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Tesis:

Respuestas fisiológicas y productivas de árboles de pistacho de la variedad Kerman. Efecto del patrón y el estrés hídrico

  • Autor: FERNANDEZ SUELA, Eduardo

  • Título: Respuestas fisiológicas y productivas de árboles de pistacho de la variedad Kerman. Efecto del patrón y el estrés hídrico

  • Fecha: 2024

  • Materia:

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIERÍA AGRONÓMICA, ALIMENTARIA Y DE BIOSISTEMAS

  • Departamentos: PRODUCCION AGRARIA

  • Acceso electrónico: https://oa.upm.es/81030/

  • Director/a 1º: ALEGRE ÁLVARO, Jesús
  • Director/a 2º: CENTENO MUÑOZ, Ana

  • Resumen: The 69% of the pistachio area cultivated in Spain is under rainfed conditions. Of the percentage under irrigated conditions, the water supplies granted to this crop do not cover the optimal needs of the trees. The objective of this doctoral thesis was to study the physiological and productive response of pistachio trees, analyzing the effect of rootstock and water stress. For this purpose, three trials were carried out, two of them to study the influence of rootstock on the cultivar under stress conditions in the field and greenhouse and one to study the effect of controlled deficit irrigation (RDI) in the long term in an adult orchard. The rootstock has an influence on the physiological response to water stress of the grafted cultivar. To study the response of each of the three most commonly used rootstocks in Spain, two trials were carried out, one in the field comparing irrigated and rainfed, and the other under controlled conditions by adding PEG-6000 to the nutrient solution of the plants to increase the osmotic potential. The intensity and duration of stress, together with the limited development of the root system in the field and in pots, caused the plants to show different physiological responses to stress in both situations. Under controlled conditions, Pistacia terebinthus showed stress symptoms that it did not show in the field, such as stomatal conductance or decreased chlorophyll concentration. UCB-1 and Pistacia atlantica Desf. induced higher transpiration to the Kerman variety. UCB-1 was the rootstock that least reduced its percentage chlorophyll concentration due to stress and induced higher growth under the conditions. UCB-1 showed good adaptive characteristics to water stress. Irrigated plants grafted on Pistacia terebinthus L. were the most productive, so this rootstock induces greater productive earliness to the Kerman cultivar. RDI is an irrigation management strategy where water is applied according to the phenological stage. Four irrigation treatments were tested, differentiated by the stem water potential threshold reached during stage II of fruit development (coinciding with the hardening of the peel), a stage previously described as the most tolerant to water stress. The RDI treatments were irrigated according to the established water potential threshold for each of the phases, being for T1 and T2 -2 MPa during phase II and -2.5 MPa for T3. In addition, in treatments T2 and T3, the aforementioned water potential threshold was maintained for fifteen days after the end of phase II. During phase III of fruit development (embryo growth), T1 was irrigated the same as the control treatment, T2 started its recovery fifteen days later and then was irrigated on demand. T3 started its recovery fifteen days later than the end of phase II and its threshold water potential during phase III was -2 MPa. With the irrigation restrictions imposed, water savings relative to the control of 37% for T1, 47% for T2 and 67% for T3 were achieved. The water allocations used for the control and the three RDC treatments were 490 mm for the control, 305 mm for T1, 258 mm for T2 and 163 mm for T3. The irrigation restrictions affected the quality of the harvest, with T3 being the treatment that showed the lowest percentage of open fruit and the highest percentage of empty fruit. In view of the results obtained, given the irrigation allocations granted for pistachio cultivation in most hydrographic confederations, the implementation of RDI strategies are a viable solution for sustainable production of this crop. Plants increased their flavonol concentration due to water stress under controlled greenhouse and field conditions. The monitoring of flavonol concentration as an indicator of plant stress is interesting as it is an easy and non-destructive measurement. RESUMEN El 69% de la superficie cultivada de pistacho en España se realiza en condiciones de secano. Del porcentaje en regadío, las dotaciones hídricas concedidas a este cultivo no llegan a cubrir las necesidades óptimas de los árboles. El objetivo de esta tesis doctoral fue estudiar la respuesta fisiológica y productiva del pistachero, analizando el efecto del patrón y el estrés hídrico. Para ello, se plantearon tres ensayos, dos de ellos para estudiar la influencia del patrón en la variedad ante condiciones de estrés en campo e invernadero y uno para estudiar el efecto del riego deficitario controlado (RDC) a largo plazo en una plantación adulta. El patrón tiene influencia sobre la respuesta fisiológica al estrés hídrico de la variedad injertada. Para estudiar la respuesta de cada uno de los tres patrones más utilizados en España, se realizaron dos ensayos, uno en campo comparando regadío y secano, y otro en condiciones controladas añadiendo PEG-6000 a la solución nutritiva de las plantas para aumentar el potencial osmótico. La intensidad y duración del estrés, unido a la limitación de desarrollo del sistema radicular en campo y en maceta, hicieron que las plantas mostrasen respuestas fisiológicas diferentes al estrés en ambas situaciones. En condiciones controladas Pistacia terebinthus mostró síntomas de estrés que no mostró en campo, como cierre estomático o disminución de concentración de clorofilas. UCB-1 y Pistacia atlantica Desf. inducen mayor transpiración a la variedad Kerman. UCB-1 fue el patrón que menos redujo su concentración de clorofila porcentualmente debido al estrés e indujo mayor crecimiento en las condiciones. UCB-1 mostró buenas características adaptativas al estrés hídrico. Las plantas en regadío injertadas sobre Pistacia terebinthus L. fueron las más productivas, por lo que este patrón induce mayor precocidad productiva a la variedad Kerman. El RDC es una estrategia de manejo del riego donde se aplica agua en función del estado fenológico. Se testaron cuatro tratamientos de riego diferenciados entre sí por el umbral de potencial hídrico de tallo que se alcanzaba durante la fase II de desarrollo del fruto (coincidente con el endurecimiento de la cáscara), fase descrita previamente como la más tolerante a estrés hídrico. Los tratamientos RDC se regaron de acuerdo al umbral establecido de potencial hídrico para cada una de las fases, siendo para T1 y T2 -2 MPa durante la fase II y -2,5 MPa para T3. Además, en los tratamientos T2 y T3 se mantuvo quince días más el umbral de potencial hídrico mencionado tras la finalización de la fase II. Durante la fase III de desarrollo del fruto (crecimiento del embrión), T1 se regó igual que el tratamiento control, T2 inició su recuperación quince días más tarde y después se regó a demanda. T3 inició su recuperación quince días más tarde de la finalización de la fase II y su potencial hídrico umbral durante la fase III fue de -2 MPa. Con las restricciones de riego impuestas, se consiguió un ahorro de agua con respecto al control de 37% para T1, 47% para T2 y 67% para T3. Las dotaciones hídricas empleadas para el control y los tres tratamientos RDC fueron de 490 mm para el control, 305 mm para T1, 258 mm para T2 y 163 mm para T3. Las restricciones de riego afectaron a la calidad de la cosecha, siendo T3 el tratamiento que mostró menor porcentaje de frutos abiertos y mayor porcentaje de frutos vacíos. A la vista de los resultados obtenidos, dadas las dotaciones de riego concedidas para el cultivo del pistacho en la mayoría de confederaciones hidrográficas, la implementación de estrategias de RDC son una solución viable para una producción sostenible de este cultivo. Las plantas aumentaron su concentración de flavonoles debido al estrés hídrico en condiciones controladas de invernadero y en campo. El monitoreo de la concentración de flavonoles como indicador de estrés en las plantas es interesante ya que es una medida fácil de realizar y no destructiva.