Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero Agrónomo / En Chile existe una extensa área agrícola, comprendida entre las regiones de Coquimbo y O’Higgins, caracterizada por la presencia de suelos con pH neutro a alcalino (>7,0) y una elevada concentración de carbonatos de calcio y cal activa (10%), en los cuales la carencia de hierro (Fe) representa una de las principales deficiencias nutricionales que afectan a los viñedos injertados. Actualmente, se utilizan distintas estrategias de manejo para hacer frente a tal carencia, tales como el uso de enmiendas acidificantes o aplicaciones de quelatos de Fe al suelo, las cuales están siendo fuertemente cuestionadas debido al elevado costo y los riesgos ambientales asociados a ellas. En tal contexto, el uso de portainjertos de vid tolerantes al déficit de Fe podría representar una estrategia eficaz y sostenible para el control y/o prevención de la clorosis férrica. El objetivo del presente trabajo fue determinar la evolución de respuestas fisiológicas al déficit de Fe en vides cv. Cabernet Sauvignon injertadas sobre los portainjertos 110 Richter (moderadamente tolerante al déficit de Fe) y 3309-C (susceptible al déficit de Fe). El experimento fue establecido en un sistema hidropónico, en el cual las plantas fueron sometidas a una solución nutritiva ½ Hoagland continuamente aireada con 0 μM o 50 μM de Fe-EDTA, por 18 y 32 días. Los resultados de la investigación indicaron que, durante el primer período del experimento (18 días de tratamiento), el déficit de Fe redujo la fotosíntesis neta foliar en las vides injertadas sobre ambos portainjertos, sin alterar el contenido de clorofila en ellas. Además, el déficit de Fe incrementó la actividad de las enzimas PEPC y NADP+-IDH y la concentración de ácido málico y ácidos orgánicos totales en los extractos de raíces de ambos portainjertos. Por otra parte, durante tal período no se registraron diferencias relativas al nivel de Fe en el crecimiento del brote principal y la biomasa de las plantas. Luego de la exposición de las plantas a una carencia de Fe prolongada (32 días), las plantas injertadas sobre 110 Richter respondieron al déficit de Fe mediante una reducción en el largo del brote principal, mientras tal reducción no fue observada en las vides injertadas sobre 3309-C. Adicionalmente, a los 32 días del experimento el déficit de Fe redujo la fotosíntesis neta y el contenido de clorofila en las plantas injertadas sobre 3309-C, sin modificar tales parámetros en las plantas injertadas sobre 110 Richter. En conclusión, los resultados obtenidos revelaron diferencias significativas entre las combinaciones de variedad/portainjerto sometidas a experimentación, en la severidad e intensidad de los síntomas de déficit de Fe y sus respuestas fisiológicas ante tal carencia nutricional. / In Chile, there is an extended area between Coquimbo and O’Higgins regions, characterized by the presence of alkaline soils (pH > 7,0) and high concentrations of active lime (10%), in which iron (Fe) deficiency is one of the main nutritional deficiencies in grafted vineyards. Currently, the most widespread management techniques to face Fe deficiency, are the use of acidifying amendments or the application of Fe-chelates to the soil, which are being strongly questioned due to the and high costs and environmental risks associated to such techniques. In such context, the use of Fe deficiency tolerant rootstocks may be an effective and sustainable strategy to prevent Fe chlorosis. The present work aimed to compare the physiological responses to Fe deficiency in Vitis vinifera L. cv. Cabernet Sauvignon grafted on two Vitis rootstocks with different Fe chlorosis susceptibility: 110 Richter (moderately tolerant) and 3309-C (susceptible). Plants were grown in hydroponic solutions with 50 μM of Fe-EDTA or without Fe. Our data showed that, in a first step (18 days after treatment, DAT), Fe deficiency reduced net photosynthesis in leaves from both variety/rootstock combinations, without modifying leaf chlorophyll concentration. Moreover, Fe deficiency increased the activity of PEPC and NADP+-IDH enzymes and the concentration of malic and total organic acids in roots of both rootstocks. During such period, no differences related to Fe level were recorded in the main shoot length and biomass. After a longer exposure to Fe deficiency (32 DAT), the activity of PEPC and organic acid-linked enzymes in roots of both genotypes remained unaltered. However, at 32 DAT, plants grafted on 110 Richter reacted to Fe deficiency by reducing the main shoot length and biomass, whereas such reduction was not observed in plants grafted on 3309-C. In addition, at 32 DAT Fe deficiency reduced the net photosynthesis as well as the chlorophyll concentration in plants grafted on 3309-C, without modifying these parameters in 110 Richter plants. In conclusion, our results revealed significant differences between the two variety/rootstock combinations in severity of Fe deficiency symptoms and physiological responses.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / La clorosis férrica es uno de los principales problemas nutricionales que afectan a viñedos injertados sobre portainjertos híbridos de Vitis americana establecidos en zonas calcáreas, las cuales se caracterizan por la presencia de elevados contenidos de carbonato de calcio y bicarbonatos en los suelos. El presente trabajo evalúa, a nivel fisiológico y bioquímico, las respuestas del portainjerto de vid 140 Ruggeri a la presencia de bicarbonato, en condiciones de déficit de Fe en la solución nutritiva. Plantas del genotipo 140 Ruggeri fueron crecidas en condiciones hidropónicas, con dos niveles de Fe y bicarbonato (-Fe, +Fe; 0, 10 µM de Fe; -BIC, +BIC; 0 y 5mM de KHCO 3 respectivamente). Determinaciones de crecimiento y peso de la planta, índice SPAD y clorofila, fotosíntesis y conductancia estomática, pH de la solución, actividad enzimática de raíces (PEPC, MDH, CS, NADP + −IDH) y concentración de proteínas, concentración de ácidos orgánicos en raíces y líquido xilemático fueron realizadas. Los resultados obtenidos indican que el genotipo de vid 140 Ruggeri cuando es sometido a un déficit directo de Fe, responde activamente disminuyendo el crecimiento del brote y la biomasa de la parte aérea, e incrementando la concentración de ácidos orgánicos y sus enzimas de síntesis en raíces. Además, el efecto del déficit de Fe directo se manifiesta mediante una reducción en el contenido de clorofila, la fotosíntesis neta y la conductancia estomática de las hojas. Por su parte, la presencia de bicarbonato en la solución nutritiva induce una reducción en el crecimiento del tallo y las feminelas, y un incremento en la biomasa radical. Adicionalmente, la presencia de bicarbonato incrementa la concentración de clorofila foliar, y la concentración de ácido tartárico en el líquido xilemático. Los resultados confirman la probabilidad de que la presencia de bicarbonato en la solución nutritiva contribuye a mitigar el efecto del estrés en las plantas sometidas a déficit de Fe. Lo anterior se fundamenta en que, ante un déficit de Fe, las plantas cultivadas en presencia de bicarbonato muestran una menor actividad de la PEPC y concentración de ácido tartárico en raíces, asimilándose al control. Estos resultados permiten concluir que el genotipo tolerante al déficit de Fe 140 Ruggeri responde con mecanismos correspondientes a una planta de Estrategia I en condiciones limitantes de Fe. Además frente presencia de bicarbonato, presenta respuestas similares a la especie calcícola Parietaria diffusa como la reducción del crecimiento, mayor biomasa radical, y aumento de la concentración de ácidos orgánicos, sin embargo más investigaciones son necesarias para determinar con precisión el rol del bicarbonato en el metabolismo del portainjerto 140 Ruggeri. / Iron (Fe) chlorosis is one of the main nutritional disorders in vineyards grafted on Vitis americana hybrids rootstocks established in calcareous zones which are characterized by high levels of calcium carbonates and bicarbonates in the soil. The present work determine, at physiological and biochemical level, the responses of the grapevine rootstock 140 Ruggeri to the presence of bicarbonate under Fe deficiency conditions. The 140 Ruggeri plants were grown in hydroponic conditions, and were submitted to two levels of Fe and bicarbonate (-Fe, +Fe; 0, 10 µM de Fe; -BIC, +BIC; 0 y 5mM de KHCO 3, respectively). Determinations regarding the plants biomass and growth, chlorophyll content and SPAD value, photosynthesis and stomatal conductance, nutrient solution pH, enzyme activity (PEPC, MDH, CS, NADP + −IDH) and protein concentration in roots and organic acids content in roots and xylem sap were done during the experiment. The results obtained indicate that the grapevine genotype 140 Ruggeri, when it was submitted to a direct Fe depletion in the nutrient solution, reacted reducing the length and biomass of the shoots, and increasing the organic acids concentration and the activity their related enzymes in roots. Moreover, Fe deficiency reduced the chlorophyll content, the net photosynthesis, and the stomatal conductance of the leaf. In addition, the presence of bicarbonate in the nutrient solution induced a reduction in the main and lateral shoots growth, and increased the root biomass. Moreover, the presence of bicarbonate increased the leaf chlorophyll content, and the tartaric acid concentration in the xylem sap. Data obtained confirm the probability that the presence of bicarbonate in the nutrient solution contributes to mitigate the stress in plants submitted to Fe deficiency. This is based on that, under Fe deficiency conditions, the plants grown under the presence of bicarbonate show a PEPC activity and tartaric acid concentration in roots similar to control plants. Such results, allow to conclude that the Fe deficiency tolerant genotype 140 Ruggeri reacts to Fe deficiency activating response mechanisms corresponding to a Strategy I plants. In addition, under the presence of bicarbonate, the genotype shows similar responses to Parietaria diffusa species, such as the growth reduction, the higher root biomass, and the root organic acids increase. However, more investigations are necessary to determine the role of bicarbonate in the 140 Ruggeri rootstock metabolism.

Tesis para optar al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias Mención Producción Frutícola / Los numerosos efectos benéficos que tiene el arándano para la salud (Zafra-Stone et al., 2007; Seeram, 2008), debido a la riqueza de sus bayas en una amplia variedad de compuestos fenólicos antioxidantes (Zafra-Stone et al., 2007; Paredes-López et al., 2010), han llevado a que, desde hace varios años, el consumo per cápita nacional aumente progresivamente (Orellana, 2013). Así, por la importancia que ha adquirido la especie, tanto a nivel nacional como mundial, fue necesario expandir la superficie de cultivo (Bañados, 2006; Strik, 2007). En Chile, principal país productor y exportador de arándanos del Hemisferio Sur (Bañados 2006; Brazelton y Strik, 2007; Orellana, 2013), alrededor del 85% de la superficie cultivada con arándanos se ha encontrado, tradicionalmente, en la zona sur, es decir entre las regiones VII-X y XIV (Bañados, 2006; ODEPA/CIREN, 2012).

Tesis para optar al Grado de Magister en Ciencias Agropecuarias, Mención Producción Frutícola / La expansión del cultivo de arándanos ha impulsado su introducción en áreas donde los suelos presentan limitaciones químicas severas para su cultivo. El objetivo de este estudio fue evaluar algunas implicancias fisiológicas de estrategias sostenibles para la corrección de la clorosis férrica en arándanos variedad Star. En el experimento, se establecieron plantas en macetas con suelo calcáreo, implementando los siguientes tratamientos: (1) asociación del cultivo con las especies gramíneas Festuca rubra L. o Poa pratensis L. y (2) aplicación de un producto formulado a base de sangre animal. Tales estrategias fueron contrastadas con un control positivo (aplicación de quelato Fe-EDDHA al suelo) y un control absoluto (sin aplicación). Los resultados obtenidos indican que la aplicación de Fe-EDDHA incrementó el crecimiento de los brotes emitidos en primavera en comparación con las plantas asociadas con gramíneas. Respecto del crecimiento de los brotes emitidos durante el verano, las plantas tratadas con sangre animal y Fe-EDDHA mostraron un mayor desarrollo vegetativo respecto al testigo y a las plantas asociadas con gramíneas. El índice SPAD indicó que las plantas tratadas con sangre animal presentaron un contenido de clorofila análogo a las plantas tratadas con Fe-EDDHA y al control absoluto, y mayor en comparación con las plantas asociadas con especies gramíneas. Las determinaciones de actividad de las enzimas y concentración de ácidos orgánicos en raíces no evidenciaron diferencias significativas entre tratamientos. Los resultados sugieren que la aplicación de sangre animal es una estrategia válida para el control de la clorosis férrica en el arándano, mientras que los cultivos de cobertera posiblemente ejercen una fuerte competencia por agua y nutrientes con los arándanos. Por otra parte, el genotipo de arándano "Star" no reacciona al déficit de Fe mediante mecanismos fisiológicos de respuesta a nivel radicular, lo cual podría explicar en parte la elevada susceptibilidad a tal carencia nutricional exhibida generalmente a nivel de campo. / The expanding cultivation of blueberries has promoted the introduction of such species in areas where soils have severe chemical limitations for growing ideally. The aim of this study was to evaluate the physiological implications of sustainable strategies for the correction of iron chlorosis in blueberries var. Star. In the experiment plants were established in pots with a calcareous soil and the following treatments were implemented: (1) association with grasses species; (2) applying a product formulated with animal blood. These treatments were contrasted with a positive control (application of Fe-EDDHA chelate to the ground) and absolute control (no application of Fe-EDDHA) .The results indicate that the application of Fe-EDDHA increased the shoot growth in spring compared issued in spring with plants associated with grasses. Regarding the growth of buds during the summer, plants treated with animal blood and Fe-EDDHA showed greater vegetative growth than the control plants associated with grasses. The SPAD index showed that plants treated with animal blood showed a similar value with plants treated with Fe-EDDHA and the absolute control plants, and had a larger value compared to plants associated with grass species. The results obtained in the determinations of enzyme activity and concentration of organic acids in roots did not show significant differences between treatments. The results suggest that the application of animal blood is a valid strategy to control iron chlorosis in blueberries, while cover crops may compete for water and nutrients with blueberries. Moreover, genotype blueberry "Star" does not respond to iron deficiency by physiological response mechanisms at the root level, which could partly explain the high susceptibility to such nutritional deficiency typically displayed at the field level.