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Título
Influencia del régimen hídrico en el comportamiento fisiológico, agronómico y de calidad de la producción en cultivos mediterráneos
Autor
Director/es
Facultad/Centro
Área de conocimiento
Cita Bibliográfica
Santos Barreales, D. (2023). Influencia del régimen hídrico en el comportamiento fisiológico, agronómico y de calidad de la producción en cultivos mediterráneos. [Tesis doctoral, Universidad de León]
Fecha
2023-11-21
Resumen
[ES] El almendro [Prunus dulcis (Mill.) D.A. Webb] y la vid (Vitis vinifera L.) son
dos de los cultivos perennes más importantes de la cuenca mediterránea, sobre todo en
los dos países que forman la Península Ibérica, España y Portugal. Estos dos cultivos
suponen un gran valor económico en las regiones rurales donde están implantados y al
mismo tiempo la transformación de su producción, bien sea del tratamiento industrial de
las almendras o de la elaboración de vino, genera una importante actividad económica,
asociada a numerosos puestos de trabajo de forma directa e indirecta. Aunque tanto el
almendro como la vid están perfectamente adaptados a las condiciones edafoclimáticas
de la región Mediterránea, en los últimos años las alteraciones climáticas han supuesto
un nuevo hándicap para la rentabilidad de ambos y las predicciones de cambio climático
para un futuro cercano no son favorables, dado que se prevé una disminución de las
precipitaciones y un aumento de las temperaturas. Por lo tanto, en la actualidad se estan
buscado e implementado estrategias para mitigar los efectos negativos del estrés hídrico,
las elevadas temperaturas y la alta radiación solar de los veranos mediterráneos. El riego
es una de las mejores estrategias para mitigar los problemas asociados al clima estival,
pero la escasez de agua y el elevado coste de las infraestructuras para la implantación
del mismo hacen que su utilización sea limitada. Por este motivo, otras estrategias de
mitigación como la aplicación foliar de reflectantes como el caolino están siendo
investigadas.
Los principales objetivos de esta tesis fueron evaluar los efectos de diferentes
estrategias de riego deficitario y de la aplicación foliar de caolino sobre la actividad
fisiológica y la productividad en almendros cultivados en el noreste de Portugal y al
mismo tiempo evaluar la influencia de estas técnicas de riego deficitario en diferentes
parámetros de calidad de las almendras producidas. Así, estas estrategias de riego
deficitario y aplicación foliar de caolino fueron aplicadas en tres cvs. de almendro
diferentes, Ferragnès, Vario y Constantí, en dos experimentos de campo distintos, para
poder estudiar también las diferencias de comportamiento entre ellas.
En lo que respecta al viñedo, como ya existen multitud de estudios que han
evaluado los efectos del riego deficitario sobre la fisiología de la vid y la calidad de las uvas y vinos, se centró el foco en el aprovechamiento de los sub-productos del sector
vitivinícola para fomentar la sustentabilidad y al mismo tiempo buscar un valor añadido.
Como el riego deficitario es una técnica bastante extendida durante los últimos años en
la viticultura de la Península Ibérica, es importante conocer los efectos de diferentes
regímenes hídricos sobre la composición fisicoquímica y bioquímica, así como la
capacidad antioxidante de los sub-productos. Por lo tanto, fueron evaluados los efectos
de diferentes regímenes hídricos sobre dos sub-productos, las hojas de vid y las semillas
de uva. Para ello se realizaron dos experimentos de campo diferentes situados en la
Región Demarcada del Duero (Portugal).
Los almendros bajo riego deficitario regulado durante la fase de llenado del
grano presentaron un mayor nivel de estrés hídrico pero con bajas repercusiones sobre
su actividad fisiológica. En cuanto a la productividad acumulada durante tres años de
experimento, los dos cv. evaluados mostraron diferente respuesta. Por un lado, el cv.
Constantí no presentó reducción significativa de su productividad cuando se aplicó
riego deficitario regulado frente al tratamiento de riego pleno, por el contrario, el cv.
Vairo sí que presentó una reducción significativa. Como era de esperar el riego
deficitario sostenido mejoró la productividad del cv Ferragnès en comparación con
almendros en secano y no presentó reducciones de productividad significativas cuando
la reducción del riego deficitario fue moderada (70% ETc). La aplicación foliar de
caolino no mostró efectos en la productividad ni en la actividad fisiológica en los dos
experimentos de campo en los que fue evaluado. De forma general, los parámetros de
calidad de las almendras que fueron evaluados (características morfológicas, color,
composición nutricional, composición de ácidos grasos, tocoferoles, tocotrienoles y
composición volátil) no se vieron negativamente afectados cuando se aplicaron
diferentes estrategias de riego deficitario ni caolino.
Las hojas de vid presentaron una elevada concentración de compuestos fenólicos
lo que se correlacionó con alta capacidad antioxidante. En este sentido, el aumento de la
cantidad de agua aportada por el riego deficitario provocó una disminución en la
concentración de este tipo de compuestos. Las hojas recogidas durante el estado
fenológico de envero fueron las que presentaron una riqueza mayor en compuestos
fenólicos. El riego deficitario provocó una reducción del porcentaje en peso de semillas
dentro del peso total de las uvas. Las semillas de uva presentaron un elevado contenido en aceite con altos contenidos en ácidos grasos polinsaturados, tocoferoles y
tocotrienoles, destacando que el riego deficitario aumento la concentración de los
tocoferoles totales y disminuyó la de tocotrienoles.
En conclusión, las diferentes estrategias de riego deficitario implementadas en
los experimentos de almendro dieron resultados favorables, en cuanto a la respuesta
fisiológica, al aumento de la productividad cuando fueron comparadas con almendros en
secano y produjeron un ahorro de agua importante sin perjudicar significativamente a la
productividad cuando se evaluaron con almendros bajo riego pleno. La calidad de las
almendras no se vio reducida por la aplicación de riego deficitario ni caolino, incluso
mejoró para algunos parámetros, como los tocoferoles y la concentración de compuestos
volátiles. Las hojas y semillas de vid pueden ser dos sub-productos de la industria
vitivinícola con valor añadido en los cuales el régimen hídrico tiene gran influencia
sobre su composición física, química y bioquímica. [EN] The almond tree [Prunus dulcis (Mill.) D.A. Webb] and the grapevine (Vitis
vinifera L.) are two of the most important perennial crops in the Mediterranean basin,
especially in the two countries that make up the Iberian Peninsula, Spain and Portugal.
These two crops represent great economic value in the rural regions where they are
established, and the transformation industries (e.g. almonds products and wine) generate
important economic activity associated with numerous direct and indirect jobs. The
almond tree and the grapevine perfectly adapt to the edaphoclimatic conditions of the
Mediterranean region. However, in the last years, climatic changes have been a new
handicap for the profitability of both crops. Moreover, the predictions of climate change
for the near future, a decrease in precipitation and an increase in temperatures will not
be favorable for these crops. In this order, strategies are currently being found and
implemented to mitigate the negative effects of water stress, high temperatures and high
radiation in Mediterranean summers. Irrigation is one of the best strategies to mitigate
the problems associated with adverse climatic summer conditions. However, water
scarcity and the high cost of irrigation infrastructure are limiting factors for its use. For
this reason, other mitigation strategies, such as foliar application of reflector substances
such as kaolin, are being investigated.
The main objectives of this thesis were to study the effects of different deficit
irrigation strategies and kaolin foliar application on the physiological activity and yield
in almond trees cultivated in the northeast of Portugal and, at the same time, evaluate
the influence of these deficit irrigation techniques in different almond quality
parameters. Thus, these strategies were applied to three almond cultivars, namely
Ferragnès, Vario and Constantí, to evaluate the differences in behavior between them.
Regarding the vineyard, there are already many studies that have evaluated the
effects of deficit irrigation on the physiology of the grapevine and the quality of the
grapes and wines. Thus, the present work was focused on the use of the sector's byproducts
wine industry to promote sustainability and, at the same time, to increase their
added value. As deficit irrigation has been a widespread technique in recent years in
viticulture in the Iberian Peninsula, it is important to know the effects of different water regimes on the physicochemical and biochemical composition, as well as the
antioxidant capacity of the by-products. Therefore, the effects of different water regimes
on two by-products, vine leaves and grape seeds, were evaluated. To this purpose, two
experimental field studies were carried out in two different vineyards in the Douro
Demarcated Region (Portugal).
Almond trees under regulated deficit irrigation during the grain filling phase
presented a higher level of water stress but with few effects on their physiological
activity. Regarding the accumulated productivity during three years of experiment, the
two cultivars evaluated showed different responses. On the one hand, the cultivar (cv.)
Constantí did not present a significant reduction in its productivity when regulated
deficit irrigation was applied compared to the full irrigation treatment; on the contrary,
the cv. Vairo showed a significant reduction. As expected, sustained deficit irrigation
improved the productivity of cv. Ferragnès compared to rainfed almond trees and did
not present significant productivity reductions when the reduction in deficit irrigation
was moderate (70% ETc). The foliar application of kaolin did not show effects on
productivity or physiological activity in the two field experiments in which it was
evaluated. In general, the quality parameters of the almonds (morphological
characteristics, color, nutritional composition, fatty acid composition, tocopherols,
tocotrienols and volatile composition) did not show a reduction when different deficit or
kaoline irrigation strategies were applied.
Grapevine leaves had a high concentration of phenolic compounds, which was
correlated with high antioxidant capacity. In this sense, the increase in the amount of
water provided by deficit irrigation caused a decrease in the concentration of this type of
compounds. The leaves collected during the phenological stage of veraison were those
with a significantly higher richness in phenolic compounds. Deficient irrigation caused
a reduction in the weight percentage of seeds within the total weight of the grapes.
Grape seeds had a high oil content with high polyunsaturated fatty acids, tocopherols
and tocotrienols, highlighting that deficit irrigation increased the concentration of total
tocopherols and decreased that of tocotrienols.
In conclusion, the different deficit irrigation strategies implemented in the
almond tree experiments obtained favorable results in terms of physiological response and yield when compared to the rainfed almond trees. Furthermore, these strategies also
contributed to saving water without affecting the yield when compared to almond trees
under full irrigation. The quality of the almonds was not reduced by the application of
deficit irrigation or kaolin; it even improved some of these parameters, such as
tocopherols and volatile compounds concentration. Grapevine leaves and seeds can be
two by-products of the wine industry with added value in which the water regime
greatly influences their physical, chemical and biochemical composition.
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- Tesis [1353]
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