Respiratory processes and carbon balance in grapevines: environmental and genotype effects
- Autores: Esther Hernández Montes
- Directores de la Tesis: José Mariano Escalona Lorenzo (dir. tes.), Hipólito Medrano Gil (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de les Illes Balears ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Miquel Ribas Carbó (presid.), Pilar Baeza Trujillo (secret.), Felicidad de Herralde Travería (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RepositoriUIB
- Resumen
Resum: És coneguda la importància de la respiració en el balanç de carboni de les plantes, però queda molt per aprofundir en el seu estudi en vinya (Vitis vinifera L.). Per això, hi ha una necessitat d'estimar amb precisió l'efecte de les condicions ambientals, del genotip i de les pràctiques agronòmiques sobre el balanç de carboni de la vinya. La majoria d'estudis han determinat el balanç de carboni en vinya a partir de la biomassa produïda o de l'intercanvi de CO2 a nivell de planta sencera. No obstant això, els treballs que tenen en compte les pèrdues respiratòries de cada un dels òrgans són escassos. A més, el canvi climàtic té un efecte sobre la fenologia i el creixement i suposa un increment de l'activitat respiratòria de la planta a causa de l'augment de temperatura. Per això, es va plantejar aquesta Tesi amb l'objectiu de determinar les pèrdues per respiració de diferents òrgans de la planta al llarg de la seva fenologia, així com les seves variacions ambientals i genètiques en condicions realistes de cultiu. Basant-se aquestes determinacions, s'han calculat els balanços de carboni en vinya i les variacions per causes genotípiques (cultivars Garnatxa i Ull de llebre) i edafo-climàtiques (reg i sequera). Els resultats van mostrar pèrdues respiratòries dels òrgans de la part aèria (fulles, tiges i fruits) al voltant del 20-30%, representant entre un 7-8% i un 9-11% de carboni total fixat per la fotosíntesi en reg i sequera, respectivament. L'arrel va ser l'òrgan amb registrar majors pèrdues respiratòries en relació al total fixat per la fotosíntesi (25-30%), obtenint els majors valors les plantes regades. Així mateix, el reg va afectar els valors integrats de fixació i pèrdua de carboni a causa de la major matèria seca acumulada. Els resultats van mostrar la importància dels processos respiratoris, així com la seva variabilitat al llarg de la fenologia, mostrant un fort efecte del genotip en la respiració dels òrgans de la part aèria. La conseqüència d'aquestes diferències en el balanç de carboni es va reflectir en diferències en l'acumulació de biomassa, sent Ull de llebre el conrear amb major biomassa vegetativa (fulles i tiges) i Garnatxa major biomassa dels òrgans reproductors i òrgans permanents.
Resumen: La importancia de la respiración en el balance de carbono de las plantas es bien conocida, pero su estudio en vid (Vitis vinifera L.) es todavía escaso. Por ello, hay una necesidad de estimar con precisión el efecto de las condiciones ambientales, del genotipo y de las prácticas agronómicas sobre el balance de carbono de la vid. La mayoría de estudios han determinado el balance de carbono en vid a partir de la biomasa producida o del intercambio de CO2 a nivel de planta entera. Sin embargo, los trabajos que tienen en cuenta las pérdidas respiratorias de cada uno de los órganos son escasos. Además, el cambio climático tiene un efecto sobre la fenología y el crecimiento y supone un incremento de la actividad respiratoria de la planta debido al aumento de temperatura. Por ello, se planteó esta Tesis con el objetivo de determinar las pérdidas por respiración de diferentes órganos de la planta a lo largo de su fenología, así como sus variaciones ambientales y genéticas en condiciones realistas de cultivo. En base a estas determinaciones, se han calculado los balances de carbono en vid y las variaciones por causas genotípicas (cultivares Garnacha y Tempranillo) y edafo-climáticas (riego y sequía). Los resultados mostraron pérdidas respiratorias de los órganos de la parte aérea (hojas, tallos y frutos) en torno al 20-30%, representando entre un 7-8% y un 9-11% de carbono total fijado por la fotosíntesis en riego y sequía, respectivamente. La raíz fue el órgano con registró mayores pérdidas respiratorias en relación al total fijado por la fotosíntesis (25-30%), obteniendo los mayores valores las plantas regadas. Así mismo, el riego afectó los valores integrados de fijación y pérdida de carbono debido a la mayor materia seca acumulada. Los resultados mostraron la importancia de los procesos respiratorios, así como su variabilidad a lo largo de la fenología, mostrando un fuerte efecto del genotipo en la respiración de los órganos de la parte aérea. La consecuencia de estas diferencias en el balance de carbono se reflejó en diferencias en la acumulación de biomasa, siendo Tempranillo el cultivar con mayor biomasa vegetativa (hojas y tallos) y Garnacha mayor biomasa de los órganos reproductores y órganos permanentes.
Summary: The importance of respiration in the carbon balance of plants is well known, but its study in grapevine (Vitis vinifera L.) is still scarce. Therefore, there is a need to accurately estimate the carbon balance of crops, as well as the effect of genotype, environmental conditions and agronomic practices. Due to the difficulties to accurately measure CO2 exchange in field conditions, the carbon balance in vines has been determined from the accumulation of dry mass per year or from the CO2 exchange at the whole plant level. However, few studies integrate the respiratory losses of each plant organs to estimate the plant carbon balance. In addition, climate change has an effect on phenology and growth and supposes an increase in respiratory activity of the plant due to the increase in temperature. For this reason, this thesis was proposed with the objective of determining the respiration losses of different plant organs throughout their phenology, as well as their environmental and genetic variations in realistic growing conditions. Based on these determinations, the carbon balance in grapevine and genotype (Garnacha and Tempranillo) and edafo-climatic variations (irrigation and drought) were calculated. The results showed respiratory losses of the aerial parts (leaves, stems and fruits) around 20-30%, representing between 7-8% and 9-11% of total carbon fixed by photosynthesis in irrigation and Drought, respectively. The root was the organ with the highest respiratory losses in relation to the total fixed by photosynthesis (25-30%), obtaining the highest values of the irrigated plants. Also, the irrigation affected the integrated values of carbon fixation and loss due to the accumulated dry matter. The results showed the importance of the respiratory processes, as well as their variability along the phenology, showing a strong effect of the genotype on the airborne organs respiration. The consequence of these differences in the carbon balance was reflected in differences in the accumulation of biomass, with Tempranillo being the cultivar with the highest vegetative biomass (leaves and stems) and Garnacha greater biomass of the reproductive organs and permanent organs.
