Evaluación agro-fisiológica de la combinación de aguas de diferente calidad en cítricos

Abstract

En la presente tesis doctoral se evalúa la respuesta agrofisiológica de los cítricos al riego deficitario controlado (RDC), donde se reducen las aportaciones de agua en diferentes períodos del cultivo, comparando el uso combinado de recursos hídricos no convencionales (agua regenerada, AR) y convencionales de buena calidad agronómica (agua procedente del trasvase Tajo-Segura, AT). También se evalúa la idoneidad de indicadores térmicos por termometría infrarroja (IRT) para determinar el estado hídrico de la planta utilizando diferentes estrategias de riego. A su vez, se evaluó la isohidricidad de los cítricos para tratar de entender su fisiología y así poder gestionar de manera óptima y eficiente el agua aportada.

La tesis doctoral se dividió en 5 apartados:

En el primer apartado se evaluó la idoneidad de los indicadores térmicos por termometría infrarroja (IRT) para determinar el estado hídrico de un cultivo en auge en la Región de Murcia como es el pomelo. El “Crop Water Stress Index” CWSI fue el indicador térmico que mostró una mejor correlación con el potencial hídrico del tallo (Ѱ1) de los diferentes tratamientos. Como conclusión final hay que destacar la idoneidad de los indicadores térmicos medidos por IRT para determinar el estado hídrico de pomelos en condiciones de salinidad (riego con AR) y estrés hídrico (RDC).

En el segundo apartado se evaluaron los efectos de la demanda evaporativa atmosférica y el contenido de agua del suelo sobre la fisiología de los cultivos de pomelo y mandarino regados con agua regenerada (AR) y agua procedente del trasvase Tajo-Segura (AT) combinadas con dos estrategias de aporte de agua, una consistente en un riego al 100% de las necesidades hídricas (CT) y otra sin riego (nI). Las respuestas fisiológicas fueron diferentes según la especie. El pomelo mostró un patrón isohídrico que restringió el uso del potencial hídrico foliar (Ѱ1) como indicador del estado hídrico de la planta. Sin embargo, el mandarino mostró una caída crítica de Ѱ1 bajo condiciones de estrés hídrico motivada principalmente por severas pérdidas de la conductancia hidráulica en la raíz (Kraiz) y en el dosel vegetal (Kdosel).

En el tercer apartado se evaluó el efecto del uso combinado de fuentes de agua no convencionales, como el agua regenerada (AR), junto con técnicas de ahorro de agua, como el RDC, sobre la calidad de los frutos de mandarino y pomelo. En el mandarino el riego con AR dio lugar a un aumento del peso del fruto y una reducción del índice de madurez (IM) con respecto al riego con AT; en general en mandarino todos los tratamientos RDC aumentaron el contenido de sólidos solubles (CSS) y acidez titulable (AT). En cuanto al pomelo, hubo una disminución significativa del espesor de la corteza cuando se utilizaron aguas regeneradas en el riego (AR), aumentó el contenido de sólidos solubles (CSS) bajo condiciones de RDC, pero a diferencia de lo ocurrido en mandarino los tratamientos de RDC no aumentaron la acidez del fruto. En cualquier caso, en este trabajo se demostró la viabilidad a medio y largo plazo del uso de AR y RDC para regar cítricos.

En el cuarto apartado se estudiaron, sobre mandarino, los efectos generados por la aplicación en el riego de estrategias de alternancia de aguas de distinta calidad, para lo cual se realizó una alternacia de agua del trasvase (AT) y agua regenerada (AR) a lo largo de diferentes momentos fenológicos del cultivo. De forma general, estas estrategias de riego alternando aguas regeneradas (AR) y aguas del trasvase (AT) generaron una mayor productividad a largo plazo, debida a un incremento del volumen del dosel vegetal, dando lugar a una mayor carga de frutos en el árbol sin verse afectado el peso de los mismos. La calidad del fruto se vio afectada de manera positiva, con un ligero aumento del contenido en zumo (CZ) y azúcares (CSS) en comparación con el tratamiento control continuado de aguas del trasvase (AT). Finalmente, la alternancia de aguas no produjo una acumulación de elementos fitotóxicos en hoja.

En el quinto apartado también se estudiaron, en este caso sobre pomelo, los efectos generados por la aplicación en el riego de estrategias de alternancia de aguas de distinta calidad. La alternancia de agua no afectó de manera negativa al tamaño del dosel vegetal, equiparándose el crecimiento al obtenido en el tratamiento control pero consiguiendo un ahorro del 39% en el uso de agua de buena calidad (AT). Al igual que ocurría en mandarino, la alternancia de aguas afecto a la calidad del fruto de forma positiva, incrementándose un 11% el CSS. Tampoco en pomelo la alternancia de fuentes de agua produjo una acumulación de elementos fitotóxicos en hoja.

This doctoral thesis evaluates the agrophysiological response of citrus to regulated deficit irrigation (RDI), where water inputs are reduced in different periods of the crop, comparing the combined use of non-conventional (reclaimed water, RW) and conventional water resources of good agronomic quality (water from Tajo-Segura, TW). The suitability of thermal indicators by infrared thermometry (IRT) to determine plant water status using different irrigation strategies was also evaluated. In turn, citrus isohydricity was evaluated to try to understand its physiology and thus be able to optimally and efficiently manage the water provided.

The doctoral thesis was divided into 5 sections:

In the first section, the suitability of thermal indicators by infrared thermometry (IRT) to determine the water status of a booming crop in the Region of Murcia such as grapefruit was evaluated. The "Crop Water Stress Index" CWSI was the thermal indicator that showed the best correlation with the stem water potential (Ѱs) of the different treatments. As a final conclusion, the suitability of the thermal indicators measured by IRT to determine the water status of grapefruit under salinity (irrigation with RW) and water stress (RDI) conditions should be highlighted.

In the second section, the effects of atmospheric evaporative demand and soil water content on the physiology of grapefruit and mandarin crops irrigated with reclaimed water (RW) and water from Tajo-Segura (TW) combined with two water supply strategies, one consisting of irrigation at 100% of water requirements (CT) and the other without irrigation (nI), were evaluated. The physiological responses were different according to the species. Grapefruit showed an isohydric pattern that restricted the use of leaf water potential (Ѱ1) as an indicator of plant water status. However, mandarin showed a critical drop of Ѱ1 under water stress conditions mainly motivated by severe losses of hydraulic conductance in the root (Kroot) and in the plant canopy (Kcanopy).

In the third section, the effect of the combined use of non-conventional water sources, such as reclaimed water (RW), and with water saving techniques, such as RDI, on mandarin and grapefruit fruit quality was evaluated. In mandarin, irrigation with RW resulted in an increase in fruit weight and a reduction in maturity index (MI) with respect to irrigation with TW; in general, in mandarin, all RDI treatments increased soluble solids content (SSC) and titratable acidity (TA). As for grapefruit, there was a significant decrease in bark thickness when reclaimed water was used in irrigation (RW), soluble solids content (SSC) increased under RDI conditions, but unlike in mandarin, RDC treatments did not increase fruit acidity. In any case, this work demonstrated the medium and long term viability of the use of RW and RDI for citrus irrigation.

In the fourth section, the effects generated by the application of strategies of alternating water of different quality in the irrigation of mandarin trees were studied, for which an alternation of water from Tajo-Segura (TW) and reclaimed water (RW) was carried out at different phenological stages of the crop. In general, these irrigation strategies alternating reclaimed water (RW) and water from Tajo-Segura (TW) generated higher productivity in the long term, due to an increase in the volume of the plant canopy, resulting in a higher fruit load on the tree without affecting the weight of the fruit. Fruit quality was positively affected, with a slight increase in juice content (JC) and sugars (SSC) compared to the continuous control treatment of water transfer (TW). Finally, the water alternation did not produce an accumulation of phytotoxic elements in the leaf.

The fifth section also studied, in this case on grapefruit, the effects generated by the application in irrigation of strategies of alternating water of different quality. Water alternation did not negatively affect the size of the plant canopy, with growth being equal to that obtained in the control treatment but achieving a saving of 39% in the use of good quality water (TW). As in mandarin, water alternation affected fruit quality positively, increasing SSC by 11%. In grapefruit, the alternation of water sources did not produce an accumulation of phytotoxic elements in the leaf.