Certificación Ecológica de Trigo Harinero mediante Isótopos Estables de Nitrógeno

Transcripción

1 Certificación Ecológica de Trigo Harinero mediante Isótopos Estables de Nitrógeno 1. Introducción 2. Material y métodos 3. Resultados 4. Conclusiones

2 / [Cuevas F.J.]. Córdoba. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural, Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera, p. Formato digital (ebook) (Tecnología, Postcosecha e Industrias Agroalimentarias.) Trigo Ecológico Harinero Isótopos estables Nitrógeno Eneas Este documento está bajo Licencia Creative Commons. ReconocimientoNo comercialsin obra derivada. Los autores agradecen la cofinanciación del proyecto Caracterización organoléptica y funcional de productos ecológicos. Utilización de técnicas isotópicas para la diferenciación entre producto ecológico y convencional (AVA ) a IFAPA y los fondos europeos FSE y FEDER. Francisco Julián Cuevas Román y María José Ruiz Moreno agradecen a IFAPA y al FSE (Fondo Social Europeo) la financiación de su contrato de investigación. Edita JUNTA DE ANDALUCÍA. Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural. Córdoba, Septiembre de Autoría: Francisco Julián Cuevas Román José Manuel Moreno Rojas 1 1 Josefina Sillero Sánchez de Puerta1 Francisco José Marchena Cuadrado María José Ruiz Moreno 1 IFAPA, Centro Alameda del Obispo 1 1

3 Qué son los isótopos estables? Más información del Área de Tecnología Postcosecha e 1. Introducción. industria agroalimentaria en: webmaster.ifapa@juntadeandalucia.es Son variaciones de diferentes elementos químicos (Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno, ) que poseen núcleos de diferente masa pero con idéntica configuración electrónica. Los diferentes isótopos de cada elemento químico están ampliamente distribuidos en el suelo, en las aguas, en los elementos vivos y en la atmósfera, y pueden servir como indicadores de los procesos que ocurren en la naturaleza. Las características físicoquímicas de las moléculas que poseen los distintos isótopos son ligeramente diferentes y por eso pueden diferenciarse con los equipos de análisis y eso puede aportar información sobre los distintos procesos que se han seguido en el cultivo o el crecimiento natural de plantas y animales. Los valores delta (δ) son abundancias de isótopos relativas a un estándar, es decir, son diferencias relativas entre las lecturas de la muestra y estándares de abundancia natural ampliamente utilizadas. δ se calcula como el cociente del contenido del isótopo en la muestra (Ri) partido por el contenido en el estándar y restando al resultado 1. Se multiplica por mil para expresarlo en. El valor δ del estándar utilizado es cero. Los valores delta del nitrógeno 15 están utilizándose para trazar el tipo de nutrición nitrogenada que ha recibido el cultivo. Se encuentran Fig. 1: Contenido de isotopos de N en el aire valores altos de delta en sistemas agroecológicos mientras que menores valores d15n se asocian a sistemas convencionales 3/11

4 1. Introducción. El trigo harinero es uno de los cultivos más importantes Andalucía del área mediterránea. Los cereales dedicados a grano representan un importante porcentaje de la superficie total dedicada a cereales de grano en España. Andalucía representa el 24 Castilla la Mancha Aragón % del total de superficie en España en producción ecológica. Fig. 1 Superficie dedicada a la producción ecológica de cereales con dedicación a grano (Magrama 2013) Se han realizado utilizando numerosos estudios sobre la producción ecológica de trigo, y especialmente en lo que respecta a la ecofisiología del cultivo. Los isótopos estables se han utilizando para numerosas determinaciones en este campo: resistencia a sequía (d13c), transpiración de cultivos (d18o) y como un trazador del metabolismo de nitrógeno en plantas. En este trabajo se estudia que partes de la planta son las más adecuadas para analizar la d15n en los estudios de fertilización de cultivos de trigo, tanto convencional como ecológico. 4/11

5 2. Material y métodos. Se utilizaron 90 macetas como parcelas experimentales (fig.3). Los suelos utilizados en ambos sistemas, convencional y ecológico, fueron tomados en la finca experimental Tomejil en el término municipal de Carmona (Sevilla) propiedad del IFAPA. Las características de estos suelos se recogen en la tabla 2. El experimento se desarrolló en un invernadero localizado en el centro Alameda del Obispo en Córdoba (fig.4). Se empleó la variedad Eneas de trigo harinero (Triticum aestivum L. cv. Eneas), (Fig.2), sembrado en macetas (140x140x190 cm) llenas con suelo y perlita al 50% (v/v). El suelo se tomó de dos parcelas, El suelo se tomó de dos parcelas: una cultivada en sistema convencional y otra ecológico Fig. 2 Detalle de la espiga de la variedad utilizada Eneas Fig. 3 Detalle de los ensayos Fig. 4 Detalle del invernadero 5/11

6 2. Material y métodos. Tabla 1. Características edafológicas de los suelos Tratamientos de fertilización: Suelo Ecológico Convencional Capacidad de intercambio catiónico meq/100g meq/100g Los tratamientos experimentales son los que se recogen en la tabla 2. Cada tratamiento tuvo réplicas. Potasio de cambio 1.34 meq/100g 1.8 meq/100g Fósforo asimilable 7.7 meq/100g 11.8 meq/100g Materia orgánica oxidable 1.53 % 1.5 % Magnesio de cambio 4.49 meq/100g 1.52 meq/100g Carbonatos 27.4 % 2.87 % ph 1/2, Arcilla 58.8 % 55.9 % Arena 3.3 % 4.0 % Limo 37.9 % 40.1 % Se realizaron tres abonados, (fondo y dos coberteras coincidiendo con el ahijamiento y el llenado del grano). Para el abonado de fondo se utilizaron dos abonos sinteticos (81515 y triple 15), una mezcla de abonos orgánicos comerciales (Naturgan + PatentKali ) y dos enmiendas de estiércol (gallina y caballo). Para las coberteras se utilizó en cultivo convencinal un abono sintético (Fertiberia) y en cultivo ecológico un abono comercual autorizado Greenstim (Massó) y dos tipos de estiercol. En cada una de las aplicaciones de abonado, tanto de fondo como de cobertera, se distribuyó el equivalente a una dosis de 20 unidades de nitrógeno por hectárea. /11

7 2. Material y métodos. Tratamiento Ecológico EEE Ecológico EE Ecológico E Convencional CCC Convencional CCConvencional C N Tabla 2. Tratamientos experimentales de fertilización Abonado Fondo A. Cobertera 1 A. Cobertera 2 Naturgan + PatentKali Greenstim Greenstim Naturgan + PatentKali Greenstim Naturgan + PatentKali /11

8 2. Material y métodos Preparación de las muestras Del conjunto de las macetas de cada tratamiento se cortaron 5 plantas enteras en estado de grano formado y seco, y de cada una de éstas se tomaron muestras de diferentes partes de la planta: Tallo Basal (5 cm basales del tallo) Tallo apical (5 cm apicales del tallo) Grano entero Espiguillas y raquis Hojas apicales (tres hojas) Hojas basales (tres hojas) IRMS (Espectrometría de Masas de Relaciones Isotópicas) Se analizaron con un espectrómetro de masas de relaciones isotópicas (Delta V Advantage*), equipado con un analizador elemental (Flash EA 2000 HT*) y un interfaz universal para análisis en flujo (contínuo ConFlow IV*) fueron utilizados. *Thermo Fisher Scientific (Bremen, Alemania) 8/11

9 3. Resultados Tabla 3. Resultados obtenidos, valores medios de d15n para cada tratamiento y Análisis estadístico. Tratamiento de abonado Grano entero Espiguilla Hoja apical Hoja basal Tallo apical Tallo basal ECOLÓGICO Fondo + dos coberteras EEE 3.25 a 2.84 a 5.34 a 4.55 a 3.21 a 4.97 a Fondo + cobertera EE 2.7 a 2.08 a 4.47 ab 3.21 ab 3.70 a 5.97 a Fondo E 2.98 a 2.3 a 4.31 ab 2.90 ab 2.79 a 4.3 a CONVENCIONAL Fondo + dos coberteras CCC 0.2 c 0.33 c 1.70 c 0.13 cd 1.27 bc 0.81 c Fondo + cobertera CC 0.74 bc 0.11 bc 3.59 abc 1.44 d 2.0 c 0.01 c Fondo C 2.10 ab 1.87 ab 2.0 bc 1.2 bc 0.05 b 2.43 b ** ** * *** *** *** *** Significancia ANOVA de tres factores y medias de grupos. Nivel de significancia: ns= no significativo, * = P <0.05, ** = P <0.01, *** = P < Diferentes letras en la misma columna expresan que hay significación estadística (LSD test) 9/11

10 3. Resultados En la tabla 3 se presentan los resultados obtenidos, agrupados los datos para los diferentes tipos de abonado de fondo utilizados, tres en ecológico y dos en convencional, con objeto de mostrar la influencia de los abonados de cobertera y del sistema de cultivo sobre la distribución isotópica del nitrógeno. Los tallos (apical y basal) mostraron un mayor poder de discriminación en comparación con el resto de las partes de trigo estudiadas. Por lo tanto reflejaron mejor las relaciones fuentesumidero. La fertilización de fondo (abonado triple) sin coberteras () muestra valores altos de d15n que impiden su discriminación en las hojas, grano y espiguillas. El abonado convencional con altas dosis nitrogenadas, tanto aportando una como dos coberteras de, mostró los menores valores en todas las partes estudiadas. Por lo tanto, la naturaleza y la dosis del fertilizante determinaron el valor d15n de las partes del trigo. La dosis de fertilización y su naturaleza afectaron directamente a la firma isotópica de todas las partes del producto 4. Conclusiones Con los resultados obtenidos se recomienda realizar los análisis de isótopos estables de nitrógeno sobre los tallos (bien la parte apical o la basal) para diferenciar el sistema de cultivo. convencional o ecológico. 10/11

11 Certificación Ecológica de Trigo Harinero mediante Isótopos Estables de Nitrógeno Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera Avda. de Grecia s/n Sevilla (Sevilla) España Teléfonos: Fax: webmaster.ifapa@juntadeandalucia.es FEDER Este trabajo ha sido cofinanciado al 80% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, dentro del Programa Operativo FEDER de Andalucía