Viticultura regenerativa para la recuperación de suelos de viñedo

En La Rioja, los suelos agrícolas sufren un empobrecimiento de su calidad, especialmente en áreas dedicadas al cultivo de la vid, donde la falta de MO (niveles <1%) y la compactación del suelo afectan la calidad y producción de la uva (Calleja-Cervantes et al., 2015). Para abordar esta problemática, se están desarrollando técnicas de viticultura regenerativa que incluyen el uso de SPCH compostado o del SPCH compostado con polvo mineral de ofita, con el objetivo de mejorar la materia orgánica y la estructura del suelo.

El trabajo se centra en evaluar el impacto de estas técnicas de viticultura regenerativas en el suelo, analizando cambios en parámetros químicos y bioquímicos para comprender mejor su efecto en la salud del suelo y en la producción agrícola.

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de sustrato postcultivo de champiñón compostado (SPCH) solo o compostado con ofita (OF), así como el uso de cubiertas vegetales de centeno en dos suelos de viñedo en la subzona Rioja Oriental (D.O. Ca Rioja) como técnicas de viticultura regenerativa. Se analizaron la variación de parámetros químicos como el carbono orgánico (CO) y parámetros bioquímicos (biomasa (BIO), respiración (RES) y actividad deshidrogenasa (DHA) del suelo.

Diseño experimental y muestreo de suelos

Se diseñaron parcelas experimentales de 30 m² en dos tipos de suelos de viñedo (Aridisol, Typic Haplocalcid) (Soil Survey Staff, 2010) de la subzona Rioja Oriental (D.O.Ca Rioja) (S1 y S2) con contenido en MO <1% y con textura franco limosa (S1) y franco arenosa (S2) (Tabla 1).

Las parcelas se establecieron en suelos sin enmendar, enmendado a las dosis de 25 y 100 Tm ha^-1 de SPCH (peso seco) (S+SPCH25, S+SPCH100) y de 25 y 100 Tm ha^-1 de SPCH más OF al 15% (S+SPCH25+OF, S+SPCH100+OF) y enmendado con SPCH+OF y con cubiertas vegetales sembradas de cultivo de centeno (Secale cereale L.).

Previamente a la aplicación de las enmiendas, el suelo se labró con un cultivador de campo y después se mezcló el SPCH o SPCH + OF con la capa superficial del suelo (0-30 cm) en cada parcela utilizando un rotavator. El estudio se llevó a cabo desde marzo hasta octubre de 2019, periodo durante el cual el suelo se mantuvo libre de vegetación y sin fertilización adicional.

Se tomaron cinco submuestras de suelo superficiales (0-30 cm) y fueron homogéneamente mezcladas y tamizadas (< 2 mm). Las muestras se tomaron tras la aplicación de los residuos y después de 8 meses tras la vendimia para la determinación del CO.

Residuo postcultivo de champiñón, ofita y suelos

El residuo orgánico utilizado como enmienda del suelo fue el sustrato postcultivo de champiñón (SPCH) generado tras el ciclo productivo del cultivo de Agaricus bisporus y sometido a un proceso aeróbico de compostaje de tres meses. Además, se utilizó polvo mineral de ofita (OF), roca de composición basáltica rica en magnesio y hierro y con alto contenido en magnesiotaranita y feldespatos de sodio y calcio (plagioclasas) y de potasio, para remineralizar el suelo. El SPCH fue mezclado con la OF al 15% y se dejó madurar durante un mes. Tanto el SPCH como el SPCH+OF fueron suministrados por Sustratos de La Rioja S.L. (Pradejón, La Rioja). Las características fisicoquímicas y químicas del SPCH, OF, SPCH +OF y de los suelos sin enmendar S1 y S2 se encuentran en la tabla 1.

Análisis de los parámetros bioquímicos

Los parámetros bioquímicos se determinaron por duplicado en muestras superficiales (0-15 cm) de suelos. La cantidad de oxígeno consumida por los microorganismos presentes en el suelo para llevar a cabo sus procesos metabólicos (RES del suelo), se determinó cuantificando la depresión originada en el consumo de oxígeno por estos microorganismos con un equipo OxiTop Control OC 110. La DHA es una enzima que cataliza la transferencia de hidrógeno de un sustrato a un aceptor y se utiliza como indicador de la actividad microbiana en el suelo. Se determinó a partir de la medida de la absorbancia del compuesto trifenilformazan a la λ=485 nm en un espectrofotómetro UV-visible de acuerdo con el método de Tabatabai (1994). La BIO, como medida de la cantidad de material orgánico vivo presente en el suelo se determinó a partir del análisis del perfil de ácidos grasos de fosfolípidos extraídos del suelo (Frostegård et al., 1993). Las muestras de suelo fueron liofilizadas inmediatamente después de ser tomadas y se utilizaron para la extracción de los lípidos. Los fosfolípidos se separaron de otros lípidos no polares y se transformaron en ésteres metílicos de ácidos grasos antes de su análisis y se cuantificaron mediante un cromatógrafo de gases.

Análisis estadístico

Las diferencias entre los tratamientos aplicados en los dos tiempos de muestreo se analizaron mediante un análisis de varianza univariante (ANOVA, p < 0.05). Se utilizó el programa IBM SPSS Statistics v24.

El contenido inicial de CO en los suelos sin enmendar osciló entre 0.76%-1.39%. Tras la aplicación del SPCH en dosis de 25 y 100 Tm ha^-1, los niveles de CO aumentaron significativamente en ambos suelos. Así en la parcela S1 aumentaron de un 1.32%-1.88% y en la parcela S2 de un 0.79%-0.98% después de la aplicación de las enmiendas de SPCH25 y SPCH25+OF. Estos contenidos, como era de esperar, aumentaron más después de la aplicación de SPCH100 y SPCH100+OF siendo en S1 de 2.17%-2.24% y en S2 de 1.38%-1.61%. Estos incrementos se atribuyen a aumentos del contenido de CO presente en el SPCH aplicado que enriquece el suelo en MO. Estos valores fueron menores cuando se aplicó SPCH + OF que cuando se aplicó sólo SPH debido a su menor contenido en CO. Estos contenidos, por tanto, aumentaron dependiendo de la dosis y el tipo de enmienda aplicada.

Después de 8 meses de la aplicación de los residuos, los contenidos de CO disminuyeron en general en todos los suelos, tanto los no enmendados como los enmendados debido a la mineralización de los residuos orgánicos presentes en el SPCH. A pesar de esta disminución, los suelos enmendados aún mostraban niveles significativamente más altos de CO en comparación con los suelos no enmendados. Así, en la parcela S1, con la dosis baja (25 Tm ha^-1), el aumento de CO se mantuvo en el rango de 0%-6.6% y en la parcela S2 de 17.4%-102% y con la dosis alta (100 Tm ha^-1), el aumento del CO se mantuvo entre 36.4%-139% para la parcela S1 y entre 84.7%-245% para la parcela S2.

La utilización de las cubiertas vegetales sembradas de centeno (Secale cereale L.) dio lugar a un aumento mayor del contenido en CO, en relación al aumento producido tras los tratamientos comentados, y fue superior al 179% en el S1 y superior al 118% en el S2. Además, el efecto de las cubiertas vegetales en el aumento del CO fue más relevante en el suelo S1. La influencia del tipo y/o textura del suelo influyó en la retención del CO aportado con los residuos SPCH y SPCH+OF y en su evolución con el tiempo. Los suelos con una mayor proporción de arcilla y limo tienen una mayor capacidad de retener CO debido a que estos componentes proporcionan una mayor superficie de contacto para que las moléculas de carbono se adhieran. Además, los suelos con una textura más fina también suelen tener una mayor capacidad de retener agua, lo que puede ayudar a proteger el CO de la descomposición microbiana al mantener el suelo más húmedo.

La aplicación de los residuos orgánicos favoreció la RES del suelo, es decir la cantidad de oxígeno consumida por los microorganismos presentes en el suelo para llevar a cabo sus procesos metabólicos y de igual forma la DHA del suelo que es un indicador de la actividad microbiana en el suelo y esto se observó en los 2 suelos (S1 y S2) donde se aplicaron las enmiendas (Figura 1).

La RES en la parcela S1 fue más elevada que en la parcela S2 y en ambos suelos aumentó en presencia de los distintos residuos (p<0.01 y p<0.05, respectivamente) siendo potenciada por la presencia del residuo con OF en el suelo. Sin embargo, este efecto no se mantuvo durante el periodo de crecimiento del viñedo. Los valores disminuyeron después de 8 meses y no fueron significativamente diferentes en las parcelas S1 y S2 con los diferentes tratamientos en ese período de tiempo (Figura 1A).

Para la DHA también se observó un aumento inicial en presencia de los residuos (p<0.01) en ambos suelos debido a la estimulación de los microorganismos del suelo por el uso del CO (Pose-Juan et al., 2017). Los valores de DHA disminuyeron con el tiempo de forma paralela a la disminución del CO del suelo, aunque también se observó un aumento significativo de DHA en ambos suelos con los distintos tratamientos (p<0.001) y especialmente en el S2 después de los 8 meses de tratamiento (Figura 1B).

La BIO total del suelo tuvo un comportamiento similar a la DHA en los dos suelos. En general, se encontraron valores más elevados de BIO en la parcela S1 que en S2, inicialmente y después de 8 meses de tratamiento del suelo con los residuos. En ambos suelos la BIO aumentó con la presencia de los residuos (García-Delgado et al., 2018) y aumentó después de 8 meses de tratamiento especialmente en el S2. El aumento de BIO en el S1 se justifica por el aumento en el número total de bacterias Gram-negativas y hongos con el tiempo mientras que esta evolución no se produjo en el S2. En ambos suelos estas modificaciones fueron mayores en los suelos enmendados que en el suelo sin enmendar (Figura 1C).

Los residuos orgánicos aplicados al suelo aportan nutrientes y MO al suelo y de esta manera estimulan el crecimiento de los microorganismos del suelo. Estos microorganismos, como bacterias y hongos, utilizan el CO y otros nutrientes de los residuos orgánicos como fuente de energía para llevar a cabo sus procesos metabólicos, lo que puede aumentar la actividad respiratoria del suelo.

Además, los residuos orgánicos también pueden aumentar la cantidad de poros en el suelo, lo que puede mejorar la circulación del aire y aumentar la cantidad de oxígeno disponible para los microorganismos del suelo. La DHA es un indicador de la actividad microbiana del suelo, ya que esta enzima es producida por los microorganismos del suelo durante la descomposición de la MO. Por lo tanto, un aumento en la actividad respiratoria del suelo debido a la aplicación de residuos orgánicos también puede aumentar la DHA del suelo.

Todas estas consecuencias del incremente del CO en el suelo tienen una evolución diferente en función de características del suelo, como es el caso de la textura, aumentando la retención en los suelos franco arcillosos en relación a los franco arenosos. La evolución en el tiempo del contenido de CO condiciona los valores de la RES y de la DHA que manifiestan la actividad microbiana del suelo.

El efecto inicial de los distintos residuos orgánicos y minerales aportados a los suelos fue significativo en aumentar el contenido en CO de los mismos que se mantuvo después de 8 meses desde la aplicación de los residuos. Por otra parte, el efecto sobre las propiedades bioquímicas de los suelos fue relevante ya que en general, los residuos orgánicos favorecieron la DHA, RES y BIO en los suelos, aunque el efecto fue variable después del periodo de crecimiento del viñedo. Esta influencia estuvo relacionada con las características texturales de los suelos, siendo menos relevante en el suelo con textura franco-arenosa. Los resultados de este estudio se evaluarán en función de su efecto en los viñedos y a largo plazo, de acuerdo con la regeneración y/o remineralización de los suelos estudiados para su posible aplicación en otros suelos de viñedo de La Rioja con la misma problemática que los estudiados.

Agradecimientos

Este trabajo ha sido cofinanciado por el FEADER, la Consejería de Agricultura, Ganadería y Medio Ambiente de La Rioja y el MAPAMA (proyecto 25P/18-VITIREG). E. Herrero-Hernández agradece a la Universidad de La Rioja por su contrato postdoctoral. Agradecemos a Vidar Soluciones Agroambientales S.L., Sustratos de La Rioja S.L., y Bodega Cooperativa Nuestra Señora de Vico por su ayuda técnica.

BIBLIOGRAFÍA

Calleja-Cervantes, M.E., Menendez, S., Fernandez-Gonzalez, A.J., Irigoyen, I., Cibriain- Sabalza, J.F., Toro, N., Aparicio-Tejo, P.M., Fernández-López, M., 2015. Changes in soil nutrient content and bacterial community after 12 years of organic amendment application to a vineyard. Eur. J. Soil Sci. 66, 802–812.

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García-Delgado, C, Barba, V, Marín-Benito, JM, Igual, JM, Sánchez-Martín, MJ, and Rodríguez-Cruz, MS, 2018. Simultaneous application of two herbicides and green compost in a field experiment: Implications on soil microbial community, App. Soil Ecol. 127, 30-40.

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