Ciencia para todos desde el CEBAS

José Ramón Acosta Motos, Becario FPI del CEBAS-CSIC

Una Tesis Doctoral defendida por José Ramón Acosta Motos en la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) ha tenido por objeto el estudio del uso de aguas residuales depuradas (ARDs), con niveles de salinidad relativamente altos (inferiores a 8 dS/m), para el riego de plantas ornamentales para su uso en paisajismo y xerojardinería. El trabajo ha sido dirigido por los doctores Mª Jesús Sánchez Blanco (Departamento de Riego del CEBAS) y José Antonio Hernández Cortés (Grupo de Biotecnología de Frutales del CEBAS).

La problemática del agua en el planeta Tierra, dentro del contexto del cambio climático, asociada a la escasez y sobreexplotación del recurso hídrico convencional obliga a buscar soluciones alternativas. Una de ellas es la reutilización de las aguas residuales después de su depuración y/o regeneración, para el riego de especies vegetales, con valor ornamental, utilizadas en proyectos de paisajismo y xerojardineria.

Según el Real Decreto 1620/2007 se definen dos tipos de aguas residuales:

AGUAS RESIDUALES DEPURADAS: Aguas residuales que han sido sometidas a un proceso de tratamiento que permita adecuar su calidad a la normativa de vertidos aplicable.

AGUAS REGENERADAS: Aguas residuales depuradas que, en su caso, han sido sometidas a un proceso de tratamiento adicional o complementario que permite adecuar su calidad al uso al que se destinan.

Este tipo de aguas presentan algunas ventajas como la de ser una fuente alternativa de agua en regiones áridas y semiáridas donde los recursos hídricos son muy limitados y por presentar una alta carga de nutrientes lo que supone también un ahorro de fertilizantes o abonos aplicados a los cultivos. También en función de los tratamientos aplicados para su depuración pueden presentar inconvenientes como altas concentraciones de sales, principalmente asociadas a la presencia de los iones Na+ y Cl, altas concentraciones de boro y presencia de cierta cantidad de metales pesados y organismos patógenos.

Plantas de Mirto y de Eugenia crecidas en condiciones controladas.

Plantas de Mirto y de Eugenia crecidas en condiciones controladas.

Es importante conocer cómo responden las plantas ornamentales al riego con este tipo de aguas, concretamente qué tipo de mecanismos o adaptaciones de tipo morfológico, fisiológico o bioquímico desarrollan en respuesta a la salinidad. La salinidad es una de las situaciones de estrés abiótico que más afecta al crecimiento y productividad vegetal. Los principales efectos negativos que la salinidad produce en las plantas incluyen el estrés osmótico y la toxicidad iónica. Además el estrés salino también produce un estrés oxidativo a nivel subcelular, contribuyendo a la aparición de síntomas característicos. Sin embargo, la respuesta de las plantas a la salinidad es diferente dependiendo de la especie vegetal y de las condiciones experimentales.

En la presente Tesis se han utilizado dos especies vegetales de la familia de las Mirtáceas Myrtus communis L. (mirto) y Eugenia myrtifolia L. (eugenia) muy empleadas en proyectos de paisajismo y xerojardinería y adaptadas a climas de tipo mediterráneo.

Se han realizado análisis de las distintas aguas utilizadas en los ensayos midiendo su pH, turbidez, los sólidos disueltos totales (SDT), la conductividad eléctrica (CE) y el contenido nutricional. También se han realizado análisis del sustrato midiendo el pH, la CE y el contenido nutricional. Con respecto al análisis del material vegetal se han estudiado:

  • Medidas relacionadas con el crecimiento
  • Determinación de solutos inorgánicos y cálculo de la tasa de absorción de iones
  • Medidas del color y contenidos de clorofila total en hojas.
  • Relaciones hídricas
  • Parámetros de intercambio gaseoso y temperatura foliar
  • Parámetros relacionados con la fluorescencia de clorofilas
  • Medidas relacionadas con el metabolismo antioxidativo
  • Cambios en la anatomía foliar mediante estudios microscópicos
  • Obtención de un perfil hormonal en hojas.

 

Los resultados muestran que las ARDs, cuando se usan con una fracción de drenaje adecuado, son una fuente alternativa de agua útil para el riego de estas dos especies vegetales, especialmente en regiones áridas como las del sureste de la península ibérica, siempre y cuando no se superen los 8 dS/m de conductividad eléctrica en el agua. Por otro lado, debido al alto contenido de diferentes nutrientes que pueden contener, las ARDs permiten minimizar los efectos tóxicos producidos por las sales e incluso estimular el crecimiento de las plantas.

En un estudio comparativo realizado con disoluciones preparadas que contienen sal común (NaCl), las plantas de mirto y de eugenia responden de una forma diferente a la salinidad:

Tanto las plantas de mirto como las plantas de eugenia acumulan mayoritariamente el Na+ y el Clen la raíz, restringiendo su translocación a la parte aérea. Aunque en el caso de las plantas de eugenia se moviliza mayor cantidad de Na+ hacia la parte aérea.

  • En las plantas de eugenia se produce una adaptación en el control estomático y en la actividad fotosintética, con un aumento de la eficiencia fotosintética (Pn/gs). Este hecho está relacionado con cambios anatómicos en las hojas. En el caso del mirto se producen algunos cambios anatómicos que no consiguieron mejorar la eficiencia fotosintética en respuesta a la salinidad.
  • Las plantas de eugenia aumentan los parámetros de quenching fotoquímico y disminuyen los de quenching no fotoquímico con la salinidad, siendo la respuesta inversa en mirto. El primer caso hace referencia a una mayor eficiencia fotosintética, mientras que el segundo caso indica un mecanismo seguro de disipación del exceso de energía luminosa en forma de calor.
  • Las plantas de mirto presentan mayores niveles de actividad catalasa, mientras que las de eugenia presentan mayores niveles basales de las actividades SOD, POX y MDHAR.
  • Las plantas de mirto presentan mecanismos de tolerancia más rústicos, cutícula engrosada, menor área foliar y mayor control estomático en comparación con la eugenia.

 

Imágenes de diferentes parámetros de fluorescencia en plantas de mi mirto y eugenia al final de la fase de salinización (C,S4 y S8).

Imágenes de diferentes parámetros de fluorescencia en plantas de mi mirto y eugenia al final de la fase de salinización (C,S4 y S8).

Los Directores de la Tesis (José A. Hernández Cortés, y María Jesús Sánchez Blanco) junto con el nuevo doctor, José Ramón Acosta Motos.

Los Directores de la Tesis (José A. Hernández Cortés, y María Jesús Sánchez Blanco) junto con el nuevo doctor, José Ramón Acosta Motos.

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