Coberturas vegetales en viñedos bajo riego localizado, respuesta fisiológica de especies herbáceas nativas a diferentes ambientes

Abstract

En Mendoza, Argentina es imprescindible regar los cultivos debido a las escasas precipitaciones y a la elevada evapotranspiración. El uso de coberturas vegetales es una herramienta sostenible con múltiples beneficios como conservar la estructura del suelo, mejorar la infiltración, controlar la erosión, incorporar materia orgánica, entre otros. Las especies nativas de ambientes áridos, adaptadas a la baja disponibilidad hídrica, presentan ventajas sobre las exóticas de elevado consumo hídrico para establecerse como cobertura vegetal en interfilares de viñedos con riego localizado; a pesar de ello, localmente no existen investigaciones al respecto ni disponibilidad comercial de semillas. El objetivo del estudio fue evaluar seis especies herbáceas nativas predominantes en tres zonas vitícolas (Digitaria californica, Leptochloa dubia, Nassella tenuis, Pappophorum phillippianum, Setaria leucopila y Sporobolus cryptandrus) y seleccionar las más aptas para su uso como cobertura vegetal en viñedos con riego localizado. Para ello, (i) se caracterizó el comportamiento fisiológico de seis especies herbáceas nativas espontáneas en tres viñedos con riego por goteo; (ii) se describió la respuesta de su fotosíntesis a la concentración de CO2, la radiación fotosintéticamente activa, la temperatura y el contenido de agua en el suelo de las macetas; (iii) se contabilizó su balance de carbono y consumo hídrico anual cuando crecieron en el interfilar de un viñedo con riego por goteo, para lo cual se desarrolló, evaluó y utilizó una cámara de intercambio gaseoso para canopia entera; y finalmente, (iv) se reconocieron sus condiciones óptimas de germinación. En base a los resultados obtenidos, todas las especies evaluadas poseen potencial para ser utilizadas como coberturas vegetales en cultivos bajo riego localizado; aunque D. californica, N. tenuis y P. phillippianum presentarían ventajas sobre las demás especies (elevada producción de biomasa, germinación, cobertura de suelo, ciclo en contra-estación, plantas bajas, etc.). (i) En cada sitio evaluado existe una cobertura vegetal espontánea adaptada a las condiciones climáticas, edáficas y de manejo. Las especies evaluadas son adecuadas para su uso como cobertura vegetal en viñedos con riego localizado. (ii) En general, las especies del tipo C4 se verían más beneficiadas ante un futuro escenario de cambio climático con temperaturas más elevadas y menor disponibilidad de agua para riego que la especie C3 (N. tenuis); aunque esta última tendría ventajas sobre las C4 cuanto mayor sea la concentración de CO2 en la atmósfera. (iii) La cobertura vegetal (nativa o espontánea) registró un balance de carbono de 2,94 kg CO2 m-2 en promedio, mientras que el suelo descubierto liberó 0,27 kg CO2 m-2. La cobertura vegetal compuesta por especies nativas consumió 2,6 veces más de agua (evapotranspiración anual) que el suelo descubierto (evaporación anual); y una cobertura espontánea (compuesta en su mayoría por especies exóticas) consumió 3,8 veces más agua que el suelo descubierto. (iv) El porcentaje de germinación máximo para cada especie fue de: 98% para D. californica (en cualquiera de las condiciones de luz y temperatura ensayadas), 68% para P. phillippianum (con 35ºC y luz), 66% para L. dubia (con >30ºC y oscuridad permanente), 60% para S. cryptandrus (con semillas escarificadas y con temperaturas entre 20 y 35ºC), 50% para N. tenuis (con 25ºC y luz) y 21% para S. leucopila (con semillas escarificadas, bajo cualquiera de las condiciones evaluadas).

In water-scarce areas with high evaporative demand of the environment, such as Mendoza province in Argentina, it is essential to irrigate crops. The use of cover crops is a sustainable tool for maintaining soil structure, improving infiltration, controlling soil erosion, adding organic matter, among others benefits. Native species from arid environments are economically and environmentally superior over the exotic ones as they are adapted to low water availability conditions, as in drip irrigated vineyards; nevertheless, there is no investigation or commercially available seeds locally. The aim of this study was to evaluate six dominant native grasses in three wine-regions (Digitaria californica, Leptochloa dubia, Nassella tenuis, Pappophorum phillippianum, Setaria leucopila and Sporobolus cryptandrus) and select the most suitable species for use as cover crops in drip irrigated vineyards. For this, (i) it was characterized the physiological behavior of six spontaneous native grass in field growing conditions (inter-row of a drip irrigated vineyard); (ii) it was described photosynthesis response to CO2 concentration, photosynthetically active radiation, temperature, soil water content growing in pots; (iii) it was recorded their carbon balance and annual water consumption growing in a drip irrigated vineyard inter-row; and finally, (iv) it was recognized the optimal conditions for germination of each species. Based on the results, the evaluated species could be used as cover crop in drip irrigated vineyards. But, D. californica, N. tenuis y P. phillippianum have advantages over other species (high biomass production, high germination, high soil coverage, opposite season cycle, lower plants, etc.). (i) In the evaluated sites had a spontaneous cover crop adapted to climb, soil and management. Species assessed are adequate to use as cover crop in drip irrigated vineyards. (ii) Mostly, C4 species would be benefit in a future climate change scenario with higher temperatures and lower availability of water for irrigation than C3 species (N. tenuis); although, C3 would have advantages with higher atmospheric CO2 concentration. (iii) The cover crop (native or spontaneous) recorded a carbon balance of 2.94 kg CO2 m-2 on average, while bare soil lost 0.27 kg CO2 m-2. The cover crop with native species consumed 2.6 times more water (from annual evapotranspiration) than bare soil (from annual evaporation); and a spontaneous cover crop (mostly composed by exotic species) consumed 3.8 times more water than bare soil. (iv) The maximum percentage of germination was: 98% for D. californica (in any evaluated temperature and light condition), 68% for P. phillippianum (with 35°C and light), 66% for L. dubia (with > 30°C and permanent darkness), 60% for S. cryptandrus (with scarified seeds and temperatures between 20 – 35°C), 50% for N. tenuis (with 25ºC and light), and 21% for S. leucopila (with scarified seeds and any evaluated condition).