Sustainable production of baby leaf lettuce and spinach through the use of compost and its extracts
[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. En los últimos años se ha producido un incremento de residuos orgánicos procedentes de la industria agroalimentaria, los cuales, generan una serie de problemas medioambientales y económicos. Estos residuos orgánicos junto con otros residuos o subproductos, a través del compostaje, dan como resultado unos compost y extractos de compost, que pueden ser empleados como fuente de nutrientes para las plantas mejorando la productividad de los cultivos. Además de las propiedades biofertilizantes, los compost presentan propiedades que mejoran la calidad de los cultivos, así como características supresivas frente a fitopatogenos, permitiendo así una agricultura más sostenible, puesto que su uso permite reducir el uso de fertilizantes y plaguicidas químicos. Por otro lado, las hortalizas mínimamente procesadas, son un grupo de alimentos, por los cuales en la actualidad se está mostrando un gran interés por parte del consumidor, haciendo que exista una gran demanda. Dentro de este grupo de hortalizas se encuentran la lechuga baby leaf y espinaca baby. La producción de lechuga baby leaf y espinaca baby se viene realizando principalmente en suelo, pero en los últimos años se está llevando en sistemas sin suelo, denominados hidropónicos. En este sistema de cultivo se produce una mayor automatización y por lo tanto un mayor control durante todo el ciclo de cultivo; de tal modo que se consigue una mayor uniformidad en el crecimiento, en la rapidez de los ciclos y en el rendimiento de los cultivos, haciendo un uso eficiente de los fertilizantes, así como un control en la calidad del producto. Uno de estos sistemas de cultivo sin suelo es el floating system, que permite todo lo anteriormente mencionado. Con este tipo de sistemas se pueden corregir y controlar parámetros importantes como son los compuestos nutricionales (vitaminas, fenoles y antioxidantes) y anti-nutricionales (nitratos y oxalatos). Para ello, se están desarrollando alternativas al uso de la turba y otros sustratos, como son los compost y sus extractos biológicos, para favorecer no solo la productividad de los cultivos sino su calidad. Nuestro objetivo es mejorar el rendimiento y la calidad de los cultivos y minimizar la incidencia de los patógenos de las plantas tanto en cultivos sin suelo como en cultivo hidropónico en el sistema flotante para el cultivo de lechuga baby leaf y la espinaca baby. Con ese fin, se estudian diferentes alternativas de compost, incluida la composición y la aplicación. Para el caso de la agricultura sin suelo, se estudian las ventajas, incluyendo su potencial como supresor de patógenos vegetales, de i) utilizar el compost agroindustrial como sustituto de la turba ampliamente utilizada, de ii) la aplicación de un extracto de compost elaborado directamente (añadido en la solución de nutrientes o mediante microaspersores); mientras que para la agricultura con suelo, se evalúan los beneficios de iii) combinar el té de compost y los microorganismos para reducir el uso de pesticidas y fertilizantes de base química. Se llevaron a cabo dos series de experimentos, es decir, dos ciclos, para ambos cultivos, lechuga baby leaf y espinacas, y condiciones experimentales (i-iii). En la utilización de un compost agroindustrial como sustituto de la turba y el té de compost para la agricultura sin suelo, se utilizó Pythium irregulare como patógeno para los bioensayos. En la agricultura en suelo se utilizó una aplicación foliar del té de compost implementado con el microorganismo beneficioso Trichoderma harzianum. Los resultados demostraron que el compost aumentaba el porcentaje de germinación de las semillas y la calidad de la lechuga roja de hoja pequeña al reducir la acumulación de nitratos y aumentar la capacidad antioxidante y el contenido de vitamina C de las hojas en comparación con la turba. Además, bajo presión del patógeno P. irregulare, las plantas cultivadas en el compost mostraron una menor incidencia de la enfermedad (un mayor porcentaje de supervivencia de las plantas) y produjeron mayores rendimientos. El uso de té de compost como solución nutritiva mejoró el crecimiento y la calidad de la lechuga baby leaf, reduciendo el contenido de nitratos y aumentando el contenido de compuestos potencialmente beneficiosos para la salud como los fenoles y los flavonoides y, por lo tanto, la capacidad antioxidante. Por otro lado, la aplicación foliar del té de compost y T. harzianum mejoró el rendimiento de las espinacas baby; a pesar de que su aplicación no supuso un aumento de la actividad de la deshidrogenasa del suelo o del contenido de nutrientes del suelo, lo que hace deducir un efecto biofertilizante o bioestimulante inducido a nivel foliar. El uso combinado del extracto acuoso de compost y T. harzianum mostró el mayor rendimiento, contenido fenólico, capacidad antioxidante y niveles de flavonoides. Finalmente, se puede decir que compost obtenidos a partir de residuos agroindustriales pueden ser una alternativa prometedora a la turba para su uso como sustrato orgánico en un sistema de producción sostenible sin suelo para la lechuga roja de hoja pequeña, ya que no sólo es capaz de controlar el efecto de los patógenos de las plantas, sino también de mejorar el rendimiento y la calidad del producto. De la misma manera, el uso de té de compost se presenta como una alternativa adecuada para un sistema de producción sostenible sin suelo para la lechuga roja de hoja pequeña, mejorando el rendimiento y la calidad del producto y pudiendo controlar la incidencia de los patógenos. Por último, el extracto acuoso de compost enriquecido con T. harzianum se muestra como una alternativa sostenible para mejorar el rendimiento y la calidad de la espinaca baby.
Desarrollo vegetal, Nutrición vegetal, Bioquímica de suelos, Producción de cultivos, Nitrate, Lactuca sativa L.
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