado a reducir la embolia de los vasos del xilema, influye en el intercambio gaseoso en función del estado fenológico y de la variedad. En particular, algunos cultivares, como Sangiovese, mantienen una buena conductancia estomática hasta valores de potencial del tallo de -1,8 MPa. Otros, como Montepulciano, cierran completamente sus estomas a potenciales menos negativos, comprometiendo la maduración de la uva. Cuando el estrés se agrava, las vides experimentan fotoinhibición y una subsiguiente caída de los rendimientos, agravada por las quemaduras solares. Esta condición da lugar a uvas con bajo contenido en ácidos orgánicos, pH elevado y color alterado debido a la reducción de la biosíntesis y degradación de los polifenoles. El resultado son vinos blancos con baja acidez y tintos con mala coloración.

A este respecto, estudios recientes realizados en la Universidad de Bolonia, han revelado un efecto positivo de la reducción de la temperatura de los racimos en la composición de las bayas rojas, cuando superan el umbral crítico de 35 grados centígrados. Para reducir el impacto negativo de estas condiciones climáticas, se dispone actualmente de algunas técnicas agronómicas a corto plazo, como la aplicación foliar de caolín y zeolita y las técnicas de riego inteligente.

Entre ellas, la aplicación de riego nebulizado se estudió ampliamente en los años setenta y resultó especialmente eficaz para reducir el estrés hídrico en los frutales. En particular, el uso de aspersores aéreos en varias plantaciones han mostrado resultados alentadores en la reducción de los daños por calor. Por ello, en los años siguientes se desarrollaron sistemas de nebulización para enfriar evaporativamente la cubierta vegetal de las vides y reducir al mismo tiempo tanto el consumo de agua como la humectación foliar y, en consecuencia, las enfermedades de las plantas. En Australia se obtuvieron resultados interesantes sobre el control térmico en Cabernet Sauvignon con el mencionado sistema colocado en el interior de la cubierta vegetal pero activado manualmente en función de las previsiones meteorológicas.

Partiendo de estas premisas, el sistema de riego multifuncional desarrollado en la Universidad de Bolonia y en colaboración con Rivulis Irrigation e iFarming srl resulta ser una solución adaptativa al cambio climático actual, es decir, a los efectos negativos de las olas de calor y la escasez de agua durante el periodo vegetativo en el viñedo. El sistema de riego se denomina multifuncional porque consta de una única tubería que permite tanto la pulverización de agua dentro de la cubierta vegetal, para enfriar la zona de los racimos, como la defensa contra los daños causados por las heladas tardías. Las funciones se activan automáticamente en función de parámetros físicos detectados continuamente por un red inalámbrica de sensores WSN (Wireless Sensor Network) y mediante actuadores situados aguas arriba de las electroválvulas.

El sistema automático de nebulización

El sistema de riego multifuncional consta tanto de una red de sensores como de un actuador que activa los nebulizadores cuando se superan los umbrales identificados para cada variedad objeto de estudio (Figura 1). En detalle, el sistema consta de una parte hardware:

• una unidad de control conectada a los sensores (nodos) capaz de registrar continuamente los valores de humedad relativa y temperatura del suelo y de la cubierta vegetal (iFarming srl);
• una línea de riego con nebulizadores (mod. RIVULIS FL., Rivulis Irrigation).

La parte informática analiza los datos microclimáticos y envía impulsos a una electroválvula que regula automáticamente la apertura y el cierre del sistema de nebulización. El sistema funciona mediante ciclos programados en función de las características varietales y se activa cuando se supera el umbral de 35°C.

Figura 1. Detalles del sistema automático de nebulización.

Experiencias sobre el acondicionamiento de zonas en racimo en la Universidad de Bolonia

El primer prototipo de sistema de riego con control climático se instaló en viñedos de Sangiovese en maceta en 2019.  En años posteriores, el sistema probado en maceta se implementó en un viñedo de llanura en la estación experimental de la Universidad de Bolonia (Cadriano, BO) en dos variedades: Sangiovese y Pignoletto, variedades tinta y blanca respectivamente (Figura 2).

Figura 2. Implementación del sistema de riego multifuncional en macetas y activación del sistema de nebulización en condiciones de campo.

Los ensayos experimentales se llevaron a cabo durante la campaña 2022 tanto en viñas cultivadas en maceta como en viñas cultivadas en el campo. En macetas, las vides de Sangiovese -regadas en la fase previa al envero- se sometieron a un régimen de restricción hídrica durante unas 4 semanas. En concreto, las vides recibieron el 50% del agua perdida por transpiración durante el mes de agosto y se distribuyeron en dos bloques: C, control; FOG, rociado en la zona de racimos. Por el contrario, las vides adultas de Sangiovese y Pignoletto cultivadas en campo abierto fueron sometidas a un régimen de restricción hídrica desde antes del envero hasta la vendimia. Como se ha indicado anteriormente, en condiciones de campo, se comparó un bloque de control (C) con la nebulizada en la zona de los racimos (FOG).

El sistema de nebulización de la zona de racimos (FOG) -activado a distancia y automáticamente cuando se producían condiciones termo-radiativas identificadas como críticas- resultó eficaz para reducir la temperatura de las bayas. El descenso de la temperatura repercutió positivamente en la reducción de los daños por quemaduras solares y se tradujo en un aumento del rendimiento de aproximadamente un 20% en comparación con las vides de control. Además, el efecto de enfriamiento benefició a toda la cubierta vegetal, que respondió con un aumento del intercambio gaseoso (fotosíntesis y conductancia estomática). No se mostraron diferencias entre tratamientos en términos de maduración tecnológica y fenólica, pero se encontró una tendencia positiva en la acumulación de color en las uvas tintas para las vides tratadas con nebulización. En conclusión, el sistema de enfriamiento de la zona del racimo parece ser una excelente herramienta para reducir el efecto negativo de múltiples estreses estivales.

Autor: Gabriele Valentini

Este proyecto, presentado por Rivulis en el Innovation Challenge Lucio Mastroberardino 2023 -el concurso organizado en el seno de Enovitis en campo que premia las innovaciones más interesantes frente a los retos modernos del sector vitivinícola-, ganó los premios de Nuevas Tecnologías por el valor innovador de la técnica desarrollada y los alentadores resultados puestos de relieve.