Indicadores de humedad y salinidad del sustrato para mejorar la eficiencia del riego en cultivos en maceta

Resumen

Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. La escasez de agua en las regiones áridas y semiáridas está creando la necesidad de desarrollar prácticas agrícolas que hagan un uso del agua de riego más sostenible. Esta problemática se puede abordar desde varias perspectivas, y una de ella es mediante estrategias de riego de precisión con sensores de suelo. Los sensores miden la humedad y la salinidad del suelo en todo momento, lo que les permite optimizar el consumo del agua o incluso controlar la acumulación de sales en el medio de cultivo. Sin embargo, la puesta a punto de un riego con sensores presenta varios desafíos como implementar índices de salinidad basados en las medidas de los sensores, conocer las respuestas fisiológicas de las plantas al estrés hídrico y/o salino, y establecer relaciones entre dichas respuestas y los índices de salinidad. Esta tesis se enfoca en el manejo del riego con sensores de plantas ornamentales cultivadas en maceta. El objetivo principal fue evaluar el comportamiento de las plantas a distintos niveles de estrés y valorar diversas estrategias de riego para mejorar la eficiencia hídrica y la adaptación a la salinidad. Para lograr este objetivo principal, la tesis se dividió en cuatro objetivos secundarios que se corresponden con los cuatro artículos que la componen. En el artículo I se evaluó la capacidad de cinco índices de salinidad, calculados a partir de las medidas de los sensores de suelo, para estimar la salinidad real del sustrato. Este ensayo consistió en saturar el sustrato de las macetas sin plantas con soluciones de diferentes concentraciones de sal, para luego dejarlas evaporar en una cámara de cultivo monitorizadas con sensores de suelo y balanzas programables. Las balanzas permitieron conocer los valores de salinidad real, que posteriormente se compararon con los valores de los índices a través de análisis de correlación y regresión lineal. En los ensayos II, III y IV, un autómata ejecutó las instrucciones de riego comparando los valores de los sensores con los parámetros específicos para cada estrategia. En los artículos II y III se estudió un riego sin drenaje en Hebe andersonii cv. Variegata (Hebe) para mejorar la eficiencia en el uso del agua en condiciones de déficit hídrico y salinidad, respectivamente. El riego aplicado en el artículo IV fue similar al del artículo III, pero con drenaje. En este último ensayo se estudiaron tres índices de salinidad para minimizar los daños salinos en Euphorbia x martinii Ascot Rainbow (Euphorbia) y para optimizar el gasto de agua en los lavados que se aplican para disminuir la acumulación de sales en el sustrato. La tolerancia al estrés de las plantas se evaluó cultivándolas bajo distintos niveles de estrés hídrico o salino, y midiendo sus principales parámetros fisiológicos y morfológicos: tamaño, biomasa, contenido mineral, área de la hoja, anatomía foliar, contenido de clorofila, potenciales hídricos, parámetros de intercambio gaseoso y fluorescencia clorofílica. Todos los índices de salinidad propuestos fueron capaces de estimar correctamente la salinidad real del sustrato, pero presentaron diferentes limitaciones y grados de sensibilidad. En general, los índices de ii salinidad fueron más precisos a máxima humedad, es decir, justo después del riego. Con respecto a Hebe, un riego deficitario y sin drenaje mejoró la eficiencia en el uso del agua. Hebe también mejoró su eficiencia hídrica en un riego con agua de salinidad media (3 dS m-1), sin drenaje y a una alta humedad del sustrato. Sin embargo, un riego con agua de alta salinidad (5 dS m-1) redujo el tamaño de la planta y el número de sus hojas. Por otro lado, Euphorbia mostró una tolerancia al estrés salino reducida, dado que un riego con agua de 5 dS m-1 perjudicó visiblemente su calidad ornamental. Sin embargo, un riego con agua de 3 dS m-1 no afectó ni a su desarrollo vegetal, ni a su estética. De los tres índices evaluados en este último artículo, la conductividad eléctrica del medio medida justo después del riego fue el más indicado para programar los lavados de sales, ya que mostró la mayor sensibilidad para detectar cambios en la salinidad. En Euphorbia, lavar las sales cuando este índice alcance los 1,9 dS m-1 mantendría el estrés salino bajo control y optimizaría el consumo de agua en los lavados de sales. [ENG] This doctoral dissertation has been presented in the form of thesis by publication