La viticultura mediterránea afronta importantes retos por la degradación del suelo, derivada de la agricultura tradicional y agravada por el cambio climático, que amenaza la sostenibilidad de los vin edos (Vitis vinifera L.) en zonas semiáridas como el centro de España. En las nuevas plantaciones, en ascenso para adaptarse a estas condiciones y demandas del mercado, el suelo es muy vulnerable a la erosión. El uso de cubiertas vegetales (CV) en las calles del viñedo, especialmente las leguminosas, puede ser una estrategia eficaz para reducir la erosión, fijar nitrógeno y mejorar la salud edáfica, favoreciendo así el establecimiento y la resiliencia de vides jovenes. Sin embargo, su éxito puede estar condicionado por la disponibilidad de agua, la especie de la leguminosa o la variedad de vid.
En este estudio se evaluó el efecto de dos CV leguminosas – Medicago truncatula Gaertn. y Trifolium subterraneum L. – y un escenario simulado de cambio clima tico (incremento térmico de +2 °C y menor disponibilidad hídrica) sobre el sistema suelo-planta en vides jóvenes de dos variedades (Aire n y Tempranillo) al final del primer ciclo vegetativo. El ensayo se realizo en microcosmos bajo condiciones semi-controladas en invernadero (Madrid, España), con diseño multifactorial que incluyo tres tipos de Cubierta (dos CV y suelo desnudo), dos niveles de Riego (óptimo y reducido en un 15 %) y dos Variedades de vid. Se analizaron los efectos individuales y sus interacciones, valorando el potencial de las CV leguminosas para mejorar la funcionalidad del suelo y favorecer el establecimiento de nuevas plantaciones, identificando las combinaciones más beneficiosas para una viticultura resiliente y adaptada al cambio climático.
Al término del ensayo se analizaron una amplia selección de parámetros físicos, químicos y biológicos del suelo, así como el crecimiento y nutrición mineral de la vid. Los resultados mostraron que las respuestas del suelo y la planta dependen principalmente de las interacciones entre factores. Las CV favorecieron la funcionalidad del suelo tras la siega de las mimas, al mejorar la infiltración, aumentar los agregados estables al agua (AEA), el carbono orgánico disuelto (COD y la actividad microbiana. Destaco Trifolium por incrementar la actividad de la β-glucosidasa (Glu), N-acetilglucosaminasa (Nac), Ureasa (Ure) y el carbono de la biomasa microbiana (CBM), mientras que Medicago favoreció la respiración y la actividad de la fosfatasa (Fos). Estas respuestas estuvieron moduladas según la disponibilidad de agua y la variedad. El Riego afecto principalmente al crecimiento y nutrición de la vid. Bajo estrés hídrico no hubo diferencias, pero con mayor disponibilidad de agua, las CV redujeron la biomasa aérea y total, así como la extracción de Ca, Mg, B y Zn por la vid, pero incrementaron la de P y favorecieron el equilibrio vegetativo (biomasa raíz/biomasa aérea), beneficioso para el establecimiento de vides jóvenes, aunque con diferencias según la Variedad. Combinaciones prometedoras fueron Tempranillo-Trifolium y Aire n-Medicago, aunque sus efectos variaron según los parámetros. En general, las CV leguminosas mejoraron la salud del suelo y, pueden ayudar a regular el vigor de la vid con riego óptimo, sin efecto negativos bajo estrés hídrico en comparación con el suelo desnudo, consolidando su valor como herramienta sostenible para aumentar la resiliencia de nuevas plantaciones frente el cambio climático. Finalmente, será necesario validar estos resultados mediante estudios de campo, más prolongados y en diversas condiciones edafoclimáticas.
ABSTRACT
Viticulture in the Mediterranean region faces significant challenges due to soil degradation caused by traditional agriculture and worsened by climate change, threatening the sustainability of vineyards (Vitis vinifera L.) in semi-arid areas such as central Spain. In new plantings, which are increasing to adapt to these conditions and market demands, the soil is highly vulnerable to erosion. The use of cover crops (CC), especially legumes, in vineyard inter-rows can be an effective strategy to reduce erosion, fix nitrogen, and improve soil health, thereby promoting the establishment and resilience of young vines. However, their success may depend on water availability, the legume species, or the grapevine variety.
This study evaluated the effect of two leguminous CC – Medicago truncatula Gaertn. and Trifolium subterraneum L. – and a simulated climate change scenario (a +2 °C temperature increase and reduced water availability) on the soil-plant system of young vines of two varieties (Aire n and Tempranillo) at the end of their first growing cycle. The experiment was conducted in microcosms under semi-controlled greenhouse conditions (Madrid, Spain), using a multifactorial design including three cover types (two CC and bare soil), two irrigation levels (optimal and 15 % reduced), and two grapevine varieties. Individual effects and interactions were analyzed to assess the potential of leguminous CC to improve soil functionality and support the establishment of new plantations, identifying the most beneficial combinations for resilient, climate-adapted viticulture.
At the end of the trial, a wide range of physical, chemical, and biological soil parameters were analyzed, as well as vine growth and mineral nutrition. Results showed that soil and plant responses mainly depended on factor interactions. CC favored soil functionality after mowing by improving infiltration, increasing water-stable aggregates (WSA), dissolved organic carbon (DOC), and microbial activity. Trifolium notably enhanced β-glucosidase (GLU), N-acetylglucosaminidase (NAG), urease (URE), and microbial biomass carbon (MBC), whereas Medicago promoted respiration and phosphatase (PHO) activity. These responses were modulated by water availability and variety. Irrigation mainly affected vine growth and nutrition. Under water stress, no differences were observed, but with higher water availability, CC reduced aboveground and total biomass and the uptake of Ca, Mg, B, and Zn by the vine, while increasing P uptake and promoting a favorable vegetative balance (root biomass/aboveground biomass) beneficial for young vine establishment, with differences depending on variety. Promising combinations were Tempranillo–Trifolium and Aire n–Medicago, although effects varied by parameter. Overall, leguminous CC improved soil health and can help regulate vine vigor under optimal irrigation, without negative effects under water stress compared to bare soil, consolidating their value as a sustainable tool to increase the resilience of new plantations against climate change. Finally, it will be necessary to validate these results through extended field studies conducted under diverse edaphoclimatic conditions.
La viticultura mediterránea afronta importantes retos por la degradación del suelo, derivada de la agricultura tradicional y agravada por el cambio climático, que amenaza la sostenibilidad de los vin edos (Vitis vinifera L.) en zonas semiáridas como el centro de España. En las nuevas plantaciones, en ascenso para adaptarse a estas condiciones y demandas del mercado, el suelo es muy vulnerable a la erosión. El uso de cubiertas vegetales (CV) en las calles del viñedo, especialmente las leguminosas, puede ser una estrategia eficaz para reducir la erosión, fijar nitrógeno y mejorar la salud edáfica, favoreciendo así el establecimiento y la resiliencia de vides jovenes. Sin embargo, su éxito puede estar condicionado por la disponibilidad de agua, la especie de la leguminosa o la variedad de vid.
En este estudio se evaluó el efecto de dos CV leguminosas – Medicago truncatula Gaertn. y Trifolium subterraneum L. – y un escenario simulado de cambio clima tico (incremento térmico de +2 °C y menor disponibilidad hídrica) sobre el sistema suelo-planta en vides jóvenes de dos variedades (Aire n y Tempranillo) al final del primer ciclo vegetativo. El ensayo se realizo en microcosmos bajo condiciones semi-controladas en invernadero (Madrid, España), con diseño multifactorial que incluyo tres tipos de Cubierta (dos CV y suelo desnudo), dos niveles de Riego (óptimo y reducido en un 15 %) y dos Variedades de vid. Se analizaron los efectos individuales y sus interacciones, valorando el potencial de las CV leguminosas para mejorar la funcionalidad del suelo y favorecer el establecimiento de nuevas plantaciones, identificando las combinaciones más beneficiosas para una viticultura resiliente y adaptada al cambio climático.
Al término del ensayo se analizaron una amplia selección de parámetros físicos, químicos y biológicos del suelo, así como el crecimiento y nutrición mineral de la vid. Los resultados mostraron que las respuestas del suelo y la planta dependen principalmente de las interacciones entre factores. Las CV favorecieron la funcionalidad del suelo tras la siega de las mimas, al mejorar la infiltración, aumentar los agregados estables al agua (AEA), el carbono orgánico disuelto (COD y la actividad microbiana. Destaco Trifolium por incrementar la actividad de la β-glucosidasa (Glu), N-acetilglucosaminasa (Nac), Ureasa (Ure) y el carbono de la biomasa microbiana (CBM), mientras que Medicago favoreció la respiración y la actividad de la fosfatasa (Fos). Estas respuestas estuvieron moduladas según la disponibilidad de agua y la variedad. El Riego afecto principalmente al crecimiento y nutrición de la vid. Bajo estrés hídrico no hubo diferencias, pero con mayor disponibilidad de agua, las CV redujeron la biomasa aérea y total, así como la extracción de Ca, Mg, B y Zn por la vid, pero incrementaron la de P y favorecieron el equilibrio vegetativo (biomasa raíz/biomasa aérea), beneficioso para el establecimiento de vides jóvenes, aunque con diferencias según la Variedad. Combinaciones prometedoras fueron Tempranillo-Trifolium y Aire n-Medicago, aunque sus efectos variaron según los parámetros. En general, las CV leguminosas mejoraron la salud del suelo y, pueden ayudar a regular el vigor de la vid con riego óptimo, sin efecto negativos bajo estrés hídrico en comparación con el suelo desnudo, consolidando su valor como herramienta sostenible para aumentar la resiliencia de nuevas plantaciones frente el cambio climático. Finalmente, será necesario validar estos resultados mediante estudios de campo, más prolongados y en diversas condiciones edafoclimáticas.
ABSTRACT
Viticulture in the Mediterranean region faces significant challenges due to soil degradation caused by traditional agriculture and worsened by climate change, threatening the sustainability of vineyards (Vitis vinifera L.) in semi-arid areas such as central Spain. In new plantings, which are increasing to adapt to these conditions and market demands, the soil is highly vulnerable to erosion. The use of cover crops (CC), especially legumes, in vineyard inter-rows can be an effective strategy to reduce erosion, fix nitrogen, and improve soil health, thereby promoting the establishment and resilience of young vines. However, their success may depend on water availability, the legume species, or the grapevine variety.
This study evaluated the effect of two leguminous CC – Medicago truncatula Gaertn. and Trifolium subterraneum L. – and a simulated climate change scenario (a +2 °C temperature increase and reduced water availability) on the soil-plant system of young vines of two varieties (Aire n and Tempranillo) at the end of their first growing cycle. The experiment was conducted in microcosms under semi-controlled greenhouse conditions (Madrid, Spain), using a multifactorial design including three cover types (two CC and bare soil), two irrigation levels (optimal and 15 % reduced), and two grapevine varieties. Individual effects and interactions were analyzed to assess the potential of leguminous CC to improve soil functionality and support the establishment of new plantations, identifying the most beneficial combinations for resilient, climate-adapted viticulture.
At the end of the trial, a wide range of physical, chemical, and biological soil parameters were analyzed, as well as vine growth and mineral nutrition. Results showed that soil and plant responses mainly depended on factor interactions. CC favored soil functionality after mowing by improving infiltration, increasing water-stable aggregates (WSA), dissolved organic carbon (DOC), and microbial activity. Trifolium notably enhanced β-glucosidase (GLU), N-acetylglucosaminidase (NAG), urease (URE), and microbial biomass carbon (MBC), whereas Medicago promoted respiration and phosphatase (PHO) activity. These responses were modulated by water availability and variety. Irrigation mainly affected vine growth and nutrition. Under water stress, no differences were observed, but with higher water availability, CC reduced aboveground and total biomass and the uptake of Ca, Mg, B, and Zn by the vine, while increasing P uptake and promoting a favorable vegetative balance (root biomass/aboveground biomass) beneficial for young vine establishment, with differences depending on variety. Promising combinations were Tempranillo–Trifolium and Aire n–Medicago, although effects varied by parameter. Overall, leguminous CC improved soil health and can help regulate vine vigor under optimal irrigation, without negative effects under water stress compared to bare soil, consolidating their value as a sustainable tool to increase the resilience of new plantations against climate change. Finally, it will be necessary to validate these results through extended field studies conducted under diverse edaphoclimatic conditions. Read More
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