El secuestro del carbono y la productividad del agua en el olivar

Abstract

El olivar constituye uno de los principales sistemas agrícolas en el área Mediterránea, y puede desempeñar un papel muy importante en el ciclo biogeoquímico como sumidero de gases de efecto invernadero (GEI). Sin embargo, la capacidad de fijar CO2 en diferentes condiciones ambientales por parte de las cubiertas de olivar es casi desconocida. Por otra parte, la elevada productividad del agua en el olivar ha provocado que la práctica del riego en este cultivo se haya generalizado en los últimos años, llegando a convertirse en el más importante de la agricultura española de regadío, cuya sostenibilidad se ve amenazada de forma creciente por la escasez de recursos hídricos. Esta situación evidencia la necesidad de profundizar en el estudio del efecto del estrés hídrico en el intercambio de gases y en la productividad del agua en el olivar. Dada la dificultad de extrapolar resultados obtenidos a partir de medidas en hoja, sería de gran utilidad el disponer de herramientas que permitiesen realizar estas medidas a escala árbol en condiciones de campo. Un método adecuado para medir el intercambio de gases en árboles individuales es el uso de cámaras. Sin embargo, hay una dificultad práctica en el diseño, construcción y operación de cámaras lo suficiente grandes como para incluir un árbol entero. El mayor reto de esta tesis fue el desarrollo de una herramienta capaz de medir el flujo de gases en árboles con volúmenes de copa de 20 a 30 m3 en campo. Para ello se diseñó una cámara de cierre transitorio con ventanas y techos móviles para mantener la cubierta del árbol acoplada al ambiente mientras está abierta. Partiendo de unas condiciones naturales, mediante cierres transitorios se mide simultáneamente la variación en la concentración de CO2 y vapor de agua por el intercambio de gases del árbol en el ambiente confinado por la cámara en un periodo de tiempo determinado. Los test realizados permitieron el desarrollo de un procedimiento estándar para medir el intercambio de gases en olivos.Para caracterizar las variaciones diurnas y estacionales de las tasas de fotosíntesis a nivel de cubierta y el efecto del estrés hídrico en el intercambio de carbono y vapor de agua, se midió la asimilación neta de CO2 (An), la transpiración (E) y la eficiencia en la transpiración (WUE) de olivos adultos en un periodo de 2 años en una parcela de olivar en Córdoba (España) con dos tratamientos de riego: control sin estrés hídrico (CI) y riego deficitario controlado (RDI). Independientemente del tratamiento de riego, la evolución de la conductancia estomática a lo largo del día presentó los valores máximos por la mañana temprano (8:00-9:00 GMT), disminuyendo de forma gradual desde ese momento hasta la puesta de sol. Mientras que la asimilación neta mostró un patrón similar al de la conductancia, la transpiración alcanzó sus valores máximos a primera hora de la tarde, como resultado del efecto conjunto de la conductancia de la cubierta y la demanda evaporativa (DPV). La asimilación neta (An) diaria varió estacionalmente con valores extremos de 9.6 g CO2 m-2 d-1 en diciembre de 2006 y 22 g CO2 m-2 d-1 en septiembre de 2007, para el tratamiento CI. El estrés hídrico redujo significativamente la An diaria en el tratamiento RDI. La WUE instantánea varió de forma dramática desde valores de 30 g CO2 L-1 a primera hora del día hasta 2.7 g CO2 L-1 al final de la tarde, siguiendo la típica relación inversa con el DPV. Aunque las diferencias en los valores instantáneos de WUE entre los dos tratamientos de riego fueron muy pequeñas, el déficit hídrico provocó un aumento notable en la WUE diaria, como resultado de un mayor control estomático en los periodos del día con mayor demanda evaporativa (DPV). Las medidas permitieron la calibración de un modelo de conductancia basado en la relación conductancia-asimilación que contribuyó a evaluar el efecto del estrés hídrico en la WUE. La mejora de la WUE en el RDI sugiere el uso de estrategias de riego deficitario como método eficiente para maximizar la acumulación de biomasa y la productividad en un escenario de escasez de agua cuando el estrés hídrico se concentra en el verano (VPD alto). Sin embargo, los límites de déficit hídrico para evitar efectos secundarios negativos (reducción en el índice de cosecha, la senescencia foliar, etc.) deben ser definidos.En último lugar, se presentan las primeras medidas de respiración a nivel de árbol en un estudio centrado en comprender cómo los patrones de respiración de la planta y el suelo de una parcela de olivar regulan la capacidad para el secuestro de carbono y cómo la respiración de los árboles responden a la temperatura, fenología y composición específica de órganos de la planta. Los resultados obtenidos en una serie de experimentos indicaron que; la respiración del suelo fue un componente importante de la respiración a nivel de ecosistema a pesar de que estuvo fuertemente limitada en el suelo seco. La respiración de raíces, micorrizas, y organismos descomponedores (respiración heterótrofa) en suelos permanece desconocida y requieren ser estudiadas. Mientras que la respiración del suelo fue constante, la respiración de la planta varió de forma proporcional a la temperatura. Este patrón hizo que la respiración del suelo fuera el mayor contribuyente de la respiración a nivel de ecosistema cuando la temperatura del aire fue inferior a 20 ºC. Los componentes de mantenimiento y crecimiento de la respiración fueron determinados en un experimento con olivos jóvenes sometidos a periodos prolongados de oscuridad y podas selectivas. Aproximadamente el 30% de la respiración de las plantas fue asignada a su componente de crecimiento y el 70% a la de mantenimiento, cuya dependencia con la temperatura fue determinada empíricamente para sus diferentes órganos. El coeficiente específico de mantenimiento (la tasa de respiración por unidad de masa de un órgano determinado a una temperatura de referencia) medido en frutos fue similar al de hojas, siendo para ramas el más bajo. En experimentos similares con árboles adultos, la respiración del tronco representó el 6% de la respiración total de la planta. Los resultados obtenidos indicaron que generalmente la respiración específica de un árbol está más relacionada a su masa foliar que a su masa total o su área foliar ya que las hojas fueron los principales contribuyentes a la respiración de las planta. El coste de mantenimiento tan reducido encontrado en madera estructural indica que la respiración de la cubierta se ve afectada mínimamente por diferencias en la biomasa leñosa.