martes, 5 de mayo de 2020

Potasio en viticultura y vinificación: una exploración de la vid a la botella


Publicado por wordonthegrapevine


Además de lo que es esencial para la fotosíntesis, a saber, dióxido de carbono, agua y luz solar, las vides también requieren una variedad de nutrientes para crecer, sobrevivir y prosperar. Estos nutrientes se dividen en dos grupos dependiendo de la escala de requerimiento, macro y micronutrientes, siendo los primeros los que se requieren en grandes cantidades. 



El potasio es el segundo nutriente mineral más abundante en las plantas y tiene varias funciones. Se asocia con el movimiento de agua, nutrientes y carbohidratos, al mismo tiempo que ayuda a regular los estomas y apoya la activación enzimática. Una deficiencia puede reducir los rendimientos, la calidad de la fruta y aumentar la susceptibilidad a las enfermedades. Demasiado puede causar que un vino terminado pierda acidez. En este artículo exploraré el potasio en la viticultura desde el suelo hasta la botella.

Potasio en el suelo

El potasio ( K ) es el octavo  elemento más abundante en la tierra  y comprende aproximadamente el 2.1% de la corteza terrestre. El potasio elemental no ocurre en la naturaleza debido a su alta reactividad. En la  tabla periódica , el potasio es uno de los  metales alcalinos , todos los cuales tienen un solo  electrón de valencia  en la capa externa de electrones. 

Este único electrón de valencia, a través del proceso de enlace químico , puede eliminarse fácilmente. El potasio pierde (técnicamente comparte) un electrón cuando reacciona con el cloro (este electrón se transfiere a un átomo de cloro para formar un ion cloruro)
A medida que el potasio pierde este único electrón de valencia (el número perdido es el mismo que el número de cargas positivas) se convierte en un ion cargado positivamente, los iones cargados positivamente se llaman  cationes . 

Este electrolito (catión) de iones de potasio cargado positivamente se conoce como K + (lo que por el bien de este artículo denominaré simplemente potasio) y es el compuesto de potasio que se encuentra en los suelos y que es esencial para la vida de las plantas. Esta diferenciación es importante, más específicamente porque la naturaleza cargada positivamente de K + (el ion potasio) es crucial para las plantas, esto debe entenderse antes de continuar.
Felspars y micas son los principales componentes de granitos, esquistos, grises, areniscas y minerales arcillosos. Son estos feldespatos (particularmente la ortoclasa ) y las micas las que sirven como las principales fuentes de potasio. Montmorillinate, vermiculita, caolinita e illita también son minerales arcillosos importantes . 

El potasio disponible para el uso de las plantas es soluble en agua y se conoce como intercambiable . Este conjunto de potasio disponible en el suelo se desarrolla con el tiempo extra (extremadamente lento) como resultado de la meteorización continua (incluyendo congelación, descongelación, lluvia y biología) de materiales parentales como felspars. Aunque los suelos minerales generalmente tienen grandes niveles generales de potasio, el porcentaje que está inmediatamente disponible para las plantas es relativamente bajo, generalmente alrededor de 0.1 a 0.2% .
El potasio existe en el suelo en varias piscinas diferentes, cada una más o menos disponible para las plantas. El potasio se mueve de un grupo a otro cada vez que hay eliminaciones o adiciones que cambian el equilibrio dentro de cada grupo. 

La capacidad del suelo para suministrar potasio depende de las transformaciones entre las diversas reservas de potasio. Estos grupos se pueden clasificar como:





Una vez que las plantas han absorbido el potasio, la lluvia lo lixivia de las hojas al suelo, y otra cantidad de potasio también regresa al suelo a través de la orina animal. 

La disponibilidad y la naturaleza cíclica de la reserva de potasio se entiende mejor dentro del contexto del ciclo de potasio . En este ciclo, el potasio se mueve entre las piscinas dentro del ciclo durante períodos de tiempo variables.



·        Ciclo de potasio ilustrado


·        Ciclo de potasio no ilustrado
La disponibilidad de potasio no es estática en todos los sitios, los estudios han demostrado que hay una variedad de factores que influyen en la disponibilidad de potasio para las plantas. Estos factores promueven o inhiben la capacidad del potasio para moverse efectivamente entre estos grupos. A saber, estos factores son:
Tipo de suelo y CEC : la capacidad de intercambio de cationes (CEC) es la capacidad total de un suelo para contener cationes intercambiables como el potasio. Cuanto mayor sea la CCA, más cationes se pueden suministrar a la vid. Esto se llama capacidad de amortiguación del suelo, el término se refiere al suministro de amortiguación queposee el suelo. La CCA es una característica inherente del suelo y es extremadamente difícil, si no casi imposible, de alterar significativamente. Los suelos con un CEC bajo tienen más probabilidades de desarrollar deficiencias de potasio (K + ).

Estructura mineral de arcilla y almacenamiento de K +

Los suelos arenosos tienden a tener un CEC bajo , como resultado los vinos que se cultivan en suelos arenosos pueden ser más propensos a la deficiencia de potasio que los que no. Los suelos orgánicos (turba) también tienen una capacidad mucho menor para retener potasio. En ambos casos, arenoso y orgánico, el bajo CEC se debe a una pequeña cantidad de minerales arcillosos en el suelo. La estructura de estos minerales arcillosos retiene el potasio en una estructura de celosía de cristal . Diferentes minerales arcillosos retienen el potasio de manera diferente, algunos en los bordes y otros entre capas, esto afecta la disponibilidad de potasio fácilmente disponible. Por ejemplo, los suelos dominados por illita o vermiculita tendrán buenas reservas de potasio en el suelo en comparación con los suelos dominados por caolinita, esto se debe a la estructura mineral de la arcilla.
Por otro lado, tanto el nitrógeno como el fósforo son componentes de la materia orgánica del suelo, pero el potasio no lo es. Los organismos del suelo tienen un requerimiento mucho menor de potasio que las plantas. En consecuencia, a medida que los residuos orgánicos se descomponen, la mayor parte del potasio se libera rápidamente. El comportamiento del potasio en el suelo está determinado más por las propiedades físicas que por los procesos químicos o biológicos.
PH del suelo : la capacidad de intercambio catiónico de un suelo depende del pH del suelo . A pH bajo (suelo ácido) la CCA disminuye. Esto se debe a que a pH bajo, los iones de hidrógeno desplazan a otros iones intercambiables del suelo (más competencia por los sitios de CEC). Una vez que estos iones de hidrógeno han desplazado a otros iones intercambiables, se lixivian más fácilmente del suelo, haciéndolos no disponibles. A pH alto (suelos básicos) aumenta la CCA. A pH alto, los iones OH- eliminan los iones de hidrógeno (que previamente desplazaron a otros iones intercambiables) de la arcilla, creando una carga negativa y menos competencia por los sitios de CEC.

Influencia del pH del suelo en la absorción de nutrientes

Humedad del suelo : se requiere humedad para liberar potasio fijo y proporcionar la solución de suelo necesaria para la ingesta de plantas. Mayor humedad del suelo generalmente significa mayor disponibilidad de potasio. El aumento de la humedad del suelo aumenta el movimiento de K hacia las raíces de las plantas y mejora la disponibilidad a través de la difusión . Los estudios han demostrado que aumentar el contenido de agua en los experimentos de control de 0.1 a 0.4 dio como resultado un aumento del coeficiente de difusión efectivo por un factor de aproximadamente 10. Sin embargo, demasiada humedad restringe el crecimiento de las raíces y la disponibilidad de oxígeno y ralentiza la absorción de potasio por las raíces.  
Temperatura del suelo : donde la temperatura del suelo es particularmente baja, se ha demostrado que tanto la absorción de potasio como el crecimiento de las plantas son limitados . Las plantas se muestran a la captación de potasio y otros nutrientes con mayor eficiencia cuando la temperatura del suelo es de entre 16 ° C y 27 ° C .
Ciclos húmedo / seco : el potasio intercambiable puede aumentar o disminuir cuando el suelo se seca, dependiendo del tipo de minerales arcillosos presentes. Algunos minerales cuando se secan (dependiendo de su estructura) colapsarán alrededor de los cationes que están contenidos dentro de sus capas haciendo que el mineral de arcilla se aferre al K +. Otras arcillas minerales (nuevamente dependientes de la estructura) se abrirán cuando estén secas y liberarán potasio. Esta es la razón por la cual el muestreo del suelo para el potasio debe hacerse en la misma época del año o en condiciones similares, esto permite el control de la variable.
Congelación : el impacto de los ciclos de congelación está esencialmente relacionado con el tipo y / o estructura del suelo. En suelos con mica considerable, el potasio fijo se liberará mucho más abundantemente debido a la estructura en capas de la mica. Los suelos con pequeñas cantidades de mica y más potasio intercambiable no se ven tan afectados por la congelación / descongelación. Es importante comprender la composición del suelo de los viñedos para comprender si su ciclo de potasio debería verse influenciado por los ciclos de congelación / descongelación.
Lixiviación : la lixiviación  es la pérdida de nutrientes vegetales solubles en agua del suelo, debido a la lluvia y el riego. La estructura del suelo, la siembra de cultivos de cobertura , el tipo y las tasas de aplicación de fertilizantes y otros factores se tienen en cuenta para evitar la pérdida excesiva de nutrientes.
La reserva, transferencia, disponibilidad y ciclo de potasio en el suelo es complejo y multifacético. La disponibilidad de potasio está influenciada en su mayor parte por la estructura del suelo, que por supuesto es difícil de influir. Sin embargo, la cantidad de potasio fácilmente disponible (que puede verse influenciada en el viñedo) está influenciada por la variación estacional del clima y, con el tiempo, del clima. Un punto destacado a tener en cuenta al explorar el concepto de mineralidad en el vino. Varios de los factores más influyentes que afectan la disponibilidad de K son inherentes al sitio (tipo de suelo, drenaje, etc.) y, como tales, difíciles de manipular, esto agrega peso a la importancia de la selección del sitio para garantizar condiciones óptimas de crecimiento.

Función en la vid

Habiendo explorado el potasio en el suelo, ahora deberíamos considerar su función en la vid. A diferencia de la mayoría de los otros nutrientes, el potasio no se metaboliza para convertirse en parte de los componentes estructurales de las vides. Permanece en su forma iónica molecular, y las membranas vegetales son altamente permeables. El potasio es principalmente un floema móvil, lo que significa que se puede redistribuir a diferentes partes de la vid según sea necesario (el floema fluye bidireccionalmente). Si bien una gran cantidad de potasio sale del viñedo en la fruta todos los años, también se acumula durante toda la temporada de crecimiento y durante la poscosecha para su almacenamiento en estructuras leñosas permanentes.
Las vides necesitan potasio para completar una gama de funciones esenciales. En la fotosíntesis, el potasio regula la apertura y el cierre de los estomas , por lo tanto, regula la absorción de CO2. Los iones de potasio se acumulan en las células protectoras alrededor de cada estoma y manejan la turgencia , regulando así la apertura del estoma.

Iones de potasio en el control de las células de guardia y estomas de apertura / cierre

El potasio también desencadena la activación de enzimas y es esencial para la producción de ATP . Las plantas dependen del ATP (trifosfato de adenosina) ya que proporciona la energía necesaria para la fotosíntesis. Los iones de potasio permiten que el  ATP mantenga una carga eléctrica. Si una planta tiene deficiencia de potasio, esto disminuye la tasa de producción de ATP y afecta la tasa de fotosíntesis. También se sabe que el potasio "activa" al menos otras 60 enzimas, como las que sintetizan almidón y estimulan el crecimiento de las plantas. Además, el potasio trabaja para estabilizar los niveles de pH necesarios para reforzar la eficacia de las reacciones enzimáticas en un nivel óptimo entre 7 y 8.
El potasio en la viticultura también juega un papel fundamental en la regulación del agua en las plantas, tanto la absorción como la pérdida están influenciadas por el potasio, por lo que juegan un papel clave en la resistencia a la sequía . Como se señaló anteriormente, el potasio regula la actividad estomática , esta actividad estomática es la forma en que una planta intercambia gases. Cuando hay potasio, los poros se abren. Cuando se quita, se cierran. En tiempos donde los niveles de agua son bajos, la planta liberará potasio, que cierra los estomas para que la planta pueda retener más agua. Esto ayuda a proteger la planta del estrés asociado con la sequía.
Además, el potasio también participa en el transporte de azúcares, nutrientes y aminoácidos. El transporte y el metabolismo del azúcar son vitales para el desarrollo saludable de frutas y granos. El ATP requiere toda la energía que puede reunir para transportar los azúcares producidos por la fotosíntesis en toda la planta. Cuando hay potasio, los azúcares fluyen libremente. Si hay una deficiencia, el desarrollo del fruto sufrirá como resultado de un movimiento restringido.
Además del potasio, las plantas requieren una variedad de minerales para crecer, cada uno de estos minerales cumple diversas funciones en la vid. El requerimiento de minerales no es estático durante toda la temporada, el requerimiento de las plantas varía dependiendo de la etapa de crecimiento. Este requerimiento variable de potasio, entre otros minerales, se puede ver en la tabla a continuación.

Debido a que la planta requiere diferentes niveles de potasio en diferentes etapas de su crecimiento, es probable que aparezcan signos visibles de deficiencia de potasio en etapas particulares. Esto debe considerarse tanto en el calendario de pruebas como en el de suplementación, cuando sea necesario. He tocado las funciones clave del potasio en la vid; sin embargo, la investigación en curso está explorando más funciones más complejas. Para una revisión científica exhaustiva de la función de potasio en la baya , se recomienda este recurso ; sin embargo, para la mayoría, esta pieza debe proporcionar una visión general adecuada.

Deficiencia y exceso en viticultura y enología

Ahora que hemos establecido la importancia del potasio tanto en la función adecuada de la vid como en la generación de rendimientos saludables, exploraremos el impacto del potasio deficiente y en exceso. La deficiencia de potasio generalmente aparece de principios a mediados del verano (haciendo referencia a la tabla anterior, cuando es más necesario). Un suministro inadecuado de potasio puede reducir el crecimiento de brotes, raíces y frutos como resultado del flujo reducido de savia de xilema , y también puede aumentar el riesgo de estrés por sequía. La deficiencia de potasio conduce a la inhibición de la fotosíntesis y al azúcar que queda "atrapada" en las hojas, lo que afecta negativamente el rendimiento, la maduración del fruto y la concentración de sólidos solubles en bayas.
Los síntomas típicos de la deficiencia de potasio en las plantas incluyen el chamuscado marrón y el rizado de las puntas de las hojas, así como la  clorosis entre las venas de las hojas. También pueden aparecer manchas púrpuras en el envés de la hoja. El crecimiento de las plantas, el desarrollo de las raíces y el desarrollo de semillas y frutos generalmente se reducen en las plantas con deficiencia de potasio. A menudo, los síntomas de deficiencia de potasio aparecen por primera vez en las hojas más viejas (más bajas) porque el potasio en la viticultura es un nutriente móvil, lo que significa que una planta puede asignar potasio (a través del floema) a las hojas más jóvenes cuando tiene deficiencia de potasio. Las plantas deficientes también pueden ser más propensas a sufrir daños por heladas y enfermedades, y sus síntomas a menudo se pueden confundir con el viento o la sequía.

Clorosis en vides

Stephen Skelton señala que el portainjerto puede ser importante para predecir y comprender la deficiencia de potasio. La importancia de los patrones, es repetida por tanto la evidencia anecdótica y varios de los estudios académicos . Stephen señala en su libro, Viticultura , que el portainjerto de bajo vigor ( Riparia Gloire, 101-14 y 420A ) tiende a dar jugo y vino con niveles más bajos de potasio. Por el contrario, señala que los portainjertos de alto vigor ( 5BB, 110R, 5C y 125AA ) tienden a dar altos niveles de potasio. Es probable que esto sea el resultado de vides demasiado vigorosas que a menudo tienen cubiertas más sombreadas, donde las cubiertas están sombreadas y el potasio migra a las hojas y luego a la fruta.
Si bien los productores de uva deben controlar la salud de la vid para evitar la deficiencia de potasio, también deben tener en cuenta la concentración excesiva de potasio en los tejidos de la vid. La concentración excesiva puede tener impactos negativos potenciales en la salud de la vid y más específicamente en la calidad del vino. En su mayor parte, después de hablar con los productores, las preocupaciones relacionadas con el exceso de potasio en la viticultura y la vinificación se centran principalmente en la bodega. Randall Graham me dice que nunca ha experimentado un problema con demasiado potasio en el viñedo.
Las uvas son un reservorio fuerte de potasio durante la maduración. El potasio se acumula principalmente en los tejidos de la piel de las bayas y es el catión más abundante en el jugo de uva. La alta concentración de potasio en el jugo de uva (> 50 mmol / L) puede dar como resultado un pH alto del jugo (> 3.8) y podría afectar negativamente la calidad del vino . Durante la vinificación, una alta concentración de potasio puede causar la precipitación de ácidos libres, principalmente ácido tartárico, lo que aumenta el pH del vino . El pH alto tiende a reducir la estabilidad del color de los vinos tintos debido a un cambio de antocianinas a las formas no coloreadas . La alta concentración de potasio también puede reducir la respiración y la tasa de degradación del ácido málico y, en consecuencia, aumentar la fermentación maloláctica.

Manejo en la viña

Cuando existan deficiencias o excesos, deben ser manejados, para poder manejarlos de manera efectiva, los gerentes de viñedos primero deben evaluar el estado de los nutrientes de las plantas.
La realización de pruebas periódicas de tejido vegetal o pecíolo para controlar la salud nutricional de la vid permite a los administradores de la viña corregir rápidamente los problemas de desequilibrio de nutrientes. Las observaciones visuales de síntomas foliares de deficiencia o toxicidad de nutrientes son pistas importantes, pero un programa de manejo de nutrientes no debe basarse exclusivamente en observaciones visuales. Esto se debe a que es posible confundirse con síntomas que no están relacionados con los nutrientes y desarrollar un programa de manejo de nutrientes adecuado y sólido es crucial para comprender los requisitos nutricionales de las vides .
Cuando el administrador del viñedo opta por la prueba del tejido vegetal o de la lámina de la hoja, las tablas a continuación proporcionan un marco amplio en el que cuantificar los resultados en categorías que pueden considerarse deficientes, normales, adecuadas y altas, dependiendo de la etapa del ciclo de crecimiento.

·        Estándares de análisis de la lámina de la hoja de vid


·        Estándares de análisis de pecíolos de vid

La prueba de suelo es una herramienta útil (algunos debaten esto) en la etapa previa a la siembra para determinar el potencial de un sitio de viñedo y las enmiendas necesarias. También es útil para controlar el pH del suelo durante los años posteriores a la plantación de las vides. Sin embargo, las pruebas de suelo solo cuentan un lado de la historia, solo pueden evaluar un pequeño porcentaje del potasio que está potencialmente disponible para la vid. El método recomendado y preferido para evaluar la salud nutricional de la vid e identificar eficazmente la posible deficiencia o exceso de potasio es la prueba de tejidos vegetales.
Existen otras limitaciones para las pruebas de suelo, a saber, estas son que las muestras de suelo a menudo se limitan a las primeras 10-20 pulgadas de tierra vegetal. Las raíces de las vides maduras tienden a ser escasas y, en suelos profundos, pueden crecer mucho más de 10-20 pulgadas. Debido a esto, las pruebas de suelo pueden no indicar bien la planta específica y su suelo. Además, las pruebas de suelo a menudo subestiman el depósito de potasio disponible para las vides debido a la naturaleza de las diversas reservas de potasio.
En general, los valores de potasio a menudo caen entre 100 y 400 ppm; sin embargo, como ya se ha establecido, las pruebas de potasio en el suelo no han sido históricamente un buen criterio para evaluar el estado real de potasio en el mundo real de las vides. Por lo tanto, uno no debería sorprenderse si los resultados de las pruebas de suelo de potasio están pobremente correlacionados con los de las pruebas de tejido vegetal .

Resultados del análisis de suelos en viñedos ingleses

El manejo del potasio en viticultura debe considerar el tipo de suelo, drenaje y micro y mesoclima. Cuando los administradores de viñedos optan por las pruebas de suelo, estas pruebas deben llevarse a cabo con variables de control (lluvia, temperatura, etc.) mantenidas lo más estáticas posible, esto proporcionará un conjunto de datos que cuenta con mayor precisión una historia de potasio en el suelo a lo largo del tiempo, por lo tanto indicando de manera más confiable la naturaleza de la disponibilidad de potasio en el sitio mismo.
Hay varias opciones de fertilizantes disponibles, la tabla a continuación proporciona una guía aproximada sobre la cantidad de aplicación que depende de la severidad de la deficiencia y el fertilizante elegido.

Estimaciones aproximadas del requerimiento de fertilizante para corregir la deficiencia de K

Hablé con Randall Graham sobre su experiencia con las deficiencias de potasio en el viñedo. Me habló de los problemas que había experimentado en Soledad en el Valle de Salinas. Él y su equipo experimentaron con varias formas diferentes de introducir potasio en el suelo, aplicó sulfato de potasio a través de fertirrigación y aglomeración. Hay varios métodos de aplicación disponibles, el método elegido debe adaptarse a los niveles actuales de potasio y al tipo de suelo. Randall me dice que no ha usado el polvo de granito sistemáticamente con la aplicación de compost, pero sí notó su eficacia para llevar el potasio al suelo.
Dicho esto, establecer un marco de fertilizantes que logre una concentración óptima de potasio en la baya y, en consecuencia, en el jugo y el vino terminado, simplemente no existe universalmente debido al impacto de la variabilidad del sitio en la absorción de potasio. Esto puede ser frustrante para los administradores de viñedos, ya que el manejo del potasio en el viñedo es el método recomendado para influir en el potasio en la fruta, el jugo y el vino terminado. Sin embargo, al comprender los muchos factores en juego, los gerentes de viñedos pueden adaptar lo mejor que puedan una práctica de manejo adecuada para un sitio en particular. Tenga en cuenta que el impacto de la fertilización de potasio en el potasio de vid y bayas está influenciado por:tipo de cantidad, tiempo y frecuencia del fertilizante, características del suelo, distribución de la raíz, microclima del dosel, riego y combinación de portainjerto y vástago.

Consideraciones en vinificación

En lo que respecta a la vinificación, la mayoría de las veces es un exceso de potasio que presentará problemas a un enólogo. Los niveles excesivos de potasio están asociados con el pH alto del jugo. Durante la vinificación, una alta concentración de potasio provoca la precipitación de ácidos libres (principalmente ácido tartárico), lo que conduce a un aumento del pH del vino. Este pH alto puede reducir la estabilidad del color de los vinos tintos y también puede reducir la respiración y la tasa de degradación del ácido málico, lo que aumenta la fermentación maloláctica.
Brad Greatrix, de Nyetimber, me dice que, como regla general, cuanto mayor sea el pH, más rápido se desarrollará el vino y menos efectivo será el So2. También señala que un alto contenido de potasio puede aumentar la precipitación del ácido tartárico, lo que exacerba aún más el alto pH. Es importante destacar que también señala que cuando se trata de pH y acidez, no hay un alto o bajo absoluto, más de lo que debe considerarse en un espectro, donde desea aterrizar depende del estilo deseado. Él me dice que lo que él puede considerar alto para Nyetimber puede ser perfectamente deseable para alguien que produce un chispeante afrutado y suave destinado a beber después de un año en botella.
Le pregunté a Brad si se puede ajustar el alto contenido de potasio en la bodega, me dice que mientras los enólogos pueden acidificar, optan por no hacerlo en Nyetimber debido a los posibles efectos secundarios, él cree que siempre es mejor abordar el problema en el viñedo. . El pH se puede ajustar durante la vinificación mediante la adición de ácido tartárico, agregando costos adicionales para las bodegas. Asegurar una concentración adecuada de K en las uvas en la cosecha no solo ayudará a reducir los costos de vinificación, sino que también es probable que mejore la calidad del vino.















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