Eficiencia y sostenibilidad en la utilización de recursos en el cultivo hidropónico de hortalizas baby leaf

• Autores: Fabio Amoruso
• Directores de la Tesis: Juan Antonio Fernández Hernández (dir. tes.), Jesús Ochoa Rego (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Cartagena ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 116
• Títulos paralelos:
  • Efficiency and sustainability of resource utilization in hydroponic cultivation of baby leaf vegetables
• Tribunal Calificador de la Tesis: Josefa López Marín (presid.), María del Carmen Salas Sanjuán (secret.), Annalisa Somma (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Técnicas Avanzadas en Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario por la Universidad Politécnica de Cartagena
• Materias:
  • Ciencias agrarias
    • Horticultura
      • Hortalizas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Repositorio Digital de la UPCT
• Resumen
  • español

    Esta tesis aborda soluciones innovadoras para una agricultura sostenible mediante la integración de principios de economía circular y sistemas de cultivo sin suelo. A través de un enfoque experimental, se busca una gestión más eficiente de los recursos, reducir los efectos negativos sobre el medio ambiente y aumentar la productividad; a la producción de baby leaf, vegetales de hoja tierna y joven que están ganando protagonismo por su alto valor nutricional y su versatilidad en el consumo fresco.

    El trabajo se divide en tres estudios principales.

    El primero se centra en el cultivo hidropónico de hinojo marino (Crithmum maritimum L.) bajo condiciones salinas, comparando una solución nutritiva con 150 mM de NaCl y una solución control con 9 mM. Aunque la salinidad no afectó significativamente el peso fresco de los brotes, sí redujo la biomasa radicular. No obstante, la salinidad tuvo efectos positivos: disminuyó la concentración de nitratos en las hojas, mejoró el perfil antioxidante (con un incremento del 10% en flavonoides) y prolongó la vida útil postcosecha del producto. Además, el análisis sensorial reveló una buena aceptación por parte de los consumidores, con un sabor salino suave. Estos resultados respaldan el uso de soluciones nutritivas salinas para la producción hidropónica de hinojo marino de primer nivel, listo para el consumo como baby leaf.

    El segundo estudio explora la sustitución de la turba por compost agroindustrial en el cultivo sin suelo de rúcula [Diplotaxis tenuifolia (L.) DC.]. El compost, derivado de residuos de tomate, pimiento y puerro, no solo logró aumentar el rendimiento hasta un 20%, sino que también mejoró el perfil nutricional de la rúcula: las plantas cultivadas en compost alcanzaron 75 mg/100 g de vitamina C frente a los 50 mg/100 g observados en las cultivadas en turba. Asimismo, se observó una reducción del 25% en los niveles de glucosinolatos, indicando un ambiente de cultivo más equilibrado.

    El tercer componente del estudio evalúa la viabilidad del uso de envases biodegradables de ácido poliláctico (PLA) en un sistema de cultivo en cascada, donde los lixiviados del cultivo de rúcula en compost se reutilizan para alimentar el cultivo hidropónico de hinojo marino. Comparado con envases de polipropileno (OPP), el PLA redujo la deshidratación foliar (5% de pérdida de peso frente al 8%) y mantuvo constantes los niveles de nitratos y vitamina C, demostrando su idoneidad para la distribución en cadenas de suministro cortas.

    En conjunto, estos hallazgos proponen un enfoque integral y sostenible para la producción de baby leaf, destacando el potencial de prácticas circulares, reutilización de recursos y envases sostenibles en la agricultura del futuro.

    http://repositorio.bib.upct.es/dspace/

  • English

    This thesis explores innovative solutions for sustainable agriculture by integrating principles of circular economy and soilless cultivation systems. Through an experimental approach, it aims to optimize resource use, minimize environmental impact, and improve production efficiency, with a special focus on baby leaf crops—tender and young leafy vegetables increasingly valued for their high nutritional content and versatility in fresh consumption. The research is structured into three main studies. The first focuses on the hydroponic cultivation of sea fennel (Crithmum maritimum L.) under saline conditions, comparing a nutrient solution containing 150 mM NaCl with a control solution containing 9 mM. While high salinity did not significantly affect the fresh weight of the shoots, it did reduce root biomass. However, salinity had positive effects: it lowered nitrate levels in the leaves, improved the antioxidant profile (with a 10% increase in flavonoids), and extended the product's postharvest shelf life. Sensory analysis showed good consumer acceptance, with a mild salty flavor. These results support the feasibility of using saline nutrient solutions to produce high-quality hydroponic sea fennel, ready for consumption as baby leaf. The second study explores the replacement of peat with agro-industrial compost in soilless cultivation of wild rocket [Diplotaxis tenuifolia (L.) DC.]. The compost, derived from tomato, pepper, and leek residues, not only increased yield by up to 20% compared to peat but also enhanced the nutritional profile of the crop. Rocket grown in compost contained 75 mg/100 g of vitamin C, compared to 50 mg/100 g in peat-grown plants. Additionally, a 25% reduction in glucosinolate content was observed, suggesting a more balanced growing environment. The third part of the research evaluates the use of biodegradable polylactic acid (PLA) packaging in a cascade cultivation system, where leachates from compost-grown rocket are reused to irrigate hydroponic sea fennel. Compared to polypropylene (OPP) packaging, PLA reduced leaf dehydration (5% weight loss vs. 8%) and maintained stable levels of nitrates and vitamin C, confirming its suitability for short supply chains. Overall, these findings propose an integrated and sustainable approach to baby leaf production, emphasizing the potential of circular practices, resource reuse, and sustainable packaging to enhance agricultural resilience and environmental sustainability.