Estudio del microbioma para el uso de compost agroindustriales adaptados al control biológico de enfermedades en lechuga y espinaca

[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. En el área Mediterránea, tanto el cultivo de lechuga como de espinaca baby-leaf representan un cultivo economicamente importante. Este tipo de cultivo hortícola puede verse comprometido por diversos patógenos de planta como Fusarium oxysporum, Alternaria spp., Stemphylium botryosum, Pythium ultimum o Pythium irregulare entre otros, lo que provoca desarrollos inadecuados de los cultivos, con las consiguientes pérdidas económicas. La gestión inadecuada de los residuos en general y la de los residuos agrícolas y agroindustriales genera problemas medioambientales y económicos. El reciclaje de estos residuos orgánicos mediante compostaje da lugar a un material orgánico estabilizado denominado compost es una herramienta útil dentro de una economía circular y sostenible, donde los composts pueden contribuir a mejorar la calidad de los cultivos debido a sus caracteristicas agronómicas y a su valor añadido como compost supresivos frente a diferentes patógenos, los cuales pueden ser utilizado como sustrato de cultivo o como enmienda orgánica en suelo en procesos de desinfecion como la solarización. La microbiota juega un papel muy importante en los suelos y composts, así como en los procesos que llevan a su formación, entre los que está la actividad supresiva frentes a diferentes patógenos que pueden presentar. Un conocimiento más exhaustivo de esta microbiota ayudará a realizar una agricultura más sostenible. El estudio de la microbiota de un modo generalizado actualmente puede ser abordada mediante secuenciación, la cual nos permite determinar el tipo de microorganismos existentes en un medio determinado e incluso realizar una extrapolacion a nivel funcional, estudiando genes relacionados con los ciclos del C y N en bacterias y con los diferentes gremios dentro de los hongos. Por ello, el objetivo general de esta tesis es reciclar residuos agroindustriales mediante compostaje, intentando que estos tengan cierta capacidad supresiva frente a Pythium irregulare (P. irregulare) en lechuga de hoja pequeña, utilizando el compost como medio de cultivo; así como en el control de diferentes patógenos transmitidos por el suelo en espinaca de hoja pequeña, usando el compost como enmienda orgánica en el suelo durante un proceso de solarización. El objetivo es mejorar la fertilidad del suelo, manteniendo un entorno seguro al reducir la aplicación de pesticidas y fertilizantes químicos. Para alcanzar este objetivo, el primer trabajo evaluó la mejor combinación de materiales iniciales (residuo de tomate, residuo de puerro, orujo de almazara y restos de poda de vid) que se incorporaron en diferentes mezclas al inicio del compostaje, y la incorporación de diferentes aditivos (residuos de café, tomillo, lavanda y jara) al inicio de la fase de maduración para obtener compost supresores como sustratos de cultivo de lechuga de hoja pequeña frente al patógeno P. irregulare. De acuerdo con los resultados físico-químicos y químicos obtenidos de los compost producidos, se pudo concluir que se obtuvieron composts adecuados para su uso como sustrato de cultivo. Las plantas de lechuga cultivadas en compost mostraron valores de peso fresco significativamente mayor que las cultivadas en turba, siendo los compost con café los que mostraron un mayor rendimiento. Además, el rendimiento de las lechugas cultivadas bajo la presencia del patógeno P. irregulare y el índice de supresión frenta a P. irregulare fueron mayores en los sustratos de compost que en la turba. Los composts con residuo tomate (34-46%), residuo puerro (0-16%) como materia prima y con lavanda como aditivo mostraron unos índices de supresión más alto. El segundo trabajo, evaluó las diferencias entre las comunidades microbianas en las mezclas de las diferentes materias primas durante las fases de compostaje (fase inicial, termófila, bioxidativa y de maduración) que pueden influir en la actividad supresora contra P. irregulare en un cultivo de lechuga de hoja pequeña. La comunidad bacteriana cambió según la fase del compostaje y según las mezclas realizadas de materia prima; sin embargo, la comunidad fúngica no se vio afectada por las mezclas realizadas de materia prima, pero se vio afectada por las diferentes fases del compostaje. Los compost ensayados mostraron una gran abundancia de Bacterioidetes, Proteobacterias y Actinobacterias que se encuentran relacionados con la supresión de patógenos del suelo. Las pilas con materia prima que combinan materiales iniciales como residuo de poda de viñedos, residuos de tomate y restos de puerro favorecieron la presencia de géneros microbianos asociados con la actividad supresiva del compost final, incluyendo Aspergillus, Penicillium, Truepera and Luteimonas. Por último, el tercer trabajo evaluó los cambios en la estructura bacteriana y fúngica y la funcionalidad de los genes relacionados con el ciclo del C y del N relacionados con la enmienda del compost en el suelo durante el proceso de higienización de suelo mediante solarización. Los resultados mostraron como el compost incrementó la fertilidad y la actividad microbiana del suelo con respecto al suelo sin compost. Durante el proceso de solarización y después de la cosecha de espinaca, tanto los hongos y las bacterias relacionadas con el ciclo del C y N fueron más abundantes en el suelo enmendado con compost al igual que algunos géneros involucrados en la defensa y crecimiento de las plantas tales como Pseudomonas, Sphingomonas, Bacillus, Thermomyces, Streptomyces y/o Nitrospira. Por tanto, se puede concluir que el empleo de compost con composiciones determinadas puede proporcionar un valor añadido a los sustratos de cultivo y al suelo incorporando o estimulando comunidades microbianas capaces de inducir supresividad frente a determinados patógenos como los estudiados en esta tesis.

Author

• Hernández Lara, Alicia

• Ingeniería agrícola
• Suelo
• Compuestos saludables
• Espinaca
• Lechuga
• Soil
• Healthy products
• Spinach
• Lettuce
• Compost

Identifier

hdl:10317/12638

OAI identifier oai:identifier

oai:repositorio.upct.es:10317/12638