Respuesta de tomate a condicionantes abióticos y mitigación de su efecto mediante estrategias agronómicas

Abstract

[SPA] El tomate es una de las hortalizas más cultivadas y consumidas a nivel mundial, siendo un ingrediente básico en la cocina de todas las culturas. Además de su importancia socioeconómica, el tomate destaca por su alto contenido en compuestos bioactivos, con propiedades beneficiosas para la salud. En el sureste español, debido a su climatología, el rendimiento y la calidad de esta hortaliza se ven afectados por diferentes factores medioambientales, entre los que destaca la alta temperatura. Este problema se ve agravado por el hecho de que la mayor parte de la producción en la Región se desarrolla bajo invernadero, donde el aumento de temperatura es mucho más acusado. En numerosas ocasiones, el estrés térmico se presenta de forma simultánea con otros condicionantes abióticos, como la escasez de recursos hídricos y la salinidad de suelo y agua. El objetivo principal de esta tesis fue conocer la influencia de la alta temperatura sobre el rendimiento y la calidad de tomate, centrándose en acumulación de metabolitos relacionados con la calidad organoléptica y nutricional del fruto, y establecer diferentes estrategias agronómicas basadas en el manejo de la nutrición mineral, la utilización de mallas de sombreo y la aplicación de bioestimulantes para minimizar los efectos negativos del estrés térmico. Para ello se plantearon diferentes ensayos tanto en cámara de crecimiento (condiciones controladas) como bajo invernadero, con el fin de conocer la respuesta de la planta a nivel fisiológico, bioquímico y agronómico. Los ensayos bajo condiciones controladas permitieron identificar los principales compuestos bioactivos de tomate y conocer el impacto de la alta temperatura sobre su acumulación en fruto, dependiendo del tiempo de exposición al estrés. Se demostró la capacidad de las plantas de tomate para adaptarse a condiciones de estrés térmico, pudiendo incluso restaurar las concentraciones de los metabolitos interés después de largos períodos de exposición a alta temperatura. Por otro lado, se estudió la interacción del estrés térmico y la salinidad, tanto a nivel agronómico como bioquímico, concluyéndose que la pérdida de productividad como consecuencia de ambos estreses, puede ser en parte compensada, en términos de valor nutritivo, por el incremento de la concentración de ciertos compuestos bioactivos. La optimización del manejo de la nutrición nitrogenada permitió, por un lado, mejorar la calidad nutricional de los frutos y por otro, compensar el efecto negativo de la utilización de mallas de sombreo sobre el rendimiento. Por último, el uso de bioestimulantes se mostró como una alternativa capaz de mejorar el rendimiento de tomate bajo condiciones de alta temperatura, aumentando además, en determinados casos, el contenido de tomate en compuestos bioactivos con reconocidos efectos beneficiosos sobre la salud.

[ENG] The tomato is one the most widely cultivated and consumed vegetables worldwide, and a basic ingredient in the cuisine of most cultures. In addition to its socioeconomic importance, the tomato is well known for its high content of bioactive compounds with health-promoting properties. In south-eastern Spain, the yield and quality of this vegetable are affected by several environmental factors high temperature being the most prominent among them. This problem is compounded by the fact that tomato in this area is mainly cultivated in greenhouse conditions, which involves even higher temperatures. Frequently, severe temperature stress must contend with other abiotic factors, such as a shortfall in water resources and the salinity of the soil and waters. The main goal of this thesis was to undertsnd how high temperature affect the yield and quality of tomato. We focus on the accumulation of metabolites related to the organoleptic and nutritional quality of the fruit and establish different agronomic techniques based on mineral nutrition optimization, the use of shading and application of biostimulants to minimise the negative effects of the stress. To this end, studies were carried out under controlled (growth chamber) and greenhouse conditions to know the plant response at physiological, biochemical and agronomical levels. These studies under controlled conditions allowed the main bioactive compounds of tomato to be identified allong with the impact of high temperatureson their accumulation in fruit depending on the length of exposure to the stress conditions. The capacity of tomato plants to adapt to high temperature was demonstrated, along with their ability to restore the concentrations of major metabolites after long periods under such stress conditions. In addition, the interaction of high temperature and salinity was studied at both agronomic and biochemical levels. It is concluded that the loss of productivity as a result of both stresses can be partially compensated in terms of nutritional value by increases in the concentration of certain bioactive compounds. Optimizing nitrogen nutrition improved the nutritional quality of the fruits and compensated for the negative effect of shading on yield. Lastly, the use of biostimulants as an alternative to improve tomato yield under high temperature conditions was demonstrated, increasing in certain cases the levels of bioactive compounds with recognized beneficial effects on health.