Actividad biológica en suelos de viña de Mallorca bajo distintos sistemas de gestión

Abstract

[cat] The aim of this study is to evaluate the impact of soil management and the use of organic and mineral fertilizers on chemical and biological characteristics in vineyard soils on the island of Mallorca. The research consists of three main objectives: 1) evaluating the effecst of different organic fertilizers on soil, 2) comparing Organic Farming with conventional agriculture management, and 3) assessing vineyard soils on the island of Mallorca under different management systems (conventional agriculture, Organic Farming, and permanent cover crop). The study involved the characterization of physical and chemical properties of soils, measurement of six soil enzymatic activities, and determination of physiological profiles (Biolog EcoPlateTM). Additionally, microbial community characterization was performed through metagenomic analysis. Grape production was quantified across all treatments. The grapevine varieties were: Manto Negro, Prensal Blanc, and Callet. Three types of organic fertilizers were compared: cow manure, wine-distillery waste compost, and commercial organic pellets, each at two doses. After three years of monitoring, there was minimal variation in the total organic carbon content. Enzymatic activities showed varying trends. Fluorescein diacetate hydrolysis, β-glucosidase, and urease increased in the organic treatments, while β-galactosidase, alkaline phosphatase, and arylsulfatase did not exhibit a clear trend. Biolog EcoPlateTM analysis revealed an increase in the average well color development (AWCD), Shannon's diversity index (H’), and the number of consumed substrates (RS) under organic treatments compared to the control. Grape production, particularly for the Manto Negro variety, significantly increased in all organic treatments compared to control. When comparing Organic Farming management to conventional agriculture, an increase in all soil enzymatic activities (fluorescein diacetate hydrolysis, β-glucosidase, β-galactosidase, urease, alkaline phosphatase, and arylsulfatase) was observed under organic treatment. Similar trends were observed in mineral fertilization in conventional agriculture but with smaller differences. AWCD, H’, and RS indixes from Biolog EcoPlateTM showed patterns similar to enzymatic activities. In terms of productivity, there were minimal differences between organic and conventional production. Based on the evaluation of 201 vineyard soils, including 126 from conventional agriculture, 68 from Organic Farming, and 7 managed with permanent cover crop, there were few differences between Organic Farming and conventional agriculture systems at the chemical and biological levels. In contrast, permanent cover crop plots showed clear differentiation, with increases in total organic carbon content and all enzymatic activities. Communities of prokaryotes and fungi have also exhibited differences between the permanent covers and tilled soils. Metagenomic analysis identified the most abundant taxa of prokaryotes and fungi in Mallorcan vineyards. The most abundant archeae taxa were Candidatus Nitrososphaera sp. (17.3%) and Candidatus Nitrosocosmicus sp. (4.4%). The most abundant bacteria taxa were Rubrobacter sp. (6.8%) and Solirubrobacter sp. (4.3%). The most common fungal taxa included Solicoccozyma aeria (9.3%), the genus Mortierella (11.1%, with M. alpina as the most abundant species at 4.4%), Alternaria eichhorniae (3.8%), and Aspergillus sp. (3.5%). Fungi and prokaryotes showed statistically significant correlations with certain soil parameters. Candidatus Udobacter sp., Sphingomonas sp., Pirellula sp., Solicoccozyma terrea, and Mortierella minutissima exhibited positive correlations with calcium carbonates and negative correlations with soil organic carbon content. Conversely, Candidatus Nitrososphaera sp., Rubrobacter sp., Skermanella stibiiresistens, Mortierella alpina, Aspergillus sp., and Humicola olivacea showed positive correlations with soil organic carbon content and negative correlations with calcium carbonates.

[spa] El objetivo general del presente trabajo es evaluar el efecto del manejo del suelo y la aplicación de fertilizantes orgánicos y minerales sobre las características químicas y biológicas del suelo y la producción en viñas de la isla de Mallorca. El trabajo se ha constituido por tres partes: 1) evaluación del efecto sobre el suelo de distintos fertilizantes orgánicos, 2) comparación de la gestión de la agricultura convencional frente a la Agricultura Ecológica y 3) evaluación de suelos de viña de la isla de Mallorca bajo distintos sistemas de gestión (agricultura convencional, Agricultura Ecológica y cubiertas vegetales permanentes). Los estudios se han realizado a partir de la caracterización de las propiedades físicas y químicas de los suelos, la medida de 6 actividades enzimáticas y la determinación de los perfiles fisiológicos mediante Biolog EcoPlateTM. Además, se ha realizado una caracterización de las comunidades de microorganismos a través de análisis metagenómicos. Se ha cuantificado la producción de uva en los tratamientos estudiados. Las variedades de viña en las que se han realizado los distintos ensayos han sido: Manto negro, Prensal blanc y Callet. Se han comparado tres clases de fertilizantes orgánicos: estiércol de vacuno, compost de vinaza y pellet orgánico comercial, a dos dosis. A lo largo de 3 años de seguimiento la variación del contenido de carbono orgánico total no ha mostrado diferencias importantes. Las actividades enzimáticas han presentado una evolución desigual. La hidrólisis del diacetato de fluoresceína, ß-glucosidasa y ureasa han aumentado en los tratamientos orgánicos a lo largo del tiempo, mientras que ß-galactosidasa, fosfatasa alcalina y arilsulfatasa no han definido una tendencia clara. Mediante el uso de Biolog EcoPlateTM, se ha constatado un incremento del índice de color (AWCD), índice de Shannon (H’) y número de sustratos consumidos (RS) en los tratamientos orgánicos respecto al control. La producción de uva, evaluada en la variedad Manto negro, se ha visto incrementada de forma significativa en todos los tratamientos orgánicos respecto al control. Al comparar la gestión de Agricultura Ecológica frente a agricultura convencional, se ha registrado un aumento de todas las actividades enzimáticas, hidrólisis del diacetato de fluoresceína, ß-glucosidasa, ß-galactosidasa, ureasa, fosfatasa alcalina y arilsulfatasa, en el tratamiento orgánico. De forma paralela ha ocurrido en la fertilización mineral de agricultura convencional, pero con diferencias de menor amplitud. Los índices AWCD, H’ y RS de Biolog EcoPlateTM han presentado valores paralelos a los registrados para las actividades enzimáticas. A nivel productivo, hay escasas diferencias entre la producción ecológica y convencional. El análisis metagenómico ha permitido identificar los taxones más abundantes de procariotas y hongos de los suelos de viña de Mallorca. Los taxones de mayor abundancia son las arqueas Candidatus Nitrososphaera sp. (17,3%) y Candidatus Nitrosocosmicus sp. (4,4%) y las bacterias Rubrobacter sp. (6,8%) y Solirubrobacter sp. (4,3%). Entre los hongos, Solicoccozyma aeria (9,3%), el género Mortierella (11,1%, siendo M. alpina la especie más abundante, 4,4%), Alternaria eichhorniae (3,8%) y Aspergillus sp. (3,5%) son los taxones de mayor presencia. Hongos y procariotas han mostrado correlaciones estadísticamente significativas con distintos parámetros edáficos. Candidatus Udobacter sp., Sphingomonas sp., Pirellula sp., Solicoccozyma terrea y Mortierella minutissima han presentado correlaciones positivas con los carbonatos y negativas con el contenido de materia orgánica del suelo. En cambio, Candidatus Nitrososphaera sp., Rubrobacter sp., Skermanella stibiiresistens, Mortierella alpina, Aspergillus sp. y Humicola olivacea han presentado correlaciones positivas con el contenido de materia orgánica del suelo y negativas con el contenido de carbonatos.

[cat] L’objectiu general és avaluar l’efecte del maneig del sòl i l’aplicació de fertilitzants orgànics i minerals sobre les característiques químiques i biològiques del sòl i la producció en vinyes a l’illa de Mallorca. El treball està constituït per tres parts: 1) efecte de diferents fertilitzants orgànics sobre el sòl, 2) comparació de la gestió d'Agricultura Ecològica amb l'agricultura convencional i 3) valuació de sòls de vinya de l'illa de Mallorca baix diferents sistemes de gestió (agricultura convencional, Agricultura Ecològica i cobertes vegetals permanents). Els estudis s'han realitzat a partir de la caracterització de les propietats físiques i químiques dels sòls, la mesura de 6 activitats enzimàtiques i la determinació dels perfils fisiològics mitjançant Biolog EcoPlateTM. També, s'ha fet una caracterització de les comunitats de microorganismes a través d'anàlisis metagenòmiques. S'ha quantificat la producció de raïm als tractaments estudiats. Les varietats de vinya en què s'han realitzat els diferents assaigs han estat: Manto negro, Prensal blanc i Callet. S'han comparat tres classes de fertilitzants orgànics: fems de vaquí, compost de vinassa i pèl·let orgànic comercial, a dues dosis. Al llarg de 3 anys de seguiment, la variació del contingut de carboni orgànic total ha estat escassa. Les activitats enzimàtiques han presentat una evolució desigual. La hidròlisi del diacetat de fluoresceïna, ß-glucosidasa i ureasa han augmentat en els tractaments orgànics al llarg del temps, mentre que ß-galactosidasa, fosfatasa alcalina i arilsulfatasa no defineixen una tendència precisa. Mitjançant Biolog EcoPlateTM, s'ha constatat un increment de l'índex de color (AWCD), l'índex de Shannon (H') i el nombre de substrats consumits (RS) en els tractaments orgànics respecte al control. La producció de raïm, avaluada en la varietat Manto negro, s'ha vist incrementada de manera significativa sobre tots els tractaments orgànics respecte al control. Al comparar la gestió d'Agricultura Ecològica davant d'agricultura convencional, s'ha registrat un augment de totes les activitats enzimàtiques en el tractament orgànic. Paral·lelament, també s’ha donat la mateixa pauta en la fertilització mineral d'agricultura convencional, però amb diferències més reduïdes. Els índexs AWCD, H' i RS de Biolog EcoPlateTM han presentat valors paral·lels als registrats per a les activitats enzimàtiques. A nivell productiu, hi ha escasses diferències entre la producció ecològica i convencional. A partir de l'avaluació de 201 sòls de vinyes, 126 dels quals són d'agricultura convencional, 68 d'Agricultura Ecològica i 7 manejades amb cobertes vegetals permanents, s'ha constatat que entre els sistemes d'Agricultura Ecològica i agricultura convencional hi ha escasses diferències a nivell químic i biològic. En canvi, les parcel·amb cobertes vegetals permanents sí que s'han diferenciat clarament, amb increments en el contingut de carboni orgànic total i en totes les activitats enzimàtiques. Les comunitats de procariotes i fongs també han presentat diferències entre les cobertes permanents i els sòls llaurats. L'anàlisi metagenòmica ha permès identificar els tàxons més abundants de procariotes i fongs dels terres de vinya de Mallorca. Els tàxons més abundants són els arqueobacteris Candidatus Nitrososphaera sp. (17,3%) i Candidatus Nitrosocosmicus sp. (4,4%) i els bacteris Rubrobacter sp. (6,8%) i Solirubrobacter sp. (4,3%). Entre els fongs, Solicoccozyma aeria (9,3%), el gènere Mortierella (11,1%, M. alpina és l'espècie més abundant, 4,4%), Alternaria eichhorniae (3,8%) i Aspergillus sp. (3,5%) són els tàxons més abundants. Fongs i procariotes presenten correlacions estadísticament significatives amb diferents paràmetres edàfics. Candidatus Udobacter sp., Sphingomonas sp., Pirellula sp., Solicoccozyma terrea i Mortierella minutissima han presentat correlacions positives amb els carbonats i negatives amb el contingut de matèria orgànica del sòl. Per contra, Candidatus Nitrososphaera sp., Rubrobacter sp., Skermanella stibiiresistens, Mortierella alpina, Aspergillus sp. i Humicola olivacea han presentat correlacions positives amb el contingut de matèria orgànica del sòl i negatives amb el contingut de carbonats.