Estrategias innovadoras con elicitores para reducir las pérdidas en la cosecha y preservar la calidad y vida útil de productos vegetales
- Autores: María Celeste Ruíz Aracil
- Directores de la Tesis: Antonio Fabián Guillén Arco (dir. tes.), Juan Miguel Valverde Veracruz (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Miguel Hernández de Elche ( España ) en 2025
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Dov Prusky Katzkovich (presid.), María Teresa Pretel Pretel (secret.), Cristina Besada Ferreiro (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Recursos y Tecnologías Agrarias, Agroambientales y Alimentarias por la Universidad Miguel Hernández de Elche
- Materias:
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- Resumen
En la presente Tesis se han estudiado los efectos de la aplicación de elicitores sobre distintas especies vegetales, con el objetivo de reducir fisiopatías que se producen en la precosecha, así como disminuir la pérdida de calidad y los daños por frío originados durante el almacenamiento de los frutos en la poscosecha incrementado su vida útil. Otro de los objetivos principales ha sido evaluar el efecto sinérgico al combinar los elicitores como tratamientos de origen natural junto con sustancias de origen artificial ampliamente utilizadas en la poscosecha de frutos como es el 1-metilciclopropeno (1-MCP).
Las cerezas son frutas de gran relevancia a nivel nacional, y su producción se destina principalmente al consumo en fresco. No obstante, los cultivos de esta fruta experimentan pérdidas considerables debido a su vulnerabilidad frente a las heladas y el agrietado, especialmente en las variedades de cosecha temprana. Las heladas ocurridas durante la floración y las lluvias acaecidas en el estado de fructificación, comprometen la integridad de los órganos florales y del fruto, ocasionando importantes pérdidas económicas. Las excesivas precipitaciones, los cambios de temperatura y la alta humedad provocan el agrietado de las cerezas que son frutos con la piel fina. Esto facilita que sean más sensibles al agrietado a diferencia de otras especies vegetales. Este cultivo también sufre heladas primaverales que afectan a su rendimiento y al número de frutos cosechados. Las fisiopatías del fruto debido a las condiciones climáticas generan una cantidad importante de pérdidas económicas para los agricultores, y en especial, para aquellos dónde la topografía y la localización del terreno implica la incidencia de lluvias de manera constante como es el caso de la cereza evaluada en esta Tesis acogida a la Indicación Geográfica Protegida (IGP) Cerezas de la Montaña de Alicante. Por ello, para poder mitigar los efectos negativos que se están produciendo en el cultivo de la cereza debido a la variabilidad de las condiciones climáticas, en la presente Tesis se han desarrollado diferentes estrategias precosecha.
Además, la influencia de los distintos estados de madurez del fruto en el árbol no ha sido evaluado todavía en el agrietado de las cerezas. El estudio de este factor podría aportar el conocimiento suficiente para optimizar herramientas eficaces en la reducción del agrietado de las cerezas y por esta razón se ha decidido que sea materia de estudio para la Tesis. Este trabajo se enfoca en aplicar tratamientos de origen natural en etapas clave del desarrollo de las cerezas de las variedades 'Prime Giant', 'Sweetheart', 'Early Lory' y 'Staccato', con el propósito de ofrecer soluciones para mitigar los problemas de heladas y agrietado de los frutos y evaluar su efecto en la calidad al momento de la cosecha. Para poder paliar estaproblemática se han utilizado elicitores como el jasmonato de metilo (JaMe) a 0,5 mM, la putrescina (PUT) a concentraciones de 1 mM y 10 mM y la melatonina (MT) (0,01, 0,05 y 0,1 mM) mediante pulverización foliar durante diferentes ciclos productivos (2019, 2020, 2021, 2022, 2023). El JaMe, la PUT y la MT son hormonas vegetales que poseen los tejidos vegetales de forma endógena y se encargan del crecimiento y el desarrollo de las plantas, así como la inducción de respuesta al estrés. Con la utilización de PUT y MT es posible minimizar el impacto de las heladas primaverales sobre las cerezas al reducir el contenido de malondialdehído (MDA) en los botones florales y aumentar el cuajado de los frutos. Las cerezas tratadas con JaMe, PUT y MT aumentaron de forma eficaz la tolerancia del fruto al agrietado inducido por la lluvia. Se ha podido comprobar que existe diferente variabilidad en la sensibilidad del fruto al agrietado, siendo dependiente del cultivo y de la etapa de maduración. Los tratamientos de JaMe y PUT en cereza han mostrado eficacia en la reducción de la maduración de la fruta; aumentando la firmeza, la acumulación de los sólidos solubles y retrasando la evolución del color en el momento de la cosecha. Además, los tratamientos consiguieron mantener la calidad general del fruto, con valores incrementados de firmeza y un retraso en el desarrollo del color, los sólidos solubles y la acidez total en comparación con la fruta no tratada en el momento de la cosecha. Los resultados sugieren que los tratamientos con elicitores en precosecha de la cereza pueden servir como una herramienta eficaz para mitigar las pérdidas de producción, proporcionando así una estrategia prometedora para adaptarse al cambio climático y mitigar el estrés.
Además, se han estudiado los efectos poscosecha de los elicitores en distintas especies vegetales y entre ellos, se ha comprobado el efecto del uso de la MT a distintas concentraciones sobre el clavel cortado. Aunque es una flor comestible, su uso está más extendido como flor ornamental y especialmente el clavel de color blanco, que es el utilizado en esta Tesis. La vida útil en florero es el número de días que la flor mantiene sus cualidades decorativas una vez cortada. Por ello, es de gran interés retrasar los procesos de senescencia de la flor para ampliar el tiempo de comercialización. Este hecho es un importante factor económico para el sector, ya que alargando los días en los que la flor conserva un estado óptimo, se consigue mejorar la eficiencia en el transporte y se aumentan las posibilidades de exportación. En el momento de su publicación, fue el primer artículo en el que se describe el impacto de la MT en la vida útil de las flores cortadas. Los claveles se colocaron individualmente en tubos falcon con 10 mL de los diferentes tratamientos, usando MT a concentraciones de 0, 0,01, 0,1 y 1 mM. El tratamiento con MT 0,1 mM consiguió retrasar la senescencia de los claveles aumentando el doble la vida útil respecto a las flores controles. Esto podría atribuirse a una reducción en el metabolismo, con un aumento en la estabilidad de las membranas y una mejora en la relación hídrica. La energía adicional proporcionada por el tratamiento con MT podría estar actuando en la reducción de la respiración y de los requerimientos energéticos de los tejidos celulares, aumentando así su vida útil. Además, se ha comprobado que la MT incrementó la actividad antioxidante y el contenido fenólico, reduciendo el daño oxidativo en los tejidos del clavel.
Estos elicitores han sido descritos como sustancias que además de regular el balance energético, estimulan las defensas de las plantas. Por ello, de forma paralela se han realizado estudios sobre el efecto de compuestos elicitores como la MT y el ácido -aminobutírico (GABA) aplicados solos o en combinación con otros tratamientos convencionales de origen artificial sobre la calidad poscosecha y la reducción de fisiopatías en diferentes especies vegetales. El control de la temperatura es un método de conservación ampliamente utilizado para retrasar el proceso de maduración del fruto y aumentar su vida útil. Sin embargo, el almacenamiento prolongado a bajas temperaturas provoca daños por frío en especies vegetales sensibles, produciendo un desorden fisiológico acumulativo y aumentando la susceptibilidad a podredumbres. Por lo general, los síntomas de las lesiones por frío aumentan después de que la fruta se traslada a temperatura ambiente. El kiwi, el aguacate y el tomate son frutos susceptibles a sufrir desórdenes fisiológicos por daños por frío y la tolerancia depende de factores como la especie, la variedad, el momento de la cosecha, la temperatura y el tiempo de exposición a las temperaturas subóptimas. Para paliar esta problemática, en esta Tesis se ha evaluado el efecto de los tratamientos con elicitores como la MT y el GABA de forma individual o en combinación con el 1-MCP en la poscosecha del kiwi, aguacate y tomate. Los tratamientos han demostrado ser efectivos en la reducción de estas fisiopatías en las distintas especies vegetales de forma individualizada. Sin embargo, mientras que el 1-MCP es una sustancia de origen artificial, el GABA y la MT son elicitores presentes de forma natural en las plantas con características más respetuosas y sostenibles con el medio ambiente.
Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral tras aplicar MT en kiwis a concentraciones bajas (0,1 mM) mostraron una mejora de la calidad general y de los daños por frío que se producen durante el almacenamiento de este fruto, con resultados similares a los mostrados con aplicaciones a concentraciones comerciales del 1-MCP (0,5 L L-1). Ambos tratamientos retrasaron la maduración del kiwi, minimizaron las pérdidas de peso y la respiración del fruto y mantuvieron valores más altos de firmeza y acidez. Por tanto, se podría concluir que la MT tuvo un impacto similar al observado con el tratamiento convencional con 1-MCP.
Los tratamientos combinados de GABA (1 mM) + 1-MCP (0,3 MuL L-1) en aguacate y GABA (10 mM) + 1-MCP (0,5 L L-1) en tomate mostraron cómo la sinergia entre ambos compuestos condujo a una mayor eficacia que la observada cuando se aplicaron estas sustancias de forma individual en la mejora de la vida útil de los frutos. El aumento de la calidad general y la mayor protección contra los daños por frío en los frutos podría ser debido a una mayor firmeza e integridad de las membranas celulares. De hecho, se observaron valores más bajos de los daños por frío en los frutos tratados con la combinación de los tratamientos, reduciendo la fuga de electrolitos y las lesiones provocadas por el frío. De esta forma se minimizaron los desórdenes fisiológicos y la pérdida de calidad que se produce durante el almacenamiento. La aplicación sinérgica del GABA y 1-MCP redujo de forma eficaz el metabolismo respiratorio, las pérdidas de peso y retrasó la evolución del color y de los compuestos bioactivos del fruto. Cuando se aplicaron los tratamientos combinados entre sí se obtuvieron los valores más bajos de los daños causados por el frío.
Estos hallazgos suponen un avance del conocimiento en el uso de estos compuestos de origen natural, lo que permitiría en el futuro, desarrollar tecnologías para reducir el uso de compuestos artificiales como el 1-MCP dadas las características sinérgicas entre ambas sustancias. De este modo, en un futuro se podría optimizar las concentraciones aplicadas para obtener una reducción en las fisiopatías con la utilización de la menor cantidad posible de compuestos artificiales y mejorando la sostenibilidad de los tratamientos poscosecha.
