Caracterización de materiales de almendro y mejora del desarrollo de planta joven

Abstract

[ES] Uno de los mayores retos en los que incurre la producción agrícola hoy en día reside en alimentar de forma sostenible a una población creciente a la vez que concentra sus esfuerzos en hacerlo con el menor impacto ecológico posible. El actual sistema agroalimentario no solo impacta negativamente desde la perspectiva de la emisión de gases invernadero, sino que también favorece otros ámbitos como la degradación de los productos naturales, la pérdida de la biodiversidad o los cambios en el uso del suelo. La evidencia de este proceso de deterioro a escala mundial requiere de la puesta en marcha de planes de acción basados tanto en la mitigación del cambio climático (mediante la reducción de los gases de efecto invernadero) como en la adaptación al mismo mediante buenas prácticas agrícolas que consigan reducir la vulnerabilidad de los cultivos. Los objetivos de esta tesis se enmarcan en las vías de actuación definidas como prioritarias por la Asamblea General de las Naciones Unidas "Transformar nuestro mundo: la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible". Más concretamente, en la mejora de la sostenibilidad del cultivo del almendro (Prunus dulcis Miller) prestando especial atención a la respuesta del sistema radical y su capacidad para mejorar la adaptación del cultivo a los nuevos escenarios derivados del proceso de cambio climático. En esta tesis se caracterizaron química y morfométricamente tres patrones de almendro. Se observaron diferencias significativas tanto en los sistemas radiculares como vegetativos de los mismos siendo el patrón GN el más vigoroso, el GF 677 el que presentó mayor número de raíces principales y el RP-R secundarias. Además, GN destacó por presentar mayor poder antioxidante y mayor contenido en fenoles, pudiendo estas propiedades influir en los mecanismos de defensa de la planta al inducir resistencia frente a determinados estreses. Los patrones se sometieron a diferentes medios de cultivo mediante el uso de dos sustratos. Las plantas cultivadas bajo fibra de coco presentaron un aumento masivo de raíces absorbentes y un engrosamiento del tronco mientras que las plantas cultivadas en la mezcla de turba y arena presentaron mayor longitud del sistema radical. Se estudió la respuesta de los patrones frente al aporte de bioestimulantes de raíz en vistas a contribuir a un manejo más racional y sostenible del cultivo. La fertilización mediante bioestimulantes tuvo un impacto significativo en el desarrollo de las plantas tanto a nivel aéreo como radicular y consiguió acortar los plazos de vivero, logrando plantas con mejor o más rápida capacidad de adaptación al campo. A grandes rasgos los mejores resultados se obtuvieron con el bioestimulante compuesto por materia orgánica, aminoácidos y extractos de algas. Adicionalmente y en respuesta a los retos medioambientales actuales se analizaron las propiedades energéticas del almendro y el posible uso de sus residuos como fuente de energía renovable atendiendo a diferentes factores que podrían influir sus propiedades energéticas como son la variedad, el patrón o el tipo de fertilización. Observamos que las variables que más influyeron en el poder calorífico del material fueron la variedad, el patrón y la interacción entre ambos. Siendo el cultivar Marcona y el patrón GF 305 los que presentaron mejores propiedades energéticas.

[CA] Un dels majors reptes en els quals incorre la producció agrícola hui dia resideix a alimentar de manera sostenible a una població creixent alhora que concentra els seus esforços a fer-ho amb el menor impacte ecològic possible. L'actual sistema agroalimentari no sols impacta negativament des de la perspectiva de l'emissió de gasos amb efecte d'hivernacle, sinó que també afavoreix altres àmbits com la degradació dels productes naturals, la pèrdua de la biodiversitat o els canvis en l'ús del sòl. L'evidència d'aquest procés de deterioració a escala mundial requereix de la posada en marxa de plans d'acció basats tant en la mitigació del canvi climàtic (mitjançant la reducció dels gasos d'efecte d'hivernacle) com en l'adaptació al mateix mitjançant bones pràctiques agrícoles que aconseguisquen reduir la vulnerabilitat dels cultius. Els objectius d'aquesta tesi s'emmarquen en les vies d'actuació definides com a prioritàries per l'Assemblea General de les Nacions Unides "Transformar el nostre món: l'Agenda 2030 per al Desenvolupament Sostenible". Més concretament, en la millora de la sostenibilitat del cultiu de l'ametler (Prunus dulcis Miller) prestant especial atenció a la resposta del sistema radical i la seua capacitat per a millorar l'adaptació del cultiu als nous escenaris derivats del procés de canvi climàtic. En aquesta tesi es van caracteritzar química i morfométricament tres patrons d'ametler. Es van observar diferències significatives tant en els sistemes radiculars com vegetatius dels mateixos sent el patró GN el més vigorós, el GF 677 el que va presentar major nombre d'arrels principals i el RP-R secundàries. A més, GN va destacar per presentar major poder antioxidant i major contingut en fenols, podent aquestes propietats influir en els mecanismes de defensa de la planta en induir resistència enfront de determinats estressos. Els patrons es van sotmetre a diferents mitjans de cultiu mitjançant l'ús de dos substrats. Les plantes cultivades sota fibra de coco van presentar un augment massiu d'arrels absorbents i un engruiximent del tronc mentre que les plantes cultivades en la mescla de torba i arena van presentar major longitud del sistema radical. Es va estudiar la resposta dels patrons enfront de l'aportació de bioestimulants d'arrel en vistes a contribuir a un maneig més racional i sostenible del cultiu. La fertilització mitjançant bioestimulants va tindre un impacte significatiu en el desenvolupament de les plantes tant a nivell aeri com radicular i va aconseguir acurtar els terminis de viver, aconseguint plantes amb millor o més ràpida capacitat d'adaptació al camp. A grans trets els millors resultats es van obtindre amb el bioestimulant compost per matèria orgànica, aminoàcids i extractes d'algues. Addicionalment i en resposta als reptes mediambientals actuals es van analitzar les propietats energètiques de l'ametler i el possible ús dels seus residus com a font d'energia renovable atenent a diferents factors que podrien influir en les seues propietats energètiques com són la varietat, el patró o el tipus de fertilització. Observem que les variables que més van influir en el poder calorífic del material van ser la varietat, el patró i la interacció entre tots dos. Sent el cultivar Marcona i el patró GF 305 els que van presentar millors propietats energètiques.

[EN] One of the greatest challenges that agricultural production is facing today lies in sustainably feeding a growing population while concentrating on doing so with the least possible ecological impact. The current agri-food system not only has a negative impact from the perspective of greenhouse gas emissions, but also favors other areas such as the degradation of natural products, the loss of biodiversity or the changes in land use. The evidence of this process of deterioration on a global scale requires the implementation of action plans based on both climate change mitigation (by reducing greenhouse gases) and climate adaptation through good agricultural practices that manage to reduce the vulnerability of crops. The objectives of this thesis are framed in the courses of action defined as priorities by the General Assembly of the United Nations "Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development". More specifically, in improving the sustainability of almond (Prunus dulcis Miller) cultivation, paying special attention to the response of the root system and its ability to improve the adaptation of the crop to the new scenarios derived from the process of climate change. In this thesis, three almond rootstocks were chemically and morphometrically characterized. Significant differences were observed both in their root and vegetative systems, with the GN rootstock being the most vigorous, the GF 677 the one with the highest number of main roots, and the RP-R the one showing more secondary roots. In addition, GN stood out for presenting greater antioxidant power and higher phenol content, these properties being able to influence the plant's defense mechanisms by inducing resistance to certain stresses. The rootstocks were subjected to different culture media by using two substrates. The plants grown under coconut fiber showed a massive increase in absorbent roots and a thickening of the trunk, while the plants grown in the mixture of peat and sand showed greater length of the root system. The response of rootstocks to the contribution of root biostimulants was studied to contribute to a more rational and sustainable management of the crop. Fertilization using biostimulants had a significant impact on the development of plants both at aerial and root levels and managed to shorten nursery periods, achieving plants with a better or faster capacity to adapt to the field. Broadly, the best results were obtained with the biostimulant composed of organic matter, amino acids and algae extracts. Additionally, and in response to current environmental challenges, the energy properties of the almond tree and the possible use of its residues as a source of renewable energy were analyzed considering different factors that could influence its energy properties, such as the variety, rootstock, or type of fertilization. We observed that the variables that most influenced the calorific power of the material were the variety, the rootstock and the interaction between both. The Marcona variety and the GF 305 rootstock were the ones that presented the best energy properties.