Tesis Doctorales UPM: Consulta online

Autor: HUESO ÁLVAREZ, Antonio

Título: Utilización del potencial hídrico del tallo para el manejo del riego del olivar en seto: metodología y umbrales durante la primavera (brotación-endurecimiento del hueso) y el otoño (síntesis de aceite)

Fecha: 2020

Materia: Sin materia definida

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

Departamentos: PRODUCCION AGRARIA

Acceso electrónico: http://oa.upm.es/65944/

Director/a 1º: GÓMEZ DEL CAMPO GARCÍA-VALCÁRCEL, María V

Resumen: El estado hídrico de los árboles se puede medir con diversos métodos. El más utilizado y fiable es el potencial hídrico del tallo (Ψtallo). Se mide introduciendo un brote con un par de hojas en una cámara de presión (Scholander). Se utiliza en experimentación, en el manejo del riego y para la determinación de los valores umbrales necesarios para el manejo del riego. Actualmente no existe una metodología definida para la medida del Ψtallo en olivar en seto. Para ello se realizaron 6 experimentos en un olivar en seto de 'Arbequina, desarrollados en tres años (2016-2018). Se evaluaron diferentes efectos sobre el Ψtallo como: cubrir las hojas con una bolsa de aluminio antes de la medición, duración de esa cobertura, posición de las hojas cubiertas (sombra/sol) y la altura en el seto. También se evaluó el número mínimo representativo de muestra necesario para cada sector de riego. Los resultados revelan que el Ψtallo debe realizarse en hojas cubiertas al menos 1 hora. Las hojas deben ubicarse a la sombra y en la zona media del seto (0,85-1,70 m), ya que en la zona alta la variabilidad del Ψtallo es mayor. El Ψtallo varía diurnamente y se recomienda medir al mediodía solar. La medición se puede hacer en hojas de 1, 2 o 3 años sin efecto sobre el Ψtallo- En condiciones de alta hidratación, el efecto de estas prácticas tuvo mayor influencia en el Ψtallo que en condiciones de estrés. Para obtener un valor representativo de Ψtallo en un sector de riego, se deben cubrir 5 brotes en 5 árboles diferentes. Las estrategias de riego deficitario buscan la reducción del riego, con un bajo efecto en la producción. Este déficit hídrico debe aplicarse teniendo en cuenta la sensibilidad en los distintos periodos fisiológicos del olivo. En esta tesis doctoral se evaluó el efecto de la reducción de las dosis de agua produciendo diferentes niveles de deshidratación de la planta en primavera (brotación-endurecimiento del hueso) y en otoño (síntesis de aceite). La primavera, es un período crítico para la producción de aceituna y aceite debido a su impacto en el crecimiento vegetativo, floración y el desarrollo de la aceituna. A pesar de esto, apenas existen estudios sobre riego deficitario en este periodo. Por ello se realizó un experimento durante 5 años (2015-2019) en dos parcelas de olivar en seto (C y L). Se estudió el efecto de los tratamientos de riego deficitario en primavera, desde el crecimiento de los brotes (abril-mayo) hasta el endurecimiento de hueso (principios de julio). Los parámetros evaluados fueron: el Ψtallo (medido en hojas cubiertas 1 hora, en la zona media del seto, a la sombra y al mediodía solar) crecimiento vegetativo, floración, fructificación, productividad del agua, características y producción de aceituna y aceite. Los tratamientos de control (Cl y L l ) se regaron para mantener el bulbo húmedo cerca de la capacidad de campo durante toda la campaña de riego. Se establecieron tres tratamientos de riego deficitario durante este período en cada parcela. En la parcela C, los tratamientos C2, C3 y C4 recibieron 50, 25, 0% del agua aplicada a Cl, mientras que en la parcela L, los tratamientos L2, L3 y L4 recibieron 40, 17, 0% de agua aplicada a L l . Los tratamientos de riego provocaron grandes diferencias en Ψtallo, que van desde -0,4 MPa a -5,0 MPa. Los resultados revelaron que la primavera es un período muy sensible al estrés hídrico a través de la reducción en el número de aceitunas, el componente más importante del rendimiento, pero también en el contenido final de aceite de la aceituna. Durante la floración, con una hidratación elevada (media del Ψtallo antes del riego> -1,0 MPa), los árboles desarrollaron más nudos, inflorescencias fértiles y aceitunas por inflorescencia, por lo tanto, hubo un mayor número de aceitunas. La producción de aceite se redujo significativamente cuando el Ψtallo en floración fue inferior a -1,5 MPa y se redujo a la mitad cuando el Ψtallo fue de -1,7 MPa. La máxima productividad del agua se logró en las plantas más hidratadas. Desde la floración hasta el endurecimiento de hueso, el Ψtallo podría reducirse a -1,8 MPa sin afectar la caída de aceituna, el tamaño de aceituna o la acumulación de aceite. El contenido de aceite de una aceituna en la cosecha estuvo altamente correlacionado con el peso seco de la aceituna en el endurecimiento de hueso. Durante floración no se recomienda realizar un déficit hídrico para controlar el exceso de vigor, ya que puede afectar al crecimiento vegetativo y a su vez repercute en la producción del año siguiente, por lo que se recomienda aplicar riego deficitario durante el endurecimiento de hueso, ya que aún hay crecimiento y la producción no se ve afectada. En otro ensayo se estudió el efecto del riego deficitario en el otoño (final de agosto hasta final de octubre) en estos meses la aceituna sintetiza más del 80 % del aceite. Se estableció un experimento en las mismas parcelas que el experimento de riego deficitario en primavera (C y L), durante tres campañas de riego sucesivas (2011-2013) para determinar el efecto de los tratamientos de riego durante la síntesis de aceite. Se evaluó el Ψtallo (medido en hojas cubiertas 1 hora, en la zona media del seto, a la sombra y al mediodía solar), características y producción de la aceituna, productividad del agua, crecimiento vegetativo, floración y fructificación del año siguiente. Los tratamientos de control (Cl y L l ) se regaron para mantener el bulbo húmedo cerca de la capacidad de campo durante toda la campaña. Se establecieron tres tratamientos de riego deficitario en cada parcela. En la parcela C, los tratamientos C2, C3 y C4 recibieron 64, 38,14% del agua aplicada a Cl, mientras que en la parcela L, los tratamientos L2, L3 y L4 recibieron 71, 41, 18% de agua aplicada a L l . Los tratamientos produjeron diferencias significativas en el Ψtallo, fueron más bajas en la parcela C (valor medio de C4 -4,91 MPa) que L (L4 -2,58 MPa) debido a diferencias en la profundidad del suelo y a la distancia entre goteros. En las dos parcelas, los árboles estresados no se vieron significativamente afectados en términos de longitud del brote, floración, cuajado, abscisión del fruto y, en consecuencia, número de frutos. El contenido de aceite (% peso fresco) fue el parámetro menos sensible (umbral -4,11 MPa) con una relación lineal positiva entre el contenido de agua y aceite de una aceituna (R2 = 0,81). La producción de aceituna fue más sensible al Ψtallo (umbral -1,82 MPa) que la producción de aceite (-2,21 MPa). La productividad máxima del agua se logró cuando el Ψtallo alcanzó -2,31 MPa. Nuestros resultados indican que Ψtallo debe mantenerse por encima de -2,21 MPa durante la síntesis de aceite para una producción máxima, pero se alcanzarán valores más altos de la productividad del agua en -2,31 MPa. Esta tesis, contribuye, desde una perspectiva de manejo del riego de olivar en seto, por un lado, definiendo una metodología de medida de Ψtallo en olivar en seto y en segundo lugar, definiendo unos valores umbrales de riego en los periodos de primavera (brotación-endurecimiento del hueso) y otoño (síntesis de aceite). Estos umbrales propuestos para la programación del riego deben de complementarse con medidas de sensor de humedad del suelo. Los resultados obtenidos pueden ayudar a la hora medir el Ψtallo, reduciendo la variabilidad de la medida y permitiendo la comparación de los valores medidos con otros trabajos, así como también la optimización del riego utilizando los umbrales para cada periodo estudiado. ----------ABSTRACT---------- The water status of trees can be measured with various methods. The most used and reliable is the stem water potential (Ψstem). It is measured by introducing a shoot with a pair of leaves into a pressure chamber (Scholander). It is used in experimentation, in irrigation management and for the determination of the threshold values necessary for irrigation management. Currently there is no defined methodology for measuring the Ψstem in olive orchards in hedgerows. For this, 6 experiments were carried out in an olive orchard in the 'Arbequina' hedge, developed in three years (2016-2018). Different effects on ^stem were evaluated, such as: covering the leaves with an aluminum bag before the measurement, duration of this coverage, position of the covered leaves (shade/sun) and height in the hedge. The minimum representative sample number necessary for each irrigation sector was also evaluated. The results reveal that Ψstem should be done on covered leaves for at least 1 hour. The leaves should be located in the shade and in the middle of the hedge (0.85-1.70 m), since in the upper zone the variability of ^stem is greater. Ψstem varies by day and it is recommended to measure at solar noon. The measurement can be made on 1, 2 or 3-year-old leaves with no effect on Ψstem- Under conditions of high hydration, the effect of these practices had a greater influence on Ψstem than under stress conditions. To obtain a representative value of ^stem in an irrigation sector, 5 shoots must be covered in 5 different trees. Deficit irrigation strategies seek to reduce irrigation, with a low effect on production. This water deficit must be applied taking into account the sensitivity in the different physiological periods of the olive tree. In this doctoral thesis, the effect of reducing the doses of water and producing different levels of dehydration of the plant in spring (sprouting-pit hardening) and in autumn (oil synthesis) was evaluated. Spring is a critical period for olive and oil production due to its impact on vegetative growth, flowering, and olive development. Despite this, there are hardly any studies on deficit irrigation in this period. For this, an experiment was carried out for 5 years (2015-2019) in two olive orchards in hedge (C and L) cv. Arbequina. The effect of deficit irrigation treatments in spring was studied, from shoot growth (April-May) to pit hardening (early July). The parameters evaluated were: the Ψstem (measured in covered leaves for 1 hour, in the middle of the hedge, in the shade and at noon) vegetative growth, flowering, fruiting, water productivity, characteristics and production of olives and oil. Control treatments (CI and LI) were watered to keep the wet bulb close to field capacity throughout the irrigation season. Three deficit irrigation treatments were established during this period in each orchard. In orchard C, treatments C2, C3 and C4 received 50, 25, 0% of the water applied to CI, while in orchard L, treatments L2, L3 and L4 received 40,17, 0% of water applied to L I . Irrigation treatments caused large differences in Ψstem, ranging from -0.4 MPa to -5.0 MPa. The results revealed that spring is a very sensitive period to water stress through the reduction in the number of olives, the most important component of yield, but also in the final oil content of the olive fruit. During flowering with high hydration (mean Ψstem before irrigation> -1.0 MPa), the trees developed more knots, fertile inflorescences and olives per inflorescence, therefore there were a greater number of olives. Oil production was significantly reduced when the flowering Ψstem was less than -1.5 MPa and was halved when the Ψstem was -1.7 MPa. The maximum water productivity was achieved in the most hydrated plants. From flowering to pit hardening, the Ψstem could be reduced to -1.8 MPa without affecting olive drop, olive size or oil accumulation. The oil content of an olive fruit at harvest was highly correlated with its dry weight at pit hardening. During flowering, it is not recommended to carry out a water deficit to control excess vigor, since it can affect vegetative growth and in turn affects the production of the following year, so it is recommended to apply deficit irrigation during pit hardening, since there is still growth and production is not affected. On the other hand, the effect of deficit irrigation in autumn was studied, from the end of August to the end of October, in these months the olive synthesizes more than 80% of the oil. An experiment was established in the same orchards as the deficit irrigation experiment in spring (C and L), during three successive irrigation seasons (2011-2013) to determine the effect of irrigation treatments during oil synthesis. Ψstem (measured in covered leaves for 1 hour, in the middle of the hedge, in the shade and at solar noon), characteristics and production of the olive, wáter productivity, vegetative growth, flowering and fruiting of the following year were evaluated. Control treatments (CI and LI) were watered to keep the wet bulb close to field capacity throughout the season. Three deficit irrigation treatments were established in each orchard. In orchard C, treatments C2, C3 and C4 received 64, 38, 14% of the water applied to CI, while in orchard L, treatments L2, L3 and L4 received 71, 41, 18% of water applied to L I . The treatments produced significant differences in Ψstem, they were lower in orchard C (mean value of C4 -4.91 MPa) than L (L4 -2.58 MPa) due to differences in soil depth and the distance between drippers. In the two orchards, the stressed trees were not significantly affected in terms of shoot length, flowering, fruit set, abscission of the fruit and, consequently, number of fruits. The oil content (% fresh weight) was the least sensitive parameter (threshold -4.11 MPa) with a positive linear relationship between the water and oil content of an olive (R2 = 0.81). Olive production was more sensitive to Ψstem (threshold -1.82 MPa) than oil production (-2.21 MPa). Maximum water productivity was achieved when the Ψstem was -2.31 MPa. Our results indicate that ^stem should be maintained above -2.21 MPa during oil synthesis for maximum production, but higher values of water productivity will be reached at -2.31 MPa. This doctoral thesis contributes, from a management perspective of olive orchard irrigation in hedge, on the one hand defining a methodology for measuring ^stem in olive orchard in hedge and secondly defining threshold values of irrigation in the spring periods (sprouting-pit hardening) and autumn (oil synthesis). These proposed thresholds for irrigation scheduling must be complemented with soil moisture sensor measurements. The results obtained can help in measuring Ψstem, reducing the variability of the measurement and allowing the comparison of the measured values with other works, as well as the optimization of irrigation using the thresholds for each period studied.

Tesis:

Utilización del potencial hídrico del tallo para el manejo del riego del olivar en seto: metodología y umbrales durante la primavera (brotación-endurecimiento del hueso) y el otoño (síntesis de aceite)