Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERIAS AGRARIAS Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. Grado en enología Alumno/a: María Carro Rodilana Tutor/a: Pedro Martín Peña Cotutor/a: Mª Rosa González García Jose Manuel Rodríguez Nogales JULIO DE 2019 Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 1 / 24 INDICE 1. Resumen ............................................................................................................... 2 2. Introducción ........................................................................................................... 2 2.1 La fluorescencia de la clorofila ............................................................................ 2 2.2 Efecto de la clorosis férrica sobre la actividad fotosintética. ................................ 3 2.3 Los aromas varietales de la uva. ......................................................................... 4 2.4 Efecto de la clorosis férrica sobre la composición aromática de la uva. ............... 5 3. Objetivos................................................................................................................ 6 4. Material y métodos. ............................................................................................... 6 4.1 Diseño experimental. Descripción de la zona de estudio. .................................... 6 4.2 Controles y observaciones. ................................................................................. 8 4.2.1 Contenido foliar en clorofila ........................................................................... 8 4.2.2 Actividad fotosintética ................................................................................... 8 4.2.3 Peso de 100 bayas ....................................................................................... 9 4.2.4 Vigor del viñedo ............................................................................................ 9 4.2.5 Rendimiento .................................................................................................. 9 4.2.7 Determinación de aromas varietales ............................................................. 9 4.3 Análisis de datos ............................................................................................... 10 5. Resultados y discusión ........................................................................................ 11 5.1 Relaciones entre el nivel de clorofila y la actividad fotosintética. ....................... 11 6.2 Efectos del vigor, rendimiento del viñedo y el tamaño de la uva sobre la composición aromática del mosto. .......................................................................... 12 6.3 Relación entre la actividad fotosintética del viñedo y la composición específica de aromas de la uva ................................................................................................ 14 6. Conclusiones ....................................................................................................... 21 7. Bibliografía ........................................................................................................... 21 Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 2 / 24 1. Resumen La medición de la fluorescencia de la clorofila permite obtener información de la eficiencia fotoquímica y la disipación térmica de la energía absorbida en la fotosíntesis. Los objetivos de este trabajo consisten en (1) establecer relaciones entre la carencia de hierro (clorosis férrica), la actividad fotosintética del viñedo y la composición en aromas del mosto, (2) estudiar la influencia del vigor, rendimiento del viñedo y tamaño de la uva sobre la composición aromática del mosto, y (3) evaluar el interés de las medidas de fluorescencia de la clorofila para estimar en campo el potencial aromático de las uvas. Para alcanzar estos objetivos, se ha llevado a cabo un seguimiento en campo de la actividad fotosintética y los niveles de clorofila en 20 subparcelas de viñedo cv. Tempranillo situadas en Pesquera de Duero (Valladolid) durante el año 2018. Se controlaron los valores de rendimiento, vigor y el peso de 100 bayas, y efectuaron analíticas de la composición específica de aromas libres y ligados en la uva de cada una de las subparcelas. Las medidas del contenido foliar de clorofila en envero y previas a la vendimia se han correlacionado poco con los parámetros de eficiencia fotosintética en la zona de estudio, pero han mostrado una fuerte correlación negativa con el contenido total de aromas libres del mosto. Un mayor tamaño de la uva incrementó significativamente las concentraciones de diferentes terpenos y C13-norisoprenoides libres se correlacionan con el rendimiento de las cepas. Las medidas de fluorescencia de la clorofila una semana antes de la vendimia mostraron un mejor valor predictivo de la composición aromática de las uvas que las medidas en envero, a excepción de los compuestos en C6. La fluorescencia máxima en hojas adaptadas a la luz y la fluorescencia estacionaria son los parámetros que presentan mayor interés para la estimación del potencial aromático de la uva en zonas afectadas por clorosis férrica. 2. Introducción El hierro es un elemento indispensable para la fotosíntesis, ya que, interviene en la síntesis de clorofilas (Miller et al., 1984) y es un constituyente de los citocromos y otros transportadores de electrones, por lo que su carencia afecta a la estructura y funcionalidad del aparato fotosintético (Bavaresco et al., 2010). La carencia de hierro (clorosis férrica) provoca no solo una pérdida de rendimiento en la vid, sino también perjuicios importantes en las componentes de calidad de las uvas, mostos y vinos (Martín et al., 2007). Sin embargo, niveles moderados de estrés nutricional pueden tener efectos positivos en la calidad de la uva, ya que las plantas restringen el crecimiento vegetativo, tienen menor rendimiento y producen bayas más pequeñas. Estas situaciones tienden a concentrar constituyentes tales como compuestos fenólicos, que son responsables del color, la astringencia y la amargura de los vinos tintos (González et al., 2019). 2.1 La fluorescencia de la clorofila El proceso fotosintético se inicia cuando la luz es absorbida por los pigmentos fotosintéticos (básicamente clorofila a y, b, y carotenoides) de los complejos antena. Parte de la energía absorbida es transferida como energía de excitación y atrapada por el centro de reacción, en donde es utilizada de una forma químicamente útil. La otra parte es disipada como calor y, en menor grado, reemitida como energía luminosa de menor energía (fluorescencia). Esta distribución de la energía en los tres procesos ocurre simultáneamente, de tal forma que el incremento en la eficiencia de uno de ellos, resultará en la disminución de los otros dos. Por lo tanto, a través de la medición de la Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 3 / 24 fluorescencia de la clorofila se puede obtener información de la eficiencia fotoquímica y la disipación térmica de la energía absorbida (González et al., 2008). Al comenzar las medidas con un fluorímetro obtenemos el valor de fluorescencia mínima (Fo) aplicando sobre una hoja adaptada a la oscuridad una luz de muy baja intensidad. Cuando aplicamos un flash de luz saturante con la hoja adaptada a la oscuridad, la fluorescencia aumenta hasta un nivel máximo (Fm). La diferencia entre Fm y Fo se llama fluorescencia variable (Fv) (Baker and Rosenqvist, 2004). Al aplicar luz actínica y flashes de luz saturantes en intervalos apropiados, obtenemos los valores de fluorescencia máximos en la hoja adaptada a la presencia de luz (Fm’). Este valor de Fm’ es considerablemente menor que el valor de Fm generado por la hoja adaptada a la oscuridad. En el caso de hojas adaptadas a la luz, la fluorescencia variable (Fv’) es la diferencia entre Fm’ y Fo’. El valor de la fluorescencia inmediatamente anterior al flash se denomina Fs. Después del flash, eliminando la luz actínica se puede medir Fo´ (Catalina, 2015). La obtención de los parámetros de fluorescencia de la clorofila ha resultado un método interesante para la evaluación del estado fotosintético de las plantas, debido a su rapidez y versatilidad (Iacono and Sommer, 1999). Esta técnica ha tenido un papel importante en el estudio de las respuestas fotosintéticas de las plantas en relación a los cambios ambientales, la variación genética y la diversidad ecológica (Murchie and Lawson, 2013). Diversos autores han utilizado con éxito los parámetros de fluorescencia de la clorofila para la detección de diferentes tipos de estrés. Por ejemplo; Fs y el ratio Fs/Fo pueden resultar útiles para la detección precoz del estrés hídrico en vides (Flexas et al., 2002). Fv/Fm resulta ser una buena herramienta para detectar el estrés por altas temperaturas (Baker and Rosenqvist, 2004). 2.2 Efecto de la clorosis férrica sobre la actividad fotosintética. La reducción en la fotosíntesis neta en condiciones de deficiencia de hierro ha sido observada en muchas especies de plantas (Larbi et al., 2006) y se atribuye principalmente a la disminución de la eficiencia del fotosistema II, debido al cierre de centros de reacción y a la propia reducción de la eficiencia intrínseca del fotosistema II (Covarrubias et al., 2014). La deficiencia de hierro se traduce a nivel fisiológico en un descenso de la concentración de pigmentos fotosintéticos y en la tasa de transporte de electrones en la fotosíntesis (Bavaresco et al., 2006). La deficiencia de hierro induce un aumento considerable del nivel inicial de fluorescencia Fo y una disminución de la proporción de fluorescencia variable Fv (Morales et al., 1991), lo que refleja una pérdida de eficiencia fotoquímica del fotosistema II (Greene et al., 1992). Esta pérdida de eficiencia puede ser cuantificada mediante el parámetro Fv/Fm. Los valores de Fm y la relación Fv/Fm disminuyen a medida que se acentúa la clorosis férrica (Pestana et al., 2005). En plantas cloróticas la alteración de los procesos fotosintéticos se traduce en un lento y reducido crecimiento, limitando a su vez potencialmente la productividad y el vigor del viñedo (Tagliavini and Rombolá, 2001). En la vid, la deficiencia de Fe induce una reducción de la tasa de cuajado, disminuye el diámetro de la baya y la compacidad de los racimos (Bavaresco et al., 2010). Una severa carencia nutricional de hierro puede causar una drástica reducción en la longevidad y la productividad del viñedo, el crecimiento de la raíz y tallos y pérdidas en el rendimiento y la calidad de la uva (Bavaresco et al., 2003). Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 4 / 24 2.3 Los aromas varietales de la uva. La composición de la uva depende de la variedad y el clon de vid que se utilice, también depende de la interacción del genotipo y el fenotipo con los factores ambientales, en términos enológicos, del “terroir” (Styger et al., 2011). La composición general de la mayoría de las variedades de uva es muy similar, solo unos pocos compuestos aromáticos han sido asociados directamente a aromas varietales específicos. (Styger et al., 2011). Dentro de la composición general encontramos: terpenos, C13 norisoprenoides, alcoholes, compuestos de C6, aldehídos, ácidos volátiles, fenoles volátiles, acetatos y esteres y lactonas (Gonzalez-Barreiro et al., 2013). Las siguientes secciones proporcionan una revisión de los compuestos encontrados en uvas agrupados según sus grupos funcionales: Terpenos y C13 norisoprenoides. Los monoterpenos son responsables del aroma floral y frutal de la uva, por lo tanto, son importantes contribuyentes al aroma de los vinos blancos, sobre todo los que se hacen con variedades aromáticas (p.e., Gewürztraminer, Riesling, Muscat) (Mateo and Jiménez, 2000). Varios monoterpenos están sujetos a transformaciones en las condiciones de pH y temperatura que se encuentran en el mosto y el vino. (Raguso and Pichersky, 1999). Los monoterpenos también pueden surgir a partir de materia cercana a los viñedos (Rocha et al., 2007), por ejemplo, el eucaliptol, aunque probablemente se sintetice en bayas de Cabernet Sauvignon (Kalua and Boss, 2009), también puede originarse a partir de los árboles de eucalipto de alrededor de los viñedos (Capone et al., 2012). Los sesquiterpenos se encuentran presentes principalmente como hidrocarburos insaturados y se acumulan en la pruina de las uvas íntegras. Últimamente los sesquiterpenos han tomado fuerza gracias al descubrimiento del sesquiterpeno rotundona, compuesto clave del aroma a pimienta de vinos Syrah producidos en regiones de clima frío de Australia (Schuab and Würst, 2015). Los noroisoprenoides derivan de los carotenoides, se encuentran comúnmente en la naturaleza y han atraído una atención considerable como aromas en muchos productos alimenticios y fragancias (Winterhalter and Rouseff, 2002). Se encuentran en muchas vides, pero son más abundantes en las plantas aromáticas (Schneider et al., 2001) y se cree que tienen un papel importante en el aroma de muchas variedades (Sefton, 1998). La βdamascenona tiene un aroma floral y a fruta exótica, encontrándose algo más en las variedades tintas, la α-ionona con un característico olor a violeta típico de algunas variedades tintas, el 3-oxo-α-ionol de aroma a tabaco, la 3-hidroxi-β-damascenona de olor a té y la β-damascona de aroma afrutado y a tabaco (Mendes-Pinto, 2009). Aldehídos y compuestos de C6. Estos compuestos aromáticos proceden de los ácidos grasos (Iyer et al. 2010), muchos de los cuales pueden contribuir al aroma de la uva, proporcionan aromas herbáceos, aunque tienen menos impacto en los vinos (Kotseridis and Baumes, 2000). El producto de los hidroperóxidos, que se obtiene mediante el ácido graso catalizado por la enzima lipoxigenasa, se transforma mediante la enzima hidroperóxido liasa en pequeñas moléculas de alcoholes C6, aldehídos C6, ésteres C6 (Matsui et al., 2006), estas pequeñas moléculas son la principal fuente de aromas de uvas y vinos de uva (Buttery et al., 1988). Esteres y acetatos. Los ésteres volátiles son compuestos volátiles importantes que contribuyen principalmente a los aromas frutales y florales de la uva (Yang et al., 2011). Más importante aún, se ha descrito que estos compuestos volátiles sirven como Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 5 / 24 importantes moléculas de señal para la polinización y/o la prevención contra la intrusión de patógenos (D’Auria et al., 2007). Algunos ésteres volátiles como el acetato de hexilo Z-3 se puede encontrar en la variedad ‘Cabernet Sauvignon’. Se presenta en las bayas, aunque en niveles bajos y su acumulación disminuye por debajo de los niveles de detección durante la maduración (Kalua and Boss, 2009) Se ha observado que el acetato de etilo, el butanoato de etilo, el 2-butenoato de etilo, el hexanoato de etilo y el 2-hexenoato de etilo son los ésteres dominantes que aportaron el olor de fresa a algunos híbridos de V. labrusca × V. Vinifera (Yang et al., 2009). Alcoholes. Los aminoácidos aromáticos, que incluyen fenilalanina y tirosina, producen alcoholes aromáticos, como el alcohol feniletílico (Rossouw et al., 2008, 2009), que tiene un aroma con descriptores a miel, especias, rosa y/o lila (Francis and Newton, 2005). Como se mencionó anteriormente, se considera que el alcohol feniletílico juega un papel importante en el aroma del vino blanco. Ácidos volátiles. Son el sustrato directo de las "hojas verdes" debido a su característico aroma a "verde" y olor fresco (Chen et al., 2012). Fenoles volátiles. En la uva y en el vino, los fenoles volátiles están presentes en sus formas libres, sensoriales-activas, pero más predominantemente se han encontrado como una serie de glicoconjugados no volátiles (Hayasaka et al., 2013) que, al igual que otros metabolitos sensoriales activos unidos, no poseen propiedades organolépticas inherentes. Lactonas. Los descriptores de aroma para estos compuestos incluyen albaricoque, melocotón, melocotón en conserva y dulce (Sarris and Latrasse, 1985), la importancia de estos compuestos en los mostos aún no está clara. Las lactonas individuales no contribuyen en gran medida al aroma general de los mostos debido a las bajas concentraciones encontradas. 2.4 Efecto de la clorosis férrica sobre la composición aromática de la uva. Existe muy poca información sobre el efecto de la clorosis férrica sobre la composición aromática de la uva. Recientemente, se ha descrito que la expresión de algunas enzimas implicadas en el metabolismo de diversos compuestos aromáticos se ve afectada por deficiencias de hierro en la vid (Vannozzi et al., 2017). Se ha observado que la expresión de la enzima lipoxigenasa es menor en plantas afectadas por clorosis férrica. Esta enzima participa en la síntesis de los compuestos aromáticos C6-alcoholes y C6-aldehídos a partir de ácidos grasos insaturados y precisa de la presencia de un átomo de hierro como cofactor en su centro activo. Bavaresco et al. (2005) sugirieron que el hierro era un constituyente importante de diversas enzimas implicadas en la síntesis de lignina y que la deficiencia de hierro puede modificar la ruta metabólica del ácido shikímico hacia otros compuestos fenólicos. También se ha descrito que la síntesis de la enzima β-caroteno hidrolasa se incrementa en vides en condiciones de clorosis férrica (Vannozzi et al., 2017). Esta enzima es responsable de la hidroxilación de los β-carotenos a zeaxantina y β-criptoxantina, compuestos precursores de los C13-norisoprenoides (Young et al., 2012). Otras enzimas implicadas en el metabolismo de los terpenos también se ven afectadas por una deficiencia de hierro (Vannozzi et al., 2017). Coelho et al. (2009) observaron que la concentración de terpenos y C13-norisoprenoides en un vino espumoso elaborado con vides cultivadas en suelos calcáreos (donde la disponibilidad de hierro puede ser limitada) fue mayor que en suelos arcillosos y arenosos. Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 6 / 24 Con independencia de los efectos directos comentados anteriormente, una deficiencia de hierro de leve a moderada puede tener efectos positivos en la calidad aromática, relacionados con la reducción del crecimiento vegetativo, el rendimiento o el tamaño de la baya. Las plantas afectadas pueden beneficiarse, por ejemplo, de un microclima más favorable que mejora los índices de madurez y favorece la acumulación de compuestos fenólicos en las bayas (González et al., 2019). Todo ello impacta de un modo u otro en la composición específica de compuestos volátiles de la uva. 3. Objetivos Los objetivos del trabajo son los siguientes: - Establecer relaciones entre la clorosis férrica, la actividad fotosintética y la composición en aromas del mosto en viñedos cv. Tempranillo en las condiciones de cultivo de la DO Ribera de Duero. - Estudiar la influencia del vigor, rendimiento del viñedo y tamaño de la uva sobre la composición aromática del mosto. - Evaluar el interés de las medidas de fluorescencia de la clorofila para estimar en campo el potencial aromático de las uvas. 4. Material y métodos. Para poder lograr los objetivos del Trabajo Fin de Grado, se ha llevado a cabo un estudio sobre como la clorosis férrica afecta a la actividad fotosintética y el perfil aromático de las uvas. Para ello, se ha realizado un seguimiento de parámetros tanto fisiológicos como agronómicos del viñedo, así como de la composición de la baya y el mosto, sobre un conjunto de 20 subparcelas de viñedo cv. Tempranillo cultivada en suelo calizo, en el municipio de Pesquera de Duero (Denominación de Origen Ribera de Duero). 4.1 Diseño experimental. Descripción de la zona de estudio. El área de estudio se encuentra a una altitud media de 800 m.s.n.m. con pendientes suaves. Los suelos de la zona son poco profundos, fuertemente calcáreos, permeables y de textura media-gruesa. El clima es de tipo mediterráneo y con carácter continental, caracterizado por: inviernos fríos con un largo periodo de heladas, en primavera las temperaturas son cálidas y coinciden con las precipitaciones máximas optimizando el desarrollo y crecimiento de los órganos verdes de la planta. Los veranos son cortos, secos y calurosos. Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 7 / 24 Tabla 1: Datos mensuales de temperatura media (T), media de las máximas (T M) y media de las mínimas (T m) en ºC; precipitación total mensual (P) en mm. Datos obtenidos en estación meteorológica de Valbuena de Duero (VA-07) año 2018. Fuente: Inforiego (2019). 2018 T TM Tm P anual 12,14 18,91 5,77 1255,87 ene 4,39 9,14 0,31 72,05 feb 3,26 8,96 -2,02 52,35 mar 6,46 11,01 2,37 123,42 abr 10,81 17,15 4,84 88,59 may 13,76 20,59 7,19 97,97 jun 18,21 25,08 11,59 61,86 jul 21,42 29,91 12,30 11,64 ago 22,41 31,84 12,40 - sep 19,62 29,02 10,69 6,98 oct 11,67 19,45 4,76 24,62 nov 7,77 12,83 3,39 89,23 dic 4,84 10,74 0,51 35,25 En la tabla 1 se muestra el seguimiento de la meteorología del área de estudio durante la campaña del ensayo, los datos obtenidos corresponden a los datos de la estación meteorológica de Valbuena de Duero, la cual pertenece a la red de Inforiego de Castilla y León. Destaca que en el mes de agosto no hubo precipitaciones, el mes de marzo fue el más lluvioso de todo el año y en el mes de septiembre hubo muy pocas precipitaciones, pero coincidiendo con la vendimia que inició el 20 de septiembre (datos de la denominación de origen ribera de Duero). En cuanto a las temperaturas, se encuentran dentro de la normalidad, siendo las mínimas más altas de lo normalmente conocido, pudiendo ser debido al cambio climático. Los criterios utilizados para la selección de las 20 subparcelas han sido, que en ellas podemos encontrar la máxima diversidad en condiciones de suelo, eligiendo también viñedos afectados y no afectados por clorosis férrica. Cada subzona cuenta con una superficie aproximada de 100 m2, la cual podemos observar en la tabla 2, las subparcelas se encuentran en distintos parajes de parcelas pertenecientes a la bodega Emilio Moro S.L., con el objeto de encontrar la máxima variabilidad entre zonas. El viñedo es de secano en plena producción de la variedad Tempranillo (Vitis vinífera.) Está injertado sobre el patrón 110-Ritcher (110R). El viñedo está conducido en espaldera y con el sistema de poda doble cordón Royat con un marco de plantación de 3m x 1,5m a excepción de VC33, VH34 y VC35 que tiene un marco de 3m x1,3m. La densidad de plantación se encuentra entre 2.300 y 2.600 plantas/ha. Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 8 / 24 Tabla 2: Subparcelas utilizadas en el estudio. PARAJE PARCELA MARCO LATITUD LONGITUD HONTANILLA VH10-1 3 x 1,5 41,6533993 -4,1750898 HONTANILLA VH10-5 3 x 1,5 41,6535117 -4,1752565 CAMINO VH11-1 3 x 1,5 41,6565440 -4,1631387 CAMINO VH11-5 3 x 1,5 41,6565695 -4,1634587 CHOZO VH14-1 3 x 1,5 41,6561122 -4,1648545 CHOZO VH14-5 3 x 1,5 41,6556935 -4,1646035 HONTANILLA VH15-1 3 x 1,5 41,6530058 -4,1761190 CORNALVO VC18-1 3 x 1,5 41,6577772 -4,1762960 CORNALVO VC18-5 3 x 1,5 41,6579713 -4,1764295 CHOZO VC19-5 3 x 1,5 41,6560313 -4,1663320 CHOZO VC19-6 3 x 1,5 41,6558372 -4,1654518 CORNALVO VC21-1 3 x 1,5 41,6577073 -4,1777572 CORNALVO VC21-5 3 x 1,5 41,6577392 -4,1774133 CORNALVO VC22-5 3 x 1,5 41,6577778 -4,1766666 HONTANILLA VH31 3 x 1,5 41,6534858 -4,1755532 HONTANILLA VC32 3 x 1,5 41,6529948 -4,1766270 CORNALVO II VC33 3 x 1,3 41,6571578 -4,1750360 CORNALVO II VH34 3 x 1,3 41,6572288 -4,1743963 CORNALVO II VC35 3 x 1,3 41,6582721 -4,1755680 CHOZO VH36 3 x 1,5 41,6552361 -4,1658278 4.2 Controles y observaciones. 4.2.1 Contenido foliar en clorofila Esta medida se realizaró mediante el instrumento portátil CL-01 (Hansatech), El contenido en clorofila va variando en función de la edad de las hojas, por eso se midió siempre la 4ª ó 5ª hoja contando hacia abajo desde la primera hoja extendida y preferiblemente en pámpanos principales. Sobre las hojas elegidas se midió el verdor en los espacios internerviales del lóbulo principal del lado derecho de hojas sanas. Se tomaron dos mediciones por planta (una de cada brazo), en todas las cepas de cada subzona. Se tomaron los datos en envero y una semana antes de la vendimia, antes de las medidas de fotosíntesis. 4.2.2 Actividad fotosintética Se utilizó un medidor LiCor, LI-6400 este equipo está equipado con una cámara de medida de fluorescencia 6400-40 (Li-Cor, Inc. Lincoln, Nebr., EE.UU.). Se realizaron dos mediciones: una por la noche, en la cual obtendremos los parámetros de fluorescencia en condiciones de oscuridad) y otra en las primeras horas de la mañana (13-15 hora local) esto coincidiría con la máxima actividad fotosintética y obtendremos los parámetros de fluorescencia en condiciones de iluminación, además de los parámetros fotosintéticos. Se realizaron dos medidas, una en envero y otra una semana antes de la vendimia. Las medidas se tomaron en 3 cepas de cada línea (3 filas), realizándose una medida de una hoja por cada cepa (9 hojas), sobre el espacio internervial del lóbulo principal derecho de hojas expuestas del tercio superior de la vegetación, siendo estas hojas las Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 15 / 24 tener efectos positivos en la calidad aromática de los mostos. Los niveles moderados de estrés pueden afectar positivamente a la calidad de la uva, ya que las plantas restringen el crecimiento vegetativo, tienen menos rendimiento y bayas más pequeñas (González et al., 2019). Los resultados del estudio de regresión recogidos en la Tabla 6 muestran cómo algunos contenidos en aromas libres del mosto se relacionan directamente con parámetros fotosintéticos analizados en envero, siendo los coeficientes de regresión más significativos los correspondientes a compuestos en C6 y aldehídos. Para los compuestos en C6 se obtuvieron regresiones significativamente positivas en relación a la eficiencia máxima del fotosistema II y la atenuación fotoquímica, y negativas en relación a la concentración de clorofila, la fluorescencia máxima y variable en hojas adaptadas a la luz, estimación de la eficiencia máxima del PSII y la fluorescencia estacionaria con los compuestos en C6 en el mosto de vendimia. Por su parte, los aldehídos no tuvieron regresiones significativas en relación a la eficiencia máxima del fotosistema II, pero si con la fluorescencia mínima, máxima y variable en hojas adaptadas a la luz, la estimación de la eficiencia máxima del PSII y la fluorescencia estacionaria y negativas en relación a la eficiencia del fotosistema II en operativo, la atenuación fotoquímica y la tasa aparente de transporte de electrones (Tabla 6). Ubeda et al (2017) consideran a los compuestos en C6 y los aldehídos (ambos procedentes de ácidos grasos) como los compuestos aromáticos más abundantes, que proporcionan a la uva aromas herbáceos, que se trasladan con menos impacto a los vinos. Las regresiones significativas comentadas en el párrafo anterior pueden estar relacionadas con una variabilidad amplia en el estado hídrico y nutricional de las cepas en el momento del envero, que repercutirá a su vez en el grado de madurez final alcanzado por la uva. Los mencionados parámetros de fluorescencia podrían ser utilizados como indicadores del potencial aromático de las subparcelas. Es bien conocido que la escasez de hierro fisiológicamente activo conduce a una disminución de la tasa de transporte de electrones, (Val et al. 1987), así como a una reducción de la eficiencia fotoquímica del PSII, (Bertamini et al. 2002). Numerosos autores han estudiado el comportamiento de diferentes parámetros de la fluorescencia de las hojas en condiciones de clorosis férrica. Así, Bertamini et al. (2002) y Bavaresco et al. (2006) concluyeron que la relación Fv/Fm disminuía en hojas de vides cloróticas respecto a las medidas en vides sanas. La medida de la fluorescencia variable se redujo notablemente en las hojas cloróticas (Setlik et al., 1990). En nuestro caso la fluorescencia variable y la máxima eficiencia del fotosistema II tienen regresiones significativas (Tabla 6) con los aromas totales. El análisis de regresión mostrado en la Tabla 7 revela que los alcoholes, compuestos en C6 y aldehídos ligados se relacionan de forma positiva con la fluorescencia mínima y máxima medidas en envero, encontrando una regresión positiva de las concentraciones de alcoholes y aldehídos en mostos con la fluorescencia estacionaria. El resto de grupos de aromas ligados no mostró relaciones significativas con ningún parámetro de actividad fotosintética estudiado. Los resultados de la tabla 7 señalan que los compuestos aromáticos ligados que más regresiones significativas tienen son los compuestos en C6, los alcoholes y los aldehídos. Cuando se han estudiado las relaciones entre concentraciones de aromas y actividad fotosintética en la semana previa a la vendimia (Tabla 8), se han observado regresiones estadísticamente significativas de las concentraciones de aromas libres totales, Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 16 / 24 alcoholes, aldehídos, esteres y acetatos, y, fenoles volátiles con los parámetros de fluorescencia mínima y máxima en hojas adaptadas a luz, estimación de la eficiencia máxima del PSII y la fluorescencia estacionaria. Además, los terpenos + C13 noroisoprenoides tuvieron regresiones estadísticamente significativas con los parámetros anteriores exceptuando la estimación de la eficiencia máxima fotoquímica del PSII. También encontramos regresiones significativas negativas en los aromas totales sobre la asimilación neta y la concentración de alcoholes, aldehídos, esteres y acetatos, terpenos y fenoles volátiles sobre la atenuación fotoquímica. Comparando las tablas 6 y 8 vemos como el valor predictivo del perfil aromático es mayor en las medidas de fluorescencia previas a la vendimia que en las de envero, abarcando a un mayor número de grupos de aromas libres. Únicamente la estimación de compuestos en C6 sería más favorables con las medidas de actividad fotosintética a comienzos de la maduración. Los parámetros más apropiados como estimadores del potencial aromático serían la fluorescencia máxima en hojas adaptadas a la luz, la fluorescencia estacionaria, la estimación de la eficiencia máxima de PSII y la atenuación fotoquímica. En la tabla 9 el análisis de regresión realizado muestra que las concentraciones de alcoholes, compuestos en C6, aldehídos y esteres son significativas con los parámetros de fluorescencia máxima en hojas adaptadas a la luz y con la fluorescencia estacionaria, y la asimilación neta (exceptuando los alcoholes en este último caso). Las regresiones son positivas con la fluorescencia máxima en hojas adaptadas a la luz y con la fluorescencia estacionaria en el caso de los alcoholes, los compuestos en C6 y los aldehídos y negativas con los esteres. Para la asimilación neta ocurre lo contrario, las regresiones son negativas en alcoholes, compuestos en C6 y aldehídos y negativas con los esteres. En el caso de los aromas ligados (tablas 7 y 9) ocurre algo similar que en los no ligados (tablas 6 y 8). Las medidas de fluorescencia en vendimia muestran regresiones significativas con un mayor número de grupos de compuestos aromáticos. En este caso disminuyen las relaciones con los alcoholes y aumentan con los esteres (en la tabla 7 no había ninguna regresión significativa). Los parámetros de fluorescencia más correlacionados con la composición de aromas ligados en las dos épocas de medida coinciden con los obtenidos para aromas no ligados, exceptuando la atenuación fotoquímica y la estimación de la eficiencia máxima del PSII. Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 17 / 24 Tabla 6: Coeficiente de determinación (R2), nivel de significación y pendiente de la regresión (entre paréntesis) de las concentraciones de aromas libres, por grupos, en la uva sobre los niveles foliares de clorofila (cl), asimilación neta (Pn), conductancia estomática (gs), tasa aparente de transporte de electrones (ETR), fluorescencia mínima (Fo), máxima (Fm) y variable en hojas adaptadas a la oscuridad (Fv), la máxima eficiencia del fotosistema II (Fv/Fm), fluorescencia mínima (Fo’), máxima (Fm) y variable en hojas adaptadas a la luz (Fv’), estimación de la eficiencia máxima fotoquímica del PSII (Fv’/Fm’), fluorescencia estacionaria (Fs), eficiencia del fotosistema II en operativo (PSII), y la atenuación fotoquímica (qP), medidas en envero. Aromas totales Total aromas libres Alcoholes Compuestos en C6 Aldehídos Ésteres y acetatos Ácidos Volátiles Terpenos + C13 norisoprenoides Fenoles volátiles Lactonas cl (-) 0,29* (-) 0,41** (-) 0,16 (-) 0,23* (-) 0,09 (-) 0,11 (-) 0,02 (-) 0,09 (-) 0,10 (-) 0,03 Pn (-) 0,00 (+) 0,00 (-) 0,00 (-) 0,00 (+) 0,03 (+) 0,00 (-) 0,01 (-) 0,03 (+) 0,01 (-) 0,08 gs (+) 0,10 (+) 0,25 (+) 0,06 (+) 0,11 (+) 0,08 (+) 0,05 (+) 0,07 (+) 0,04 (+) 0,05 (+) 0,01 Fo (-) 0,12 (-) 0,06 (-) 0,00 (-) 0,25 (+) 0,04 (+) 0,01 (-) 0,01 (-) 0,00 (+) 0,02 (-) 0,07 Fm (+) 0,23 (+) 0,08 (+) 0,08 (+) 0,07 (-) 0,00 (+) 0,00 (+) 0,06 (+) 0,05 (-) 0,01 (+) 0,10 Fv (+) 0,25* (+) 0,09 (+) 0,05 (+) 0,15 (-) 0,01 (+) 0,00 (+) 0,06 (+) 0,04 (-) 0,01 (+) 0,12 Fv/Fm (+) 0,26* (+) 0,16 (+) 0,04 (+) 0,25* (-) 0,00 (+) 0,01 (+) 0,05 (+) 0,04 (-) 0,00 (+) 0,10 Fo' (+) 0,10 (+) 0,09 (+) 0,19 (-) 0,11 (+) 0,32* (+) 0,21 (+) 0,17 (+) 0,26* (+) 0,11 (+) 0,07 Fm' (+) 0,04 (+) 0,02 (+) 0,16 (-) 0,32* (+) 0,41** (+) 0,18 (+) 0,12 (+) 0,17 (+) 0,09 (+) 0,00 Fv' (+) 0,02 (+) 0,01 (+) 0,12 (-) 0,39** (+) 0,39** (+) 0,15 (+) 0,08 (+) 0,11 (+) 0,08 (-) 0,01 Fv'/Fm' (+) 0,00 (-) 0,00 (+) 0,07 (-) 0,39** (+) 0,29* (+) 0,07 (+) 0,03 (+) 0,03 (+) 0,04 (-) 0,05 Fs (+) 0,05 (+) 0,02 (+) 0,17 (-) 0,33* (+) 0,43** (+) 0,19 (+) 0,12 (+) 0,19 (+) 0,10 (+) 0,00 PSII (-) 0,10 (-) 0,05 (-) 0,15 (+) 0,11 (-) 0,25* (-) 0,12 (-) 0,08 (-) 0,22 (-) 0,12 (+) 0,00 qP (-) 0,02 (-) 0,01 (-) 0,12 (+) 0,35** (-) 0,37** (-) 0,14 (-) 0,06 (-) 0,12 (-) 0,10 (+) 0,03 ETR (-) 0,10 (-) 0,04 (-) 0,15 (+) 0,11 (-) 0,22* (-) 0,10 (-) 0,07 (-) 0,21 (-) 0,11 (+) 0,00 Niveles de significación: * p<0,05; ** p<0,01, ***p<0,001 Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 18 / 24 Tabla 7: Coeficiente de determinación (R2), nivel de significación y pendiente de la regresión (entre paréntesis) de las concentraciones de aromas ligados, por grupos, en la uva sobre los niveles foliares de clorofila (cl), asimilación neta (Pn), conductancia estomática (gs), tasa aparente de transporte de electrones (ETR), fluorescencia mínima (Fo), máxima (Fm) y variable en hojas adaptadas a la oscuridad (Fv), la máxima eficiencia del fotosistema II (Fv/Fm), fluorescencia mínima (Fo’), máxima (Fm’) y variable en hojas adaptadas a la luz (Fv’), estimación de la eficiencia máxima fotoquímica del PSII (Fv’/Fm’), fluorescencia estacionaria (Fs), eficiencia del fotosistema II en operativo (PSII), y la atenuación fotoquímica (qP). medidas en envero. Total aromas ligados Alcoholes Compuestos en C6 Aldehídos Esteres Ácidos volátiles Terpenos +C13 norisoprenoides Fenoles volátiles cl (-) 0,02 (-) 0,00 (-) 0,09 (-) 0,04 (+) 0,08 (-) 0,01 (-) 0,06 (+) 0,00 Pn (-) 0,07 (-) 0,00 (-) 0,00 (+) 0,00 (+) 0,00 (-) 0,06 (-) 0,12 (-) 0,20 gs (-) 0,03 (+) 0,01 (+) 0,00 (+) 0,01 (-) 0,05 (-) 0,02 (-) 0,05 (-) 0,01 Fo (-) 0,00 (+) 0,00 (-) 0,01 (-) 0,00 (+) 0,08 (-) 0,00 (-) 0,00 (-) 0,18 Fm (+) 0,13 (+) 0,12 (+) 0,06 (+) 0,02 (-) 0,09 (+) 0,09 (+) 0,07 (+) 0,15 Fv (+) 0,09 (+) 0,07 (+) 0,05 (+) 0,02 (-) 0,12 (+) 0,06 (+) 0,05 (+) 0,21 Fv/Fm (+) 0,04 (+) 0,03 (+) 0,04 (+) 0,01 (-) 0,15 (+) 0,01 (+) 0,02 (+) 0,15 Fo’ (+) 0,08 (+) 0,36* (+) 0,42** (+) 0,33* (-) 0,23 (+) 0,01 (+) 0,11 (-) 0,02 Fm’ (+) 0,08 (+) 0,38** (+) 0,21* (+) 0,24* (-) 0,10 (+) 0,01 (+) 0,05 (-) 0,02 Fv’ (+) 0,07 (+) 0,34* (+) 0,12 (+) 0,18 (-) 0,06 (+) 0,02 (+) 0,03 (-) 0,01 Fv’/Fm’ (+) 0,05 (+) 0,18 (+) 0,01 (+) 0,06 (-) 0,01 (+) 0,03 (+) 0,00 (+) 0,00 Fs (+) 0,09 (+) 0,41** (+) 0,21 (+) 0,25* (-) 0,11 (+) 0,02 (+) 0,06 (-) 0,01 PSII (-) 0,09 (-) 0,29* (-) 0,06 (-) 0,06 (+) 0,15 (-) 0,02 (-) 0,10 (-) 0,02 qP (-) 0,08 (-) 0,28* (-) 0,04 (-) 0,09 (+) 0,05 (-) 0,03 (-) 0,04 (-) 0,00 ETR (-) 0,11 (-) 0,25* (-) 0,03 (-) 0,05 (+) 0,10 (-) 0,03 (-) 0,13 (-) 0,04 Niveles de significación: * p<0,05; ** p<0,01, ***p<0,001 Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 19 / 24 Tabla 8: Coeficiente de determinación (R2), nivel de significación y pendiente de la regresión (entre paréntesis) de las concentraciones de aromas libres, por grupos, en la uva sobre los niveles foliares de clorofila (cl), asimilación neta (Pn), conductancia estomática (gs), tasa aparente de transporte de electrones (ETR), fluorescencia mínima (Fo’) y máxima (Fm’) en hojas adaptadas a la luz, estimación de la eficiencia máxima fotoquímica del PSII (Fv’/Fm’), fluorescencia estacionaria (Fs), eficiencia del fotosistema II en operativo (PSII), y la atenuación fotoquímica (qP), medidas en vendimia. Aromas totales Total aromas libres Alcoholes Compuestos en C6 Aldehídos Ésteres y acetatos Ácidos Volátiles Terpenos + C13 norisoprenoides Fenoles volátiles Lactonas cl (-) 0,40** (-) 0,23 (-) 0,14 (-) 0,14 (-) 0,01 (-) 0,06 (-) 0,14 (-) 0,15 (-) 0,01 (-)0,31* Fo' (+) 0,21 (+) 0,34* (+) 0,51*** (-) 0,03 (+) 0,68*** (+) 0,32* (+) 0,08 (+) 0,30* (+) 0,32* (+) 0,03 Fm' (+) 0,23 (+)0,43** (+) 0,60*** (-) 0,03 (+) 0,78*** (+)0,51** (+)0,15 (+) 0,30* (+)0,35** (+)0,04 Fv'/F m' (+) 0,12 (+) 0,32* (+) 0,41** (-) 0,03 (+) 0,62*** (+)0,43** (+) 0,15 (+) 0,19 (+) 0,31* (+) 0,01 Fs (+) 0,22 (+)0,41** (+) 0,62*** (-) 0,04 (+) 0,78*** (+) 0,52*** (+) 0,16 (+) 0,32* (+)0,36** (+) 0,05 Pn (-) 0,34* (+) 0,00 (-) 0,00 (-) 0,09 (+) 0,00 (-) 0,05 (+) 0,13 (-) 0,30* (-) 0,13 (-) 0,05 gs (-) 0,01 (+) 0,14 (+) 0,14 (-) 0,00 (+) 0,26* (+) 0,27* (+) 0,02 (+) 0,00 (+) 0,12 (-) 0,02 PSII (+) 0,00 (-) 0,00 (-) 0,16 (+) 0,15 (-) 0,09 (-) 0,12 (-) 0,03 (-) 0,14 (-) 0,06 (-) 0,12 qP (-) 0,04 (-) 0,14 (-) 0,50** (+) 0,21 (-) 0,57*** (-) 0,45** (-) 0,13 (-) 0,31* (-) 0,33* (-) 0,08 ETR (-) 0,00 (-) 0,00 (-) 0,16 (+) 0,15 (-) 0,09 (-) 0,12 (-) 0,03 (-) 0,14 (-) 0,06 (-) 0,12 Niveles de significación: * p<0,05; ** p<0,01, ***p<0,001 Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 20 / 24 Tabla 9: Coeficiente de determinación (R2), nivel de significación y pendiente de la regresión (entre paréntesis) de las concentraciones de aromas ligados, por grupos, en la uva sobre los niveles foliares de clorofila (cl), asimilación neta (Pn), conductancia estomática (gs), tasa aparente de transporte de electrones (ETR), fluorescencia mínima (Fo’) y máxima en hojas adaptadas a la luz, estimación de la eficiencia máxima fotoquímica del PSII (Fv’/Fm’), fluorescencia estacionaria (Fs), eficiencia del fotosistema II en operativo (PSII), y la atenuación fotoquímica (qP). medidas en vendimia. Total aromas ligados Alcoholes Compuestos en C6 Aldehídos Esteres Ácidos volátiles Terpenos +C13 norisoprenoides Fenoles volátiles cl (-) 0,14 (-) 0,10 (-) 0,18 (-) 0,09 (+) 0,25 (-) 0,07 (-) 0,19 (-) 0,10 Fo' (+) 0,10 (+) 0,18 (+) 0,36** (+) 0,40** (-) 0,25 (+) 0,05 (+) 0,05 (-) 0,01 Fm' (+) 0,06 (+) 0,26* (+) 0,24* (+) 0,36* (-) 0,38** (+) 0,01 (+) 0,01 (-) 0,00 Fv'/Fm' (+) 0,01 (+) 0,17 (+) 0,08 (+) 0,17 (-) 0,24 (-) 0,00 (-) 0,00 (-) 0,01 Fs (+) 0,07 (+) 0,27* (+) 0,26* (+) 0,38** (-) 0,38** (+) 0,01 (+) 0,02 (-) 0,00 Pn (-) 0,17 (-) 0,23 (-) 0,44** (-) 0,37** (+)0,59*** (-) 0,07 (-) 0,09 (-) 0,10 gs (-) 0,06 (-) 0,00 (-) 0,06 (-) 0,02 (-) 0,00 (-) 0,04 (-) 0,14 (-) 0,03 PSII (-) 0,08 (-) 0,03 (-) 0,05 (-) 0,04 (+) 0,01 (-) 0,06 (-) 0,10 (-) 0,03 qP (-) 0,10 (-) 0,20 (-) 0,19 (-) 0,23 (+) 0,15 (-) 0,05 (-) 0,07 (-) 0,00 ETR (-) 0,08 (-) 0,03 (-) 0,06 (-) 0,05 (+) 0,01 (-) 0,06 (-) 0,10 (-) 0,03 Niveles de significación: * p<0,05; ** p<0,01, ***p<0,001 Actividad fotosintética y perfil aromático de los mostos en viñedos de la variedad Tempranillo afectados por clorosis férrica. María Carro Rodilana; UNIVERSIDAD DE VALLADOLID (CAMPUS DE PALENCIA) – E.T.S. de ingenierías agrarias Grado en Enología 21 / 24 6. Conclusiones A partir de los resultados obtenidos en este estudio se pueden extraer las siguientes conclusiones: - Las medidas del contenido foliar de clorofila en envero y previas a la vendimia se han correlacionado poco con los parámetros de eficiencia fotosintética en la zona de estudio, pero han mostrado una fuerte correlación negativa con el contenido total de aromas libres del mosto. - El tamaño de la uva afectó significativamente al perfil aromático, observándose mayores concentraciones en compuestos C6 libres en las zonas con fruto más grueso. Por otro lado, diferentes terpenos y C13-norisoprenoides libres se han correlacionado con el rendimiento de las cepas. - Las medidas de fluorescencia de la clorofila medidas una semana antes de la vendimia mostraron un mejor valor predictivo de la composición aromática de las uvas que las medidas en envero, a excepción de los compuestos en C6. La fluorescencia máxima en hojas adaptadas a la luz y la fluorescencia estacionaria son los parámetros que han mostrado mayor interés para la estimación del potencial aromático de la uva en zonas afectadas por clorosis férrica. 7. Bibliografía Baker N.R. and Rosenqvist E. Applications of chlorophyll fluorescence can improve crop production strategies: an examination of future possibilities. J. Exp. Bot. 2004 Aug; 55: 1607-1621. Bavaresco L., van Zeller MI, Civardi S, Gatti M, and Ferrari F. Effects of traditional and new methods on overcoming lime-induced chlorosis of grapevine. Am. J. Enol. Vitic. 2010; 61: 186–190. 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