Protected viticulture: use of photoselective shade nets as a tool to address climate crisis in table grapes in Northern Chile

Abstract

The production of table grapes in Chile is of great importance, being one of the main established fruit crops with over 43,000 hectares distributed across a diverse climate range, from the southern limit of the atacama desert to the mediterranean zone. Chile is also one of the leading exporters of table grapes. Producers must confront the challenges posed by the climate crisis, such as decreased rainfall, increased heatwaves, and extreme temperature events during the growing season, mainly associated with desertification in northern chile (atacama and Coquimbo regions). To address these issues, an innovation project proposed the use of photoselective shade nets as a management strategy to modify vineyard microenvironments, thereby reducing water requirements. Trials were conducted over three growing seasons (2020-21, 2021-22, and 2022-23) on different table grape cultivars (prime seedless®, timco seedless®, midnight beauty®, scarlotta®, and melody®) in three locations in the elqui valley (Coquimbo region, Chile). In a randomized design, plants outdoors (control) were compared with plants under photoselective shade nets (3) of different colors and shading levels. Evaluations were made of microenvironment (temperature, relative humidity, solar radiation, wind speed, soil moisture), phenology (bud break, flowering, fruit maturity), nutritional status, water status, gas exchange, productivity, and postharvest fruit condition. Consistent and stable results over three consecutive seasons demonstrate that the use of shade nets in table grape production reduces solar radiation intensity, improving the quantity and distribution of diffuse light. For each site and cultivar, the nets improved microclimatic conditions by providing greater comfort in terms of wind speed, temperature, relative humidity, and soil water content. As a result, water requirements under nets decreased by around 10 to 24%. These savings equate to between 5 and 7 kg of fruit per square meter of water applied, representing a 15% increase compared to outdoor production. Regarding pre-harvest management practices, no significant differences were found in bud break, flowering, or fruit ripening chronology. There were also no significant differences in pest or disease incidence. An analysis combining fixed (treatments) and random (seasons; location; cultivar) effects demonstrates that the use of shade nets increases table grape yields. During postharvest, shade nets had no statistically significant effect on discard variables (berry rot or splitting). There were also no differences in cluster color. However, less dehydrated rachises were observed from plants under nets. Additionally, berry firmness did not decrease with net use; in some cases, it even increased. Therefore, the use of photoselective shade nets has been validated as a management tool in table grape production in northern chile to address the climate crisis. Aspects related to the recycling of photoselective shade nets once their lifespan ends should be considered to contribute to the industry’s sustainability.

Viticulture protégée : utilisation de filets d’ombrage photoselectifs comme outil pour faire face à la crise climatique dans la production de raisins de table dans le nord du Chili

La production de raisins de table au chili est d’une grande importance, étant l’un des principaux fruits établis sur plus de 43 000 hectares, répartis dans une diversité climatique allant de la limite sud du désert d’atacama à la région méditerranéenne. D’autre part, le chili est l’un des principaux exportateurs de raisins de table. Les producteurs doivent faire face aux défis imposés par la crise climatique, tels que la diminution des précipitations, l’augmentation des vagues de chaleur et les événements de températures extrêmes pendant la saison de croissance, principalement associés au processus de désertification dans le nord du chili (régions d’atacama et de coquimbo). Pour faire face à cela, un projet d’innovation a proposé l’utilisation de filets d’ombrage photoselectifs comme stratégie de gestion pour modifier le microclimat des vignobles, réduisant ainsi les besoins en eau des vignobles. Des essais ont été réalisés pendant trois saisons de croissance (2020-21, 2021-22 et 2022-23), sur différents cépages de raisins de table (prime seedless®; timco seedless®; midnight beauty®; scarlotta® et melody®) répartis dans trois localités de la vallée de l’elqui (région de coquimbo, chili). Dans un schéma aléatoire, des plantes en extérieur (témoin) ont été comparées à des plantes sous des filets d’ombrage photoselectifs (3) de différentes couleurs et taux d’ombrage. Des évaluations du microclimat (température, humidité relative, rayonnement solaire, vitesse du vent, humidité du sol), de la phénologie (débourrement, floraison et maturité du fruit), de l’état nutritionnel, de l’état hydrique, des échanges gazeux, de la productivité et de la qualité des fruits en post-récolte ont été effectuées. Les résultats cohérents et stables de trois saisons consécutives démontrent que l’utilisation de filets d’ombrage dans la production de raisins de table réduit l’intensité du rayonnement solaire, améliorant ainsi la quantité et la répartition de la lumière diffuse. Pour chaque site et cépage, les filets ont amélioré les conditions microclimatiques en offrant un confort accru en termes de vitesse du vent, de température, d’humidité relative et de contenu en eau du sol. Ainsi, les besoins en eau sous les filets ont diminué de 10 à 24 %. Ces économies équivalent à entre 5 et 7 kg de fruits par mètre carré d’eau appliquée, ce qui représente une augmentation de 15 % par rapport à la production en extérieur. En ce qui concerne les pratiques culturales avant la récolte, aucune différence significative n’a été observée dans la chronologie de la pousse, de la floraison ou de la maturation des fruits. Aucune différence significative n’a été non plus observée dans l’incidence des ravageurs ou des maladies. Une analyse combinant les effets fixes (traitements) et aléatoires (saisons ; localité ; cépage) démontre que l’utilisation de filets d’ombrage augmente les rendements de raisins de table. Après la récolte, les filets d’ombrage n’ont pas eu d’effet statistiquement significatif sur les variables de rejet (pourriture ou éclatement des baies). Aucune différence n’a été observée non plus dans la couleur de la grappe. Cependant, des raquis moins déshydratés ont été observés sur les plantes sous filets. De plus, la fermeté de la baie n’a pas diminué avec l’utilisation des filets ; dans certains cas, elle a même augmenté. Par conséquent, l’utilisation de filets d’ombrage photoselectifs a été validée comme un outil de gestion dans la production de raisins de table dans le nord du chili, pour faire face à la crise climatique. Des aspects liés au recyclage des filets d’ombrage photoselectifs une fois leur durée de vie terminée doivent être pris en compte pour contribuer à la durabilité de l’industrie.

Viticultura protegida: uso de mallas sombreadoras fotoselectivas como una herramienta para enfrentar la crisis climática en uva de mesa en el norte de chile

La producción de uva de mesa en chile es de gran relevancia, siendo uno de los principales frutales establecidos con más de 43.000 ha, distribuidas en una diversidad climática, desde el límite sur del desierto de Atacama hasta la zona mediterránea. Por otro lado, Chile es uno de los principales exportadores de uva de mesa. Los productores deben enfrentar los desafíos que impone la crisis climática, como la disminución de la pluviometría, aumento de las olas de calor y eventos de temperaturas extremas durante la temporada de crecimiento, asociado principalmente al proceso de desertificación en el norte de chile (regiones de Atacama y Coquimbo). Para hacer frente a lo anterior, mediante un proyecto de innovación se propuso el uso de mallas sombreadoras fotoselectivas como una estrategia de manejo para modificar el micro ambiente de los viñedos, disminuyendo disminuir los requerimientos hídricos de los viñedos. Se establecieron ensayos durante 3 temporadas de crecimiento (2020-21, 2021-22 y 2022-23), en diferentes cultivares de uva mesa (prime seedless®; timco seedless®; midnight beauty®; scarlotta® y melody®) distribuidos en 3 localidades del valle del elqui (región de coquimbo, chile).  En un diseño aleatorizado, se compararon plantas al aire libre (control) y plantas bajo mallas fotoselectivas (3) de diferentes colores y sombreamiento. Se realizaron evaluaciones del micro ambiente (temperatura, humedad relativa, radiación solar, velocidad del viento, humedad del suelo), fenología (brotación, floración y madurez de fruta), estado nutricional, estado hídrico, intercambio gaseoso, productividad y condición de fruta en postcosecha. Los resultados consistentes y estables de tres temporadas consecutivas demuestran que el uso de mallas sombreadoras en la producción de uva de mesa reduce la intensidad de la radiación solar, mejorando la cantidad y distribución de la luz difusa. Para cada sitio y variedad, las mallas mejoraron las condiciones microclimáticas al ofrecer mayor confort en términos de velocidad del viento, temperatura, humedad relativa y contenido de agua en el suelo. Con ello, los requerimientos hídricos bajo mallas disminuyeron en torno al 10 y 24%. Este ahorro equivale entre 5 y 7 kg de fruta por metro cuadrado de agua aplicada, lo que representa un aumento del 15% en comparación con la producción al aire libre. En cuanto a los manejos productivos antes de la cosecha, no se encontraron diferencias significativas en la cronología de brotación, floración o maduración de la fruta. Tampoco se observaron diferencias significativas en la incidencia de plagas o enfermedades. Con un análisis que combinó los efectos fijos (tratamientos) y aleatorios (temporadas; localidad; variedad) demuestra que el uso de mallas sombreadoras aumenta los rendimientos de la uva de mesa. Durante la postcosecha, las mallas sombreadoras no tuvieron un efecto estadísticamente significativo en variables de descarte (pudrición o partidura de bayas). Tampoco hubo diferencias en el color del racimo. Sin embargo, se observaron raquis menos deshidratados provenientes de plantas bajo mallas. Además, la firmeza de la baya no disminuyó con el uso de las mallas; en algunos casos, incluso aumentó. Por lo tanto, se validó el uso de mallas sombreadoras fotoselectivas como una herramienta de manejo en la producción de uva de mesa del norte de Chile, para hacer frente a la crisis climáticas. Aspectos relacionados sobre el reciclaje de las mallas sombreadoras fotoselectivas una vez finalizado su vida útil se deben considerar para aportar a la sustentabilidad de la industria.