Assessment of the effects of cropland soil remediation strategies on the soil microbial community and tomato agrophysiology

Resumen

El agua y el suelo son dos de los pilares fundamentales de la agricultura, por lo que el manejo correcto de estos es primordial para el desarrollo de una agricultura sostenible. No obstante, determinadas prácticas agrícolas provocan desbalances en el equilibrio establecido por las comunidades microbianas en el suelo y en el estado fisiológico de los cultivos. Algunas de estas prácticas están relacionadas con la aplicación de compuestos químicos que pueden llegar a alterar el metabolismo de los microorganismos del suelo de manera general o específica. El continuo y creciente uso de estos compuestos químicos en el suelo ha incrementado la preocupación sobre la contaminación del suelo. Algunas de las técnicas de remediación que se estan utilizando en los últimos años son la solarización y la ozonización. La solarización es una técnica ampliamente utilizada en el suelo para eliminar o reducir el contenido en patógenos antes del cultivo. La ozonización, por su parte, consiste en la aplicación de ozono en forma de gas sobre el suelo. Ambas estrategias son técnicas de amplio espectro que recientemente están obteniendo buenos resultados en la reducción de compuestos contaminantes en los suelos. El objetivo de la presente Tesis Doctoral es evaluar cómo las diferentes estrategias de remediación aplicadas al suelo (solarización y ozonización) antes y durante el cultivo de Solanum lycopersicum L. pueden alterar las características químicas, biológicas y bioquímicas del suelo, así como la fisiología de las plantas, la productividad y la calidad de los frutos. Para cumplir con este objetivo general, esta Tesis Doctoral se ha articulado en tres capítulos en los que se han analizado los efectos de diferentes estrategias de remediación en el suelo y en la planta. Los resultados obtenidos indican que las estrategias de remediación de suelos pueden alterar las características químicas, biológicas y bioquímicas del suelo. En concreto, la comunidad microbiana del suelo se vio afectada por la solarización (capítulo III), pues redujo significativamente algunas de las actividades enzimáticas evaluadas (β-glucosidasa y fosfatasa alcalina) y la biomasa microbiana, especialmente la de hongos. No obstante, la aplicación conjunta de solarización y ozonización (capítulo IV) no intensificó los efectos de la solarización. Además, determinadas poblaciones microbianas con capacidad para degradar pesticidas mostraron incrementos en su abundancia relativa. Finalmente, la aplicación de ozono en el agua de riego (capítulo V), comparado con la aplicación de ozono gas sobre el suelo, altera en menor medida las propiedades fisicoquímicas y biológicas del suelo. Asimismo, la diversidad, estructura y composición de las comunidades microbianas no se ven prácticamente afectadas. Finalmente, la aplicación continua de ozono en el agua de riego redujo significativamente la conductancia estomática. A pesar de ello, dicho tratamiento mostró una tendencia a incrementar la calidad de los frutos. Por todo ello, se puede concluir que las técnicas de remediación del suelo pueden alterar las propiedades fisicoquímicas y biológicas del mismo, afectando en particular a la comunidad microbiana del suelo. Es importante tener en cuenta el modo de aplicación de estas técnicas, pues la aplicación de ozono en forma de gas en el suelo afecta en mayor medida a la comunidad microbiana del suelo que el ozono aplicado en el agua de riego. En cuanto a los efectos de la aplicación de ozono en el agua de riego durante el cultivo de S. lycopersicum L., destacar que algunos parámetros agro-fisiológicos de la planta de tomate también se vieron ligeramente afectados. No obstante, el contenido en nutrientes no sufrió alteraciones debido a los tratamientos evaluados. Además, la calidad de los frutos obtenidos con la aplicación continua de ozono en el riego fue ligeramente mejor que la del resto de tratamientos.