19/10/20

¿El cambio climático en la viticultura o la espera a qué?

 

R. Savé, F. de Herralde, X. Aranda, D. Aguadé e I. Funes
Vitivinicultura / Fruticultura
IRTA (Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries)
Torre Marimon, Caldes de Montbui (Barcelona)
www.irta.cat

El cambio climático está entre nosotros desde hace más de tres décadas. Al principio, se consideró que se trataba de unos cambios ambientales que generalmente eran explicados externamente y de modo genérico, por lo que no eran asumidos en su totalidad, posiblemente porque la percepción del riesgo no es siempre bien aceptada y, por otra parte y muy importante, debido a la interiorización que se tiene de las propias características cambiantes del clima mediterráneo. Este se caracteriza por un doble estrés, sequía, altas temperaturas y altos niveles de radiación en verano y bajas o muy bajas temperaturas en invierno, junto con o consecuencia de importantes fenómenos climáticos como la oscilación del Atlántico Norte, oscilación del Mediterráneo Occidental y la oscilación del Ártico, conocidos por sus siglas en inglés NAO, WeMO y AO, respectivamente.

Posteriormente con los informes del Panel de Expertos de Cambio Climático de la ONU (IPCC) que se inician en 1998 y culminan con el de 2014, junto con los desarrollados en Cataluña con los tres informes del cambio climático a escala regional y los generados a partir de las agencias de meteorología del Estado (véanse proyecciones a escala nacional de la Agencia Estatal de Meteorología, AEMET) y también las realizadas por el Servei Meteorològic de Catalunya, SMC, de ámbito catalán), se ha llegado a un nivel de regionalización, de detalle, que muestra clara y objetivamente la evolución del clima desde los años ochenta del siglo pasado hasta la actualidad, así como su proyección hasta finales del siglo XXI.

En los últimos años, con el fin de acercar las soluciones a la realidad y además tratar de hacerlo en red, con países e instituciones próximas geográfica, ambiental y socialmente hablando, se constituye la red de Expertos Mediterráneos sobre Cambio Climático y Medioambiental (MedECC), ya que la región mediterránea se ve afectada por numerosos aspectos del cambio ambiental, incluido el cambio climático, así como a la sobreexplotación de recursos y la contaminación del aire y el agua.

MedECC tiene una clara función de generar y ofrecer información objetiva, básica, contrastada y aplicable, para que los gestores puedan tomar decisiones al respecto de los efectos del cambio climático y las estrategias de adaptación y mitigación al mismo.

Por ello en 2015 se creó MedECC, que se constituye como una red de expertos científicos internacionales abierta e independiente, que actúa como un mecanismo de apoyo continuo para los gestores públicos de decisiones y el público en general, sobre la base de la información científica disponible y la investigación en curso.

La construcción de esta red responde a varias iniciativas de las instituciones regionales –como los programas sobre medio ambiente de las Naciones Unidas a través de la Mediterranean Strategy for Sustainable Development  (MSSD 2016-2025) y el Marco Regional para la Adaptación al Cambio Climático en el Mediterráneo– y del Grupo de Expertos en Cambio Climático de la Unión para el Mediterráneo.

MedECC incluye a más de 400 científicos de 35 países y está abierta a todos los expertos científicos que trabajan en cambio climático y ambiental desde la perspectiva de las ciencias naturales, las ciencias sociales o las humanidades. MedECC cubre todas las principales subregiones geográficas del área mediterránea.

«Las proyecciones de los modelos climáticos presentan reducciones en la cantidad de agua total disponible para todo este siglo.».
 

Está claro, pues, que se tiene información, conocimientos y equipos, entre otros medios, tanto a escala supranacional, como estatal y regional para intervenir, mejorar las acciones y hacerlas más idóneas para cada momento y situación.

La viticultura en la región mediterránea, incluida la península Ibérica, se ha consolidado a escala mundial mediante la calidad en su manejo y el producto final entregable, lo cual se ha desarrollado por métodos agronómicos basados en el conocimiento ecofisiológico y genético de las variedades y patrones cultivados. Aun así, el crecimiento, el rendimiento y la calidad de la uva y el vino dependen en gran medida del clima, que es distinto desde que en las décadas de 1970 y de 1980 empezó a cambiar, para no dejarlo de hacer hasta que nuestro sentido común no lo impida.

En este sentido, las proyecciones de los modelos climáticos presentan reducciones en la cantidad de agua total disponible para todo este siglo (fig. 1) y si, además, se tiene en cuenta el cambio global, que incluye entre otros, los usos del suelo, el coste de la energía, el incremento de población fija y móvil, las necesidades de la industria, el mantenimiento de la biodiversidad, etc., hay que considerar una previsible mayor competencia real por el agua, que habrá que ponderar según necesidades.1

 

Figura_1

Figura 1: Proyecciones hasta final del siglo XXI realizadas en el contexto del proyecto CIEN GLOBALVITI, por el SMC y el IRTA.
Gráfica superior: Temperatura media anual. Evolución temporal proyectada de las anomalías medias anuales de temperatura media (°C) al norte de la comarca del Alt Penedès (1971-2100) [Ampliar vista]Gráfica inferior: Precipitación media anual. Evolución temporal proyectada de las anomalías anuales de precipitaciones (mm) al norte de la comarca del Alt Penedès (1971-2100) [Ampliar vista]
Fuente: IRTA (2018).

 

El cambio climático aumentará la temperatura a nivel general, pero donde realmente es apreciable es en los cambios locales, ya que estos pequeños cambios de temperatura/evaporación pueden tener gran influencia sobre el equilibrio de carbono entre fuente y sumidero, del crecimiento vegetal (morfológico y metabólico), de las variaciones en la fenología de las especies y, por tanto, en sus relaciones ya sean de predación, competencia, simbiosis o patogenicidad (López-Bustins et al., 2014). En esta distancia corta, en la de la denominación de origen, la del terroir, la de la finca, es donde el cambio climático tendrá distintos grados de incidencia.2

«Hay que adaptar nuestra viticultura de bajo impacto ambiental (según el contexto de la DO y de cada realidad geográfica) al cambio climático.»

 

En este ámbito, el establecimiento de indicadores holísticos de cada parcela, de cada bodega, en el contexto de su DO y realidad geográfica, como son la cantidad de materia orgánica en el suelo, el contenido de agua en el mismo, el balance hídrico de acuerdo a la canopia y carga de frutos, la ratio entre aplicaciones de fitosanitarios orgánicos y producción, los índices de biodiversidad asociados a las cubiertas verdes del suelo y otros indicadores descritos en el proyecto por diferentes grupos de investigación, son fundamentales para adaptar nuestra viticultura de bajo impacto ambiental al cambio climático, como muy bien ha estado descrito por diversos autores (véase bibliografía).

Al cambio climático, hay que añadir que existe una gran variabilidad en todo, lo cual genera tensiones en la sociedad, en el sistema, que no estaban previstos o lo eran en menor medida, que todavía son y serán importantes (fig. 2).

Figura_2

Figura 2: Factores que influyen en la productividad en el siglo XXI.
Fuente: 
Tomada de Savé (2017).

 

Como consecuencia, estas tensiones pueden favorecer la aparición de disfunciones graves en los modelos, especialmente en las proyecciones climáticas, de población, como son:

• El avance imparable en la globalización. Así, la mejora de las comunicaciones convencionales, pero sobre todo el desarrollo de las tecnologías de la información y la comunicación, llevan a una sociedad global, diferente a la actual. Ello genera una reducción de las fronteras comerciales, intensifica los procesos de normalización y las empresas están adaptando sus estrategias desde una perspectiva más amplia del entorno competitivo y en la localización de muchos servicios.

• La interconexión del vector energético con el vector de alimentación. Como la agricultura tiene un papel relevante en la producción de energía, la integración de las tendencias de precios es casi absoluta. Como consecuencia, la presión de la demanda sobre la oferta agrícola aumenta y los mercados volátiles de alimentos se convierten en especialmente atractivos para la especulación. A su vez, cada vez es más claro y aceptado el binomio agua/energía tanto en lo que se refiere al riego, como a la mayoría de procesos agroindustriales de transformación y elaboración de alimentos.

• Para nuestro propio mercado, el desarrollo de los países emergentes, aparte de una satisfacción moral, posibilita el incremento de las ventas, generando nuevas demandas en cantidad y calidad alimentaria, pero apareciendo como segunda derivada una mayor presión hacia los recursos naturales.

Clique para ver esta original presentación sobre la pérdida de biodiversidad del canal Nature Video

• La biodiversidad está sufriendo importantes cambios, que tienen que ser evaluados con una nueva perspectiva espacial, temporal, sin prejuicios y valoraciones desde el conocimiento actual sin más.

• Es interesante generar alertas, sin embargo sería como si nos fijáramos en un fotograma de una película y no en la totalidad; los cambios, las transiciones, son importantes para bien y para mal, pueden incidir directamente en la cotidianidad y en el resultado final, pero hay que valorar si es mejor conservar o entender el cambio continuo.

• La desigualdad económica y social sostenida y creciente es una realidad, por mucho que se trate de esconder, matizar.... es una lacra, que tarde o temprano generar un importante problema global de estabilidad del sistema.

• La situación de demanda creciente de productos vitivinícolas promueve la necesidad de una mayor intensificación de la producción con el objetivo de obtener mayor productividad por unidad de superficie y de aportación externa, junto con una clara y decidida política de conservación medioambiental. Todo ello genera un gran reto para la agricultura del siglo XXI, ya que las prácticas utilizadas hasta el momento, tienen claros límites tanto en sus ingresos (utilización de recursos no renovables), como de resultados (saturación de la producción e incremento de producto almacenado y de residuos).

 

Mapas de contenido de carbono en suelo vitivinícola

Un último y muy importante esfuerzo del Estado ha sido el adherirse a la estrategia del «4 por 1000» de la COP 21 y 22 –una iniciativa impulsada por Francia que busca mostrar que la agricultura, especialmente los suelos agrícolas, pueden desempeñar un papel determinante para la seguridad alimentaria y el cambio climático–. Junto con otras instituciones de investigación catalanas, como el IRTA, que también se han adherido, se ha generado el primer mapa de contenido de carbono en los suelos agrícolas de Cataluña (fig. 3).

 

Figura 3


Figura 3: Mapa del contenido de carbono orgánico en los suelos agrícolas, Cataluña.
Fuente: IRTA.

 

Estos mapas proporcionan la línea de base para poder planificar a escala territorial la incorporación de materia orgánica en los suelos y así, además, promover un incremento en la fijación de carbono, que permitirá el desarrollo de la principal estrategia de mitigación agrícola.

Asimismo, esta línea estratégica contribuye a adaptarse al cambio climático, ya que un incremento de carbono, de materia orgánica en los suelos, favorece la retención de agua y, consecuentemente, constituye un plan adaptativo frente a la sequía, mayoritariamente en los secanos, que es el 65 % de nuestra superficie vitícola.

Más información:
https://www.4p1000.org/es
http://www.irta.cat/es/...

Estamos ante una nueva realidad productiva, ambiental y de mercado, donde por primera vez conceptos como salud, consumidor, escasez de recursos (suelo/agua/energía), medio ambiente… forman parte del problema y de la solución al mismo tiempo (fig. 4).

Figura_4

Figura 4: Potencial esquema de los factores que condicionarán el funcionalismo agrícola en el siglo XXI. Fuente: Tomada de Savé (2017).

 

Los problemas asociados al cambio climático se conocen y están bien detectados, las soluciones de base científico-técnica son conocidas y están disponibles, no en un sentido general, sino bajo la consideración del más estricto sentido común. Ahora hay que actuar, ni más ni menos. Se abre una importante labor demostrativa y de transferencia de conocimientos: nada es nuevo, sin embargo, todo es más complejo, rápido, frecuente.

Quizá se debe asumir que el modelo que nos ha llevado a esta situación es el único que no puede sacarnos de la misma. Otras ideas y conceptos, desde una visión humanística que contemple lo social, son necesarios. Sin duda, a día de hoy, las soluciones ya no pueden ser simplemente científico-tecnológicas.

 

Notas

1. Se puede ampliar información sobre distintos proyectos relacionados:
http: //www.irta .cat /es/irta-agua-soluciones-mon-mes-sostenible/
http://medacc-life.eu/ca
http://www.creaf.uab.cat/accua/
http://demoware.eu/en
http://www.empresaclima.org/proyecto/vin-adapt/
http://www.lifeebroadmiclim.eu/es/

2. Véanse proyecciones a escala nacional de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) en  http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat
y también las realizadas por el Servei Meteorològic de Catalunya (SMC), a escala local en http://www.meteo.cat/wpweb/climatologia/el-clima-dema/les-projeccions-climatiques-a-lsmc/

 

Bibliografía

Escobar, C., De Herralde, F., Savé, R., Rodriguez, I., Cela, R., Gil, JM. El proyecto VINOVERT: explorando la demanda hacia un sector más sostenible. Enoviticultura 2017; 49: 2-6.
López-Bustins, J. A., Pla, E., Nadal, M., De Herralde, F., Savé, R. Global change and viticulture in the Mediterranean region: a case of study in northeastern Spain. Spanish Journal of Agricultural Research 2014 12 (1): 78-88.
López-Bustins, J.A., Pla, E., Pascual, D., Retana, J., Savé, R. El clima i la producció d’olives a la Catalunya seca: el cas de Cabacés (el Priorat). Treballs de la Societat Catalana de Geografia, 2013, núm. 75, juny 2013, p. 291-303. ISSN: 1133-2190 (ed. impresa); 2014-0037 (ed. digital) URL: http://revistes.iec.cat/index.php/TSCG; doi: 10.2436/20.3002.01.34.
Luque, J., Camprubí, A., De Herralde, F., Savé, R., Calvet, C. 2015. Enfermedades fúngicas de la vid: una visión de futuro. Semana Vitivinícola 2015; 3450: 1110-1116
Reguant, F., Savé, R. «Disponibilidad alimentaria y desarrollo global sostenible». Cap. 2. En: El sistema alimentario: globalización, Sostenibilidad, Seguridad y cultura alimentaria. Madrid: Thomson Reuters Proview Aranzadi, 2016.
Romero P. El impacto del cambio climático en la vid: respuesta adaptativa y repercusiones en la calidad de la uva y el vino. Enoviticultura 2018; 52: 5-29.
Savé, R., De Herralde, F., Alsina, MM., Aranda, X., Biel, C., Nadal, M., Smart, D. Potenciales vulnerbilidades de la viña en el Priorato frente al cambio global. Revista de Enologia. Edición Digital Ciencia 2008; 95: 1-8.
Savé, R., B. Grau, I. Funes, C. Biel, X. Aranda, G. Borràs, F. Mauri, S. Vicente-Serrano, J. Zabalza-Martínez, E. Pla, D. Pascual, G. Cantos, R. Matéu, F., de Herralde. La movilidad del cultivo de la vid, ¿una adaptación al cambio climático? Enoviticultura 2017; 45: 2- 9.
Savé, R., De Herralde, F., Domingo, C., Elorduy, X. El material vegetal, una herramienta de adaptación agronómica frente al cambio climático. Semana Vitivinicola 2017; 3507: 5-13.
Terradas, J., Savé, R. Summer-winter double stress and water relationships as clue factors in the distribution of Quercus ilex L. Vegetatio 1992; 99-100: 137-145.

8/10/20

Quitosano de origen fúngico, una herramienta natural de lucha contra Brettanomyces

 

José María Heras
Director Técnico e I+D Enología
Lallemand Enología
www.lallemand.com

Introducción

Brettanomyces bruxellensis constituye una amenaza permanente para la calidad de los vinos. Estas levaduras de alteración son capaces de desarrollarse en un medio difícil y en cualquier momento de la vida de un vino, particularmente durante la fase de crianza. Actualmente, para luchar contra Brettanomyces se utilizan diferentes medios con mayor o menor éxito, pero no suficientes, pues no existe herramienta totalmente satisfactoria para eliminar estos microorganismos alterantes. Admitido como práctica enológica por la OIV en julio de 2009 y por la Unión Europea en diciembre de 2010, el quitosano de origen fúngico representa una herramienta innovadora y eficaz de lucha contra Brettanomyces. Varios trabajos llevados a cabo en laboratorio mostraban la eficacia del quitosano, y desde 2008, experiencias en condiciones reales de bodega confirman su efectividad en muy diversas condiciones. Todo el conocimiento adquirido a partir de los resultados de estas experiencias han ayudado a los enólogos a refinar sus métodos para monitorizar la efectividad del tratamiento, y han contribuido a comprender el modo de acción del quitosano sobre las células de Brettanomyces.

 

Origen del quitosano utilizado en enología

El quitosano es una molécula derivada de la quitina. La quitina y el quitosano se encuentran entre los polímeros de origen natural más extendidos en la Tierra, solo superados por la celulosa. La quitina se encuentra especialmente en los exoesqueletos de los crustáceos e insectos, así como en la pared celular de ciertos hongos.

Un derivado desacetilado de quitina, el quitosano, es un copolímero β-1-4 lineal de N-acetil D-glucosamina y D-glucosamina (fig. 1), obtenida por hidrólisis de los grupos acetilo (CH3-CO). Esta operación libera los grupos amino primarios (R-NH2) y confiere una naturaleza «catiónica» al quitosano.

 

Figura 1

Figura 1: Quitosano, polímero derivado de la quitina por desacetilación.

 

De hecho, no hay solo uno sino varios quitosanos, ya que las variaciones en el grado de desacetilación, el peso molecular y la preparación de las formulaciones (granulometría, en particular) dan como resultado moléculas con propiedades y acciones variadas.

La innovación que llevó a recibir la aprobación para el uso de quitosano en enología es el proceso para obtener quitina de una fuente fúngica no animal, Aspergillus niger. Este proceso, patentado por Kitozyme, proporciona una fuente natural de quitosano que es biodegradable y no alergénica.

Las propiedades antibacterianas y antifúngicas del quitosano han sido ampliamente estudiadas y documentadas y hoy son bien reconocidas. Numerosos estudios demostraban la acción antimicrobiana de este polímero frente a bacterias diversas y patógenos, pero igualmente sobre ciertos hongos de la vid como Botrytis.1 Sin embargo, únicamente en un estudio de Gómez-Rivas publicado en 2004,2 se hacía referencia al interés del quitosano en medios fermentativos y, más particularmente, para la inhibición del crecimiento de Brettanomyces.

Bornet y Teisseidre3 investigaron las propiedades enológicas del quitosano, especialmente en relación con Brettanomyces bruxellensis, primero en el laboratorio y luego en vinos de Languedoc-Rosellón.4 Diez días después del tratamiento con quitosano a una dosis de 4 g/hL, las poblaciones de Brettanomyces en vinos contaminados fueron generalmente no detectadas en medios de cultivo selectivos. Al mismo tiempo, los mismos vinos, sin tratar, a menudo mostraban aumento o mantenimiento de poblaciones contaminantes. Por lo tanto, la efectividad del quitosano, específicamente en la lucha contra Brettanomyces bruxellensis en vino, se demostró claramente.

 

Modo de acción sobre Brettanomyces

Los estudios llevados a cabo en el 2011 por el INP-ENSIACET de Toulouse dirigidos por Patricia Taillandier,5 tenían como objetivo ampliar el conocimiento sobre el modo de acción del quitosano y el origen de la inhibición del crecimiento de Brettanomyces en el vino.

Se llevaron a cabo experimentaciones sobre medio sintético con el fin de controlar bien la composición (ácido tartárico 3 g/L; glicerina 6 g/L; etanol 13 % v/v; pH 3,7; Brettanomyces 106 células/mL). La acción letal del quitosano fue analizada por citometría de flujo en el tiempo posterior a la introducción del quitosano (T0, T5horas y T24horas) en comparación con una modalidad control que no fue sometida a ningún tratamiento.

La citometría de flujo permite diferenciar las células muertas y las células vivas. Así como lo demuestra la figura 2, en medio sintético, la acción letal del quitosano frente a Brettanomyces es rápida. A la dosis de 4 g/hL, 5 horas bastan para ver un efecto letal sobre el 60 % de la población de Brettanomyces presente en el medio sintético.

 

Figura 2

Figura 2: Seguimiento por citometría de flujo de la evolución de la mortalidad de Brettanomyces en el tiempo estudiado.

 

Este estudio permitió también demostrar que el quitosano tenía igualmente un efecto biológico frente a Brettanomyces. En este sentido se realizaron medidas de flujo de ATP intracelular durante las dos horas comparando una modalidad control (ausencia de quitosano en el medio sintético + Brettanomyces 18 x 106 células/mL) y una modalidad tratamiento (presencia de quitosano a la dosis de 10 g/hL en el medio sintético + Brettanomyces 18 x 106 células/mL).

Podemos observar en la figura 3 que la presencia de quitosano genera una liberación del ATP en el medio. Este fenómeno se traduce en una perturbación fuerte de la permeabilidad de la membrana de Brettanomyces muy probablemente correlacionada a la mortalidad de Brettanomyces observada.

 

Figura 3

Figura 3: Seguimiento de la evolución del flujo de ATP de Brettanomyces en el tiempo en presencia de quitosano 10g/hL (rojo) y sin quitosano (azul).

 

Durante este trabajo, se demostró igualmente el efecto físico que el quitosano tenía frente a las células de Brettanomyces. Como muestran las fotos de observación de microscopia clásica (fig. 4A) y de microscopia electrónica (fig. 4B), el quitosano y Brettanomyces se agregan, gracias muy probablemente, a interacciones de carga, lo que provoca la sedimentación de las células de Brettanomyces. En efecto, al pH en el que se realizaron los estudios, pH del vino, el quitosano está cargado positivamente, mientras que la superficie de la levadura Brettanomyces está cargada negativamente.

 

Figura 4

Figura 4: Observación de Brettanomyces tratados con quitosano.

 

Estudios más recientes, donde se comparaban diferentes técnicas de detección mediante técnicas de biología molecular, han contrastado el efecto letal del quitosano sobre las células de Brettanomyces. A partir de una muestra de vino (procedente de bodega), se realizó el análisis de la población de Brettanomyces por RT-PCR-PMAX (PCR en tiempo real con PMAX según técnica adoptada por Laboratorios Excell Ibérica, 2017).

Esta técnica permite cuantificar de manera exclusiva las células vivas que no han sufrido daño en su estructura celular. PMAX es una tecnología de doble tinte desarrollada por GenIUL. Combinando ambos tintes, se neutralizará el DNA de las células muertas (con membranas dañadas o no dañadas); por lo tanto, solo se detectará DNA de células vivas. Este producto es muy efectivo para eliminar la amplificación por PCR del DNA de células muertas y proporcionar la mejor discriminación entre bacterias vivas y muertas.

Así, a partir de una población inicial de 1,5 x 103 células/mL, se llevó a cabo la aplicación de quitosano a la dosis de 4 g/hL, analizando las células vivas a los 5 y 20 días posteriores al tratamiento. Se puede observar en la figura 5 un efecto letal sobre las células a los 5 días, que se mantiene a los 20 en relación con el vino control utilizado como testigo.

 

Figura 5

Figura 5: Seguimiento por RT PCRPMAX de la evolución de las células vivas de Brettanomyces en el tiempo estudiado.

 

En conclusión, todos estos estudios permitieron demostrar que el quitosano tenía dos efectos complementarios frente a las células de Brettanomyces presentes en los vinos:

  • Un efecto biológico: Interacción entre el quitosano y la membrana de Brettanomyces que provoca una pérdida de la viabilidad de estas últimas.
  • Un efecto físico: Interacción de carga entre el quitosano y la pared de Brettanomyces que provoca la agregación y la sedimentación de Brettanomyces.

 

Los resultados y perspectivas

En referencia a la aplicación en condiciones de bodega, se ha contrastado la eficacia del tratamiento gracias a las numerosas experiencias en diferentes matrices de vino, variedades y zonas vitivinícolas del mundo. Una parte importante de estos resultados se han obtenido en aplicaciones realizadas en bodegas de diferentes zonas de España.

Algunos de estos resultados se agrupan en la figura 6, en los que se sigue la evolución de las poblaciones de Brettanomyces después de un tratamiento de 10 días de quitosano a la dosis 4 g/hL seguido por un trasiego. Estas medidas se realizaron 10 días después del trasiego y a los 3 meses del trasiego. En estas condiciones industriales en que las recomendaciones de aplicación del quitosano de origen fúngico han sido bien seguidas, la eficacia del tratamiento se demuestra sobre niveles de población que pueden alcanzar niveles superiores a 104 UFC/mL.

 

Figura 6

Figura 6: Resultados de experiencias en bodegas tras un tratamiento de 10 días de quitosano a dosis 4 g/hL. Población de Brettanomyces (UFC/mL), RT-PCR.

 

En estas experiencias, se analizaron los niveles de fenoles volátiles en los tres momentos indicados anteriormente (antes de tratamiento, 10 días y tres meses después del mismo). No se observaron aumentos de los niveles de 4-etilfenol y 4-etilguayacol por parte de las células afectadas por el tratamiento, hecho que va en la línea de los datos presentados sobre el efecto letal en un corto espacio de tiempo.

Por otra parte, se realizaron controles analíticos de otros parámetros enológicos, en los que se comprobó la no incidencia de los tratamientos en la acidez del vino, pH, acidez volátil, color o polifenoles totales. En cuanto al análisis sensorial no se perciben cambios desde el punto de vista aromático y la calidad gustativa del vino.

«Retrasar el trasiego podría proteger el vino de una posible recontaminación con Brettanomyces

 

A notar que en el caso del análisis de las poblaciones residuales por RT-PCR, se pusieron en evidencia algunos resultados de falsos positivos a la cuantificación de DNA presente en células muertas o en estado «subletal», si tras el trasiego no se respeta un cierto plazo (por lo menos 20 días).

A partir de la experiencia y conocimientos sobre el modo de acción, se abrieron nuevos horizontes para explorar. Por ejemplo, cuando el vino se lleva a crianza durante un período prolongado, el enólogo puede estar interesado en un tiempo de contacto más prolongado con el quitosano, y retrasar el trasiego más de 10 días después de la incorporación. Las ventajas se duplicarán:

    • En lugar de realizar un trasiego innecesario, el enólogo puede aprovechar el trasiego clásico para eliminar el producto.
    • Sobre todo, retrasar el trasiego podría proteger el vino de una posible recontaminación con Brettanomyces.

En 2014, Nardi y Sieczkowski6 llevaron a cabo un experimento en Italia para probar estas hipótesis y optimizar la utilización de quitosano. Un vino merlot y un vino sangiovese fueron inoculados con Brettanomyces (103 células/mL) y cada vino se separó en tres partes alícuotas:

    • Un control no tratado, que se sometió a bâtonnage una vez por semana.
    • Dos alícuotas por vino tratado con quitosano (4 g/hL), sin trasiego; en una de ellas se realizó un bâtonnage una vez por semana, el otro no se sometió a bâtonnage.

Cada vino en el ensayo fue analizado durante seis meses. El SO2 de todos los vinos se reajustó después de 200 días.

Los resultados (fig. 7) parecen mostrar el valor del contacto prolongado con el quitosano mientras tiene lugar la crianza del vino (6 y 9 meses, respectivamente).

 

Figura 7

Figura 6: Contacto prolongado de quitosano en crianza, con y sin bâttonage. Efecto sobre el desarrollo de Brettanomyces.

 

La alternativa sin bâtonnage parece ser más efectiva en el caso del vino sangiovese, aunque no fomente el contacto repetido entre el producto y las células de levadura. Estas pruebas no permitieron llegar a una conclusión clara, pero podemos imaginar dos explicaciones:

    • El bâtonnage alentó la regeneración de Brettanomyces al poner las lías en suspensión e incorporar oxígeno, etc.
    • El bâtonnage resultó en un sesgo en la estimación de la concentración de Brettanomyces en los vinos, por resuspender y homogeneizar las células.

También se debe destacar el importante papel del SO2, ya que es una herramienta de control que sigue siendo necesaria y actúa en sinergia con la acción del quitosano.

Se están realizando diversas investigaciones adicionales en diferentes condiciones destinadas a completar y refinar estas conclusiones.

 

Conclusiones

A la luz de las experiencias llevadas a cabo por varios equipos de investigación, así como en laboratorios y bodegas, confirman que el quitosano puro de origen fúngico es una herramienta efectiva en la lucha contra la contaminación por Brettanomyces.

La incorporación homogénea de quitosano en el vino, una garantía de su efectividad, da como resultado la total destrucción de las poblaciones de Brettanomyces o, en ciertos casos, una reducción significativa de las poblaciones contaminantes.

«El quitosano puro de origen fúngico es una herramienta efectiva en la lucha contra la contaminación por Brettanomyces.
 

Es importante garantizar un protocolo de control adaptado a estos tratamientos, teniendo en cuenta la existencia de poblaciones subletales y la detección de falsos positivos por ciertos métodos de detección.

Diversas investigaciones han aclarado el modo de acción del quitosano frente a Brettanomyces, al tiempo que destacan la velocidad de su acción, tanto para reducir la población como para prevenir la aparición de fenoles volátiles.

No alergénico, de origen natural y sin impacto negativo en la calidad sensorial del vino, el quitosano de origen fúngico es una herramienta innovadora para evitar la pérdida de calidad generada por Brettanomyces bruxellensis.

 

Bibliografía

1. Barka EA. Chitosan improves development, and protects Vitis vinifera L. against Botrytis cinera. Plant Cell Reports 2004; 22 (8): 608-14.
2. Gómez-Rivas L, Escudero-Abarca B, Aguilar-Uscanga MG, Hayward-Jones PM, Mendoza P, Ramírez M. Selective antimicrobial action of chitosan against spoilage yeasts in mixed culture fermentations. J Ind Microbiol Biotechnol 2004; 31: 16-22.
3. Bornet A, Teisseidre PL. Élimination des goûts terreux (la géosmine) et des Brettanomyces par l’utilisation d’un biopolymère fongique: le chitosane. OIV Proceedings, 2008.
4. Blateyron-Pic L, Granes D, Sieczkowski N, Bornet A. Chitosane : un nouvel outil pour lutter contre Brettanomyces et préserver les qualités aromatiques des vins. Le IXe symposium international d’oenologie. Bordeaux (France), 2011.
5. Taillandier P, Joannis-Cassan C, Jentzer J-B, Gautier S, Sieczkowski N, Granes D, Brandam C. Effect of a fungal chitosan preparation on Brettanomyces bruxellensis, a wine contaminant. J Applied Microbiol 2014; 118: 123-31.
6. Nardi T, Vagnoli P, Minacci A, Gautier S, Sieczkowski N. Evaluating the impact of a fungal-origin chitosan preparation on Brettanomyces bruxellensis in the context of wine aging. Wine Studies 2014; 3: 4574.

 

Bibliografía recomendada

Blateyron-Pic L, Bornet A, Brandam C, Jentzer JB, Granes D, Heras JM, Joannis-Cassan C, Pillet O, Sieczkowski N, Taillandier P. 2012. Le chitosane d’origine  fongique: un nouvel outil de choix pour lutter contre Brettanomyces dans les vins. Revue des oenologues 2012; 143: 27-8.
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24/9/20

SensoGraph: un método rápido y sencillo para el análisis sensorial

 

David Orden1 y Encarnación Fernández-Fernández2
1 Departamento de Física y Matemáticas, Universidad de Alcalá
2 Área de Tecnología de Alimentos, Universidad de Valladolid

La evaluación sensorial de alimentos es una herramienta de gran importancia en la industria alimentaria, crucial para adaptar los productos a las preferencias del consumidor. El análisis descriptivo cuantitativo es la herramienta más precisa para relacionar las características del producto con la percepción de quienes lo consumen, pues los paneles descriptivos ofrecen resultados detallados y consistentes (Moussaoui & Varela, 2010). Sin embargo, formar un panel de catadores bien entrenado resulta costoso tanto en tiempo como en dinero y, además, en campos como el enológico puede resultar difícil mantener un mismo grupo de catadores a lo largo del tiempo.

Con el fin de paliar estas dificultades, en los últimos años han venido apareciendo diversos métodos alternativos, que buscan proporcionar un posicionamiento sensorial de los productos rápido y barato, basándose en las opiniones de catadores no necesariamente entrenados (Varela & Ares, 2012). Evitar la necesidad de entrenamiento permite una mayor rapidez en la toma de decisiones y resulta especialmente adecuado para profesionales del vino (Hopfer & Heymann, 2013).

Varios de estos nuevos métodos recogen las opiniones de los catadores utilizando la metodología llamada mapeo proyectivo (Risvik et al., 1994), que resulta especialmente sencilla puesto que basta con proporcionar a los catadores una hoja en blanco, a modo de mantel, y pedirles que posicionen sobre ella las muestras, según su propio criterio, colocando más cercanas aquellas muestras que les resultan más similares y, al contrario, más alejadas las muestras que les resultan más diferentes (fig. 1).

Figura_1

Figura 1: Vinos posicionados según su similitud, más cerca cuanto más se parecen y viceversa.

 

Esta es la forma de recoger datos que utiliza la metodología conocida como Napping (Pagès, 2003), cuya característica principal es que analiza los datos obtenidos mediante la herramienta estadística llamada análisis factorial múltiple (AFM). El objetivo de esta técnica es fusionar las opiniones de todos los catadores en un solo gráfico de consenso que, a modo de promedio entre los manteles de todos los catadores, permite visualizar la opinión global del grupo (fig. 2).

Figura_2

Figura 2: Vinos posicionados según su similitud, más cerca cuanto más se parecen y viceversa.

 

Pese a la innegable sencillez del mapeo proyectivo como método de recogida de datos, el uso del AFM para tratar estos datos está lejos de ser sencillo y requiere conocimientos especializados para evitar el cada vez más frecuente mal uso de la estadística (Nunes et al., 2015).

Con el fin de hacer el tratamiento de datos tan sencillo como el mapeo proyectivo hemos desarrollado SensoGraph (Orden et al., 2019). En lugar de estadística, nuestra herramienta utiliza sencillas técnicas geométricas, tan naturales que pueden ser entendidas sin necesidad de conocimientos especiales.

Los datos proporcionados por el mapeo proyectivo son una serie de manteles como el de la figura 1, donde el catador ha posicionado las muestras. Estas posiciones no son más que un conjunto de puntos, cada uno con una etiqueta que indica a qué muestra corresponde (fig. 3).

Figura_3

Figura 3: Ejemplo de cuatro manteles, donde cada uno de ellos recoge la opinión de un catador. [Clique para ampliar vista.]

 

Los lectores más atentos podrán comprobar que los dos primeros manteles proporcionan una información similar. En ambos casos, los correspondientes catadores han agrupado las muestras 1, 2, 3, 4 con las muestras 5, 6, 7 alejándose de la muestra 1.

El primer paso de SensoGraph consiste en extraer computacionalmente esta información que el ojo humano ha sido capaz de percibir. Para ello, vamos a agrupar esos puntos a la manera en que los antiguos astrónomos agrupaban estrellas en el cielo para formar constelaciones. Uniremos dos de esos puntos cuando el círculo que los tiene como diámetro no contenga a ningún otro punto. La figura 4 muestra este proceso para el primero de los manteles de la figura 3. Los puntos 6 y 7 están unidos porque el círculo que generan no contiene a ningún otro punto, mientras que los puntos 5 y 7 no se unen porque su círculo contendría al punto 6.

Figura_4

Figura 4: Uniones, a modo de constelaciones, en el primer paso de SensoGraph. Los lectores aficionados a la astronomía reconocerán el Carro de la Osa Mayor. [Clique para ampliar vista.]

 

Una vez realizado este proceso para todos los manteles, obtenemos una representación gráfica de las conexiones entre muestras para cada uno de ellos. Véase la figura 5, en la que podemos comprobar que los dos primeros manteles presentan las mismas uniones, un grupo formado por las muestras 1, 2, 3, 4 y las muestras 5, 6, 7 alejándose de la muestra 1, como nuestro ojo había detectado anteriormente.

Figura_5

Figura 5: Uniones proporcionadas por el primer paso de SensoGraph para los cuatro manteles de la figura 3. [Clique para ampliar vista.]

 

Esta herramienta de agrupamiento o clustering recibe el nombre de grafo de Gabriel, y es muy popular en geometría computacional.

Figura_6

Figura 6: Matriz que recoge el número de uniones para cada par de muestras en los manteles de la figura 5.

El segundo paso de SensoGraph simplemente cuenta en cuántos manteles aparece cada unión. Para el ejemplo de la figura 5, la unión 1-2 aparece en tres de los manteles, todos menos el tercero, reflejando que la mayoría de los catadores han percibido similares las muestras 1 y 2, mientras que la unión 2-5 aparece solamente en el tercer mantel, reflejando que a solo un catador le han resultado parecidas las muestras 2 y 5. La información que proporciona este conteo se puede organizar en forma de matriz, para poder consultar fácilmente cuántos catadores han encontrado similitudes entre un determinado par de muestras. Véase la figura 6, en la que aparecen resaltados los casos que se acaban de mencionar.

El tercer y último paso de SensoGraph es el que proporciona el gráfico final. Imaginemos una mesa de air hockey, como las de los recreativos o las ferias, sobre la que colocamos (de manera arbitraria) siete discos correspondientes a los siete puntos de nuestro ejemplo.

Figura_7

Figura 7: Mesa de air hockey. (Marco Verch, Flickr).

 

Ahora imaginemos que sujetamos cada disco a la mesa pinchándolo con un alfiler y unimos los discos con gomas elásticas de las fuerzas indicadas en la matriz anterior. Es decir, el disco 1 y el disco 2 estarán unidos por una goma de fuerza tres, el disco 2 y el disco 5 estarán unidos por una goma de fuerza uno, etc. ¿Qué sucede si ahora quitamos todos los alfileres a la vez?

Sin alfiler que les sujete, los discos se deslizarán por la mesa, acercándose unos a otros según la fuerza de las gomas que los unen. Cuando alcancen la posición de equilibrio y dejen de moverse, tendremos el gráfico de consenso que estábamos buscando (fig. 8), al que también llamamos SensoGraph.

Figura_8

Figura 8: Gráfico de consenso SensoGraph para los manteles de la figura 3.

 

En este gráfico podemos comprobar claramente la existencia de dos grupos, por un lado 1, 2, 3, 4 y por otro 5, 6, 7 lo que, observando de nuevo la figura 3, parecía claro para los dos primeros manteles, pero no tanto para los otros dos. Comprobamos, asimismo, que las muestras 6, 7 son las que más cerca aparecen, lo cual concuerda con el hecho de que esas muestras aparezcan bastante cerca en todos los manteles de la figura 3.

Esta sencillez conceptual de SensoGraph permite que cualquiera pueda utilizarlo, sin necesidad de la formación estadística que requieren otros métodos. Además, el software es altamente intuitivo y fácil de usar, pues basta abrir el fichero de datos para obtener instantáneamente el resultado.

Clique para ver y ampliar tutorial sobre Sensograph y los gráficos que se obtienen

El gráfico obtenido tiene múltiples aplicaciones en la industria. Como primer ejemplo, permite posicionar nuestro producto frente a los de la competencia. Si en la figura 8 los vinos 1, 2, 3, 4 son de gama media, los vinos 5, 6 de gama alta y nuestro producto es el vino número 7, comprobaríamos que los consumidores posicionan nuestro producto en la gama alta.

Otra posible aplicación es la comparación de vinos elaborados con uva de diferentes parcelas. En este caso, la figura 8 mostraría una clara diferencia entre las parcelas 1, 2, 3, 4 y las parcelas 5, 6, 7. Análogamente, podríamos estar comparando distintos tipos de barrica, distintas proporciones en el coupage o distintas duraciones de la crianza.

 

Casos prácticos: paneles de cata con y sin experiencia

Para ilustrar las posibilidades de SensoGraph, comparando sus resultados con los obtenidos utilizando Napping, mostraremos dos casos de uso. Un primer caso con catadores no entrenados en análisis sensorial, pero con experiencia en la cata de vinos, una situación similar a la que podría darse en el panel de cata de una bodega, y un segundo caso con consumidores de vino sin experiencia en cata, una situación similar a la que podría darse consultando a compradores en un comercio.

En el primer caso, el panel estuvo compuesto por doce estudiantes del Grado de Enología en la Universidad de Valladolid, que no habían recibido entrenamiento específico, pero sí estaban habituados a la cata del producto. Este panel cató ocho vinos tintos de la misma añada, elaborados con variedades tempranillo y toro en la bodega experimental de la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias de la Universidad de Valladolid, Campus de Palencia.

Tras una sesión preliminar para familiarizarse con la colocación de las muestras sobre el mantel, situando más cerca las más similares y viceversa, los posicionamientos aportados por los catadores dieron lugar a los gráficos que se muestran en la figura 9.

Figura_9

Figura 9: Panel no entrenado en análisis sensorial pero con experiencia en cata. Izquierda, gráfico de Napping. Derecha, gráfico de SensoGraph. [Clique para ampliar vista.]

 

Ambos gráficos muestran claramente los grupos 2, 3, 5, 8 y 4, 6, 7, con el vino 1 marcadamente diferenciado de ambos grupos.

En el segundo caso, el panel se compuso de 24 consumidores habituales de vino que realizaron una única sesión, colocando las muestras sobre el mantel sin haberse familiarizado previamente con el procedimiento. Este panel cató diez vinos comerciales con las características que se muestran en la tabla 1.

 

Tabla1: Vinos posicionados según su similitud, más cerca cuanto más se parecen y viceversa [Clique para ampliar vista]

Tabla_1

 

Los manteles de los catadores en este caso dieron lugar a los gráficos que se muestran en la figura 10.

Figura_10

Figura 10: Panel de consumidores habituales. Izquierda, gráfico de Napping. Derecha, gráfico de SensoGraph. [Clique para ampliar vista.]

 

En este caso se aprecia claramente que los consumidores han separado las muestras 1 y 2, correspondientes a vinos de la D.O. Ribera del Duero, con los que quizás estén más familiarizados. También han diferenciado claramente la muestra 10, la única de la D.O. Jumilla. El resto de las muestras, de la 3 a la 9, aparecen formando un grupo sin claras diferencias entre ellas.

Como conclusión principal, comprobamos que el uso de SensoGraph permite introducir el análisis sensorial en empresas que no lo estén utilizando, de una forma rápida y sencilla, sin necesidad de contratar personal especializado. Los resultados obtenidos son similares a los que proporcionan herramientas estadísticas más complejas y costosas, por lo que SensoGraph se presenta como una opción intermedia antes de apostar por el uso de herramientas clásicas del análisis sensorial como el análisis descriptivo cuantitativo con paneles de catadores entrenados.

 

Agradecimiento

David Orden ha recibido financiación del programa Horizonte 2020 de investigación e innovación de la Unión Europea, bajo el proyecto Marie Skłodowska-Curie 734922, y del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (AEI/FEDER, UE), bajo el proyecto MTM2017-83750-P.

 

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4/9/20

Contenido de cobre en suelos de viñedo ecológicos en denominaciones de origen catalanas.

 

Lluís Giralt Vidal,Elisabet Perna Armengol,a Carme Masqué Tell,a Jordi Carbonell Galimany,a Josep Valiente Masdeu,a Ester Calaf Vidales,a Lorea Fernández de Larrinoa Arriola,b Lluís Serra Antolíc y Xoan Elorduy Vidala
a Institut Català de la Vinya i el Vi (Incavi).
b Universitat Rovira Virgili.
c Ingeniero técnico agrícola
.

Introducción

El control del mildiu de la vid (que llegó a Europa a finales del siglo XIX) se ha llevado a cabo con compuestos de cobre por su capacidad fungicida.

El cobre (Cu) es un elemento esencial para el desarrollo de las plantas que lo asimilan en pequeñas concentraciones, siendo catalogado como un microelemento en la fertilización. En la naturaleza, el Cu se presenta en forma de azufre, óxidos y carbonatos. Se encuentra principalmente en minerales como cuprita, malaquita, atzurita, calcopirita y bornita. La distribución entre los componentes del suelo puede verse considerablemente influenciada por la presencia de materia orgánica y los óxidos de Fe y Mn. En la mayoría de suelos minerales, el Cu suele estar combinado en forma de complejos arcilla-metal-orgánico, ya que en este tipo de suelo la materia orgánica está íntimamente ligada a las arcillas. Diferentes proyectos han estudiado los valores de los niveles de base y referencia de oligoelementos en los suelos, entre ellos el Cu. Concretamente, la Agencia de Residuos de Cataluña, en muestras realizadas en suelos naturales (suelos dedicados a prados, pastos y tierras forestales), ha hallado que la concentración media de Cu es de 22 mg/kg, con un mínimo de 1 mg/kg y un máximo de 330 mg/kg.1 En Francia, las medidas llevadas a cabo muestran una concentración media de 20 mg/kg de Cu, también con una fuerte variabilidad.2,3

Además del origen mineral del Cu, varias fuentes antropogénicas pueden aumentar la concentración en el suelo pudiendo causar situaciones de riesgo contaminante, estas fuentes son principalmente de fertilizantes agrícolas, fungicidas y bactericidas, los lodos procedentes de los residuos municipales y las emisiones industriales de la industria metalúrgica y de la combustión de carbón.1 Diferentes trabajos demuestran la importancia de este problema en el viñedo causado por la aplicación periódica de sales de Cu, encontrando mayores concentraciones de Cu en contraste con otros cultivos.4-6

Desde el inicio de la llegada del mildiu de la vid (Plasmopara viticola Berl. y Toni) a Europa a finales del siglo XIX, el control se ha llevado a cabo con compuestos de cobre debido a su capacidad fungicida. El uso de las sales de Cu comenzó con el caldo de bordelés (sulfato de cobre neutralizado con cal) y, con diferentes fórmulas, se han utilizado hasta hoy. Actualmente están autorizados en su aplicación contra el mildiu de la vid: hidróxido de Cu, oxicloruro de Cu, óxido cuproso y sulfato de cobre.7

«Las altas concentraciones de Cu sobre el terreno pueden causar problemas de fitotoxicidad o tener un impacto negativo en la sostenibilidad del sistema agrario.».
 

El cobre aplicado al viñedo termina principalmente en el suelo y, una vez allí, se puede acumular asociándose a diferentes componentes del suelo, transfiriendose a las aguas circundantes, transportándose asociado a sedimentos generados por fenómenos de erosión y/o afectando a los microorganismos del suelo.5 Las altas concentraciones de Cu sobre el terreno pueden causar problemas de fitotoxicidad o tener un impacto negativo en la sostenibilidad del sistema agrario por efectos en las comunidades microbianas y otros organismos como las lombrices de tierra. Estos efectos están condicionados por las características del suelo, especialmente por el pH y la textura del suelo y la concentración de carbono orgánico.5 Los valores de concentración de Cu en el suelo tinen un umbral de 100 mg/kg, y un valor por encima se considera necesario realizar una evaluación de la zona, y concentraciones superiores a 150 mg/kg indican un riesgo ecológico. Numerosos científicos indican concentraciones inferiores a 100 mg/kg como suelos no contaminados.4

La normativa europea de viticultura ecológica permite el uso de compuestos de Cu (Reglamento CE 967/2008),8 su origen mineral permite que se incluyan en los criterios de viticultura orgánica, sin embargo, las regulaciones genéricas para el uso de productos fitosanitarios incluyen restricciones en las dosis de Cu a aplicar, motivadas por los efectos contaminantes del Cu en el suelo y su poca solubilidad que lo convierten en un elemento muy móvil, así como los posibles efectos del Cu en la salud del aplicador.

La mayor restricción de la dosis anual de los tratamientos con Cu, en condiciones de fuerte presencia de mildiu, puede plantear un problema muy importante en su control, debido a la falta de alternativas efectivas en la agricultura ecológica. Ante esta situación, el Incavi, en colaboración con otras empresas del sector y otros centros de investigación, ha iniciado diferentes trabajos con el objetivo de estudiar los factores de la reducción de la dosis y/o el número de tratamientos de Cu en el viñedo, como el estudio de la permanencia del Cu en la vegetación después del tratamiento9 y el estudio de la eficacia de los productos de origen biológico en el control de mildiu.10

En consonancia con esta línea de trabajo se consideró muy oportuno conocer cuál es la situación real de concentración de Cu en los suelos vitivinícolas de Cataluña para poder evaluar su potencial contaminación tras un siglo de tratamientos y anticipar posibles efectos nocivos presentes y futuros.

La financiación de este proyecto ha sido a través de las subvenciones establecidas en el anuncio publicado por el Departamento de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación de la Generalitat de Catalunya: subvenciones para fomentar la investigación aplicada en materia de producción de agricultura ecológica.

 

Objetivos

Se ha trabajado sobre el objetivo general de obtener información real del nivel de concentración de Cu de los suelos de vid debido a los tratamientos de los compuestos de Cu en el control del mildiu de la vid. También se han recopilado datos sobre las condiciones agronómicas de las parcelas de muestra para poder analizar la importancia de los diferentes factores que pueden afectar a los niveles de Cu en el suelo. Para lograr este objetivo global, se especifican tres de ellos:

  • Cuantificar la concentración de Cu en el suelo de parcelas vitícolas en cultivo ecológico, en todas las denominaciones de origen vitivinícolas catalanas.
  • Relacionar las concentraciones de Cu en el suelo con la historia agronómica de cada parcela, especialmente con las aplicaciones de las sales de Cu.
  • Relacionar las concentraciones de Cu en el suelo con las características edafoclimáticas de las parcelas, especialmente con factores que pueden afectarla, como los niveles de materia orgánica del suelo, la textura, el pH o el régimen hídrico como factores de solubilidad, lixiviación y lavado.

 

Acciones realizadas / metodología

Elección de los puntos de muestreo

Las muestras se distribuyen en las diferentes denominaciones de origen vitivinícolas de Cataluña. Se ha trabajado en todas las DO vitivinícolas catalanas con el objetivo de poder dar un resultado representativo. El número de muestras por DO es mayor dependiendo de la superfície de viñedo y de las subzonas que incluyen (como es el caso de la DO Costers del Segre que tiene subzonas muy diferentes).

«Se priorizan las parcelas en cultivo ecológico, con el uso de las sales de Cu como elementos de protección prácticamente exclusivos contra el mildiu.»

 

A principios de febrero comienza el muestreo del suelo. La elección de parcelas y el contacto con los viticultores se lleva a cabo en colaboración con diferentes agentes del sector: técnicos de las denominaciones de origen vitivinícolas, agrupaciones de defensa vegetal o ADV, empresas vitivinícolas, etc.

Se priorizan las parcelas en cultivo ecológico, con el uso de las sales de Cu como elementos de protección prácticamente exclusivos contra el mildiu.

Muestreo

Las muestras se obtienen en las mismas condiciones en busca de las zonas de concentración potencialmente más altas:

  • Punto de recogida: en la hilera de las vides, entre cepa y cepa. Se considera que en esta área el suelo se laborea menos y/o a menos profundidad, por lo tanto el Cu que podría ser aportado en la superficie por los tratamientos se distribuirá menos en el suelo o estará menos incorporado en zonas más profundas.
  • Profundidad de la muestra entre 0 y 20 cm. Varias obras muestran que la presencia de Cu se reduce a medida que el suelo se profundiza, por lo tanto, la tierra superficial se recoge buscando el área donde puede ocurrir la mayor concentración.
  • Se recoge con una barrena manual y toma tierra de 10 a 20 cm, antes de recoger la muestra se retiran los restos de las plantas que pueda haber en superficie.
  • Para cada parcela elegida se hacen 8 agujeros (cuatro en dos filas), separados por unos 5 m.
  • De cada uno de los agujeros se toman alrededor de 100 gramos de tierra. Todas las tierras recogidas se colocan en una bolsa debidamente identificada para ser transportada en el laboratorio.

Se ha creado una ficha para recopilar información de las parcelas con los siguientes apartados:

  • Datos de la parcela (ubicación y datos agrícolas).
  • En caso de viñedo joven (cultivo anterior y años entre arranque y plantación).
  • Estrategia antimildiu aplicada.
  • Gestión del suelo (labrado, cubierta vegetal…).
  • Estado del suelo en la línea de las cepas en el momento del muestreo.
  • Erosión (pendiente, fenómenos de erosión).
  • Fertilización (química, orgánica o lodos de depuradora).
  • Agua (riego o fertiirrigación).
  • Especies vegetales presentes.   

El Incavi participa en el estudio para conocer la situación real de la concentración de Cu en suelos vitivinícolas de Cataluña, en la línea de fomentar la investigación aplicada en materia de producción de agricultura ecológica.

Puesta a punto de metodología y análisis de muestras

En el laboratorio de suelos de Incavi ubicado en la Estación Enológica de Reus se han puesto a punto las metodologías y la infraestructura necesaria para la realización de los análisis de la concentración de Cu:

  • Extracción de Cu biodisponible con EDTA. Es el Cu que se acompleja con la materia orgánica y la arcilla especialmente.
  • Extracción de Cu total con agua regia. Determina el conjunto de cobre bioasimilable, biodisponible, y el que se encuentra enlazado a estructuras cristalinas de óxidos, carbonatos, etc.

También se han analizado los parámetros fisicoquímicos del suelo que pueden tener incidencia en la concentración de Cu y su evolución:

  • Textura.
  • Materia orgánica.
  • pH.
  • Carbonatos totales.
  • Cal activa.
  • Capacidad de intercambio catiónico.

 

Resultados

Tabla 1: Muestras recogidas por denominación de origen

Tabla 1

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Número de muestras

Durante la realización del proyecto (de febrero a octubre de 2019) se han recogido un total de 98 muestras distribuidas como recoge la tabla 1.

Parámetros edáficos generales

A fecha de hoy se han realizado los análisis de los parámetros que definen las principales características de los suelos vitícolas en un total de 95 muestras. Los resultados medios para DO exponen en la tabla 2.

 

Tabla 2: Resultados medios de los parámetros edáficos generales de las muestras por denominación de origen vitivinícola

Figura 2

 

Estas medias nos dan una idea global de las características de las muestras que se han recogido. La variabilidad de los suelos en Cataluña y en el propio territorio de las DO es muy grande.

Entre los factores que, a priori, tienen más incidencia en la concentración y la dinámica del Cu en el suelo destaca el pH. En este caso observamos como hay dos DO en que los valores se diferencian del resto por ser menos básicos: Empordà (pH medio 6,48) y Priorat (pH medio 7,23), tal como se puede ver en la figura 1.

 

Figura 1

Figura 1: Distribución del pH de las muestras recogidas por denominación de origen vitivinícola.
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A pesar de la diversidad de los suelos dentro de cada DO, estos datos permiten diferenciar estas dos como las zonas donde la situación puede ser más problemática, ya que en suelos ácidos es donde el Cu tiene mejores condiciones para ser bioasimilable por la planta, con riesgo de fitotoxicidad.

El otro parámetro Importante es la presencia de arcilla en la composiciones del suelo. En la figura 2 se puede ver que hay una gran variabilidad interna en las muestras recogidas en cada DO.

 

Figura 2

Figura 2: Distribución del porcentaje de arcilla de las muestras recogidas por denominación de origen vitivinícola.
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Sin haber ninguna significancia estadística, se puede destacar Priorat, Empordà y Tarragona por menor concentración y Terra Alta para estar la mayoría de sus muestras en la parte alta en concentración de arcilla.

La concentración de materia orgánica también tiene mucha importancia en la concentración y dinámica del Cu en el suelo. Globalmente se confirman los bajos porcentajes de materia orgánica en los viñedos de Cataluña. En la figura 3 se observan los niveles detectados.

 

Figura 3

Figura 3: Distribución del porcentaje de materia orgánica de las muestras recogidas por denominación de origen vitivinícola.
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Aunque se ven ciertas tendencias, se considera que los valores medios son similares.

 

Concentración de Cu

  •  Cu total

La tabla 3 muestra los resultados obtenidos en los análisis.

 

Tabla 3: Cobre total (mg/kg) de les muestras de las diferentes denominaciones de origen vitivinícolas de Cataluña

Figura 2

[Clique aquí para ver tablas y figuras en pdf]

 

En la tabla 3 se exponen las medias de la concentración de Cu total del conjunto de muestras analizadas de cada DO. Se expone también la desviación estándar de cada media, que muestra una variabilidad de los resultados. Esta variabilidad es esperada, ya que la presencia de Cu en el suelo depende de numerosos factores y muy variables: la presencia natural de Cu según su composición mineral, la diferente aportación realizada por el viticultor, la presencia de materia orgánica, el nivel de erosión superficial, etc. Para subrayar esta variabilidad se indican los valores máximos y mínimos en cada DO. A partir de una concentración superior a 150 mg/kg se considera que pueden iniciarse alteraciones en el equilibrio natural del suelo. Por este motivo se expone el porcentaje de muestras que superan este valor en cada DO. Asimismo, para poder de valorar la situación de forma preventiva, se calcula el porcentaje de muestras que superan la concentración de 100 mg/kg de Cu.

Estos últimos datos permiten observar la incidencia de la problemática en el territorio estudiado. Por los resultados obtenidos podemos diferenciar tres grupos: en primer lugar el Penedès en que las muestras que superan los 100 mg/kg es del 54%, seguido de la DO Alella con un 50%, un tercer grupo las DO de Tarragona, Pla de Bages, Conca de Barberà, Empordà y Costers del Segre, donde el porcentaje de muestras superiores a 100 mg/kg de Cu están entre 15 y 20%, y finalmente les DO de Terra Alta, Montsant i Priorat en las que no se detecta ningún suelo con concentración superior a 100 mg/kg.

Para resumir la intensidad de la presencia de Cu en el suelo de viña, se observa la media de Cu total que en las muestras del Penedès, con un nivel medio de 99 mg/kg, está por debajo de las referencias. En el otro extremo las medias de Montsant (22,7 mg/kg) y Terra Alta (23,4 mg/kg), tienen niveles muy bajos. La figura 4 muestra la distribución de los resultados obtenidos en las diferentes DO.

 

Figura 4

Figura 4: Distribución del porcentaje de argila de las muestras recogidas por denominación de origen vitivinícola.
[Clique aquí para ver tablas y figuras en pdf]

 

Se puede observar la alta variabilidad entre los resultados y también como el conjunto de datos del Penedès se encuentra en su conjunto en un nivel más alto que el resto de denominaciones de origen.
Esta situación se puede explicar por la diferente aportación de Cu que, según la intensidad de las condiciones que favorecen el desarrollo del mildiu, son más o menos habituales e intensas.

  • Cu biodisponible

Recordemos que se define como el Cu que se acompleja con la materia orgánica y la arcilla especialmente, y por tanto, está con más disposición de pasar a ser asimilable por la planta.

Los resultados de los análisis se resumen en la tabla 4.

 

Tabla 4: Cobre biodisponible (mg/kg) de las muestras de las diferentes denominaciones de origen vitivinícolas

Figura 4

[Clique aquí para ver tablas y figuras en pdf]

 

En este caso no se dispone de un nivel de referencia para valorar el riesgo de efectos negativos de los diferentes niveles de concentración. En todo caso los resultados muestran una relación positiva entre el nivel de Cu biodisponible y el Cu total.

En la figura 5 se hace una correlación entre las concentraciones de Cu total y de Cu biodisponible de las muestras analizadas.

 

Figura 5

Figura 5: Niveles medios de cobre total y cobre biodisponible de las muestras analizadas por denominación de origen vitivinícolas.
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El nivel de correlación es discreto, pero se observa una tendencia positiva de forma global de la relación entre las dos concentraciones.

Por lo tanto, los niveles de Cu biodisponible van relacionados con el nivel de Cu total, tal como se ve en la figura 6.

 

Figura 5

Figura 6: Niveles medios de cobre total y cobre biodisponible de las muestras analizadas por denominación de origen vitivinícolas.
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Los datos obtenidos en este trabajo muestran unas tendencias importantes, pero si se consideran de interés será necesario ampliar los trabajos a fin de darles significancia estadística.

 

Conclusiones

La concentración de Cu en los suelos de los viñedos estudiados está por debajo de los valores que se consideran de riesgo de contaminación. En la mayor parte de zonas, la concentración de Cu está muy por debajo de estos valores.

Se puede considerar que las zonas vitícolas catalanas que tienen menos presión de ataques de mildiu tienen unas concentraciones inferiores de Cu en el suelo, que aquellas en las que el control debe ser más intenso.

Gracias al proyecto que ha permitido la puesta a punto y la práctica de la metodología de trabajo, se dará continuidad a esta línea de investigación con el fin de ampliar y reforzar las conclusiones.

 

Bibliografía

1. De Pablo J., Martí V., Martínez X., Rovira M.: Determinació dels nivells de fons i de referència d’elements traça als sòls de Catalunya. CTM, Centre Tecnològic, 2004.
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4. Ballabio C., Panagos P., Lugato E., Huang J.H., Orgiazzi A., Jones A., Fernández-Ugalde O, Borrelli P., Montanarella L.: Copper distribution in European topsoils: An assessment based on LUCAS soil survey. Science of the Total Environment 2018; 636: 282-98.
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8. Reglamento (CE) N.º 967/2008 del Consejo, de 29 de septiembre de 2008, por el que se modifica el Reglamento (CE) N.º 834/2007, sobre producción y etiquetado de los productos ecológicos.
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10. Proyecto INTERREG POCTEFA, PALVIP 2018-2020. Disponible en https://palvip.univ-perp.fr/.

 

Bibliografía recomendada

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