PRERIVID:
Predicción de necesidades hídricas del viñedo para un uso sostenible del agua de riego
Marta Rodríguez-Febereiro, David Rey, Débora Franco, Rubén Pérez-Añon, Mar Vilanova, Christian Rey, Jesús. Yuste, J. Martínez-Barberá, Raúl FerrerGallego y Javier J. Cancela
GI-1716. Proxectos e Planificación. Universidade de Santiago de Compostela MONET Tecnología e Innovación SL
Quinta de Couselo
Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV), CSIC-Universidad de La Rioja-Gobierno de La Rioja
Quinta Sardonia
Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACYL)
Bodegas Enguera
CIDE-Centro de Investigaciones sobre Desertificación (CSIC-UV-GVA)
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PRERIVID: Predicción de necesidades hídricas del viñedo para un uso sostenible del agua de riego
Marta Rodríguez-Febereiro1, David Rey2, Débora Franco2 , Rubén Pérez-Añon3, Mar Vilanova4 , Christian Rey5, Jesús. Yuste6, J. Martínez-Barberá7, Raúl Ferrer-Gallego8 y Javier J. Cancela1*
1GI-1716. Proxectos e Planificación. Universidade de Santiago de Compostela. Campus de Lugo, Lugo
2 MONET Tecnología e Innovación SL. Nigrán, Pontevedra
3 Quinta de Couselo. O Rosal, Pontevedra
4 Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV), CSIC-Universidad de La Rioja-Gobierno de La Rioja. Logroño, La Rioja
5 Quinta Sardonia. Sardón de Duero, Valladolid
6 ITACYL. Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León. Valladolid
7 Bodegas Enguera. CV-590 Km 51,1, 46810, Valencia
8 CIDE-Centro de Investigaciones sobre Desertificación (CSIC-UV-GVA). Valencia
* javierjose.cancela@usc.es
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons ReconocimientoNoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
1. Introducción
El cambio climático plantea desafíos significativos para la viticultura, afectando la disponibilidad de agua y aumentando la necesidad de estrategias de riego eficientes. En este contexto, el uso de sensores meteorológicos y técnicas avanzadas de monitoreo permite optimizar la gestión del agua en los viñedos, asegurando la sostenibilidad del cultivo sin comprometer la calidad de la producción (Jones, 2007).
El cambio climático está alterando las condiciones de cultivo en los viñedos, con temperaturas más extremas, mayor variabilidad en las precipitaciones y eventos climáticos adversos que afectan a la disponibilidad de agua. En este contexto, la implementación de estrategias de riego eficiente es fundamental para garantizar la sostenibilidad de la viticultura y la calidad de la producción (Ojeda et al., 2001).
El riego eficiente en viñedos requiere de un enfoque basado en datos precisos, como la evapotranspiración de referencia (ET₀) y los coeficientes de cultivo (Kc), que permiten calcular las necesidades hídricas específicas en cada fase fenológica de la vid. Mediante sensores de humedad del suelo, estaciones meteorológicas y modelos de predicción climática, es posible ajustar el riego en tiempo real, minimizando el desperdicio de agua y maximizando el rendimiento del viñedo (Medrano et al., 2015).
Además del riego de precisión, otras técnicas han demostrado ser efectivas para mejorar la eficiencia hídrica del viñedo. Las cubiertas vegetales entre hileras ayudan a reducir la evaporación del suelo, mejoran la estructura del terreno y favorecen la biodiversidad, contribuyendo a una mayor resiliencia frente a la sequía. Por otro lado, la aplicación de caolín, un mineral arcilloso que forma una película protectora en las hojas, reduce el estrés térmico y la transpiración excesiva, optimizando el uso del agua en condiciones de alta temperatura y radiación solar (Chaves et al., 2010).
Las técnicas digitales avanzadas también desempeñan un papel clave en la gestión hídrica del viñedo. El uso de sensores de infrarrojo cercano (NIR) permite evaluar el estado hídrico de la vid a través de la medición de parámetros fisiológicos, como la reflectancia de la vegetación y el contenido de agua en las hojas. Estas herramientas, combinadas con modelos de análisis de datos, ofrecen a los viticultores información en tiempo real para la toma de decisiones precisas sobre la programación del riego y la implementación de medidas de mitigación del estrés hídrico (Costa et al., 2013).
2. Objetivos
PRERIVID tiene como principal objetivo desarrollar una herramienta de gestión del riego que permita predecir los requerimientos de riego a partir de datos meteorológicos, humedad de suelo y de una predicción meteorológica local. Para ello PRERIVID contempla los siguientes objetivos específicos:
- Determinar las necesidades hídricas del viñedo a partir de datos locales de cada parcela.
- Estimar los requerimientos de riego futuros empleando modelos de ETo y Kc.
- Desarrollar un modelo de predicción a siete días de ETo y Kc para cada estado fenológico y viñedo.
- Desarrollar una herramienta de gestión que integre necesidades hídricas presentes y futuras.
- Evaluar el impacto de técnicas agronómicas que afectan al estado hídrico del viñedo:
- Implementación y manejo de cubiertas vegetales
- Aplicación de caolín
- Estimar la calidad de la uva en función de los tratamientos establecidos en el viñedo.
- Utilizar herramientas digitales (espectroscopía NIR) para evaluación del estrés hídrico del viñedo
3. Material y métodos
PRERIVID es un Grupo Operativo Supraautonómico que tiene como objetivo crear una herramienta para la gestión del agua de riego del viñedo, se trata de un grupo operativo multidisciplinar de carácter supraautonómico (Galicia, Comunidad Valenciana, Castilla y León y La Rioja) que cuenta con un total de nueve participantes entre miembros solicitantes y miembros subcontratados (Figura 1). La ejecución del proyecto abarca las campañas 2024, 2025 y 2026, con viñedos experimentales en O Rosal (Pontevedra), Sardón del Duero (Valladolid) y Enguera (Valencia).
Figura 1. Miembros solicitantes y subcontratados del Grupo Operativo PRERIVID.
Para cubrir los objetivos anteriormente descritos, PRERIVID plantea las siguientes actividades:
- Realización de modelo de cálculo de necesidades hídricas del viñedo y estimación de requerimientos a 7 días: se recogerán datos de contenido de agua en el suelo, potencial hídrico de tallo y se realizarán controles agronómicos (fenología, caracterización del dosel vegetal, manejos del dosel vegetal y determinación de la superficie foliar externa en envero). Con estos datos se estimarán las necesidades hídricas actuales y se predecirán las futuras integrando datos climáticos con modelos predictivos de evapotranspiración de referencia (ETo) y coeficiente del cultivo.
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- Modelo de predicción a 7 días de la evapotranspiración de referencia (ETo) y del coeficiente de cultivo (Kc): los datos obtenidos durante la primera campaña (2024), permitirán una primera aproximación del coeficiente de cultivo (Kc) para cada viñedo. Con la validación de los datos, se realizarán modelos de predicción de ETo y Kc.
- Herramienta de gestión de riego que permita determinar las necesidades hídricas actuales del viñedo y estimar los requerimientos de riego a futuro: herramienta que permitirá visualizar de forma sencilla las necesidades hídricas del viñedo e informar al usuario del tiempo que necesita poner en marcha el riego para cubrir las necesidades estimadas a siete días vista.
- Gestión de técnicas agronómicas que afectan al estado hídrico del viñedo: se ensayará con cubiertas vegetales, que ayudan a combatir la erosión del suelo, pero contemplando la disponibilidad de agua y minerales para el viñedo. Se implementarán ensayos con dos tipos de cubierta vegetal: moderada e intensa o cubiertas en calles alternas en dos regímenes hídricos (secano y riego). También se realizarán ensayos con caolín aplicados directamente sobre el viñedo para observar su validez como herramienta en la mitigación del cambio climático ya que reduce la temperatura en la superficie de la planta, y, por tanto, el estrés térmico.
- Efecto de estrés hídrico y prácticas de cultivo en la calidad de la uva: en el momento de vendimia se realizará la toma de muestras de uva, para el análisis de calidad por tratamiento y se analizarán parámetros fisicoquímicos y de color, así como madurez fenólica y compuestos implicados en la calidad aromática de la uva (compuestos volátiles).
- Predicción de estrés hídrico y calidad nutricional del viñedo mediante el uso de espectroscopía NIR: se tomarán muestras de hoja en diferentes momentos del ciclo vegetativo del viñedo para realizar medidas NIR que serán correlacionadas, mediante herramientas estadísticas, con el estado hídrico del viñedo y la composición nutricional foliar
- Impacto económico de las prácticas de riego y del manejo del cultivo (cubiertas vegetales y caolín) en la gestión del viñedo: se realizará un análisis coste-beneficio de las actividades relacionadas con la gestión del riego, implantación de cubiertas vegetales y aplicación de caolín
4. Resultados y discusión
Los resultados presentados corresponden exclusivamente a la campaña 2024, aunque el proyecto tiene como objetivo abarcar los períodos 2024, 2025 y 2026. Actualmente, se encuentra en proceso de recopilación y procesado de datos adicionales, que permitirá obtener conclusiones más robustas a medida que avance la investigación.
Como primer paso en la investigación, se realizaron los diseños experimentales de los viñedos en función de cada casuística, apoyándose en estudios de zonificación de los suelos de los viñedos. En el caso del viñedo de O Rosal se ha zonificado a partir de la caracterización obtenida por el mapeado del viñedo en relación con la conductividad eléctrica aparente del mismo. En el caso del viñedo de Sardón del Duero, a partir de calicatas que permiten obtener información detallada del suelo (Figura 2)
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En cuanto a la toma de medidas que nos ayudarán a establecer las necesidades hídricas del viñedo y optimizar el riego, los parámetros a medir serán el potencial hídrico de tallo medido entre las 11 y las 12 horas solares y el contenido de agua medido en el suelo (Figura 3). La información proporcionada por estos parámetros al cabo de las tres campañas de estudio, nos han permitido ajustar la cantidad y frecuencia del riego según las necesidades reales de la vid
La estimación de la evapotranspiración de la vid a lo largo de la campaña, con base en la evapotranspiración de referencia y el coeficiente de cultivo, nos da información de la cantidad de agua que la vid perderá y que deberá reponerse en cada riego planteado. La Figura 4 muestra la evapotranspiración de referencia estimada a 7 días, junto con la evapotranspiración real de las parcelas.
Figura 3. A) Contenido de agua en el suelo (m3/m3), B) Potencial hídrico de tallo (bar)
Figura 4. Evapotranspiración de referencia estimada a 7 días (ETo, mm)
Con la toma de datos planteados, el esquema representado en la Figura 5, representa el abastecimiento de datos para una herramienta que ayuda a los viticultores en la gestión del riego. Actualmente, el proceso está en desarrollo y se centra en la recopilación de información relevante, como medidas de datos meteorológicos, cálculo de ETc, predicción de datos
meteorológico A medida que se avance en la obtención y análisis de más datos, la herramienta podrá ofrecer recomendaciones de riego más precisas.
5. Esquema de abastecimiento de datos para la herramienta de gestión de riego
Esta herramienta permitirá predecir los requerimientos de riego a siete días integrando datos de la vegetación activa, la humedad del suelo, los manejos culturales, la meteorología local y la climatología. Así, PRERIVID contribuirá a crear un sector vitivinícola más sostenible y competitivo, permitiéndole a las empresas adaptarse a los retos que plantea el cambio climático, como la escasez de agua y las olas de calor.
Para estudiar el efecto del caolín en la respuesta fisiológica del viñedo y en la calidad del vino se realiza un ensayo durante dos campañas (2024 y 2025) en dos viñedos de las variedades Tempranillo y Marselán ubicado en el término municipal de Fontanars dels Alforins (Valencia).
Las aplicaciones se realizan mediante una mochila (MS-0835W) a 10 bares y boquilla ATR 80 naranja con caolín (Surround WG) a dosis baja y alta, 5% y 10% respectivamente en unidades experimentales de 16 cepas con tres repeticiones por tratamiento. El diseño experimental (Figura 6) fue de bloques completos al azar, con cinco parcelas experimentales por tratamiento. Los tratamientos fueron los siguientes: T1; testigo sin aplicación de caolín, T2; 2 aplicaciones en pre-envero y post-envero al 5%, T3; 2 aplicaciones en pre-envero y post-envero al 10%, T4; 1 aplicación en post-envero al 5%, T5; 1 aplicación en post-envero al 10%. Se determina el potencial hídrico, madurez fenólica y madurez tecnológica de la uva y producción (peso del racimo y producción por cepa)
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Bibliografía
Chaves, M. M., Zarrouk, O., Francisco, R., Costa, J. M., Santos, T., Regalado, A. P., Lopes, C. M. (2010). "Grapevine under Deficit Irrigation: Hints from Physiological and Molecular Data." Annals of Botany, 105(5), 661-676.
Costa, J. M., Grant, O. M., Chaves, M. M. (2013). "Thermal Imaging in Viticulture: A Review." Precision Agriculture, 14(1), 94-111.
Jones, G. V. (2007). "Climate Change and Wine: Observations, Impacts and Future Implications." Wine Industry Journal, 22(4), 20-30.
Medrano, H., Tomás, M., Martorell, S., Escalona, J. M., Pou, A., Fuentes, S., Flexas, J. (2015). "Improving Water Use Efficiency of Vineyards in Semi-arid Regions." A Review. Agronomy for Sustainable Development, 35(2), 499-517.
Ojeda, H., Deloire, A., Carbonneau, A. (2001). "Influence of Water Deficits on Grape Ripening and Wine Quality." American Journal of Enology and Viticulture, 52(3), 249-264
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