Tesis (Agronomía)

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Liberación de fosfato en suelos sobrefertilizados de la Unión Europea
(1996) Delgado García, Antonio; Torrent Castellet, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
Uso agronómico de un compost de alpechín y una vinaza concentrada de melaza de remolacha: efecto a corto y medio plazo
(1996-01-17) Martín Olmedo, Piedad; Cabrera Capitán, Francisco; Murillo Carpio, José Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Agronomía
Modificación enzimática de las proteínas de garbanzo: Funcionalidad y bioactividad de sus hidrolizados
(2006-02-22) Yust Escobar, María del Mar; Alaiz Barragán, Manuel Santiago; Millán Rodriguez, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
La elaboración de concentrado y aislados proteicos vegetales como ingredientes para mejorar las propiedades nutricionales o funcionales de los alimentos, o bien por motivos económicos, es un proceso tecnológicamente desarrollado. No obstante, su utilización a nivel comercial se encuentra prácticamente limitada a los obtenidos a partir de semillas de soja, debido a la elevada calidad de sus proteínas y a la amplia producción a escala mundial. En cambio, dl cultivo de soja en España apenas está extendido, siendo mucho más populares otras leguminosas, entre las que destaca el garbanzo. Las semillas de garbanzo son una fuente importante de almidón y de proteínas, y su principal destino es el consumo humano directo. Pero aproximadamente el 40% de la producción total no puede emplearse para este fin, debido a la rotura de las semillas durante su recolección y procesado o a su tamaño excesivamente pequeño. Esta fracción de semillas de garbanzo se destina a la fabricación de harinas, fundamentalmente para alimentación animal. No obstante, representa una de las reservas de proteínas con mayor potencial para la industria alimentaria (Atschul, 1974). Aunque los concentrando y aislados proteicos son considerados productos de alta calidad, presentan algunos inconvenientes como son su baja solubilidad, potencial alergenicidad al estar intactos los epítopos antigénicos causantes de diversas reacciones inmunes, y baja digestibilidad, debida a las proteínas globulares de gran tamaño que los componen y a la presencia de inhibidores de proteasas. Por estos motivos, la obtención de hidrolizados proteicos ha experimentado un gran desarrollo en las dos últimas décadas, mejorando las propiedades funcionales y nutricionales de las proteínas de partida. La hidrólisis de proteínas puede realizarse por métodos químicos o mediante el empleo de enzimas proteolíticas. La hidrólisis enzimática se realiza en condiciones suaves y evita la degradación de aminoácidos y la formación de compuestos tóxicos que se originan en la hidrólisis química. Las enzimas suelen emplearse en forma soluble, de forma que solo pueden utilizarse una vez, lo que implica un mayor coste del proceso. Una de las alternativas es el empleo de enzimas inmovilizadas sobre soportes inertes, que, además de facilitar el control del proceso hidrolítico, permite su reutilización y, generalmente, aumenta la estabilidad de las enzimas. En la actualidad, la tendencia mundial de la alimentación indica un interés acentuado de los consumidores hacia ciertos alimentos que, además del aporte energético y de nutrientes, ejerzan efectos beneficiosos sobre el organismo humano. Hoy en día, la gente reconoce en gran medida que llevar un estilo de vida sano, incluida la dieta, puede contribuir a reducir el riesgo de padecer enfermedades y a mantener el estado de salud y bienestar. El aumento de la esperanza de vida, que tiene como consecuencia el incremento de la población anciana, y el deseo de gozar de una mejor calidad de vida, así como el aumento de los costes sanitarios, han potenciado que los gobiernos, los investigadores, los profesionales de la salud y la industria alimentaria busquen la manera de controlar estos cambios de forma más eficaz. Objetivo general. Obtener y caracterizar hidrolizados proteicos de garbanzo que puedan ser utilizados en la formulación de alimentos, debido a sus propiedades funcionales o a la actividad biológica de algunos de los péptidos que los componen. Objetivos específicos: 1. Obtención y caracterización del aislado proteico de garbanzo, que constituye la materia prima para la obtención de los hidrolizados. 2. Obtención de hidrolizados proteicos limitados (grado de hidrólisis menor del 10%) con mejores propiedades funcionales que el aislado mediante el uso de enzimas inmovilizadas. 2.1. Inmovilización de las enzimas comerciales Alcalasa 2.4 L y Flavorzima 1000 L en soportes de agarosa. 2.2. Caracterización de los hidrolizados y determinación de sus propiedades funcionales. 3. Obtención de hidrolizados extensivos (grado de hidrólisis mayor del 20%) que presenten actividad biológica, para lo que se estudiará la actividad antioxidante y el efecto hipocolesterolémico. 3.1. Obtención de hidrolizados usando las enzimas Alcalasa y Flavorzima en forma soluble. 3.2. Determinación de la actividad antioxidante de los hidrolizados proteicos. 3.3. Purificación y caracterización de los péptidos responsables de la actividad antioxidante a partir del hidrolizado con mayor efecto protector frente a la oxidación. 3.4. Determinación de la actividad hipocolesterolémica de los hidrolizados proteicos extensivos. CONCLUSIONES 1. Se ha obtenido un aislado de garbanzo con un contenido en proteínas superior al 90% en base seca. Debido la elevada riqueza proteica y a los bajos niveles de azúcares y polifenoles el aislado constituye un excelente sustrato para la obtención de hidrolizados proteicos. Respecto a la harina desengrasada, el aislado está enriquecido en la proteína 11S o legumín y empobrecido en albúminas, ya que se pierden en el proceso de precipitación isoeléctrica. 2. El proceso de inmovilización en soportes de glioxil-agarosa 4 BCL confiere a los complejos enzimáticos Alcalasa 2.4 L y Flavorzima 1000L mayor estabilidad frente a la desnaturalización por temperatura, siendo mayor al aumentar el tiempo de inmovilización. Esto puede explicarse por la existencia de más uniones entre los residuos de lisina de las enzimas y el soporte. 3. Los factores de estabilización obtenidos son mayores en los derivados glioxil-Flavorzima que en los derivados glioxil-Alcalasa. En cambio, la pérdida de actividad debida al proceso de inmovilización es menor en la Alcalasa. 4. Mediante la adsorción de Flavorzima sobre un soporte cargado positivamente se ha purificado una proteína de aproximadamente 43 kDa, que representa el 50% de la actividad endoproteasa del extracto comercial. 5. Se han obtenido hidrolizados de garbanzo de bajo grado de hidrólisis con Alcalasa y Flavorzima inmovilizadas. Estos hidrolizados presentan una composición química y un perfil aminoácido similar al aislado de partida. 6. La hidrólisis parcial del aislado proteico da como resultado una mayor solubilidad en el rango de pH 2-12, mayor a medida que aumenta el grado de hidrólisis. También se mejoran otras propiedades funcionales, como la absorción de aceite y la actividad y estabilidad espumante. 7. La mejora de las propiedades funcionales mediante hidrólisis enzimática no sólo está influenciada por el grado de hidrólisis, sino que también depende de la proteasa utilizada. 8. El aislado de garbanzo mostró valores muy bajos de efecto hipocolesterolémico y actividad antioxidante. La hidrólisis extensiva del aislado, utilizando las enzimas en forma soluble, permite obtener hidrolizados con valores satisfactorios de actividad hipocolesterolémica y antioxidante. 9. Mediante cromatografía de intercambio aniónico, filtración en gel y fase reversa se han purificado fracciones de péptidos con mayor índice de protección frente a la oxidación que el hidrolizado de partida. 10. Las fracciones purificadas mostraron un alto contenido en aminoácidos azufrados, lo que podría explicar su mayor efecto antioxidante. Además, este perfil de aminoácidos permite su uso en el tratamiento de estados hipermetabólicos.
Efecto de las plagas y enfermedades sobre el rendimiento y la calidad industrial de la remolacha azucarera de siembra otoñal: bases para el establecimiento de una protección integrada
(2006-07-12) Gutiérrez Sosa, Manuel; Avilla Hernández, Carlos; Morillo-Velarde Pérez-Barquero, Rodrigo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
En esta Tesis Doctoral se abordan algunas de las bases de la Protección Integrada en el cultivo de Remolacha Azucarera de Siembra Otoñal. Se han realizado para ello 39 ensayos de campo durante los años consecutivos de siembra de 1997 a 2000. Como primer objetivo se ha realizado una clasificación de las plagas y enfermedades como claves, frecuentes, ocasionales o potenciales y se han caracterizado basándose en cuatro aspectos: distribución de frecuencias, severidad máxima, Índice de Intensidad de Adversidad -IIA- y por último se han caracterizado también según la fecha de inicio de síntomas, de manera que facilitaría la aplicación de medidas de intervención con carácter preventivo y mayor fiabilidad. Mediante el empleo del IIA se ha podido sumar el nivel de daños de las adversidades individualmente y ha permitido comparar entre distintos ensayos y distintos años. Las adversidades más frecuentes han sido Cercospora beticola (se ha observado en el 82,1% de los ensayos), Uromyces betae (79,5%) y Erysiphe betae (43,6%) entre las enfermedades y Aphis fabae (94,3%), Temnorhinus mendicus (84,6%), Cassida vittata (56,4%), Lepidoptera:Noctuidae (41,0%) y Lixus scabricollis (41,0%) entre las plagas. La severidad de las enfermedades ha resultado ser aproximadamente el doble que la de las plagas, suponiendo una media de un 10,2 y un 5,4% respectivamente. Como segundo objetivo, se ha planteado determinar las pérdidas de rendimiento ocasionadas por éstas. La gran variabilidad interanual e interespacial de la incidencia de las plagas y enfermedades, así como sus severidades bajas o moderadas en esta modalidad de cultivo, no han permitido detectar las posibles pérdidas de rendimiento de forma individual. Por ello, se ha planteado la siguiente hipótesis de trabajo: si el sistema de experimentación mediante el análisis de las adversidades consideradas individualmente no ha permitido detectar pérdidas de rendimiento, se podría considerar a partir de un enfoque de conjunto. Para abordar este segundo objetivo, se han establecido un Tratamiento Testigo (escenario de nocontrol) y un Tratamiento intensivo (escenario de no-pérdidas). Mediante este enfoque de conjunto se ha determinado que las pérdidas de rendimiento suponen un 10% del rendimiento de azúcar. El efecto sobre los parámetros que determinan el rendimiento de la remolacha, peso de raíz y riqueza sacárica, ha resultado ser de una reducción significativa del 9,4% y del 2% respectivamente. A partir de un Tratamiento intensivo con insecticidas, se han cuantificado de forma separada las pérdidas, expresadas como rendimiento de azúcar, atribuibles al tipo de adversidad. Han resultado ser de un 4,3% para las plagas y un 5,7% para las enfermedades foliares. Se ha determinado también el incremento de rendimiento de azúcar a partir de una estrategia de manejo denominada Control Integrado (CI), que ha supuesto un incremento del rendimiento de azúcar sobre el Testigo sin control (T) similar al Tratamiento intensivo. En una segunda fase se ha abordado la repercusión de los daños según los dos periodos en que el cultivador de remolacha realiza habitualmente la recolección, comparando T con CI: suponiendo una disminución del 7,7% cuando la remolacha se cosecha durante el mes de junio y del 15% cuando ésta se realiza en el mes de julio. Como tercer objetivo se ha determinado la rentabilidad de distintos tipos de manejo establecidos en base a diferentes umbrales de tratamiento. Han sido: Protección Agricultor que ha simulado el tipo de protección fitosanitaria que realiza habitualmente el cultivador de remolacha de Andalucía; un segundo tipo de manejo se ha denominado Control Integrado, cuyos umbrales de tratamiento se han establecido de forma empírica y se ha verificado su idoneidad a partir de los resultados de estos ensayos. Finalmente, y con el objetivo principal de disminuir la presión de fitosanitarios sobre el medioambiente, se ha ensayado un tipo de manejo similar al anterior, aunque con unos umbrales de tratamiento más altos y por tanto menos exigentes, al que se ha denominado Control Integrado-1. La mayor rentabilidad, en el escenario actual de precios de la remolacha (48 €/t) se ha conseguido con el manejo CI. En un escenario de precio por debajo de 39 €/t el manejo con los umbrales de tratamiento CI-1 resultaría más rentable y siempre por encima del manejo PA. Como cuarto objetivo, se ha cuantificado el efecto del tipo de manejo sobre la calidad industrial de la remolacha otoñal. Se ha determinado que el manejo Control Integrado aumenta la calidad industrial de la remolacha, incrementando significativamente el parámetro que la determina, VTIR (Valor Tecnológico e Industrial de la Remolacha) en un 0,5%. Esta variación ha sido debida tanto al incremento estadísticamente significativo de la riqueza sacárica de la raíz como a la disminución estadísticamente significativa de los elementos melacígenos sodio y α-aminonitrógeno. El comportamiento del contenido de los azúcares reductores en raíz ha sido variable en función del año. El contenido de potasio en raíz es más elevado que en el Testigo sin tratamientos. Finalmente se discute el tipo de manejo más recomendable en función de la repercusión sobre agricultor, industria azucarera y medioambiente. Es de destacar que los resultados de este trabajo de investigación han sido recogidos en el actual Reglamento de Producción Integrada de la Remolacha Azucarera de Siembra Otoñal de Andalucía.
Caracterización de parámetros relacionados con la calidad de la carne y de la grasa de razas ovinas andaluzas
(2007-09-14) Juárez Dávila, Manuel María; Alcalde Aldea, María Jesús; Horcada Ibáñez, Alberto Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
Efecto del tratamiento electrocinético sobre la bioaccesibilidad de hidrocarburos aromáticos policíclicos en suelos contaminados
(2008-02-14) Niqui Arroyo, José Luis; Ortega Calvo, José Julio; Bellinfante Crocci, Nicolás; Universidad de Sevilla. Departamento de Agroquímica
Surbet. Modelo fisiológico de desarrollo de la remolacha azucarera de siembra otoñal
(2008-05-21) Martínez Quesada, Juan José; Morillo-Velarde Pérez-Barquero, Rodrigo; Quintero Ariza, José Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
Efecto del estrés hídrico en la fisiología, producción y calidad de los aceites esenciales en Salvia officinalis y S. lavandulifolia subsp. vellerea
(2009) Corell González, Mireia; Cermeño Sacristán, Pedro; Leidi Montes, Eduardo Oscar; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
El agua es un bien escaso en muchas zonas de nuestra región, donde el régimen de precipitaciones es muy bajo, y el volumen de agua disponible para el aprovechamiento agrícola es muy limitado. Por ello el uso racional de los recursos hídricos debe ser un criterio fundamental en la implantación de nuevos cultivos. La selección de especies es necesario que se realice en función de criterios de alta eficiencia hídrica. En los últimos años ha aumentado considerablemente la demanda de plantas aromáticas y medicinales (PAM) y los productos derivados de éstas. Cada día se valoran más los extractos naturales sobre los producidos de forma sintética. Las utilidades de estas plantas van en aumento: planta fresca para condimentaría, plantas autóctonas para la conservación del suelo, en jardinería, especialmente en xerojardinería, etc. Todo esto hace que la superficie dedicada al cultivo de PAM comience a ser considerable como se ha señalado con anterioridad. Salvia es un género con potencial comercial en el sector, y los estudios realizados al respecto sitúan a Salvia officinalis y S. lavandulifolia entre las especies más solicitadas en el futuro más próximo dentro de las PAM. España es importador neto de esta especie, de manera que es interesante el estudio y puesta a punto de su cultivo en nuestra región por su posible repercusión en el sector. Ambas especies, habitan en una parte importante del territorio peninsular, incluida Andalucía. Con este trabajo se estudiará el comportamiento de la especie en condiciones climáticas extremas, como lo son las del verano de la Vega del Guadalquivir. Los objetivos que se pretenden son: * Estudiar la respuesta fisiológica de Salvia. officinalis L y S. lavandulifolia subsp. vellerea (Cuatrec.) Rivas Goday & Rivas Martínez ante diferentes niveles de déficit hídrico. * Determinar el efecto del estrés hídrico en la producción de ambas especies. * Analizar las variaciones en la composición y calidad de los aceites esenciales de las dos salvias bajo condiciones de estrés hídrico. * Estudiar las relaciones existentes entre diferentes parámetros fisiológicos y productivos para sugerir posibles indicadores que permitan la optimización del uso del agua en el cultivo.
Análisis, diagnóstico y propuestas de mejora de los sistemas caprinos lecheros con pastoreo en Andalucía
(2012-04-20) Ruiz Morales, Francisco de Asís; Castel Genís, José María; Mena Guerrero, Yolanda; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
En las últimas décadas el número de explotaciones caprinas basadas en el pastoreo ha decrecido, debido, entre otras razones, a que en la toma de decisiones se ha priorizado la productividad por cabra y año frente a otros aspectos del sistema. Sin embargo el papel económico, social y medioambiental del caprino es indiscutible, por lo que resulta de gran interés potenciar este tipo de sistemas, con el fin de evitar su desaparición. Para ello, es necesario tener una información veraz sobre el funcionamiento de este tipo de explotaciones, lo que significa disponer de datos técnico-económicos fiables obtenidos a partir de un seguimiento periódico de las explotaciones a lo largo del año. El objetivo de esta tesis doctoral ha sido, por un lado, adaptar el listado de indicadores técnico-económicos para explotaciones de pequeños rumiantes propuesto por la Red FAO-CIHEAM de ovino-caprino, Subred Sistemas de Producción, a sistemas caprinos pastorales y, por otro lado, generar información técnico-económica a partir de una muestra de explotaciones caprinas andaluzas basadas en el pastoreo. Se ha trabajado con una total de 18 explotaciones de raza Payoya, ubicadas en la Sierra de Cádiz (Andalucía) y los datos se han recogido durante los años 2005 y 2006. Las explotaciones se han visitado mensualmente, registrándose la información técnica y económica necesaria para la elaboración de los indicadores. Con estos datos junto a los de otras explotaciones de Francia (9 explotaciones) e Italia (19), se ha realizado posteriormente un análisis y diagnóstico de la situación de estos sistemas y unas propuestas de mejora. En el caso de Francia e Italia se ha contado con la colaboración de entidades dedicadas a esta labor. Desde un punto de vista metodológico, las principales aportaciones a la propuesta de indicadores de la Subred antes citada están relacionadas con el uso de las diferentes superficies de pastoreo, la tipología de alimentos suministrados en pesebre, el grado o importancia del pastoreo en la dieta de las cabras y la estacionalidad en la producción de leche de la explotación. En relación al análisis y diagnóstico de las explotaciones caprinas lecheras de la Cuenca Mediterránea, se observan diferencias entre explotaciones que están relacionadas con la existencia o no de superficie cultivada y su tamaño, el tamaño de la explotación (superficie y efectivos), el uso de concentrados y forrajes y la productividad de las cabras. En relación a las explotaciones de la Sierra de Cádiz se observa un uso excesivo de alimentos concentrados y, por el contrario, una falta de forrajes en determinadas épocas del año. Si se quiere fortalecer la sostenibilidad de las explotaciones caprinas españolas es necesario: (i) mejorar el manejo alimentario, fundamentalmente aprovechando mejor las superficies de pastoreo, garantizando un aporte de alimentos fibrosos durante todo el año, (ii) aumentar la superficie cultivada dedicada a la alimentación de caprino con objeto de aumentar la autonomía alimentaria de la explotación, (iii) diversificar la renta con otras actividades ligadas a la ganadería, como la elaboración de quesos en granja y (iv) valorizar económicamente las externalidades sociales y medioambientales generadas por este tipo de sistemas.
Optimización de métodos de evaluación de progenies en un programa de mejora de aceituna de mesa
(2013-02-21) Jiménez González, María Rocío; Suárez García, María Paz; Rallo Morillo, Pilar; Universidad de Sevilla. Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola; Universidad de Sevilla. AGR188: Agronomia
La aceituna de mesa es un producto tradicional en la Cuenca Mediterránea y emblemático de Andalucía. En olivar de verdeo, a diferencia del de aceite, se emplean un reducido número de variedades. Los nuevos sistemas intensivos de cultivo y el avance producido en los últimos años hacia una nueva Olivicultura, hacen que las variedades tradicionales presenten problemas de tipo agronómico o industrial. En el año 2003 se inició en la Universidad de Sevilla, en colaboración con el IFAPA, un programa de mejora genética orientado a la obtención de nuevas variedades de aceituna de mesa. Desde entonces más de 2.000 genotipos procedentes de 22 cruzamientos se han establecido en campo y se han ido evaluando conforme han ido fructificando. Recientemente, se han propagado las 60 primeras preselecciones del programa. La presente tesis se enmarca dentro del mencionado programa y se ha centrado en la primera fase de evaluación de progenies. La importancia de los aspectos morfológicos, propios de cualquier fruto de mesa, es clave en la obtención de nuevas variedades. A lo largo de cuatro campañas, se han evaluado parámetros de calidad relacionados con el fruto (producción, peso, longitud, anchura e índice de forma de fruto y de hueso, relación pulpa-hueso, índice de madurez, humedad del fruto, rendimiento graso y textura de la pulpa) en 407 nuevos genotipos. La selección indirecta de genotipos atendiendo al peso del fruto, permite reducir a dos el número de caracteres que se evalúan rutinariamente en la primera fase del programa, peso de fruto y rendimiento graso, optimizando el tiempo y los recursos disponibles en el mismo. Las altas correlaciones entre parámetros y la consistencia entre cosechas, facilita una selección temprana para determinados parámetros del fruto. Se ha logrado establecer para cada uno de ellos el tiempo mínimo para la selección. En algunos (peso de fruto, relación pulpahueso y rendimiento graso), sería suficiente con un año de evaluación. Los daños ocasionados en los frutos por golpes durante la recolección (“molestado”), son considerados un factor limitante en aceituna de mesa. La metodología histológica puesta a punto en este trabajo para analizar el molestado en fruto fresco, revela que ‘Manzanilla de Sevilla’ es más susceptible al molestado que ‘Hojiblanca’. Estos daños ocasionan manchas superficiales, roturas de tejidos, pérdida de grosor de la pared celular y aumento de coloración en la zona del mesocarpo dañada, que aumentan con el tiempo. La cuantificación de ciertos parámetros, relacionados con las rupturas celulares en las zonas dañadas, pueden ser utilizados como criterios de selección dentro del programa. Esto permitiría estimar la susceptibilidad al molestado de un determinado genotipo y/o cultivar.
Caracterización de la población de Fusarium oxysporum f. sp. dianthi en la costa Noroeste de Cádiz y control mediante composts supresivos de las marchiteces vasculares
(2013-04-10) Castaño Muñoz, Raúl; Avilés Guerrero, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Microbiología y Parasitología
Las marchiteces vasculares constituyen uno de los tipos de enfermedades vegetales más importantes y estudiadas de las causadas por hongos. Los principales agentes causantes de este tipo de enfermedad son: Fusarium oxysporum (Schlecht ex Fries) (Fusariosis vasculares) y Verticillium dahliae Kleb. (Verticilosis vasculares). En la búsqueda de alternativas sostenibles, las sociedades desarrolladas generan una gran cantidad de residuos orgánicos procedentes de la industria agrícola. Estos residuos tras un proceso de compostaje podrían ser usados como sustratos hortícolas. Además, algunos composts de alta calidad o bien sustratos enriquecidos con agentes de control biológico inciden disminuyendo las enfermedades producidas por algunos de los principales hongos fitopatógenos, siendo además una alternativa al Bromuro de Metilo en los cultivos en contenedor, presentando un fenómeno denominado supresividad. En este sentido, la presente Tesis Doctoral se desglosa en dos objetivos: el estudio de la diversidad y prevalencia racial de una población de Fusarium oxysporum f. sp. dianthi (Fod) obtenida de plantas enfermas en una zona con una alta tradición en el cultivo del clavel (Noroeste de la provincia de Cádiz); y la evaluación de sustratos formulados con composts de residuos agroindustriales en cuatro patosistemas (Fusarium/clavel, Fusarium/tomate, Verticillium/algodón y Verticillium/olivo) y el estudio de los factores implicados en esos fenómenos supresivos.
Efectos de la temperatura de conservación y de incubación sobre la viabilidad del huevo fértil de perdiz roja (alectoris rufa)
(2014-07-09) Gómez de Travecedo Calvo, María Paloma; Pascual Caravaca Rodríguez, Francisco; González Redondo, Pedro; Universidad de Sevilla. Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola
La perdiz roja (Alectoris rufa) es una especie cinegética endémica del suroeste de Europa (España, Portugal, Francia, noroeste de Italia y algunas islas del Mediterráneo). También ha sido introducida con éxito en Reino Unido, Baleares, Azores, Islas Canarias y Madeira. En estos países, con el fin de proporcionar perdices para repoblación y asegurar los cupos de captura, se ha desarrollado con éxito a partir de los años 60 la cría en cautividad de esta especie. Sin embargo, algunos aspectos del manejo del huevo fértil de A. rufa, desde la puesta hasta la eclosión, no han sido aún científicamente investigados a pesar de tratarse de una de las fases clave en la productividad de las explotaciones cinegéticas de perdiz roja. Concretamente, las temperaturas de conservación y de incubación del huevo fértil son dos de los factores determinantes para conseguir óptimas tasas de eclosión y perdigones vigorosos. El objetivo general de esta tesis doctoral consiste en conocer el efecto de la temperatura sobre la viabilidad de los huevos fértiles de perdiz roja, tanto durante la fase de conservación como durante la fase de incubación artificial. Con este propósito se llevaron a cabo tres estudios. Con el primer estudio se investigó el efecto de dos periodos de almacenamiento (7 y 42 d) a diferentes temperaturas (9, 12 y 15 ºC) sobre la viabilidad de los huevos fértiles de A. rufa. Con el segundo estudio se analizó el efecto de 0, 6 y 12 h de calentamiento (a 37,8 °C y 55% HR) previo a 7 y 42 d de conservación (a 15 ºC) sobre la viabilidad de los huevos fértiles de A. rufa. Con el tercer estudio se investigó el efecto que tiene sobre la viabilidad de los huevos fértiles de A. rufa el momento en el que se cambia la temperatura de incubación (37,8 ºC) a la de nacimiento (37,5 ºC). En cada estudio y para cada tratamiento, según procediera, se midió la pérdida de peso del huevo durante el almacenamiento y durante la incubación, la tasa de eclosión y fases de desarrollo en que se produjo mortalidad embrionaria, la duración de la incubación y el peso del perdigón al nacimiento. En el Estudio 1 se observó que el almacenamiento de huevos fértiles de perdiz roja durante 42 d provocaba un incremento de la mortalidad embrionaria, especialmente en la fase de aborto tardío, e incubaciones más largas que el almacenamiento durante 7 d. Temperaturas de 9, 12 o 15 ºC durante periodos de almacenamiento de 7 o 42 d no influyeron sobre la tasa de eclosión de los huevos fértiles de perdiz roja, la duración de la incubación o el peso del perdigón al nacimiento. Tampoco se observó interacción entre la duración y la temperatura de conservación para estas variables. En el Estudio 2 se observó que, al contrario que en otras especies avícolas, en A. rufa el tratamiento de la incubación previa a la conservación de los huevos fértiles no contrarrestaba el efecto prejudicial del almacenamiento a largo plazo sobre la tasa de eclosión, sino que incluso lo agravaba. De hecho, cuando los huevos fueron sometidos a 37,8 ºC durante 12 h previamente a un periodo de conservación de 42 d, la tasa de eclosión disminuyó drásticamente y la mortalidad embrionaria aumentó en el estado de desarrollo positivo. En el Estudio 3 pudimos constatar que al cambiar la temperatura de incubación (37,8 ºC) a la de nacimiento (37,5 ºC) entre los días 18 y 22 desde el comienzo de la incubación, ni la tasa de eclosión del huevo fértil de A. rufa, ni la mortalidad embrionaria, ni el peso del perdigón al nacimiento (P > 0,05) se vieron afectados. Sin embargo, la pérdida de peso del huevo fértil tras 21 d de incubación y la duración de la incubación se vieron influenciadas por el momento en que se reduce la temperatura de incubación (P < 0,05 y P < 0,001, respectivamente). Así, cuando se redujo la temperatura de incubación a la de nacimiento entre los días 18 y 21 desde el inicio de la misma, los huevos de A. rufa eclosionan a los 23,49 d (coincidiendo con la media descrita en la literatura para esta especie), mientras que cuando la temperatura de incubación se redujo después (el día 22 desde el comienzo de la incubación) los perdigones nacieron antes (a los 23,04 d) y con menor dispersión que los del resto de los lotes. Este hecho tiene relevancia, puesto que una mayor sincronización de las eclosiones permite extraer todos los perdigones de la nacedora de una sola vez, minimizando las colas de extracción. Así, los primeros pollos en nacer no tienen que esperar mucho para ser extraídos y su riesgo de deshidratación se minimiza. Además, sacar a todos los perdigones de la nacedora de una sola vez permite criar lotes homogéneos de perdigones, facilitando el manejo posterior. No obstante, y dado que el objetivo final de la explotaciones cinegéticas de perdiz roja es producir perdices saludables y vigorosas para su suelta posterior en el campo, se deberían realizar estudios posteriores para investigar si el hecho de mantener la temperatura a 37,8 ºC hasta el día 22 de incubación tiene algún efecto perjudicial sobre el desarrollo y viabilidad posterior del perdigón.
Effect of the diet on the levels of carotenoids, retinol and alpha-tocopherol in biological fluids and tissues from animals of different species
(2015-06-12) Álvarez Alonso, Rocío; Meléndez Martínez, Antonio Jesús; Vicario Romero, Isabel; Alcalde Aldea, María Jesús; Universidad de Sevilla. Departamento de Nutrición y Bromatología, Toxicología y Medicina Legal
En la presente tesis doctoral hemos estudiado el efecto de diferentes dieras en los niveles de carotenoides, retinoides y ¿-tocoferol en tejidos biológicos que diferentes especies ganaderas (caprino, ovino, porcino, vacuno y equino). Tanto los carotenoides como las vitaminas liposolubles, entre ellas el retinol y el tocoferol, pueden conferir propiedades saludables a los productos animales y, así, mejorar el punto de vista de los consumidores respecto a ellos. Estos compuestos se encuentran presentes en las dietas de los animales críados en sistemas extensivos, los cuales están más valorados por los consumidores que los intensivos. Además, los mamíferos pueden absorber y metabolizar algunos carotenoides, siendo la dieta uno de los factores más importantes que afecta al contenido de carotenoides, retinoides y tocoferol en tejidos animales. Aunque no todas las especies de animales absorben y metabolizan estos compuestos de igual manera ya que existen diferencias específicas entre especies ganaderas al respecto. Se analizó el efecto de tres dietas distintas respecto a su contenido en carotenoides (pasto, concentrado y una dieta enriquecida con pulpa de naranja) en los niveles de retinol y carotenoides en plasma y leche de ganado caprino. Se observaron niveles más altos (P<0,001) de reinol en la leche de cabras con una dieta rica en carotenoides (dieta basada en pastos o enriquecida con pulpa de naranja) que en la de aquellas con una dieta en estublación a base de concentrado (1,18 ± 0,57, 1,02 ± 0,43 y 0,23 ± 0,18 µg/mL, respectivamente). En el caso del ganado ovino los tejidos y fluidos biológicos analizados fueron plasma, grasa y leche. Se estimó el efecto de la dieta sobre los niveles de carotenoides, retinol y ¿-tocoferol en relación al sistema de producción. Los niveles de luteína (4,95 ± 0,71 µg/100 mL) y de ß-caroteno (2,97 ± 0,68 µg/100 mL) en plasma se mostraron como una herramienta útil para diferenciar a los corderos alimentados exclusivamente con pasto de aquellos alimentados con otras dietas, como alimentos concentrados o leche (corderos lechales). También se estudió la posibilidad de combinar los niveles de carotenoides, retinoides y ¿-tocoferol en tejido adiposo con las medidas de los parámetros de color de dicho tejido para diferenciar los corderos estabulados con una dieta a base de pienso de los corderos alimentados exclusivamente con pasto. Utilizando una combinación de la medida de AVI (integral del espectro de reflectancia trasladado) junto con los niveles de retinol y ¿-tocoferol en grasa perirrenal, se discriminaron el 100% de los corderos según sus dieta (pastp vs. concentrado). Se compararon dos grupos de cerdo ibérico con dos sistemas de producción disitntos: Montanera (sistema extensivo en el que los cerdos son alimentados con pasto y bellotas) y Cebo (sistema intensivo en el que los animales son alimentados con concentrados). Ambos sistemas de cría presentaron distintos niveles de carotenoides (P<0,01) en la alimentación de los animales. Sin embargo, los resultados obtenidos demuestran que los niveles de retinol en plasma (1,07 ± 0,69 µg/mL y 0,68 ± 0,38 µg/mL, montanera y cebo respectivamente) y grasa perirrenal (4,14 ± 1,47 µg/g y 3,69 ± 0,77 µg/g, montanera y cebo respectivamente) en cerdos ibéricos no se ven afectados por las dos dietas estudiadas. Sin embargo, tanto el contenido en retinoides en le hígado vomo los valores de L* y hab en grasa perirrenal resultaron útiles para diferenciar estso animales según sus sistema de cría (92,9% y 78,6% de los animales correctamente clasificados, respectivamente). Por último, se estudiaron los niveles de carotenoides, retinoides y ¿-tocoferol en ganado bovino y equino (plasma, leche, grasa perirrenal e hígado). Estos animales fueron críados en dos sistemas diferentes: sistema extensivo con una dieta en base al pastoreo y sistema intensivo con una dieta en base a concentrado. El ganado bovino se utilizó como un modelo de referencia con el que comparar al ganado equino. De esta forma, se evidenciaron diferencias específicas por especie en la acumulación de carotenoides, retinoides y ¿-tocoferol entre el ganado bovino y el equino. Además, el caballo y el vacuno parecen tener un metabolismo disinto para los retinoides en el hígado, ya que se observó un almacenamiento mayor (P<0,001, P<0,01) en potros que en terneros, bajo las mismas condicones.
Calidad de la canal y de la carne de cabritos de las razas autóctonas payoya y blanca andaluza en sistemas de pastoreo
(2016-02-02) Vega Galán, Francisco de la; Guzmán Guerrero, José Luis; Zaragoza Garcés, Luis Ángel; Delgado Pertíñez, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
El objetivo de esta tesis doctoral es evaluar la calidad de la canal y de la carne, evaluar la composición de ácidos grasos (FA) del músculo y los depósitos de grasa y evaluar la calidad sensorial de la carne de los cabritos de las razas Blanca Andaluza y Payoya en sistemas de producción ecológicos y convencionales basados en el pastoreo. Veinticuatro cabritos de partos dobles (12 machos y 12 hembras) fueron seleccionados de cada sistema de producción y de cada raza. Se estudiaron la calidad de la canal y de la carne, la composición de FA en el músculo longissimus thoracis y en los depósitos grasos perirenales y pélvicos y la calidad sensorial de la carne. En conclusión, en la raza Blanca Andaluza, se encontraron pequeñas diferencias significativas solamente en algunos componentes del quinto cuarto. Los porcentajes de C17:0, C17:1, C20:1, C20:4 n-6, C22:2 y numerosos n-3 FAs fueron mayores en la carne ecológica; C12:0, C18:1 trans-11, ácido linoleico conjugado (CLA) y C20:5 n-3 fueron menores en la carne ecológica. Los depósitos grasos de los cabritos convencionales mostraron menores porcentajes de C12:0, C14:0, C15:0, C17:0, C17:1, C18:3 n-3, menor índice de aterogenicidad y mayor porcentaje de C18:0. En la grasa pélvica, los cabritos convencionales mostraron menores porcentajes de C16:0, C18:2 n-6 cis, PUFA, n-3 y n-6 FAs, y mayores porcentajes de C18:1 n-9 cis y MUFA. Los cabritos convencionales presentaron una relación n6:n3 mayor en la grasa perirenal. No se observaron diferencias entre sexos. Sólo se encontraron diferencias significativas en algunos porcentajes de FA en el músculo y tejido adiposo de los cabritos lactantes en los sistemas de producción ecológicos y convencionales. Los cabritos del sistema ecológico y los de raza Blanca Andaluza presentaron carnes más jugosas con menos intensidad de olor y aroma. El efecto del sistema fue diferente en cada raza para la intensidad de color, la dureza y la facilidad de masticación. Existen claras diferencias entre sistemas para las descripciones del olor/aroma y sabores básicos. En conclusión, estos resultados preliminares serían favorables para la transformación de las explotaciones convencionales basadas en el pastoreo a ecológicas En la raza Payoya, el sexo sólo afecto significativamente al peso canal caliente (HCW), peso canal fría (CCW), rendimientos de la canal (mayores en los machos), profundidad del tórax (Th), longitud externa canal (K), peso de la pierna (LW), Índice de Compacidad de la pierna (LW/F), sangre, pies, tracto gastrointestinal, media canal izquierda, bajos, porcentaje de músculo, porcentaje de otros tejidos y la relación músculo / hueso, grasa intramuscular, pH inicial, color y Capacidad Retención de Agua (WHC). Peso vivo sacrificio (SLW), HCW, CCW y peso vivo vacío (EBW) fueron mayores en los cabritos convencionales. Sin embargo, la espalda, pierna y los cortes de primera categoría fueron inferiores en los cabritos convencionales. Se observaron algunas diferencias entre sexos en el músculo y los depósitos grasos. Los porcentajes de C14:0, C18:1 trans-11 (ácido vacénico), y numerosos n-3 FA fueron mayores en la carne de los cabritos ecológicos. Los depósitos grasos de los cabritos convencionales presentaron mayores porcentajes de CLA, menor índice CLA desaturasa, menor porcentaje de n-3 PUFA y consecuentemente mayor índice n6:n3 PUFA. En conclusión, solamente se encontraron diferencias significativas en algunos porcentajes de FA del músculo y tejido adiposo en los cabritos lactantes de los sistemas de producción ecológicos y convencionales, probablemente debido a que las madres, en ambas explotaciones experimentales, fueron alimentadas en un sistema semi-extensivo similar, basado en el pastoreo. Debido a esta razón, las explotaciones convencionales pueden fácilmente transformarse en sistemas de producción ecológicos.
Biogeoquímica del fósforo en el suelo: optimización de criterios para un uso agronómico eficiente y ambientalmente aceptable de un recurso no renovable
(2016-06-03) Recena Garrido, Ramiro; Delgado García, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales; Universidad de Sevilla. AGR188: Agronomia
A relevant issue for accurate phosphorus fertilization management is to estimate phytoavailable phosphorus (P), which is defined as the amount of P present in soil that can be used by plants in successive crops until evident P deficiency symptoms appear in crop. It can be supposed that there is a starvation of this available pool when P release from solid phase does not maintain a high enough P concentration to maintain P adsorption by plants. This plant available P is normally assessed by "P availability indexes" or “soil P test” (SPT). However, the accuracy of these different methods, over a wide range of soils, may be limited and poor relationships are frequently observed between phosphorus availability indexes, such as Olsen P, and phosphorus absorption by plants. An efficient use of phosphorus in agriculture should be based on an accurate estimationof bio-available phosphorus in soils. In this thesis, focused on soils from Mediterranean environments, the Olsen P will be taken as a reference for SPT. In the first chapter of this PhD thesis, a general introduction to the problem of P in agriculture, with information regarding its relevance as non-renewable and strategic resource necessary in agriculture, was done. In this chapter, objectives of this thesis were defined, all focused on the sustainable use of P in agriculture. In the second chapter, factors affecting the accuracy of Olsen phosphorus index (Olsen-P) were studied. To this end, a P depletion experiment in 17 Mediterranean soils was carried out. Two samples differing widely in Olsen-P were used for each soil, named "low-P" and "high-P". The soil was mixed with silica sand to achieve 1 mg of P as Olsen-P per pot. Thus, the proportion of unavailable P to Olsen-P, either inorganic or organic P in the pot, was higher for "low- P" samples than for "high-P" samples. In "high-P" samples, P uptake by crop (cucumber) increased with increased affinity factor of soil phase, estimated from the P sorption curves (R2 = 0.76; P < 0.001) and with increased P adsorption capacity of soil, estimated as the concentration of Fe in oxides in soils (R2 = 0.56; P < 0.001). On the other hand, in "low-P" soil samples, total organic P and phosphatase activity in the rhizosphere contributed to explain P absorption by crops(R2 = 0.37, P < 0.01). These results revealed that both organic P and the hydrolytic activity in rhizosphere have implications in explaining P availability to plants when the ratio of organic P to Olsen P is high (low-P samples). On the other hand, the physical and chemical properties controlling the dynamics of inorganic P played an important role in the uptake of P from high-P samples. third chapter of this of this PhD Thesis was focused on the identification of soil properties affecting threshold values of Olsen P, below which a response by crop to P fertilization can be expected. There are recent evidences that, even in soils where a given SPT such as Olsen P is recommended, threshold values for SPT may range widely. This significantly affects the practical implications of SPT. Based on the soil properties affecting threshold values for Olsen P, models were proposed for the accurate estimation of threshold values in the interpretation of Olsen-P as SPT in these soils. This is basic for the identification of P responsive sites in geographical areas where this SPT is recommended. Threshold values for Olsen P and P in soil solution estimated by an extraction with 0.01 MCaCl2 varied widely between soils. Both indexes were positively correlated with each other (P <0.001). Clay content was the soil property affecting to a greater extend threshold values for Olsen P, explaining a 60 % of variation (P < 0.001). Overall, Olsen P threshold values decreased with increased buffer capacity (estimated with adsorption isotherms at 1 mg P L-1) and P sorption capacity (estimated as Fe in Fe oxides or clay). Threshold values for Olsen P can be predicted in studied soils by multiple regressions involving clay content, pH, and phosphatase activity in the rhizosphere (R2 = 0.87, P < 0.001); when only pH and clay were taken into account, it was explained 81 % of variation (P <0.001) with an average of the absolute error of 1.12. This means that a single model based on pH and clay content can accurately estimate threshold values in the studied soils. In the case of PCaCl2 threshold values can be estimated as a function of clay and the ratio of Fe in poorly crystalline to that in crystalline Fe oxides(R2 = 0.57, P <0.001). In addition, accurate predictions of PCaCl2 threshold values can be also achieved based on multiple regressions with pH and phytase hydrolysable P in some P fractions. It can be concluded that, in the group of soils studied, soil properties related with P buffering capacity of soils are the most relevant explaining threshold values for both SPT tested. However, it should be highlighted the contribution of factors related to organic P dynamics affecting threshold values. The fourth chapter of this PhD Thesis was aimed to define more precise methods to estimate total plant available P (TAP).To this end, different P extraction methods were tested: (i) Olsen P (ii) P concentration in 0.01 M CaCl2, (iii) 0.27 M Na citrate + 0.11 M NaHCO3 (CB), (iv) the two first sequential extractions in the Ruíz et al. (1997) fractionation scheme (NaOH +CB), (v) extraction with anion exchange resins (AER) in Cl- and HCO- 3 forms. Total available P (TAP) values in soils were obtained by P depletion experiment by growing plants successively in soils. TAP was significantly related to HCO3 --AER but also with Cl-_ AER (R2 = 87% and 77% respectively). In addition, variance of TAP explained by Cl-AER increased till 86% if phytase hydrolysable P in NaOH and CB extracts was taken into account. AERs have proved to be sensitive not only to Q, but also to buffer capacity (BC). When Olsen P was considered as the only predictive variable, it only explained a 53 % of the TAP variation (mean value for wheat and sunflower, P < 0.001). When the ratio Feca/Fecbd and the buffer capacity (BC) were also included as predictive variables in the model, variance explained increased to 69 and 61 %, respectively. When clay and CCE were included in the predictive model with Olsen P, variance explained increased till 80 %. Overall, better results obtained with AERs than with Olsen P or other single chemical extraction and were explained by their better relationship with most of the soil properties conditioning TAP. In the fifth chapter of this PhD Thesis, organic P forms and their potential contribution to available P to plants in Mediterranean soils were studied. Organic P in soil is the less understood aspect of the P cycle in soils, particularly in those from semiarid and arid lands. Organic P forms and how may be affected by P status and soil properties was dealt in this chapter. The study was carried out by NMR spectroscopy of 31P (31P NMR) in NaOH-EDTA extracts. From the soil collection used in the study described in chapter 1, eight representative Mediterranean soils were selected, and for each one, a "low-P" and "high-P" sample was studied. Organic P concentration in “high-P” and “low-P” samples was not significantly different. Beside this, the concentration of orthophosphate monoesters and their relative contribution to extracted P or OP according to the dry combustion method did not significantly differ between low- and high-P samples. Monoesters were the dominant fraction of OP accounting for half of the total organic P. The differences in monoesters phosphates between low- and high-P soil samples increased with increasing differences in Olsen P (R2 = 0.61, P < 0.05). The mono- to diesters ratio increased with increased Olsen P in soil (R2 = 0.49; P < 0.01), also monoesters and IP6, as OP proportion, increased as increased Olsen P in soil in vineyards and olive orchards, where almost no crop residue accumulation occurs. All these results reveal that, under P starvations conditions, some hydrolysis of these OP forms and potential contribution to P supply to plants may be expected. Myo- IP6 seems to stabilize by adsorption, as revealed by its positive relationship with the ratio of Fe in oxide to clay content and its decreased concentration in soil with increasing pH. On the other hand, precipitation of Ca phosphates may explain the retention of other IP6 stereoisomers in these soils. A general discussion of results is done in the sixth chapter, and finally, exposition of main conclusions of the present work is presented in the seventh chapter.
Relaciones hídricas y programación de riego en aceituna de mesa (olea europaea, L. CV. Manzanilla de Sevilla) basada en medidas directas en planta
(2017-01-19) Girón Moreno, Ignacio Francisco; Moriana Elvira, Alfonso; Moreno Lucas, Félix; Universidad de Sevilla. Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola
El olivar es un cultivo tradicional de secano pero su buena respuesta al riego lo ha convertido en el cultivo con mayor superficie regada de España. Sin embargo, la escasez del agua y la competencia con otros usos sociales e industriales ha producido una reducción en los recursos hídricos disponibles. Esto supone que el riego deficitario controlado sea una alternativa casi obligada para el olivar. Esta estrategia consiste en establecer períodos de estrés hídrico en momentos en los que la reducción de cosecha sea nula o casi nula. La programación del riego en función de medidas realizadas en la planta es un método adecuado para este tipo de riegos pero precisa información sobre la respuesta fisiológica del cultivo a las condiciones de estrés hídrico. Es precisamente la ausencia de umbrales lo que más limita el uso de estas medidas en la programación del riego en plantaciones comerciales. Los objetivos del presente trabajo sean estructurado en tres: estudio de las relaciones hídricas en condiciones de estrés, evaluar la aptitud de los indicadores a considerar y aporta una información básica para establecer los umbrales precisos. Con este propósito, se establecieron tres tratamientos hídricos: un tratamiento control, con unas dotaciones de agua suficientes para cubrir las necesidades hídricas; y dos tratamientos con riego deficitario controlado con una posterior rehidratación antes de la recolección. El ensayo se realizó en la finca experimental La Hampa (IRNAS-CSIC) en Coria del Río (Sevilla), en un olivar cv Manzanillode 37 años de edad con riego por goteo. Los resultados confirman la gran resistencia de esta especie al estrés hídrico, discutiéndose posibles mecanismos de respuesta en las relaciones hídricas entre la hoja y el fruto en periodos de estrés durante e momento de endurecimiento. Esta respuesta fisiológica permite un ahorro de agua muy importante con restricciones no significativas en calidad o cantidad de la cosecha. El trabajo sugiere umbrales para algunos indicadores de planta empleados, potencial hídrico y dendrometría, discutiendo las ventajas e inconvenientes principales.
Efecto de la fuente de fósforo y de la inoculación con diferentes microorganismos sobre la absorción de hierro y fósforo por las plantas
(2017-09-20) García López, Ana M.; Delgado García, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola
El fósforo (P) es un recurso no renovable y por ello es preciso una mayor eficiencia en el uso del P presente en el suelo y del aplicado como fertilizante. Para esta mayor eficiencia es necesario el desarrollo de diferentes alternativas. Es conocida la capacidad movilizadora de muchos microorganismos estos pueden ser útiles para promover la disolución de fosfatos de calcio insolubles o para aumentar la hidrólisis enzimática de P orgánico. La movilización de P e hierro (Fe) pueden llevarse a cabo de forma conjunta o de forma muy similar, es por ello que es interesante valorar como los microorganismos movilizadores de P pueden afectar también a la disponibilidad de Fe para las plantas, este último elemento (Fe) es un nutriente que puede resultar limitante en el desarrollo de cultivos para muchos suelos principalmente calcáreos. En este contexto, parece razonable plantear una investigación centrada en un empleo efectivo de P, usando para ello formas de P poco disponibles para las plantas haciendo uso de la manipulación de la rizosfera con microorganismos movilizadores de P y estableciendo cuáles son los mecanismos que explican sus efectos sobre la nutrición fosfatada de las plantas e indirectamente sobre la nutrición férrica. En el primer capítulo de esta Tesis Doctoral, se hace una introducción general a la problemática del P y el Fe en la agricultura, con información sobre la importancia que los microorganismos rizosféricos pueden tener sobre la movilización de estos nutrientes en la rizosfera. En este capítulo, se definen los objetivos de esta Tesis Doctoral, centrándonos en el uso sostenible de los microrganismos que debe implicar, además de una mejora en la nutrición de las plantas, otros beneficios adicionales en su aplicación. En el segundo capítulo se describe el efecto que tiene la inoculación con Trichoderma asperellum T34, sobre la disponibilidad de P en plantas de pepino (Cucumis sativus L. cv. Tropico). Los tratamientos incluían tres fuentes de P diferentes en solubilidad (KH2PO4, fitato y roca fosfatada). Para simular las condiciones que pueden darse en el suelo, el medio de cultivo consistió en una mezcla de arena silícea en parte recubierta de ferrihidrita como fuente de Fe sobre la que se adsorbió el P, y para para simular suelos calcáreos se uso arena calcárea. Trichoderma asperellum T34 aumentó el contenido total de P en las raíces de pepino independientemente de la forma P suministrada y mejoró la acumulación de P en la planta cuando el nutriente se aplicó como fitato (inositol-6-P) o roca fosfatada (RP, básicamente constituida por mineral tipo apatito). La actividad fitasa se vio incrementada con la inoculación de Trichoderma asperellum T34 explicando una mayor absorción cuando el P se administró como fitato. En cambio, cuando se suministró como roca fosfatada (RP) la solubilización se favoreció por la acidificación y el aumento de aniones orgánicos en el medio. Se concluyó que T34 puede mejorar la nutrición fosfatada en plantas cuando el medio contiene fitatos o fosfatos de Ca insolubles como formas de P dominantes. En el tercer capítulo, se estudió la existencia de un umbral de Fe medido como citrato-ascorbato extraido (CA-Fe) para que la inoculación con el agente de biocontrol Trichoderma asperellum T34 sea efectiva. Se realizó un experimento en cámara de cultivo con condiciones controladas en cultivo de pepino (Cucumis sativus L. cv. Serena), en el que se investigaron dos factores; concentración de Fe creciente en un medio artificial de cultivo (0, 8, 16, 32.5, y 75 mg kg–1 de CA-Fe) y la inoculación o no con Trichoderma asperellum T34. El Fe se aplicó como ferrihidrita adsorbida a parte de la arena silícea. El desarrollo de la biomasa aérea de las plantas disminuyó con la inoculación de T34, relacionándose con una disminución de la acumulación de Fe en las plantas. Sin embargo, con la dosis más alta de Fe (75 mg kg-1), las diferencias en biomasa, altura de las plantas y el contenido y concentración de Fe en parte aérea entre plantas inoculadas y no inoculadas no fueron significativas. El umbral de Fe para que la inoculación sea beneficiosa en el medio fue de 37 mg kg-1 sin inoculación de T34, en cambio con T34 este umbral era de 65 mg kg-1, lo que implica que, por debajo de este límite, se requiere suministro adicional de Fe para la inoculación con T34 debido a una posible competencia con el microorganismo. En el cuarto capítulo de la tesis se describe el efecto que la inoculación con diferentes microorganismos (Bacillus subtillis, Bacillus amyloliquefaciens, Aspergillus niger y Trichoderma asperellum T34) tienen sobre la absorción de P por las plantas y como esta absorción está afectada por el pH y el poder tampón de medios calcáreos de cultivo cuando se utilizan diferentes fuentes de P. Para ello se realizaron tres experimentos en medios de cultivo artificiales con plantas de pepino (Cucumis sativus L. cv. Tropico) para evaluar cómo los microorganismos pueden contribuir a la nutrición fosfatada de las plantas: (i) P suministrado a una dosis de 40 mg P kg-1 como RP en medio de cultivo con pH neutro; (ii) medio calcáreo tamponado a pH 8.5 y P suministrado como RP a 40 mg kg-1, y (iii) medio calcáreo tamponado a pH 8.5 y P suministrado en dos formas (PR y KH2PO4) a una dosis de 200 mg kg-1. Cada microorganismo actuó de manera diferente dependiendo del medio de cultivo, revelando que la actividad movilizadora de P de los microorganismos y el incremento que provocan en la acumulación en planta está afectada por el pH y por la concentración de P en el medio. En general, los mejores resultados se obtuvieron con Bacillus subtillis que aumentó la absorción de P en medio silíceo y en medio calcáreo fertilizado con 200 mg P kg-1. En el quinto capítulo se valoró el efecto que tenía la presencia de óxidos de Fe sobre la adsorción de P por las plantas en medios de cultivo calcáreos cuando éstas eran inoculadas con Bacillus subtillis QST713. Para ello se realizó un experimento durante un mes con tres factores: (i) fuente de P, soluble (KH2PO4) aplicada a 100 mg kg-1, o insoluble (RP, aplicada a dos concentraciones: 100 ó 200 mg kg–1), presencia de óxidos de Fe (ferrihidrita) en el medio (0 o 300 mg kg-1 de Fe extraíble con citrato-ascorbato), e inoculación con Bacillus subtilis QST713. El microorganismo mejoró el desarrollo de las plantas e incrementó el contenido total de P y P absorbido por las plantas, adscrito posiblemente a la solubilización del P y al aumento en el crecimiento de las raíces. Este efecto fue independiente de la presencia de óxidos de Fe. También se vio mejorada la absorción de Fe por las plantas. Por lo tanto, Bacillus subtilis QST713 mejora la nutrición de P en plantas cultivadas en medios que poseen una alta capacidad de adsorción de P independientemente de la solubilidad de la fuente de P y de la presencia de superficies adsorbentes de P que reducen su disponibilidad para las plantas en el medio de cultivo. En el sexto capítulo se estudió como las propiedades del suelo, especialmente aquellas propiedades relacionadas con la geoquímica de P del suelo, pueden interferir sobre el efecto que la inoculación con Trichoderma asperellum T34 o Bacillus subtilis QST713 puede tener sobre la biodisponibilidad de P en las plantas. Se realizó un experimento utilizando como cultivo el trigo en cámara de cultivo con condiciones controladas. Los tratamientos incluían la inoculación con Trichoderma asperellum T34, Bacillus subtilis QST713 y un control sin inoculación, sobre una colección de doce suelos con diferentes características físico-químicas y en un rango de P Olsen de 4.8 a 8.7 mg kg−1. De manera general, B. subtilis QST713 fue más efectivo que Trichoderma asperellum T34, incrementando la absorción de P por las plantas. En cambio, el desarrollo de biomasa de las plantas fue similar para ambos microorganismos. El efecto de los microorganismos en la acumulación de P en la planta se redujo con el aumento de P disponible en la planta y con una mayor proporción de óxidos de Fe poco cristalinos a óxidos cristalinos, y aumentó con la concentración de P orgánico hidrolizable por fitasas en varios extractos del suelo. La fosfatasa se correlacionó con la arcilla y el contenido en óxidos de Fe presentes en el suelo. Además, tanto las actividades enzimáticas medidas como la capacidad de acidificación estuvieron muy influidas por las propiedades de los suelos. Los resultados ponen de manifiesto que las propiedades de los suelos relacionadas con los mecanismos de movilización del P de los microorganismos son cruciales para explicar sus beneficios potenciales sobre los cultivos.
Estudio sobre el contenido en carotenoides y compuestos fenólicos de tomates y flores en el contexto de la alimentación funcional.
(2017-09-28) Coyago Cruz, Elena del Rocío; Meléndez Martínez, Antonio Jesús; Corell González, Mireia; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
Numerosos estudios demuestran que una dieta apropiada y rica en compuestos bioactivos como carotenoides y compuestos fenólicos, entre otros, puede disminuir el riesgo de desarrollar enfermedades. En este contexto, en la actualidad el consumo de alimentos funcionales sigue ganando importancia. Los alimentos funcionales, además de aportar nutrientes aportan otros compuestos que afectan beneficiosamente a algunas funciones disminuyendo el riesgo de padecer enfermedades o mejorando el estado de salud. Por otra parte, el agua es un bien escaso y el volumen disponible para el aprovechamiento agrícola es muy limitado en algunas regiones. Por ello, el uso eficiente de este recurso debe ser un criterio a considerar en la implantación de nuevos cultivos y el aprovechamiento de los ya implantados. En la actualidad los productos cultivados bajo condiciones de ahorro de agua son llamados productos hidrosostenibles. Algunos estudios indican que el empleo de técnicas de riego deficitario controlado puede contribuir a incrementar ciertos compuestos bioactivos, mejorar algunos atributos sensoriales, no afectar a la productividad del cultivo y, por último, son respetuosos con el medio ambiente debido a la optimización del uso del agua. En la presente tesis doctoral se evaluaron la calidad comercial y funcional en base al contenido de carotenoides y compuestos fenólicos del tomate (Solanum licopersicum L.) en función de diferentes factores agronómicos, y el contenido de compuestos funcionales (carotenoides y compuestos fenólicos) en flores con miras a potenciar su interés en la alimentación. Con respecto al estudio de tomate se evaluaron la calidad comercial, el contenido de carotenoides y compuestos fenólicos en diferentes grupos varietales en: 1) once variedades de tomate con diversas coloraciones: cinco variedades cherry comerciales disponibles en supermercados de Sevilla (ʽCherry amarilloʼ, ʽCherry peraʼ, ʽCherry naranjaʼ, ʽMinichocmatoʼ y ʽCherry rojoʼ) y seis variedades cultivadas en invernadero bajo condiciones normales de riego (ʽGreen Zebraʼ, ʽSuncholaʼ, ʽTigerellaʼ, ʽByelsaʼ, ʽPalamósʼ y ʽOrangeʼ); 2) dos variedades cherry (ʽLazarinoʼ y ʽSummerbrixʼ), y tres comerciales (ʽByelsaʼ, ʽPalamósʼ y ʽTigerellaʼ) sometidas a riego deficitario controlado (90 % de reducción de agua con un potencial hídrico de hoja que no superó los -1.2 MPa) y además se evaluó la posición del ramillete; 3) dos variedades cherry (ʽLazarinoʼ y ʽSummerbrixʼ) sometidas a riego deficitario controlado (disminución de agua en un 78 % en el cultivo de otoño con un potencial de hoja que no superó los -0.8 MPa y 80 % en el de primavera con un potencial de hoja que no superó los -1.0 MPa) durante la floración, cuajado y madurez del fruto, además se evaluó el nivel de desarrollo del ramillete, el grado de madurez y el ciclo de cultivo; 4) la posición de la fruta en el ramillete en dos variedades cherry (ʽLazarinoʼ y ʽSummerbrixʼ). Por otra parte, en el estudio de flores se evaluó el contenido de carotenoides y compuestos fenólicos en 141 especies florales clasificadas en: flores de la misma especie y con variedades de diferente color, flores de la misma familia y diferente especie y flores de otras especies no agrupadas en los dos grupos anteriores. Los resultados obtenidos demuestran que cuando se analizó de forma aislada el factor riego deficitario controlado, este provocó diferencias significativas en algunos casos en el contenido de compuestos bioactivos (carotenoides y compuestos fenólicos) y la calidad comercial, así como también provocó cambios la posición del ramillete, nivel de desarrollo del ramillete e índice de madurez, los cuales dependieron de la variedad y el ciclo de cultivo. Por ejemplo, en las variedades cherry aumentó el contenido de carotenoides, mientras que el contenido fenólico disminuyó; en cambio, en variedades comunes en unos casos se redujo el contenido de carotenoides y se acrecentó el contenido de fenoles, y en otros casos se observó incrementos en los dos compuestos bioactivos, a su vez, el peso del fruto disminuyó e incrementó los sólidos solubles en el estudio de cinco variedades de tomate de diferente tamaño (cosechado completamente rojo), mientras que en el estudio de cherry (se evaluó los diferentes índices de madurez)se mostraron diferencias significativas en todos los casos sin presentar patrones definidos. Por otro lado, el análisis en conjunto de todas los factores considerados en los respectivos estudios reportó que el cambio del contenido de carotenoides no es mayormente afectado por el riego deficitario controlado (RDC) sin embargo los factores como posición del ramillete, nivel de desarrollo del ramillete, índice de madurez, variedad, ciclo de cultivo, tomaron mayor importancia; el RDC sobre el contenido de compuestos fenólicos si tomó importancia en el estudio de cinco variedades de diferente tamaño, mientras que en el estudio de cherry no fue mayormente importante y tomaron relevancia los otros factores en estudio; en la calidad comercial los SS y C*ab en el estudio de cinco variedades de diferente tamaño no fueron afectados significativamente por el RDC, mientras que en el resto de casos este factor tuvo igual importancia que el resto de factores considerados en este estudio. A su vez, el RDC sobre la calidad comercial en el estudio de tomate cherry tuvo igual importancia sobre la calidad comercial que el resto de factores de cambio. El nivel de desarrollo del ramillete y el índice de madurez sí provocaron cambios en la calidad comercial y funcional de los tomates con variaciones que dependieron del ciclo de cultivo. Un ejemplo es que las variedades cherry mostraron altos contenidos de carotenoides en el primer ramillete en primavera del 2015, mientras que en otoño del 2015 y primavera del 2016 el contenido aumentó entre el 50 y el 70 % con respecto al primer ramillete. Los datos obtenidos en este estudio de tomate reafirman que la regulación de la biosíntesis de metabolitos secundarios, en concreto carotenoides y compuestos fenólicos es muy compleja y que los factores que afectan a su contenido son de muy distinta naturaleza, incluyendo factores geográficos, genéticos, ambientales y agronómicos, entre otros (Poiroux, y otros 2010, Borghesi, y otros 2011, Lea, y otros 2007, Olsen, y otros 2009). Y para analizar beneficios sobre el ahorro de agua en un determinado ciclo de cultivo se debería tener en cuenta otro tipo de factores como el nivel de desarrollo del ramillete e índice de madurez, que son factores que en algunos casos provocan mayores cambios que el riego deficitario considerado como tal. Con respecto al estudio de las flores, se concluyó que las especies que presentaron los contenidos de carotenoides más altos no mostraron altos contenidos de compuestos fenólicos. En términos cuantitativos, cabe destacar trece flores con concentraciones de carotenoides entre 748.1 y 4140.0 μg/g de peso seco y ocho flores con concentraciones de compuestos fenólicos totales entre 144.5 y 195.2 mg equivalentes de ácido gálico/g de peso seco.
Parámetros de calidad y características sensoriales de la carne de terneros de raza retinta criados en dos modelos de producción ecológica.
(2018-11-29) López Gajardo, Adoración; García Torres, Susana; Horcada Ibáñez, Alberto Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
Con la idea de conocer los parámetros de calidad y las características sensoriales de la carne y evaluar la influencia de dos modelos de producción ecológica sobre la maduración de la carne durante 21 días se emplearon 90 terneros machos enteros de raza Retinta agrupados aleatoriamente en tres lotes experimentales (n=30 en cada lote) bajo tres sistemas de producción diferentes: dos modelos de producción ecológica, basado el primero en la disponibilidad de pasto y el segundo en gran cantidad de forraje y alimento concentrado frente a un modelo de producción convencional basado en el aporte de alimento concentrado a voluntad y forraje. El sistema de producción se consideró como determinante en la calidad instrumental y sensorial de la carne de terneros de raza Retinta. Así, la carne de los animales ecológicos criados en pastoreo, y por tanto, con gran disponibilidad de espacio para hacer ejercicio presentó mayor humedad, proteína total y cenizas, y menor contenido de grasa que la carne de los animales criados en los sistemas de producción basados en el aporte de alimento concentrado ecológico o convencional y espacio para el ejercicio más limitado. A su vez, la carne ecológica de animales en pastoreo presentó mayor contenido de mioglobina y fue más luminosa, con mayor tonalidad que la de los animales que recibieron alimento concentrado ecológico o convencional. La carne ecológica presentó menor valor de pH, y a su vez, menores pérdidas de agua por goteo y mayores pérdidas de agua durante el cocinado que la carne de producción convencional. Además, el test de Warner-Bratzler mostró que la carne ecológica de los animales alimentados con pasto y amplia disponibilidad de espacio para el ejercicio resultó ser más dura que las carnes producidas en base al uso fundamentalmente de alimento concentrado ecológico o convencional y limitación de espacio para el ejercicio. Las propiedades reológicas debidas a la estructura miofibrilar (análisis de perfil de textura TPA20) mostraron mayor masticabilidad, resiliencia y cohesividad en la carne de los animales que pastorearon frente a los animales que recibieron alimento concentrado. En referencia a las características histológicas de la carne, el sistema de producción afectó significativamente a la estructura fibrilar mostrando la carne de los animales de producción ecológica basada en pastoreo menor longitud del sarcómero y mayor área de fibra muscular que los animales de los modelos ecológico o convencional alimentados con grano y en espacio limitado para el ejercicio. De otra parte, el panel de catadores entrenados indicó que los sistemas de producción afectaron significativamente a la terneza, la jugosidad y la apreciación global de la carne siendo la procedente de los animales criados a base de alimento concentrado ecológico la valorada como más tierna y de mejor apreciación global. En cuanto al estudio de consumidores, la carne ecológica procedente de los terneros criados con pasto ecológico y libertad de espacio para hacer ejercicio fue valorada con la mejor nota de color. Sin embargo, esta carne fue valorada con la menor nota de terneza, jugosidad, sabor y apreciación global de entre todas las carnes valoradas por los consumidores. Se evidenció que el proceso de maduración de la carne durante 21 días afecto a los parámetros de color y de textura de la carne de los terneros de raza Retinta criados en los tres modelos de producción propuestos. Así, durante el tiempo de maduración controlada durante tres semanas, la carne de los terneros de raza Retinta aumentó el índice de amarillo, la tonalidad, el valor de pH y las pérdidas de agua por goteo. Sin embargo, las pérdidas de agua por cocinado fueron disminuyendo progresivamente hasta los 14 días de maduración de la carne para seguidamente no mostrar diferencias. En cuanto a la textura de la carne, también el tiempo maduración tuvo un efecto significativo en todos los parámetros estudiados, encontrándose un aumento de la terneza hasta los 14 días de maduración. Desde este momento no se observaron diferencias en el comportamiento reológico de la carne obtenida a partir de cualquiera de los sistemas de producción propuestos. Las características histológicas de la carne presentaron una evolución significativa en los 21 días de maduración. En cuanto a las características de los sarcómeros en todos los sistemas de producción propuestos, se observó un aumento progresivo de la longitud hasta los 21 días de maduración, mientras que el área de las fibras musculares analizadas fue disminuyendo hasta el final del proceso. En base a los resultados obtenidos, cumpliendo con el Reglamento CE 834/2007 se ha propuesto un nuevo modelo de producción ecológica basado en el aporte de alimento concentrado, alta cantidad de forraje en cebadero y menor necesidad de espacio para el ejercicio de los animales. Este nuevo modelo de producción obtiene carne que atiende a las necesidades de los consumidores concienciados con una producción más respetuosa con el bienestar animal y que además puede reducir costes de producción para los ganaderos y minimizar el impacto ambiental.
Caracterización y valorización de la ganadería pastoral de pequeños rumiantes de razas autóctonas a través del análisis de su sostenibilidad y la calidad de sus productos.
(2018-12-14) Gutiérrez Peña, Rosario; Delgado Pertíñez, Manuel; Mena Guerrero, Yolanda; Universidad de Sevilla. Departamento de Ciencias Agroforestales
Ante la actual crisis global que vive nuestro planeta, se hace imprescindible promover un desarrollo sostenible en todos los ámbitos, incluido el de la producción agrícola y ganadera. La ganadería extensiva ligada al territorio, en concreto los sistemas pastorales de pequeños rumiantes constituidos por razas autóctonas, desempeñan un papel central en la gestión y conservación de las tierras de Alto Valor Natural. Así mismo, esta actividad ganadera ejerce un importante papel social, pues contribuye a la creación de empleo en zonas desfavorecidas y al desarrollo rural; al mismo tiempo, tiene impacto socio-cultural, mantiene la estética del paisaje y apoya al turismo. Además, diferentes estudios han demostrado que tanto la leche y sus productos derivados como la carne obtenidos de estos sistemas, ofrecen óptimos parámetros de calidad para la salud del consumidor. Sin embargo, estos sistemas están en peligro de desaparecer debido a su falta de rentabilidad y al escaso relevo generacional. Por ello, el objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido generar conocimiento sobre el manejo de estos sistemas, su rentabilidad, la calidad de sus productos y su impacto ambiental, así como plantear mejoras que garanticen su conservación, tomando como ejemplo la raza caprina Payoya en Andalucía y la raza ovina Mallorquina en Baleares. Se realizaron dos estudios con explotaciones caprinas pastorales de raza Payoya: un estudio previo con 8 explotaciones durante los meses de junio a octubre de 2010, y un segundo estudio con 16 explotaciones durante el año 2011. En ambos, se recogió información mensual técnica y económica, en especial del manejo alimentario, a la vez que se recogieron muestras del tanque de leche para el análisis de su calidad. En Mallorca, se realizó un tercer estudio con 7 explotaciones de ovino pastoral de raza Mallorquina de las que se recogió información mensual técnica y económica durante el año 2015 y, durante los meses de octubre a diciembre de ese año, se seleccionaron un total de 50 corderos macho para analizar la calidad de la canal y de la carne. Entre los resultados obtenidos en las explotaciones caprinas de raza Payoya cabe destacar cómo la optimización del uso del pastoreo conlleva una reducción de la dependencia de insumos externos y de los costes de producción, lo que permite alcanzar buena productividad y rentabilidad. Por su parte, las explotaciones ovinas de raza Mallorquina están poco especializadas y son muy heterogéneas entre sí y, aunque la autosuficiencia alimentaria es alta, la escasa rentabilidad pone en peligro su continuidad. Respecto al análisis ambiental, concluir que para reducir la huella de carbono de las explotaciones caprinas pastorales es importante alcanzar un adecuado nivel de productividad lechera y reducir el uso de insumos externos. Sin embargo, este indicador debe ser analizado teniendo en cuenta otras unidades funcionales como la hectárea de superficie y en su cálculo es necesario incluir el secuestro de carbono que realizan los pastos. En cuanto a la calidad de los productos, en la leche de cabra de raza Payoya se comprobó que un mayor grado de pastoreo se traduce en un aumento de la calidad funcional debido a cambios favorables en los niveles de algunos ácidos grasos beneficiosos (menor contenido de PUFA, mayor-contenido de algunos AG n-3 y menor de AG n-6 totales, relación más óptima n-3/n-6) y del α tocoferol. Además, se encontraron diferencias importantes al comparar las diferentes estaciones del año, siendo posible discriminar las muestras según la estación, lo que podría ser aprovechado como herramienta de trazabilidad y para diferenciar el producto en el mercado. Por su parte, los corderos de raza Mallorquina presentan buenos valores de calidad de la canal y calidad nutricional, sin encontrarse grandes diferencias entre pesos comerciales. Sí se encontraron mayores diferencias debidas al manejo alimentario, obteniéndose un perfil lipídico más favorable (menor contenido en PUFA y mayor en SFA, CLA y AG n-3 y relación más óptima n-6/n-3) en corderos de sistemas pastorales sin aporte de concentrado (leche y pasto), manejo tradicional en la Isla. Teniendo en cuenta tanto los aspectos clave de la sostenibilidad como los beneficios que generan estos sistemas, se proponen una serie de estrategias de mejora orientadas a mantener un adecuado nivel de autosuficiencia alimentaria, a mejorar la rentabilidad de las explotaciones y a fomentar y valorizar los servicios ecosistémicos de este tipo de ganadería. Es necesario seguir investigando en los beneficios sociales y ambientales que proporcionan estos sistemas pastorales a fin de conservarlos.

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