Desarrollo de estrategias de riego deficitario controlado y selección del portainjerto para mejorar la calidad y funcionalidad de los pistachos (Pistacia vera)

Abstract

La necesidad de optimizar el uso del agua en los agrosistemas es un hecho asumido por agricultores y organismos reguladores. Esta situación irreversible nos obliga a convivir con la escasez de recursos hídricos y a desarrollar herramientas capaces de asegurar la competitividad de la fruticultura. Sin embargo, la mayoría de las estrategias de riego deficitario no están basadas en niveles de déficit hídrico concretos en las plantas, ni está claro que conlleven una mejora de las características funcionales y sensoriales de los frutos. En este sentido, la bibliografía existente es escasa y contradictoria, debido fundamentalmente a que: (i) en ciertas publicaciones falta precisión a la hora de definir el estado hídrico del cultivo estudiado (duración del estrés, velocidad de imposición de este, etc.) y (ii) se presupone la existencia de una relación lineal entre déficit hídrico y acumulación de compuestos bioactivos. La hipótesis principal de esta Tesis Doctoral radica en que, no hay relación lineal entre el nivel de compuestos bioactivos de los frutos y el nivel de estrés hídrico (controlado). Mientras que bajo un estrés hídrico elevado se produce una importante regulación estomática y el CO2 se destina al mantenimiento del metabolismo primario, bajo un déficit moderado/suave se redistribuye el CO2 hacia la formación de metabolitos secundarios, en detrimento del crecimiento. Esto da lugar a frutos con mayor contenido en compuestos bioactivos en aquellos frutos en los que el déficit hídrico ha sido controlado. Además, las situaciones de estrés hídrico provocan una acumulación de sustancias antioxidantes, como respuesta fisiológica a la eliminación de radicales libres formados. Por ello, pensamos que mediante el manejo preciso de niveles de déficit hídrico “suave” es factible conseguir mínimas mermas en la producción y generar a su vez productos de máxima calidad. Estos productos, por ser el resultado de una optimización del uso del agua y tener una calidad elevada, tendrán una identidad marcada que los diferenciará del resto de su categoría, facilitando su inclusión en mercados internacionales más exigentes. Bajo estas premisas, se desarrolló el concepto “hidroSOStenible” y se aplicó al cultivo del pistacho, demostrando que los consumidores valoran positivamente los productos saludables, los que respetan el medio ambiente y los que tienen buenas propiedades funcionales, estando dispuestos a pagar hasta un 10 % más por este tipo de productos. Una vez desarrollado el concepto y puesto en práctica se realizó un estudio de la calidad de pistachos procedentes de ocho cultivares, para realizar una caracterización completa de los frutos obtenidos. Una vez elegido aquél que, bajo los criterios estudiados, consideramos como el de mejor calidad, cultivar Kerman, se realizó un estudio combinado de diferentes tratamientos de riego deficitario controlado y portainjertos para estudiar su influencia sobre la calidad física, química, funcional y sensorial de los pistachos obtenidos. Se demostró que un tratamiento de riego deficitario controlado leve aplicado durante la fase fenológica II del cultivo del pistacho es capaz de provocar una mejora en la calidad física, funcional, química y sensorial de los frutos obtenidos, manteniendo inalteradas las propiedades antimutagénicas y citotóxicas que los compuestos presentes en este fruto tienen frente a células cancerígenas El empleo del portainjerto P. terebinthus durante el cultivo del pistacho condujo a frutos de mayor calidad (morfológica, textura, ácidos grasos, capacidad antioxidante y contenido de polifenoles) que los obtenidos mediante los portainjertos P. atlantica y P. integerrima. Este hecho supone un incuestionable avance para la fruticultura, ya que se pueden obtener productos de mayor calidad y con un claro valor añadido al percibirse como productos sostenibles y respetuosos con el medioambiente.

The need to accelerate the use of water in agrosystems is a fact assumed by farmers and regulatory councils. This irreversible situation forces us to live with the scarcity of water resources and develop reliable tools to guarantee the competitiveness of fruticulture. However, most of the deficit irrigation strategies are not based on concrete water deficit levels in the plants, nor it is clear whether it implies an improvement of the functional and sensory characteristics of the fruits. In this sense, the existing literature is scarce and contradictory, mainly due to the fact that: (i) in certain publications there is a lack of precision in defining the hydric state of the crop studied (duration of stress, speed of imposition of the same, etc.) and (ii) the existence of a linear relationship between the water deficit and the accumulation of bioactive compounds is assumed. The main hypothesis of this Thesis is that there is no linear relationship between the level of bioactive compounds of the fruits and level of water stress (controlled); while under high water stress there is an important stomatal regulation and CO2 is used to maintain the primary metabolism, under a moderate deficit, CO2 is redistributed to the formation of secondary metabolites to the detriment of growth. This situation results in products with a higher content of bioactive compounds in those fruits in which the water deficit has been controlled. In addition, situations of water stress cause an accumulation of antioxidant substances, as a physiological response to the elimination of free radicals formed. Therefore, it is believed that through the precise management of water deficit levels it is feasible to achieve minimal production losses and in turn generate top quality products. These products, as a result of an optimization of water use and having a high quality, will have a marked identity that will differentiate them from the rest of their category, facilitating their inclusion in more demanding international markets. Under these premises, the concept of “hydroSOStainable products” was developed and applied to pistachio farming and commercialization, demonstrating that consumers positively value healthy products, those that respect the environment and those that have good functional properties, even willing to pay up to 10 % more for this type of products. Once the concept was developed and put into practice, a study of the quality of pistachios from eight cultivars was carried out, to perform a complete characterization of the obtained nuts. Once the one that, under the studied criteria, was considered as that having the best quality (cultivar Kerman), was chosen, a combined study of different treatments of controlled deficit irrigation and rootstocks was carried out to study their influence on the physical, chemical, functional and sensory quality of the pistachios obtained. It was shown that a soft regulated deficit irrigation treatment, applied during the phenological phase II of pistachio cultivation, is capable of causing an improvement in the physical, functional, chemical and sensory quality of the affected fruits, unaltered the antimutagenic and cytotoxic properties that their compounds have against cancer cells. The use of the P. terebinthus rootstock during pistachio cultivation led to fruits of higher quality (morphological, texture, fatty acids, antioxidant capacity and polyphenol content) than those produced using P. atlantica and P. integerrima rootstocks. This fact represents an unquestionable advance for fruticulture, because it allows farmers to obtain products of higher quality and with a clear added value when perceived as sustainable and environmentally friendly products.