Efecto de la disponibilidad de nitrógeno sobre la asimilación de carbono y nitrógeno en cultivares de tomate con NUE diferencial

Abstract

[ES] El tomate es uno de los cultivos hortícolas más importantes del mundo. Su producción se ha basado en una sobrefertilización, especialmente nitrogenada, para maximizar las cosechas. Esto ha llevado a una contaminación de los suelos y los acuíferos, y ha contribuido al cambio climático. Los objetivos que se plantean para el desarrollo de una agricultura sostenible requieren una disminución del aporte de nitrógeno a los cultivos, evitando a su vez una reducción significativa de la producción. Además de mejoras en el manejo de los cultivos, en este contexto es de gran importancia la obtención de cultivares con mayor eficiencia en el uso del nitrógeno (NUE), especialmente en condiciones de aporte reducido de nitrógeno. El desarrollo de estos cultivares se ha de basar en un mejor conocimiento de los procesos fisiológicos implicados. La NUE está fundamentalmente definida por procesos de captación y asimilación de nitrógeno (N), así como de distribución y movilización de los compuestos nitrogenados al órgano cosechado, en este caso el fruto. Cabe destacar la estrecha relación del metabolismo del carbono (C), como fuente de esqueletos carbonados para su asimilación, con el de N. En este trabajo se pretende caracterizar la asimilación y partición de C y N en cultivares de tomate que en estudios previos han mostrado una NUE diferencial. Se determinará la captación de ambos elementos midiendo la tasa fotosintética, así como el contenido en C y N elementales en los diferentes órganos durante el desarrollo de la planta. Además, se medirá el contenido en carbohidratos metabolizables (azúcares y almidón), aminoácidos y proteínas totales. Dado que la NUE de las plantas depende del aporte de N, los estudios se realizarán en plantas fertilizadas tanto con niveles de nitrógeno suficientes como subóptimas. Este trabajo permitirá relacionar la capacidad de captación, asimilación y distribución de C/N con su NUE en distintas condiciones de disponibilidad de N.

[EN] Tomato is one of the most important horticultural crops in the world. Intensive production systems have been based on an elevated use of fertilizers, especially nitrogenous, to maximize harvests. This has led to pollution of soils and aquifers and has contributed to climate change. The objectives set for the development of sustainable agriculture require a reduction in the nitrogen input to crops, while avoiding a significant reduction in production. In addition to improvements in crop management, in this context it is of great importance to obtain crops with greater nitrogen use efficiency (NUE), especially under conditions of reduced nitrogen supply. The development of these cultivars must be based on a better understanding of the physiological processes involved. The NUE is fundamentally defined by nitrogen (N) uptake and assimilation processes, as well as the distribution and mobilization of nitrogenous compounds to the harvested organ, in this case the fruit. It is worth highlighting the close relationship between the metabolism of carbon (C), as a source of carbon skeletons for their assimilation, with that of N. This work has characterized the assimilation and partition of C and N in tomato crops that in previous studies have shown a differential NUE. The uptake of both elements has been determined by measuring the photosynthetic rate, as well as the content of elemental C and N in the different organs during the development of the plant. In addition, the content of metabolizable carbohydrates (soluble sugars and starch) and free amino acids has been measured. Given that the NUE of the plants depends on the input of N, the studies will be carried out in fertilized plants with both sufficient and suboptimal levels. In this study, the capacity for uptake, assimilation and distribution of C / N has been related to its NUE in different genotypes under different conditions of availability of N. It has been determined that genotype CV70 is of particular interest due to its favorable partition towards the fruits and because of its minimal response to suboptimal nitrogen conditions.