INFLUENCIA DEL RIEGO SOBRE EL RENDIMIENTO EN CULTIVO DE TRES ESPECIES DEL GÉNERO THYMUS. ESTUDIO DE LA VARIABILIDAD INTRAESPECÍFICA

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1 Universidad de Murcia Facultad de Biología Departamento de Biología Vegetal (Fisiología Vegetal) Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario INFLUENCIA DEL RIEGO SOBRE EL RENDIMIENTO EN CULTIVO DE TRES ESPECIES DEL GÉNERO THYMUS. ESTUDIO DE LA VARIABILIDAD INTRAESPECÍFICA Memoria de Tesis presentada por Rosa María Martínez Rodríguez para optar al grado de Doctor Murcia, 2008

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3 A mis padres

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5 AGRADECIMIENTOS En primer lugar, quiero agradecer a mi familia el cariño y el apoyo incondicional que me han prestado a lo largo de estos años. Si he llegado hasta aquí, ha sido gracias a ellos. También agradezco profundamente a mis directores, José Antonio y María José, la infinita paciencia que han tenido conmigo. Gracias por no haberos comportado nunca como jefes, sino como compañeros, y lo que es mucho más importante, como amigos. A todos mis compañeros del Departamento de Plantas Aromáticas y Extractos, los que estaban y los que están. A Aranza, compañera y amiga con quien siempre he podido contar, y que me ha ayudado más de una vez en el laboratorio (y fuera de él). A Inma, cuyo calor y amistad siempre puedes sentir a tu lado, animándote. A Vicente, nunca agradeceré lo suficiente su trabajo y experiencia en las labores de campo. A Fran, trabajador incansable, siempre dispuesto a echar una mano en todo. A Cristina, que aunque se incorporó al equipo algo más tarde, nunca ha dejado de alentarme. A José Antonio (de Cieza), con quien he compartido coche, y cuyo trabajo en la parcela ha permitido llevar a buen puerto este proyecto. A David, por no molestarse nunca a pesar de que lo mucho que le hemos pedido su colaboración en las traducciones. A Antonio, a quien invadimos parte de su laboratorio. A los últimos fichajes, Ana, Vanesa y María, que siempre me reciben con una sonrisa. Y, muy especialmente, a María, por compartir conmigo codo con codo tantas horas de campo y laboratorio, y porque sin su empuje y su tesón, nada de esto habría sido posible. A todo el personal del IMIDA, gracias por vuestro apoyo. Finalmente, quiero agradecer al Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) la concesión de la Beca que ha permitido la realización de esta Tesis Doctoral.

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7 ÍNDICE Página JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS I. INTRODUCCIÓN... 7 I.1. CONCEPTO DE PLANTA AROMÁTICA... 9 I.2. TAXONOMÍA DEL GÉNERO THYMUS I.3. CARACTERIZACIÓN BOTÁNICA DEL GÉNERO THYMUS...16 I.3.1. Distribución geográfica I.4. CARACTERÍSTICAS DEL ACEITE ESENCIAL I.4.1. Definición de calidad I.4.2. Métodos de extracción. 27 A) Destilación B) Extracción con disolvente (SE) C) Destilación-Extracción simultáneas (SDE) D) Extracción con fluidos supercríticos (SFE) E) Microondas I.5. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACEITE ESENCIAL EN EL GÉNERO THYMUS I.5.1. Antecedentes bibliográficos 38 I Thymus vulgaris L I Thymus zygis Loefl. ex L I Thymus hyemalis Lange I Thymus baeticus Boiss ex Lacaita.55 I Thymus camphoratus Hoffmanns & Link I Thymus mastichina (L.) L I Thymus piperella L I Thymus caespititius Brot I Thymus pulegioides L I Thymus villosus L I Thymus lotocephalus G. López & R. Morales I Thymus serpylloides Bory subsp. gadorensis (Pau) Jalas

8 I.6. INTERÉS ECONÓMICO DEL GÉNERO THYMUS I.6.1. Materia prima para la industria 69 I.6.2. Importancia del tomillo en la economía española I.6.3. Aplicaciones. Propiedades del tomillo I Actividad antibacteriana.. 83 I Actividad antioxidante I Actividad antifúngica. 93 I Actividad antiparasitaria y plaguicida I Extractos I.7. ADAPTACIÓN AL CULTIVO A) Condiciones B) Producciones.105 II. MATERIAL Y MÉTODOS II. 1. PARCELA EXPERIMENTAL II Características edafoclimáticas II Diseño experimental de la plantación II Cálculo de las dosis de riego II. 2. MATERIAL VEGETAL.121 II Recolecciones II Número y procesado de las muestras vegetales II. 3. EXTRACCIÓN DEL ACEITE ESENCIAL. 127 II. 4. ANÁLISIS DE COMPONENTES II Cromatografía de Gases (GC) II Espectrometría de Masas (MS).131 II Análisis cualitativo y cuantitativo II. 5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO..134 III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 137 III.1. THYMUS HYEMALIS. 141 III Efecto de las siegas sobre la supervivencia de las plantas

9 III Producción de biomasa III Invierno III Primavera III Comparativa invierno/primavera III Rendimiento en aceite esencial III Invierno A) Destilación de plantas individuales 153 B) Producción por hectárea III Primavera A) Destilación de plantas individuales.158 B) Producción por hectárea..160 III Comparativa invierno/primavera.162 III Efecto del riego sobre la evolución del cultivo III Invierno III Primavera III Perfil cromatográfico del aceite esencial.171 III Efecto del riego sobre la composición química del aceite esencial III Invierno III Primavera III Comparativa invierno/primavera III Invierno III Estudio de la variabilidad intraespecífica Quimiotipo fenólico, con timol > 20% A) Invierno. 204 B) Primavera. 210 C) Evolución de la influencia del riego en la síntesis de fenoles Quimiotipo fenólico, con timol 20% Quimiotipo fenólico, con timol 20%, y precursores elevados Quimiotipo mixto α-terpineol/timol. 220 Quimiotipo linalol

10 Quimiotipo carvacrol Quimiotipo mixto, borneol/timol Quimiotipo mixto, linalol/timol Quimiotipo α-terpineol Quimiotipos cuyo porcentaje no supera el 0,92% III.2. THYMUS ZYGIS III Efecto de las siegas sobre la supervivencia de las plantas III Producción de biomasa III Rendimiento en aceite esencial A) Destilación de plantas individuales. 244 B) Producción por hectárea III Efecto del riego sobre la evolución del cultivo III Perfil cromatográfico del aceite esencial 255 III Efecto del riego sobre la composición química del aceite esencial. 256 III Primavera III Primavera III Estudio de la variabilidad intraespecífica A) Estudio de la influencia del riego en la recolección de A.1) Evolución de la influencia del riego en la síntesis de fenoles B) Estudio de la variabilidad intraespecífica III.3. THYMUS VULGARIS III Efecto de las siegas sobre la supervivencia de las plantas III Producción de biomasa III Rendimiento en aceite esencial A) Destilación de plantas individuales. 296 B) Producción por hectárea

11 III Efecto del riego sobre la evolución del cultivo III Perfil cromatográfico del aceite esencial 307 III Efecto del riego sobre la composición química del aceite esencial. 310 III Primavera III Primavera III Primavera IV. CONCLUSIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS INDICE DE TABLAS ÍNDICE DE FIGURAS RESUMEN/SUMMARY

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13 ABREVIATURAS EMPLEADAS AA AE ETo HS ISO MF MS m.s.n.m. SDE SFE UNE Actividad antirradicalaria Aceite esencial Evapotraspiración de referencia de gramíneas Hoja seca International Organization for Standardization Materia Fresca Materia Seca Metros sobre el nivel del mar Destilación-Extracción Simultáneas Extracción con Fluidos Supercríticos Una Norma Española. Se crean en Comisiones Técnicas de Normalización, y proporcionan reglas, directrices o características, que clasifican y regulan ciertas actividades o sus resultados.