Mejora de la sostenibilidad del cultivo de fresa mediante bioherramientas

• Autores: Jesús Valentín García López
• Directores de la Tesis: Enrique Mateos Naranjo (dir. tes.), Susana Redondo Gómez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Número de páginas: 138
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • El interés por el uso de biofertilizantes a base de rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) ha aumentado en los últimos años, ya que permiten a los cultivos aumentar su productividad aliviando el estrés ambiental. Sin embargo, esta prometedora tecnología aún se encuentra en una etapa experimental temprana, ya que la mayor parte de las evidencias científicas se ha obtenido en condiciones controladas, siendo pocos los trabajos que han abordado su aplicación bajo condiciones de manejo reales. Esta circunstancia ha hecho que los niveles de maduración tecnológica (TRL) alcanzados por esta herramienta se encuentren en fases iniciales (TRL1-4 sobre 9, es decir, (ambiente de laboratorio), por lo que es necesario avanzar en el desarrollo de esta tecnología para posibilitar su transferencia a los usuarios finales. Así, el principal objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido llevar esta herramienta a un nivel de maduración TRL6 para el cultivo de la fresa, incluyendo ensayos en condiciones reales de campo para mejorar la eficiencia de la producción.

    La Tesis aborda el diseño y desarrollo de un biofertilizante basado en PGPR, provenientes de la rizosfera de especies halófitas y una bacteria endófita procedente de una colección, para optimizar el cultivo de la fresa (Fragaria x ananassa var. rociera) bajo dos manejos agronómicos, sin restricciones y con una reducción del 30% en la fertiirrigación. Esto se ha llevado a cabo en tres fases experimentales: (1) selección del biofertilizante, (2) validación bajo condiciones controladas en invernadero y (3) validación en ensayo de campo. Las fases 1 y 2, permitieron seleccionar un biofertilizante compuesto por las cepas PGP SDT3, HPJ40, SMT38, SRT15 y S110 que logró incrementar la producción un 13 y 23% en tratamientos de manejo sin y con restricciones en la aplicación de insumos (agua y fertilizantes químicos), respectivamente. Este incremento en la producción se debió fundamentalmente al mayor número de frutos registrado en plantas tratadas con el biofertilizante.

    Estos efectos positivos se asociaron, a su vez, con un aumento de la capacidad de asimilación de carbono y de la eficiencia energética del fotosistema II de las plantas; efectos que se dieron principalmente en los últimos meses del ciclo del cultivo (marzo-mayo). Además, se encontró una relación significativa entre el suministro de biofertilizantes y la acumulación de ciertos metabolitos primarios vinculados a las propiedades organolépticas, como asparagina, ácido gamma-aminobutírico, citrato, fructosa y glucosa.

    Los resultados de validación en el ensayo de campo (Fase 3) mostraron un aumento del 10 y 8% en la producción de las parcelas inoculadas con respecto a las no inoculadas, bajo los tratamientos de manejo óptimo y limitado (reducción de fertiirrigación), respectivamente. Este efecto positivo estuvo mediado por la respuesta fisiológica de las plantas, especialmente en los últimos meses del ciclo del cultivo. Si bien el efecto del biofertilizante en el rendimiento de la fresa fue menor que en condiciones de laboratorio, la mejora obtenida fue lo suficientemente importante como para verificar el desarrollo de esta tecnología hasta el nivel TRL6.

    Por otro lado, en esta Tesis se ha comprobado el potencial del biofertilizante diseñado para amortiguar el estrés inducido por déficit de nitrógeno y fósforo, incrementando la absorción de ambos elementos. Finalmente, también se ha podido constatar el potencial de biofertilizante para mejorar la tolerancia de las plantas de fresa frente a condiciones abióticas extremas como el exceso de salinidad, sequía extrema, y eventos breves de altas temperaturas. Finalmente, los resultados derivados de la presente Tesis Doctoral ponen de manifiesto la relevancia de esta biotecnología multifuncional para la adaptación de los cultivos de fresa al estrés abiótico y para reforzar su resiliencia frente al cambio climático.