Crecimiento y distribución de raíces y su relación con el potencial productivo de parrales de Vides de Mesa

Growth and distribution of roots and its relationship with the production potential of Table Grapes

Rodrigo Callejas-Rodríguez^*, Eduardo Rojo-Torres, Carlos Benavidez-Zabala, Erika Kania-Kuhl

Facultad de Ciencias Agronómicas, Universidad de Chile. Casilla 1004, Santiago, Chile. ^* Autor responsable: ( rcallejas@uchile.cl ).

Recibido: febrero, 2011.
Aprobado: diciembre, 2011.

Resumen

Conocer el crecimiento de las raíces es un aspecto fundamental para evaluar el comportamiento de un huerto frutal al comprender el patrón de desarrollo de la parte aérea incluyendo el rendimiento y calidad de la fruta. Durante 2006-2007 se trabajó en parrales ubicado en la localidad de La Junta (28° 3' 3'' S, 69° 57' 37.8'' O; 1218 m altitud), Región de Atacama, Chile, separadamente en dos tipos de suelo, textura media y gruesa. Se seleccionaron ocho plantas de Thompson Seedless, autoenraizadas, de 20 años de edad, separadas en cuatro ejemplares de alto potencial productivo y cuatro de bajo potencial productivo. Para cada sitio el diseño fue completamente al azar con dos tratamientos (alto y bajo potencial productivo), con cuatro repeticiones por tratamiento, siendo la unidad experimental la planta. En cada sitio experimental se excavó una calicata frontal (perpendicular a la hilera de plantación) y se realizó un mapeo detallado, basado en la ubicación y categoría de diámetro, de todas las raíces presentes en el perfil del suelo. Se determinó que en suelos de textura media, y debido a la alta frecuencia y tiempo de riego (15 200 m³ ha^-1 al año), las raíces funcionales de vid se ubican preferentemente alejadas de la zona de saturación del bulbo de riego, evitando probables eventos de hipoxia y anoxia. En suelos de textura gruesa las raíces finas se localizan uniformemente distribuidas en el perfil; además plantas de vid de mayor potencial productivo están relacionadas con una mayor cantidad de raíces.

Palabras clave: Thompson Seedless, sistema radical, uva de mesa, Vitis vinifera.

Abstract

Knowing the root growth is a fundamental aspect to evaluate the performance of a fruit orchard by understanding the development pattern of the aboveground growth including yield and fruit quality. During 2006-2007 research was carried out in the vineyards of the locality of La Junta (28° 3' 3'' S, 69° 57' 37.8'' W, 1218 m altitude), Atacama Region, Chile, separately in two soil types, medium and coarse texture. Eight Thompson Seedless plants were selected, self-rooted, 20 years old, divided into four highly productive individuals and four of low production potential. For each site, the design was completely randomized with two treatments (high and low productive potential), with four replications per treatment, being the experimental unit the plant. On each experimental site a frontal pit was excavated (perpendicular to the vine row) and performed a detailed mapping, based on location and category in diameter of all roots present in the soil profile. It was found that in medium-textured soils, and due to the high frequency and time of irrigation (15 200 m³ ha^-1 year, functional roots of vines are located preferably away from the zone of saturation of the wetted area, avoiding probably events of hypoxia and anoxia. In coarse-textured soils fine roots are found evenly distributed in the profile; in addition, vines of more productive potential are associated with a higher number of roots.

INTRODUCCIÓN

La viabilidad económica de parrales de uva de mesa en Chile se basa en los altos rendimientos y calidad de la fruta para exportación, la que debe mantenerse en buenas condiciones entre 20 a 45 d en almacenaje. Por tales razones en la Región de Atacama (Chile), una zona desértica, se requieren plantas sanas y de máximo potencial productivo dada la alta radiación incidente, presencia de suelos poco fértiles, salinos o salinos sódicos, toxicidad especifica, menor disponibilidad de agua de riego, y menos días entre el inicio de la brotación y cosecha. Sin embargo, los estudios son escasos debido principalmente a las dificultades prácticas y metodológicas de las investigaciones relacionadas con la raíz. Así, el potencial productivo de las vides se ha relacionado con el desarrollo de la parte aérea de la planta, sin estudiar el comportamiento general de las raíces de la vid (Honorato et al., 1990; Callejas et al., 2010).

Al respecto, Richards (1983) menciona que existe una relación estrecha entre el crecimiento de la parte aérea y la actividad del sistema radical de la planta de vid. Según Ruiz (2000), la calidad del sistema radical define en gran medida el desarrollo y vigor de las vides, así como los niveles productivos de los huertos (Ruiz, 2000; Sellés et al., 2003; Ruiz et al., 2007).

Hay diferentes criterios para caracterizar las raíces de la vid según su diámetro, generando variadas categorías: raíces <1; 1-2; 2-5; 5-10; 10-20 y 20-30 mm (Perry et al., 1983); raíces <0.5; 0.5-2; 2-5 y >5 mm (Van Zyl, 1988); raíces <2; 2-5; 5-12 y >12 mm (Williams y Smith, 1991); raíces <1; 1-2 y >2 mm (Morlat y Jacquet, 1993); raíces <2; 2-5; 5-12 y > 12 mm (Morano y Kliewer, 1994); y raíces <1.6; 1.6-3.2 y >3.2 mm (Araujo et al., 1995), determinando desde el punto de vista de la funcionalidad que las raíces de vid más importantes son aquellas de menor diámetro y de color blanco (Mullins et al., 1992; Sellés et al., 2003; Ruiz et al., 2007), comúnmente denominadas activas.

En suelos de diferente origen y estructura, la mayor parte de las raíces de la vid se localizan en el primer metro de profundidad (Richards, 1983; Hsiao, 2000; Callejas et al., 2010), concentrándose en la parte superior las raíces laterales finas, conformando el área absorbente más importante de la planta. Nagarajah (1987) y Morlat y Jacquet (1993) afirman que la distribución de las raíces en las vides depende de las condiciones edáficas, agregando Bassoi et al. (2003) otros factores como el sistema de riego, edad de la planta y el portainjerto, lo que explicaría las diferencias en la distribución en el perfil de suelo tal como lo indican Araujo et al. (1995) 0-100 cm, Morano y Kliewer (1994) 0-120 cm, y Williams y Smith (1991) 0-240 cm de profundidad.

Dependiendo de la edad de las vides, las raíces estructurales varían en diámetro de 6 a 100 mm, generándose de ellas pequeñas raíces permanentes con un diámetro entre 2 a 6 mm que crecen horizontal y verticalmente. Estas raíces se extienden y ramifican en unas pocas raíces de extensión media, generalmente de 1 a 2 mm de diámetro y de rápido crecimiento. Mullins et al. (1992) indican que las raicillas que derivan de raíces menores a 2 mm de diámetro son las más importantes en términos de la absorción de agua y nutrientes. En este sentido, Comas et al. (2000) analizaron raíces de vid menores a 0.6 mm y señalan que son muy sensibles y que su actividad metabólica decrece a medida que aumenta su pigmentación en el tiempo.

Según Sellés y Ferreyra (2007) y Callejas et al. (2010), el desarrollo del sistema radical de las plantas está directamente afectado por las condiciones de humedad, aireación, temperatura y la resistencia mecánica en los suelos. Así, los sistemas de riego pueden afectar la distribución de las raíces, localizándose principalmente dentro del volumen húmedo bajo los goteros (Bresler, 1977; Van Zyl, 1988). El buen manejo de los factores productivos impactará directamente en la calidad del sistema radical y con ello el potencial productivo de las plantas (Davies y Zhang, 1991; Glenn, 2000; Ruiz et al., 2007).

Por tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar el crecimiento, distribución de raíces y su diámetro en relación con el potencial productivo de parrales de vides de mesa, en dos suelos característicos de la región árida del desierto de Atacama, Chile.

MATERIALES Y MÉTODOS

Lugar del estudio y condiciones experimentales

El estudio se efectuó en la localidad de La Junta (28° 3' 3" S, 69° 57' 37.8" O; 1,218 m de altitud) a 100 km de la ciudad de Copiapó, Región de Atacama, Chile, desde marzo de 2006 a junio de 2007. La agrupación climática para la zona corresponde a Desértico de Altura y precipitación anual promedio de 27 mm (Novoa et al., 1989). Se usaron plantas autoenraizadas de la variedad Thompson Seedless de 20 años de edad, de igual manejo productivo, conducidas en sistema de parrón español, con una distancia de plantación de 3.5×3.5 m, nutrición mediante fertirrigación y regadas con una línea de goteros de 4 L h^-1, sobre camellones, ocupando un volumen de agua de 15 200 m³ ha^-1 al año. Las plantas brotan en los primeros días de agosto, florecen a mediados de septiembre, la cosecha se realizó el 15 de diciembre y la poda el 15 de mayo. El estudio se realizó por separado en dos sitios correspondientes a suelos con textura muy frecuente en suelos aluviales estratificados de la Región de Atacama.

Sitio 1

Suelo de textura media, de origen aluvial, profundo, de textura franca hasta los 95 cm (26 % arcilla, 44 % limo, 30 % arena, 2,1 % materia orgánica y 0,98 dS m^-1) con incorporación variable de materia orgánica en los primeros 15 cm y contenidos variables de gravas (2-3 mm). Separado por un límite lineal abrupto, descansa sobre un sustrato suelto, de matriz arenosa de grano simple con gravas y guijarros abundantes, presencia de piedras redondeadas (25-40 cm) en un 20 % del volumen de suelo, topografía suavemente inclinada con 2 % de pendiente.

Sitio 2

Suelo de textura gruesa, de origen aluvial, con una estrata superficial de textura franca hasta los 25 cm con incorporación variable de materia orgánica en los primeros 15 cm. Separado por un límite lineal abrupto, descansa sobre un sustrato de textura gruesa y pedregoso, conformado por una matriz arenosa de grano simple, suelto, con contenido variable de gravas (2-5 mm), guijarros (10-20 cm) en 35 % del volumen de suelo, piedras redondeadas (25-40 cm) en profundidad, topografía plana, bien drenado y permeable.

En cada sitio y de acuerdo con su producción y crecimiento vegetativo, se conformaron dos grupos de plantas catalogadas como de alto y bajo potencial productivo, libre de plagas y enfermedades. Para cada caso se evaluó el peso de poda (peso fresco), usando una balanza digital de colgar (Extech, modelo 160394, EE.UU.), la producción total por planta usando una balanza digital de sobremesa (Mettler-Toledo, modelo PBA330A6, España), contándose el número de racimos y de yemas por planta y el diámetro de cargadores. Además, se midió el perímetro de tronco a una altura de 40 cm (con una cinta plástica graduada en cm) y se determinó el área de sección transversal de tronco (ASTT), aproximándola al área de la circunferencia (π×r²).

Para el sitio 1 se considera que las diferencias en el tipo de plantas se deben a su respuesta frente a inadecuados criterios de riego (exceso de agua) y en el sitio 2, de textura gruesa, a una mala estimación de eficiencia de fertilización. Ambas explicaciones deben ser corroboradas con otra investigación, sobre todo porque es una característica de la región en el sentido de encontrar disparidad en el crecimiento de las vides de un mismo sitio.

Para cada unidad experimental se realizaron ortogonales (calicatas), situados a una distancia de 0.6 m desde el tronco, perpendicular a la hilera de plantación, con una dimensión de excavación de 2 m de largo (centrada frente al tronco de la planta) por 0.8 m de ancho y una profundidad de 1.8 m, considerando el camellón de 0.2 m de alto. Las evaluaciones se realizaron en mayo (otoño) de acuerdo con el método del perfil (Böhm, 1979), utilizando una malla con cuadrículas de 0.2×0.2 m, puesta sobre el perfil en el que previamente se removió una delgada capa de suelo adicional para exponer las raíces, registrando en cada cuadrícula la ubicación y número de raíces según su tamaño, usando un pie de metro, de acuerdo con una de las cuatro siguientes categorías de diámetro (Van Zyl, 1988): raíces menores que 0.5 mm (finas), raíces entre 0.5 y 2 mm (delgadas), raíces entre 2 y 5 mm (medias), raíces mayores que 5 mm (gruesas) y se calculó el índice de enraizamiento (IE):

IE = {(raíces<0.5 mm+raíces 0.5-2 mm)/ (raíces 2-5 mm+raíces >5 mm)}

Análisis estadístico

La información se agrupó en secciones de área (ancho × profundidad) del perfil, considerando dos anchos de calicata (1.2 y 1.6 m) y cuatro intervalos de profundidad (0.4, 0.8, 1.2 y 1.6 m). El ensayo y para cada tipo de suelo por separado se realizó con un diseño completamente al azar con dos tratamientos (alto y bajo potencial productivo) y cuatro repeticiones por tratamiento. La unidad experimental correspondió a la planta. Las medias de dos muestras se compararon con la prueba t de Student (p≤0.05). Se realizó análisis de correlación para determinar las asociaciones entre los indicadores de desarrollo del sistema radical y los parámetros de potencial productivo. El registro de los datos y el análisis estadístico se realizó con Microsoft ^® Excel 2000 (Microsoft Corporation, Washington, EE.UU.) y el programa STATGRAPHICS^® Centurion XV Demo (StatPoint, Inc., Northern Virginia, EE.UU).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Condición productiva y vegetativa de las plantas

Las plantas elegidas en cada tipo de suelo presentan distintos potenciales productivos de acuerdo con las evaluaciones de los parámetros seleccionados, condición fundamental para realizar el estudio (Cuadros 1 y 2).

Crecimiento y distribución de raíces

Las plantas más productivas están asociadas con una mayor cantidad de raíces, especialmente de menor diámetro (Cuadros 3 y 4), lo cual coincide con lo señalado por Sellés et al. (2003) y Ruiz et al. (2007) para otras condiciones edafoclimáticas de Chile.

Las evaluaciones de las variables productivas (Cuadros 1 y 2), manifiestan la estrecha relación y balance que existe entre la expresión de la parte aérea de las vides y el volumen de sus raíces (Richards, 1983; Honorato et al., 1990; Ruiz, 2000). En este mismo sentido, los mapas de densidad de raíces menores a 0.5 mm y para ambos tipos de suelo muestran que las plantas de alto potencial presentan una mayor presencia de raíces en el perfil de suelo (Figura 1, AM versus BM y AG versus MG).

En el suelo de textura media (Figura 1, AM) se detectó una zona en el punto de descarga de los goteros con una mínima densidad de raíces, en contraste con el resto del perfil evaluado que se consideró hasta los 1.6 m de profundidad. Esto es más evidente si se compara con la zona bajo gotero del suelo de textura gruesa (Figura 1, AG), ratificando lo señalado por Honorato et al. (1990) en un suelo de texturas medias ubicado en un clima mediterráneo de la zona Central de Chile, y Callejas et al. (2010) para el caso del desierto de Atacama. Esta situación se generaría por la frecuente saturación hídrica de esa parte del perfil en los suelos de texturas medias o finas, debido al criterio equivocado de riego establecido por los agricultores al utilizar alta frecuencia y excesivos tiempos de riego, con el objetivo de producir con aguas de calidad catalogadas como generadoras de toxicidad en aumento (0.85 dS m^-1 ) y en condiciones de alto déficit de presión de vapor del desierto. Esto generaría una menor oxigenación en este tipo de suelos dada su mayor capacidad de retención de humedad y menor cantidad de macroporos (Sellés y Ferreyra, 2007), generando la muerte y desaparición de nuevo crecimiento de raíces en esta parte del perfil. Por el contrario (Figura 1 AM), la planta está dirigiendo su crecimiento hacia sectores de suelo donde encuentra un mejor equilibrio agua-aire.

La alta densidad de raíces en los primeros 0.2 m del perfil podría estar relacionada adicionalmente al mayor contenido de materia orgánica (Morlat y Jacquet, 1993) y en profundidad dada la presencia de un sustrato suelto, de matriz arenosa de grano simple con gravas y guijarros abundantes, lo que genera una menor capacidad de retención de agua y mejores condiciones de aireación (Sellés et al., 2003).

Las raíces finas están en cantidad limitada en plantas de bajo potencial productivo, con focos de crecimiento en los primeros 0.2 m y profundidad 1.0-1.2 m en el suelo de textura gruesa y 1.2-1.4 m en suelo de textura media. Además, las plantas de alto potencial productivo en suelo de textura gruesa presentan una cantidad alta de raíces finas en el perfil, contrastando con las plantas de alto potencial en suelo de textura media, que tienen igualmente cantidades altas de raíces menores a 0.5 mm, pero éstas disminuyen a un mínimo entre 0.4 y 0.8 m de profundidad. Desde éstas últimas se desarrollaron las raíces de diámetro menor a 0.5 mm, con un crecimiento mayor en los primeros 0.2 m en algunos puntos en profundidad.

Crecimiento de raíces e índice de enraizamiento por sección de perfil

En relación con la funcionalidad, las raíces de vid más importantes son las de menor diámetro y de color blanco (Mullins et al., 1992; Sellés et al., 2003; Ruiz et al., 2007), comúnmente denominadas activas. El análisis de correlación de los indicadores de desarrollo del sistema radical versus peso de poda y producción por planta (Cuadro 5) indica que el número de raíces de diámetro menor a 0.5 mm, del diámetro menor a 2 mm y el número de raíces totales siempre presentan coeficientes de correlación significativamente diferentes de cero para las secciones de área 1.2 ×1.2 m y 1.2 × 1.6 m, en ambos tipos de suelo, no destacando un indicador sobre otro (Cuadro 5). Por tanto, la cuantificación sólo de raíces de diámetro menor a 0.5 mm es suficiente para ser un indicador apropiado del desarrollo del sistema radical en ambos tipos de suelo, ya que el valor de correlación no cambio significativamente cuando se agregaron a esta categoría las demás categorías de diámetro, con la ventaja de ser el indicador de más rápida determinación (Cuadro 5). Los resultados entre 1.2 o 1.6 m de ancho de calicata y profundidades menores a 1.2 m no se presentan por no ser significativos.

Van Zyl (1988) considera que un índice de enraizamiento alto refleja condiciones de suelo favorables que resultarían en una proporción alta de raíces finas en relación a raíces gruesas. En este estudio el índice de enraizamiento no presenta una mejor asociación con el potencial productivo si se compara con los otros indicadores de desarrollo del sistema radical propuestos. El hecho de cuantificar todas las raíces presentes en el perfil es una desventaja práctica por el mayor requerimiento de tiempo. Además, por su condición de índice su valor no queda definido si en la sección de área muestreada no se cuantifican raíces de las categorías medias (2-5 mm) y gruesas (>5 mm), y un mismo valor de índice de enraizamiento puede representar una cantidad de raíces muy distinta, por lo cual su uso como un valor comparativo es restringido.

Crecimiento de raíces y potencial productivo

Hubo una asociación lineal estrecha entre las raíces menores a 0.5 mm y variables indicadoras del potencial productivo, como la producción y el peso de poda de las plantas (Figura 2). La relación calculada entre las raíces menores a 0.5 mm y la producción para los suelos de texturas medias fue y=0.0216x+4.7866; para las texturas gruesas, y= 0.0099x+1.7806; para el peso de poda en las texturas medias, y=0.0156x+0.2579; y para las texturas gruesas, y=0.0067x + 2.152. Estos resultados manifiestan, para la producción y para el peso de poda, que una mayor presencia de raíces finas generará un aumento de los dos parámetros anteriores, existiendo, como lo señalan Honorato et al. (1990) y Gregory (2006), una relación estrecha entre la condición de la parte aérea y el sistema radical. En este sentido hay que destacar la importancia de todas las labores agrícolas destinadas a generar las mejores condiciones físicas y químicas del suelo para maximizar el desarrollo de las raíces, y así conformar una estrategia válida e integrada para aumentar el potencial productivo de las plantas de vid.

CONCLUSIONES

De acuerdo con las condiciones experimentales descritas se concluye que las plantas de vid de mayor potencial productivo están relacionadas con una cantidad mayor de raíces de diámetro menor a 0.5 mm; menor a 2 mm; raíces totales e índice de enraizamiento, y la primera de ellas fue el mejor indicador. Estos indicadores de desarrollo del sistema radical deben obtenerse de calicatas con una profundidad de muestreo mínima de 1.2 m. En suelos de texturas medias, la saturación permanente del suelo por el agua de riego bajo la zona de gotero, producto de la alta frecuencia y tiempos de riego, genera una menor densidad de raíces. Finalmente, se determinó una estrecha asociación entre las raíces menores a 0.5 mm y variables indicadoras del potencial productivo, como la producción y el peso de poda de las plantas.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen la ayuda prestada por los productores de uva de mesa de los valles de Copiapó y Huasco, Región de Atacama, Chile, y al Fondo de Innovación Agraria (FIA), proyecto FIA-PI-C-2003-1-A-037.

LITERATURA CITADA

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