Variabilidad genética de la adaptación del olivo a temperaturas invernales altas: caso de la isla de Tenerife

Abstract

El cambio climático es una de las grandes preocupaciones de nuestro tiempo. La agricultura será sin duda uno de los sectores más afectados debido al incremento de temperaturas y menor disponibilidad de agua. En particular, en el caso de la fruticultura, la ausencia de frío invernal pondrá en riesgo la floración y la fructificación y, en consecuencia, la supervivencia de estas especies, incluyendo al olivo. El aumento de temperaturas también podrá modificar sustancialmente la cantidad y calidad del aceite de oliva virgen extra que se produzca. Hasta el momento, los requerimientos de frío del olivo habían sido poco estudiados puesto que eran ampliamente cubiertos en la cuenca del Mediterráneo. Sin embargo, el nuevo escenario de cambio climático y la expansión del olivo a zonas más allá del clima mediterráneo donde tradicionalmente se ha cultivado han obligado a desarrollar estudios que permitan conocer los requerimientos de frío del olivo. También en algunos trabajos se han simulado las condiciones futuras de baja acumulación de frío durante el invierno, pero en muy pocas ocasiones estos estudios han sido desarrollados en condiciones de campo reales. Igualmente existen pocos daos sobre la variación de la composición del aceite en un entorno de cambio climático, la mayoría de ellos referidos a los efectos de la composición acídica, siendo casi nula la información sobre la influencia del cambio climático en la composición fenólica. Por tanto, el principal objetivo de esta tesis consistió en evaluar el comportamiento de la fenología de floración y de la composición fenólica de los frutos en las condiciones del clima subtropical de Tenerife, caracterizado por la ausencia de frío invernal. Estos resultados fueron comparados con los obtenidos en condiciones del clima mediterráneo en Andalucía. En relación con la fenología de floración, se evaluaron las variedades ‘Arbequina’ y ‘Picual’ en tres zonas diferentes de Tenerife con diferencias climáticas asociadas a su diferente altitud. Al mismo tiempo, este estudio fue llevado a cabo en tres localizaciones distintas de Andalucía también con marcadas diferencias climáticas entre ellas. Como resultado se observó que las condiciones climáticas en Tenerife inducían a una floración más temprana y con un período de floración más largo que en Andalucía. Además, la floración en las condiciones subtropicales fue muy asincrónica, de modo que se registró un gran número de estadios fenológicos diferentes al mismo tiempo en un mismo árbol. Esta situación suele traducirse en impactos negativos en la producción y en la calidad del aceite de oliva obtenido. Con estos primeros resultados, se abordó el segundo objetivo de la tesis. Este consistió en la evaluación de la variabilidad genética, ambiental y su interacción en la fenología de floración de un conjunto de variedades en el clima subtropical de Tenerife y en el clima mediterráneo de Córdoba. Para desarrollar este objetivo, se evaluaron ensayos comparativos de las variedades ‘Arbequina’, ‘Picual, ‘Koroneiki’, ‘Hojiblanca’, ‘Coratina’, ‘Picholine Marocaine’ y ‘Martina’, localizados en ambos climas. También se evaluó la interacción entre el genotipo y el ambiente en la fenología de floración. En el Capítulo III de esta tesis, se exponen los resultados obtenidos de este trabajo. El principal factor responsable de la variabilidad en fenología de floración fue el ambiente. Una vez más, la floración en Tenerife fue más temprana y larga que en Córdoba. No se encontraron diferencias significativas entre variedades, a pesar de que provenían de zonas de origen muy diferentes (España, Italia, Marruecos y Grecia). La interacción genotipo x ambiente tampoco fue significativa para el período de floración. La asincronía observada en todos los genotipos estudiados fue, nuevamente, una característica destacable de la floración en las condiciones del clima subtropical; observándose incluso dos momentos de plena floración en muchas variedades. Cabe destacar que a lo largo de los tres años que duró este estudio en Tenerife, todas las variedades presentaron floración, a pesar de las cálidas temperaturas registradas durante el invierno. Por lo tanto, estos resultados muestran la necesidad de incluir la longitud del período de floración como un nuevo parámetro en los modelos de simulación del calentamiento global. Además, un número mayor de genotipos deberían ser evaluados con el fin de encontrar variedades mejor adaptadas a los inviernos cálidos. Finalmente, el último objetivo de la tesis fue estudiar el efecto del clima en el contenido y los componentes fenólicos de frutos de ‘Arbequina’. Para ello se evaluó el comportamiento de esta variedad en seis localidades: cuatro de ellas situadas en condiciones de clima mediterráneo en Andalucía (Antequera y Baena en secano, Córdoba y Úbeda en regadío) y las otras dos en las condiciones subtropicales de Tenerife (Los Tomillos y El Viso, ambas en regadío). La disponibilidad de agua marcó las principales diferencias en el contenido en fenoles y en sus componentes, con diferencias significativas entre las cuatro localizaciones de regadío (dos de Tenerife y dos de Andalucía) y las dos de secano (en Andalucía). Entre localidades bajo sistema de regadío, se registró un mayor conenido fenólico en Andalucía que en Tenerife, probablemente porque las altas temperaturas estivales del clima mediterráneo produjeron un mayor estrés en los árboles de dichas localidades. También la fecha de recolección mostró una influencia significativa tanto en el contenido fenólico total como en el de algunos de sus componentes. Este ensayo se detalla en el Capítulo IV de la presente tesis.

Climate change is one of the great concerns of our time. Agriculture will be one of the most affected sectors, undoubtedly, due to the increase in temperatures and the less availability of water. In particular, in the case of temperate fruit trees, the lack of winter cold will endanger their flowering and fruit production and, consequently, the survival of these species, including olive tree. The increase in temperatures could also modify the quantity and quality of extra virgin olive oil produced substantially. Until now, chilling requirements of olive had been little studied because they were widely fulfilled in the Mediterranean basin. However, the new climatic situation and the expansion of olive outside the Mediterranean climate where it has been traditionally cultivated have forced to develop studies which led to know olive chilling requirements. Moreover, in some studies, future conditions of low chilling accumulation in winter have been simulated, but a very few times, these studies have been developed in real field conditions. Likewise, there are a few data about the variation of oil in a climatic change scenario, the most of them are referred to the effects on acid composition, and there is almost no information about the influence of climate change in phenolic composition. Therefore, the main goal of this thesis was to evaluate the behaviour of olive flowering phenology and the phenolic composition of the fruits under the Sub-tropical climate conditions in Tenerife, which is characterized by the lack of cold winter. These results were compared with those obtained under Mediterranean climate conditions in Andalusia. With reference to flowering phenology, ‘Arbequina’ and ‘Picual’ cultivars were evaluated in three areas in Tenerife with climatic differences related to their different altitude. At the same time, this study was carried out in three different locations in Andalusia with strong climatic differences among them, too. As a result, it was observed that climatic conditions in Tenerife promoted an earlier flowering and a longer flowering period than in Andalusia. Moreover, flowering in Sub-tropical conditions was very asynchronous, so a great number of phenological stages were reported at the same time and in the same tree. This situation usually causes negative impacts on production and on the quality of the olive oil obtained. With these first results, the second goal of the thesis was approached. This one consisted in the assessment of the influence of the genetic variability, environmental and its interaction in flowering phenology of a set of cultivars in the Sub-tropical climate of Tenerife and in the Mediterranean climate of Cordoba. To achieve this goal, comparative studies of the cultivars ‘Arbequina’, ‘Picual, ‘Koroneiki’, ‘Hojiblanca’, ‘Coratina’, ‘Picholine Marocaine’ and ‘Martina’ were developed, located in both climates. The interaction between genotype and environment on flowering was also evaluated. In Chapter III, the results of this study are exposed. The main factor responsible for the variability of the flowering phenology was the environment. Once more, flowering in Tenerife was earlier and longer than in Cordoba. No significant differences among cultivars were found, even though these cultivars came from very contrasting areas of origin (Spain, Italy, Morocco and Greece). The interaction genotype x environment was not significant for flowering period either. Asynchronous observed in all the studied cultivars was again a remarkable character of flowering in the Sub-tropical climate; two full bloom dates were even reported for many of these cultivars. It should be noted that through of the three years that the study last in Tenerife, all cultivars flowered, in spite of the warm temperatures registered in winter. Therefore, these results showed the need of including the length of the flowering period as a new parameter in the global warming simulation models. A wider range of genotypes should be also evaluated to find better adapted to milder winters cultivars. Finally, the last goal of the thesis was to study the effect of the climate in the content and phenolic components of ‘Arbequina’ fruits. The behaviour fo this cultivar in six locations was evaluated: four of them situated in Mediterranean climate conditions in Andalusia (Antequera and Baena in dry farming, Córdoba and Úbeda irrigated) and the two others in Sub- Tropical conditions in Tenerife (Los Tomillos and El Viso, both irrigated). Water availability made the differences in content in phenols and their components, with significant differences between the four irrigated fields (two in Tenerife and two in Andalusia) and two dry farming (in Andalusia). Among irrigated fields, a higher phenolic content was registered in Andalusia than in Tenerife, probably because the high summer temperatures of Mediterranean climate produced greater stress in the trees of these locations. Harvest date also showed a significant influence both in the total phenolic content and in some of their components. This study is detailed in Chapter IV of this thesis.