Evaluación de la respuesta del cerezo al déficit hídrico para la optimización del manejo del riego
[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. En zonas semiáridas y áridas, la incidencia e intensidad de los periodos de sequía podrían verse incrementadas como consecuencia del cambio climático. En estas zonas, la agricultura de regadío es el principal dest...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad Politécnica de Cartagena(UPCT) |
| Repositorio: | Repositorio Digital UPCT |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.upct.es:10317/11232 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10317/11232 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Riego Déficit hídrico Cerezo (Prunus avium L.) Optimización de sistemas de riego Producción Vegetal 3102.05 Riego |
| Sumario: | [SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. En zonas semiáridas y áridas, la incidencia e intensidad de los periodos de sequía podrían verse incrementadas como consecuencia del cambio climático. En estas zonas, la agricultura de regadío es el principal destinatario de los recursos hídricos disponibles. Esta realidad ha dado lugar a diversas actuaciones tendentes a racionalizar el uso del agua mediante la implementación de diversas tecnologías y de distintas estrategias de conservación del agua de riego. El cultivo del cerezo (Prunus avium L.) ha experimentado un gran crecimiento en las últimas décadas, convirtiéndose en uno de los frutales de hueso más importantes a nivel mundial en vista de la alta valoración otorgada por un lado por los consumidores, debido a sus características organoléptica, y por otro por los agricultores dada su alta rentabilidad. Teniendo en cuenta lo anteriormente mencionado, el objetivo general de la presente Tesis Doctoral ha sido profundizar en el conocimiento de respuestas fisiológica, agronómica y morfológica del cerezo al estrés hídrico y a las condiciones ambientales reinantes en zonas semiáridas, donde los recursos hídricos son limitados y la demanda evaporativa alta. En base a este objetivo se desarrollaron diversos experimentos para evaluar la respuesta del cerezo al estrés hídrico y la adecuación de distintas tecnologías para estimar su estado hídrico y la cosecha del cerezo bajo las condiciones de clima mencionadas. Cuatro fueron los experimentos planteados, encuadrados en tres líneas de investigación: (i) estudio de los mecanismos básicos de adaptación del cerezo al déficit hídrico (artículo I); (ii) evaluación de la utilidad de la sensorización remota para estimar el estado hídrico (artículos II y III), y la producción del cultivo (artículo III); y (iii) estudio del efecto del déficit hídrico y las condiciones ambientales sobre la repuesta reproductiva del cerezo (artículo IV). En la primera línea de investigación se estudiaron los mecanismos adaptativos del cerezo al déficit hídrico (artículo I), evaluando, para ello, la respuesta fisiológica, agronómica y morfológica del cerezo al déficit hídrico. Los mecanismos desarrollados por el cerezo para afrontar situaciones de déficit hídrico fueron principalmente de evitación. La gradual disminución del agua del suelo tras la supresión del riego en los tratamientos deficitarios originó una notable caída del potencial matricial del agua en el suelo (m), lo que afectó al potencial hídrico de tallo (stem). La reducción de stem puso en marcha diversas respuestas de la planta, las cuales dependieron de la intensidad y duración del estrés. Así, bajo estrés moderado, los mecanismos desarrollados fueron de evitación del estrés, a través de la regulación estomática, modificación del ángulo de inserción foliar y reducción del crecimiento vegetativo, contribuyen todos ellos a la conservación del agua y el ii mantenimiento de la turgencia celular. El incremento de la mayor intensidad del estrés, stem < - 2.0 MPa, produjo, además, una importante defoliación parcial de los árboles, conducta claramente conservadora de agua ante situaciones límites de escasez de agua. Por otro lado, no se observaron mecanismos activos de aumento de la tolerancia a la falta de agua en el suelo a través del ajuste osmótico o elástico, sugiriendo que no hubo un aumento significativo de solutos en las hojas durante los periodos de déficit hídrico. Por tanto, los mecanismos de tolerancia frente al estrés hídrico del cerezo ‘Lapins’ fueron limitados, desarrollándose, principalmente, mecanismos para posponer el estrés hídrico. En el artículo II se evalúa la utilidad de la termografía infrarroja como una herramienta no destructiva para monitorizar el estado hídrico de cerezos adultos y jóvenes. Esta técnica de sensorización remota, ha sido tradicionalmente poco utilizada dado el coste de los equipos y la complejidad en la adquisición y tratamiento de los datos. Sin embargo, con el avance de la tecnología, diversos dispositivos de coste limitado, aunque de resolución baja, están disponibles para la estimación térmica basada en imagen infrarroja. Los resultados obtenidos en este experimento respaldan el uso de la termografía infrarroja de bajo coste para determinar el estado hídrico de cerezos. El déficit hídrico afectó, de forma notable, al estado hídrico de los árboles, aumentando la temperatura del dosel vegetal (Tc) en los tratamientos sometidos a estés hídrico. Este aumento de Tc fue causado por la regulación estomática y, por lo tanto, por la reducción de las tasas transpirativas. Del mismo modo, los índices derivados de Tc, la diferencia entre Tc y la temperatura del aire ( T), el índice de estrés hídrico del cultivo (CWSI), los grados por encima del tratamiento control (DAC) y los grados por encima de la línea límite de no estrés (DANS), mostraron valores superiores en los tratamientos deficitarios y fueron sensibles al estrés hídrico impuesto. CWSI y DANS presentaron una alta relación con stem; sin embargo, se obtuvieron pendientes diferentes en árboles adultos y jóvenes. Las líneas base, obtenidas entre T de árboles con estomas completamente cerrados (límite superior o línea de no-transpiración) y abiertos (límite inferior o línea de no-estrés) y el déficit de presión de vapor, fueron similares en cerezos adultos y jóvenes. Continuando con la línea de investigación de sensorización remota, se evaluó, igualmente, el uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV), tecnología que se está imponiendo en la última década, para la determinación del estado hídrico del cultivo y predecir la producción mediante índices multiespectrales (artículo III). Los índices vegetativos (VI) fueron capaces de identificar distintos niveles de estrés; sin embargo, sus valores fueron dependiente de la fenología del cultivo. El índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) fue el índice que mostró la relación más estrecha con stem (R2 = 0,67) y con MDS (R2 = 0,45), seguido del índice de diferencia normalizada de borde rojo (NDRE). El análisis de sensibilidad identificó al índice de vegetación ajustado al suelo (OSAVI) como VI con mayor coeficiente de variación en postcosecha, y al índice de diferencia de vegetación (DVI) en precosecha. El índice de transformación de la vegetación en el rango del rojo (TRRVI), un nuevo índice propuesto, fue el único VI capaz de identificar estadísticamente el estrés ligero aplicado en precosecha. La combinación de los VIs estudiados fue usada en dos modelos de aprendizaje automático bajo árbol de decisión (DT) y un modelo basado en redes neuronales artificiales (ANN), con objeto de estimar la producción del cerezo, así como la mano de obra necesaria para la cosecha. Finalmente, en la última línea de investigación (artículo IV), se profundiza en la respuesta reproductiva del cerezo al déficit hídrico y a las condiciones ambientales. Para ello, se evaluó la duración e intensidad de las fases fenológicas del cerezo, incluyendo la acumulación de horas frío, la floración, el cuajado o el crecimiento vegetativo. De este modo, se puede determinar si las distintas estrategias de riego establecidas influyen sobre la respuesta reproductiva de los árboles durante la temporada o tienen un efecto negativo en años posteriores. Los resultados obtenidos evidencian que el riego deficitario no adelantó, aumentó, ni perjudicó la floración, el cuajado o el crecimiento de los frutos. Del mismo modo, el estrés hídrico no afectó a la concentración de carbohidratos en las raíces, ni provocó un aumento del número de frutos dobles. Fueron las altas temperaturas acontecidas durante la postcosecha las que estuvieron relacionadas con el número de frutos dobles. Sin embargo, el riego deficitario redujo el crecimiento vegetativo y, en consecuencia la relación superficie foliar/fruto (LA:F), llegando a afectar al tamaño del fruto cuando LA:F fue inferior a 180 cm2 fruto-1. |
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