Respuesta agronómica y fisiológica del almendro al riego deficitario. Indicadores de estrés hídricos

Abstract

[SPA] El objetivo global de esta memoria fue estudiar la respuesta agronómica y fisiológica de almendros jóvenes y adultos a la aplicación de distintas estrategias de riego deficitario, y evaluar la utilidad y aplicabilidad de distintos indicadores del estado hídrico del árbol en la programación del riego. Para ello se establecieron tres ensayos en dos parcelas experimentales: uno en almendros adultos cv. ‘Colorada’ regados con agua de elevada salinidad y que constó de tres tratamientos de riego: (i) TCTL, regado al 125 % ETC durante todo el ciclo de cultivo; (ii) TRDC, regado al 100 % del TCTL hasta alcanzar el tamaño exterior del fruto, 70 % hasta el inicio de la fase IV, 30 % hasta recolección y 70 % durante el resto de la estación de riego y (iii) TSCO, sin riego durante todo el año, y otros dos en almendros jóvenes cv. ‘Marta’, con agua de buena calidad y con un total de cinco tratamientos: (i) TCTL, regado al 120 % ETC durante todo el ciclo de cultivo; (ii, iii) TRD80 y TRD60, regado al 80 y 60 % de la ETC durante todo el ciclo de cultivo y (iv, v) TRDC40 y TRDC20, regados al 100 % ETC durante todo el ciclo de cultivo excepto en la fase IV, donde recibieron el 40 y 20 % de la ETC respectivamente. Los principales mecanismos desarrollados por los almendros adultos bajo condiciones de estrés hídrico y salino fueron: (i) una disminución del potencial hídrico foliar, al objeto de generar un mayor gradiente de potencial hídrico entre el suelo y la hoja, y de este modo favorecer la absorción de agua, (ii) una temprana regulación estomática, desde las primeras horas del día, permitiéndole una mayor eficiencia en la absorción de CO2 respecto a las pérdidas de agua, (iii) un ajuste osmótico durante la mayor parte de la estación de crecimiento, lo que permitió mantener la turgencia celular y compensar las disminuciones de potencial hídrico foliar y (iv) una disminución del índice de área foliar (LAI), lo que supuso una contribución adicional al mantenimiento de la turgencia, ya que al disminuir el ratio brotes/raíz se redujo la tasa transpirativa para idéntica demanda evaporante. En cuanto a los rendimientos obtenidos, los tratamientos control y de riego deficitario controlado (RDC) mostraron valores superiores a los esperados para la salinidad presente en el agua de riego. Por otro lado, el tratamiento RDC, con un ahorro de agua del 50 % obtuvo una producción similar al control. Estos resultados muestran una buena adaptación de esta variedad autóctona al estrés hídrico y salino, lo que le permite utilizar más eficazmente el agua disponible. De los parámetros evaluados en almendros jóvenes fue el crecimiento vegetativo el más sensible al déficit hídrico, y en especial el diámetro del tronco. Los tratamientos más afectados fueron aquéllos en los que el estrés hídrico fue más intenso y aplicado desde el primer año de plantación (TRD60 y TRDC40). Sin embargo, el rendimiento no se vio, prácticamente, afectado, ya que tan sólo TRD60 y en su tercer año de ensayo presentó valores inferiores al control. La disminución del diámetro de tronco y consecuentemente del volumen de copa supone un menor espacio para el asentamiento de frutos y, en definitiva, una menor carga productiva. Cabría, por lo tanto, esperar una acentuación de estas diferencias a más largo plazo. Todo ello, muestra la conveniencia de realizar una programación del riego con criterios de crecimiento y desarrollo en los primeros años de la plantación al objeto de alcanzar el estado adulto lo más rápidamente posible. De los diferentes indicadores evaluados del estado hídrico del árbol fue la máxima contracción diaria del tronco (MCD) la que presentó la mayor correlación con el potencial hídrico foliar al alba (Ψa) y de tallo a mediodía (Ψt), parámetros utilizados tradicionalmente de referencia en este tipo de estudios. Lo mismo sucedió en las correlaciones con la evapotranspiración de referencia (ETo) y el déficit de presión de vapor (DPV). Esto unido al hecho de detectar rápidamente cambios de humedad en el suelo, de su posible automatización y del seguimiento en tiempo real del estado hídrico del árbol le convierte en una herramienta muy útil para el manejo y automatización del riego. Dentro de esta línea, es de destacar la estrecha relación observada a nivel estacional y mensual entre la máxima contracción diaria (MCD) y el déficit de presión de vapor (DPV), lo que ha permitido establecer líneas de referencia de posible aplicación a la programación automática del riego en el cultivo del almendro.

[ENG] The main objective of this Doctoral Thesis was to evaluate the agronomic and physiologic responses of both young and adult almond trees to distinct deficit irrigation strategies, as well as to assess the applicability and utility of several plant water status indicators for irrigation scheduling. To this aim, three experiments were planned on two different experimental plots: a) one of them carried out on adult ‘Colorada’ almond trees irrigated with highly saline water, where three irrigation treatments were established: (i) TCTL, irrigated at 125 % ETC throughout all growing season; (ii) TRDC, receiving 100 % TCTL until the fruit reached its definitive external size, then 70 % TCTL until the beginning of stage IV, 30 % during stage IV and 70 % TCTL in postharvest; and (iii) TSCO, rainfed treatment. b) two of them carried out on young ‘Marta’ almond trees, where five irrigation treatments were defined (i, ii, iii) TCTL, TRD80 and TRD60, irrigated at 120, 80 and 60 % ETC all growing season and (iv, v) TRDC40 and TRDC20, irrigated at 100 % ETC during all year except during stage IV, when 40 and 20 % ETc was supplied, respectively. The most significant mechanisms of adult almond trees under both water and salt stresses (Experiment 1) were: (i) a decrease in predawn leaf water potential, which allows the plant to preserve a water potential gradient between soil and leaves in order to maintain root water uptake; (ii) an early stomatal regulation, evidenced since the first hours of the day, that maximizes CO2 assimilation efficiency with respect to water losses; (iii) osmotic adjustment which took place during most of the growing season, and allowed the plant to maintain cell turgor and thus compensating leaf water potential decline; and (iv) leaf area index (LAI) decrease, which supposed an additional contribution to maintain cell turgor, since it reduces shoot/root ratio and therefore the transpiration rate for a similar evaporative demand. With respect to the productive response, both control and regulated deficit irrigation (RDI) treatments showed higher values than expected taking into account the salinity level of irrigation water. On the other hand, RDI treatment, which saved 50 % of the irrigation water volume, presented similar yield to control treatment. These results evidence a good degree of adaptation of this autochthon variety to both water and salt stresses, leading to a more efficient use of soil available water. From the results of Experiments 2 and 3, vegetative growth indicators were the most sensitive to water stress, in particular trunk diameter. Trees growing under the most severe water stress conditions (TRD60 and TRDC40) were the most affected in terms of tree growth, particularly those trees that suffered water restriction since the beginning of the plantation. The analysis of the productive response showed no significant changes between water restricted and control treatments, except for TRD60 which presented lower yield values than control treatment in the third year of study. The general tree growth decrease observed in water-restricted young almond trees when compared to fully irrigated trees lead to smaller tree crowns, and is likely to reduce the number of fruit positions and thus crop load once the trees reach the productive period. Consequently, it results highly convenient to establish irrigation scheduling criteria aimed to allow young trees to reach the productive period as fast as possible. Among all the tree water status indicators considered in this study, maximum daily shrinkage (MDS) presented the best correlation with predawn leaf water potential (Ψa) and midday stem water potential (Ψt), indicators traditionally considered as reference in this kind of studies. A similar result was found when analyzing the correlations with crop reference evapotranspiration (ETo) and vapour pressure deficit (VPD). In addition, we obtained a close relationship between MDS and VPD on both seasonal and monthly basis, which allowed establishing reference baselines that might be used for irrigation scheduling. These results, joined to the reliability of this indicator to detect soil moisture changes as well as the possibility of continuously monitoring tree water status, makes MDS a pertinent and useful plant state variable to be used in almond irrigation scheduling, provided reference baselines are available.