Estudio del microbioma del suelo de portulaca oleracea bajo diferentes practicas agrícola

[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. La combinación de la agricultura intensiva y los efectos del cambio climático ha acelerado la degradación del suelo, reduciendo su capacidad productiva. Para revertir esta tendencia, es crucial adoptar sistemas agrícolas sostenibles, y, para evaluar los efectos que estas prácticas tienen en el suelo, el microbioma del suelo es considerado un indicador clave de su calidad, al participar en procesos biogeoquímicos y responder rápidamente a los cambios ambientales. Esta tesis tiene como objetivo estudiar el cultivo de verdolaga (Portulaca oleracea L.), una especie silvestre comestible, resistente a las altas temperaturas y bajas precipitaciones, y de alta calidad nutricional, bajo sistemas agrícolas sostenibles, empleando como principal bioindicador de la calidad del suelo el estudio en profundidad de las comunidades microbianas. Para ello, se han desarrollado cuatro estudios científicos: La primera publicación consiste en una revisión bibliográfica sobre el potencial agronómico de verdolaga bajo diferentes prácticas y sistemas agrícolas, poniendo en valor su cultivo, especialmente en regiones vulnerables donde el uso de fertilizantes esté limitado. La segunda publicación analiza dos genotipos de verdolaga para evaluar su productividad y su efecto sobre la composición del microbioma del suelo; habiéndose demostrado divergencia en las mismas en función de su origen, lo que justifica el estudio del genotipo más adecuado según las características del suelo y sus aplicaciones agrícolas. En la tercera publicación, se estudiaron diferentes niveles de fertilización tanto inorgánica como orgánica en el crecimiento de verdolaga y su impacto en el microbioma del suelo donde se pudo demostrar que los tratamientos con fertilización inorgánica supusieron una pérdida de diversidad microbiana taxonómica y funcional. En la cuarta publicación, se realizó un estudio del crecimiento de verdolaga y los efectos en el microbioma de su rizosfera en combinación con leguminosas, tanto en rotación (guisantes) como en intercultivo (caupí) y la combinación de ambos. El aumento del crecimiento de verdolaga fue similar en todos los casos en comparación con su monocultivo; sin embargo, solo la rotación de cultivos indujo cambios significativos en el microbioma, con un aumento de la actividad enzimática, así como de grupos bacterianos asociados a la fijación de nitrógeno y la mineralización de materia orgánica. De este estudio, podemos concluir que la verdolaga puede ser un cultivo prometedor para su implementación bajo sistemas agrícolas sostenibles, contribuyendo al mantenimiento y mejora del microbioma del suelo, resultando una alternativa viable para su implementación en regiones afectadas por la degradación de los suelos, como el entorno mediterráneo.[ENG] This doctoral dissertation has been presented in the form of thesis by publication. The combination of intensive agriculture and the effects of climate change has accelerated soil degradation, reducing its productive capacity. To reverse this trend, it is crucial to adopt sustainable agricultural systems, and to evaluate the effects that these practices have on the soil, the soil microbiome is considered a key indicator of its quality, as it participates in biogeochemical processes and responds rapidly to environmental changes. This thesis aims to study the cultivation of purslane (Portulaca oleracea L.), a wild edible species that is resistant to high temperatures and low precipitation and has high nutritional value, under sustainable agricultural systems. Using as the main bioindicator of soil quality the in-depth study of microbial communities. To achieve this, four scientific studies have been conducted: The first publication consists of a literature review on the agronomic potential of purslane under different agricultural practices and systems, highlighting its value as a crop, particularly in vulnerable regions where the use of fertilisers is limited. The second publication analyses two purslane genotypes to determine their productivity and their effect on soil microbiome composition. Divergences were observed based on their origin, which justifies the need to select the most suitable genotype according to soil characteristics and agricultural applications. In the third publication, different levels of both inorganic and organic fertilisation on the growth of purslane and its impact on the soil microbiome were studied, and it was demonstrated that treatments with inorganic fertilisation led to a loss of taxonomic and functional microbial diversity. In the fourth publication, a study was conducted on the growth of purslane and its effects on the microbiome of its rhizosphere in combination with legumes, both in rotation (peas) and intercropping (cowpea), as well as the combination of both. The increase in purslane growth was similar in all cases compared to its monoculture; however, only crop rotation induced significant changes in the microbiome, with an increase in enzymatic activity, as well as in bacterial groups associated with nitrogen fixation and organic matter mineralisation. From this study, we can conclude that purslane could be a promising crop for implementation under sustainable agricultural systems, contributing to the maintenance and improvement of the soil microbiome, thus becoming a viable alternative for implementation in regions affected by soil degradation, such as the Mediterranean environment.

Author

• Carrascosa Robles, Ángel

• Agricultura
• Edafología
• Técnicas de cultivo
• Conservación de suelos

Identifier

hdl:10317/18737

OAI identifier oai:identifier

oai:repositorio.upct.es:10317/18737