Differences in leaf traits of Vitis vinifera varieties affect their decomposition in streams

Abstract

As vinhas ocupam cerca de 7,4 milhões de hectares em todo o mundo, sendo Portugal o país com a quarta maior área de videiras da Europa. A presença de Vitis vinifera, geralmente como monocultura, é comum perto de cursos de água onde esta espécie substitui, total ou parcialmente, a floresta nativa da zona ripícola. Neste estudo avaliamos a importância relativa das características físico-químicas de folhas pertencentes a quatro variedades de Vitis vinifera (tinta - Aragonez e Baga; branco - Bical e Fernão Pires) na sua decomposição. Para isso, utilizámos a técnica dos sacos de rede e as folhas de cada variedade foram submetidas ao processo de decomposição por um período máximo de 21 dias na Ribeira do Candal. Foram avaliadas a perda de massa, a biomassa fúngica, os processos metabólicos e reprodutivos de microrganismos bem como a colonização por macroinvertebrados. As folhas de todas as variedades testadas decompuseram-se rapidamente. A taxa de decomposição da variedade Bical foi diferente das taxas de decomposição das variedades Baga e Fernão Pires em sacos de malha grossa, sendo essa diferença associada à melhor qualidade foliar de Bical. Essa característica resultou em maior quantidade de biomassa fúngica, metabolicamente e reprodutivamente mais ativa, além de uma maior colonização por trituradores. Este trabalho sugere que a variação na qualidade foliar, dependente apenas do genótipo e não das características ambientais, pode influenciar no processo de decomposição das folhas de videira. Assim, o funcionamento de ribeiros ladeados por monocultura de Vitis vinifera pode ser alterado, particularmente se as plantações incluírem uma única variedade ou um conjunto muito reduzido de variedades com qualidades foliares semelhantes. No entanto, quando intercaladas com florestas ripícolas, as vinhas podem constituir inputs adicionais de nutrientes e energia para o sistema aquático, enquanto folhas senescentes de maior duração ainda não estão disponíveis (ou seja, colonizadas) para consumo.

Vineyards occupy about 7.4 million hectares all over the world being Portugal the fourth vine-grower of Europe. The presence of Vitis vinifera, usually as a monoculture, is common near watercourses where this species replaces, total or partially, the native forested riparian area. In this study we assess the relative importance of the physico-chemical characteristics of leaves belonging to four varieties of Vitis vinifera (red – Aragonez and Baga; white - Bical and Fernão Pires) on litter decomposition. For this purpose, the mesh bag technique was used and leaves of each variety were submitted to a decomposition process for a maximum period of 21 days in Ribeira do Candal. Leaf litter mass loss, fungal biomass, metabolic and reproductive processes of microorganisms were assessed and macroinvertebrate colonization was evaluated. Leaves from all tested varieties decomposed fast. The decomposition rate of the Bical variety was different from the decomposition rates of Baga and Fernão Pires varieties in coarse mesh bag, this difference being associated to a better quality of Bical leaf litter. This characteristic resulted in a greater quantity of fungal biomass, metabolically and reproductively more active, as well as a higher colonization by shredders. This work suggests that the variation in leaf quality, dependent only on the genotype, and not on the environmental characteristics, can influence the process of decomposition of vine leaves. Thus, the functioning of streams lined by vineyards may be affected if the production of Vitis vinifera occurs as monoculture and particularly, if plantations include a single variety or a reduced set of varieties with similar leaf qualities. Nonetheless, when intermingled with riparian forests, vineyards may constitute additional inputs of nutrients and energy to the aquatic system, when longer lasting senescent leaves are not yet available (i.e. colonized) for consumption.