EFECTO DEL RIEGO DEFICITARIO CONTROLADO EN EL

EFECTO DEL RIEGO DEFICITARIO CONTROLADO EN EL RENDIMIENTO Y
CALIDAD DE ACEITE DE OLIVOS (Olea europaea L.) CV. ARBEQUINA
Puertas Carlos a*; Trentacoste Eduardo a; Morábito José c; Jorge Perez Peña b
a
INTA EEA Junín, b INTA EEA Mendoza, c INA-FCA.UNCuyo
*[email protected]
INTA EEA Junín, I. Bousquet s/nº, Junín, Mendoza, Argentina (CC 78 CP 5570).
Palabras claves
Olivo, RDC, potencial hídrico de tallo, rendimiento industrial, polifenoles.
Resumen
El riego deficitario controlado ha sido utilizado en muchas especies frutales
principalmente para disminuir la cantidad de agua aplicada al cultivo con el menor impacto
posible en los rendimientos. Particularmente en olivo, especie tolerante a la sequía, el RDC
ha demostrado ser una herramienta viable, dependiendo la respuesta del momento y el
nivel de estrés alcanzado. Por otra parte, algunas experiencias muestran que el régimen de
riego también puede influir en aspectos de la producción como el rendimiento industrial de
aceite y calidad del mismo, sin embargo la información disponible es escasa.
Con el objetivo de conocer el efecto del RDC aplicado durante la última etapa de
crecimiento de fruto, durante el ciclo 2006-2007 en un monte comercial de olivos cv.
Arbequina de 9 años de edad, se evaluaron tres tratamientos de riego: un tratamiento
control (T) que recibió el 100% de la Etc y dos tratamientos restrictivos que recibieron
igual cantidad de riego que el tratamiento control excepto durante la fase III de crecimiento
de fruto hasta cosecha en los que se aplicó 66% de la Etc (T66) y 33% de la Etc (T33).
Durante la aplicación del RDC se monitoreó el estado hídrico de las plantas a
través del potencial hídrico de tallo a mediodía (PHT). En cosecha se midió el rendimiento
de aceitunas por planta, características de fruto (peso, relación pulpa/hueso, contenido de
materia grasa, humedad y estado de madurez (IM)). Sobre una submuestra se determinó
rendimiento industrial y calidad de aceite (acidez libre, índice de peróxidos, polifenoles
totales y estabilidad oxidativa).
Como resultado de este primer ciclo de estudio se evidenció que el RDC no afectó
ni las características de fruto ni el rendimiento de aceitunas por planta. Sólo el IM mostró
un estado de madurez más avanzado en el tratamiento T respecto de T33, sin presentar
relación alguna con el contenido de materia grasa por fruto. El rendimiento industrial fue
similar entre los tratamientos presentando un valor medio general de 10,5% (p/p). Por su
parte, el contenido de polifenoles y la estabilidad oxidativa tampoco fueron modificados
por los diferentes niveles de riego.
El PHT mostró diferencias en el estado hídrico de las plantas entre los tratamientos
extremos durante casi todo el periodo de aplicación del RDC. Los tratamientos restrictivos
permitieron un ahorro de agua de 9% (T66) y 18% (T33).
Introducción
En la búsqueda de mejorar la eficiencia de uso del agua, en los últimos años ha habido
un creciente interés en la aplicación de técnicas como el riego deficitario controlado
(RDC). Este consiste en reducir la cantidad de agua aplicada por debajo del máximo
utilizado por el cultivo, permitiendo un estrés moderado con el mínimo impacto en los
rendimientos (FAO 2002).
La tolerancia a la escasez de agua varía considerablemente entre especies, cultivares y
etapas de crecimiento del cultivo, requiriendo entonces, evaluar la respuesta de cada
especie a la aplicación del RDC.
Muchos procesos fisiológicos responden en mayor medida a los cambios en el estado
hídrico de los tejidos de la planta que a los cambios del contenido de agua de suelo (Jones
2004). Por esto, la cuantificación del estado hídrico de planta permitiría una mejor
explicación de los resultados obtenidos al evaluar diferentes niveles de riego (Perez Peña
2000). El potencial hídrico de tallo (PHT) a mediodía ha sido encontrado como un buen
estimador del estado hídrico de plantas de olivo (Moriana et al. 2002 b, Tognetti et al.
2005)
El olivo, es considerado una especie tolerante a las condiciones de sequía, sin embargo
esto puede conducir a una disminución de la fotosíntesis, limitando el crecimiento y la
producción (Rallo et al. 2004). La última parte de la fase III de crecimiento de fruto
(maduración de fruto) es considerada una etapa sensible a la falta de agua dado que se
afectaría la acumulación de materia grasa en el fruto (Pastor Muñoz-Cobo et al 2005). Sin
embargo son escasos los estudios de restricciones específicas en esta etapa de cultivo.
Alegre et al (2002), encontraron que reducciones de las láminas de riego durante el
verano, aumentaron el rendimiento industrial de aceite respecto de árboles regados con el
100% de la evapotranspiración de cultivo, a pesar de que todos los frutos tenían similar
contenido de materia grasa por peso seco de fruto. Los autores adjudicaron este efecto a los
diferentes contenidos de agua en los frutos. El agua contenida en el fruto propiciaría la
formación de emulsiones durante el proceso de extracción, disminuyendo la cantidad de
aceite obtenido (Pastor Muñoz-Cobo et al. 2005).
El régimen de riego podría influir también en el contenido de polifenoles del aceite.
Estos compuestos tienen un rol importante en la calidad del aceite dado que están
relacionados con la estabilidad oxidativa y con el atributo amargo en la evaluación
sensorial. Patumi et al. (1999) encontraron que el contenido de polifenoles fue modificado
por los diferentes regimenes de riego. En líneas generales, los aceites provenientes de
cultivos menos irrigados tienen un mayor contenido de polifenoles (Uceda et al. 2004).
En Argentina, el cv. Arbequina ocupa la mayor parte de la superficie destinada al
cultivo del olivo, debido a que fue el más implantado en los últimos años por sus
características de precocidad, productividad y porte reducido. Sin embargo, este cv., se
caracteriza por proporcionar aceites con bajos contenidos de polifenoles y estabilidad
oxidativa media (Tous et al. 2005). En nuestro medio, los contenidos de polifenoles
registrados han sido aún menores (Ravetti et al. 2006 , Mattar et al. 2006) que lo obtenido
en España (Tous et al. 2005).. .
En este contexto, surge la necesidad de evaluar el riego deficitario controlado como
herramienta para mejorar la eficiencia de uso del recurso agua, capaz de mejorar el
rendimiento industrial de aceite y aumentar el contenido de polifenoles y estabilidad
oxidativa del aceite obtenido.
El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del RDC aplicado durante la Fase III de
crecimiento de fruto hasta la cosecha sobre el rendimiento de aceitunas y el rendimiento y
calidad del aceite obtenido.
Materiales y Métodos
El ensayo se realizó durante la estación de crecimiento 2006/07, en un monte de olivo
de 9 años de edad, cv. Arbequina, ubicado en el departamento de Lavalle (32º43’ S,
68º36’ W), implantado con un marco de 6 m entre hileras y 4 m entre plantas. Los
tratamientos consistieron en aplicar diferentes láminas de riego desde principios del mes
de febrero hasta cosecha (8 de mayo) según:
T, reposición del 100% de la evapotranspiración de cultivo (Etc) (Control);
T66, reposición del 66% de la Etc y
T33, reposición del 33% de la Etc.
El resto del ciclo todos los tratamientos recibieron la misma cantidad de agua.
El método de riego fue microaspersión, con un emisor de 37 l/h por planta. Se regó con
una frecuencia de dos veces por semana. Los tiempos de riego se calcularon siguiendo la
metodología de Pizarro (1996). La ETo (evapotranspiración de referencia), se obtuvo como
promedio diario de las ETo de las estaciones meteorológicas ubicadas en las localidades de
Jocolí y Las Violetas, departamento de Lavalle (DACC 2006), las cuáles utilizan para el
cálculo de Eto la ecuación de Penman-Monteith modificada por FAO (Allen et al., 1998).
El coeficiente de cultivo (Kc) que se utilizó fue de 0,68 (Girona et al., 2002).
El diseño experimental fue de bloques completamente aleatorizados con cuatro
repeticiones. Las parcelas experimentales estuvieron formadas por cuatro árboles continuos
en la hilera, sirviendo los dos extremos como borduras y los dos centrales como unidades
de medición. Las parcelas se seleccionaron en función del volumen de copa de las plantas
y de la carga frutal existente.
Semanalmente se midió el potencial hídrico de tallo (PHT) al mediodía. A cosecha (8 de
mayo) se midió rendimiento por planta y sobre una submuestra de frutos se midió tamaño
de fruto, relación pulpa/carozo, índice de madurez (IM) según (Ferreira, 1979), humedad
(relación peso fresco/peso seco) y contenido graso por método Soxleth. Se procesaron
aprox. 10 kg de aceitunas para conocer el rendimiento industrial en aceite en molino
extractor en frío de dos fases.
En los aceites obtenidos se evaluó acidez según la metodología COI T15/Doc nº 3 - ISO
660-1996, índice de peróxidos según la metodología COI T15/Doc n°3 - ISO 3960:2001,
estabilidad oxidativa por método Rancimat (120 °C ±0,2 °C y flujo de aire de 20 l/hora) y
polifenoles totales según Montedoro et al. (1992).
Resultados y discusión
La cantidad de agua recibida desde septiembre de 2006 a cosecha (8 de mayo) fue
de 588 mm para T (control) y de 485 mm para T33, lo cual representa un ahorro de agua de
18% (Tabla 1) en el tratamiento más restrictivo.
Tabla 1. Cantidad de agua recibida en el ciclo de crecimiento (septiembre de 2006 a mayo
de 2007) para los diferentes tratamientos de riego
Cantidad de agua (mm)
Tratamiento
T
T66
T33
1º semana Septiembre a
1º semana Febrero
2º semana Febrero a
2º semana Mayo
Total
Riego
Ppe
Riego
Ppe
Riego + Ppe
%
390
390
390
2
2
2
164
114
61
32
32
32
588
538
485
100
91
82
En la Fig. 1 puede observarse la evolución del PHT a mediodía junto con los valores de
déficit de presión de vapor (DPV) registrados durante la medición. Durante el periodo bajo
ensayo el PHT presentó diferencias significativas (p≤0.05) entre los tratamientos de riego.
El tratamiento más restrictivo T33 se diferenció del resto de los tratamientos a partir de los
10 días desde el inicio de la restricción. Estas diferencias se mantuvieron durante el resto
del ciclo excepto para el 12 de abril y el 3 de mayo. Mientras el tratamiento intermedio
T66 se diferenció significativamente del tratamiento control sólo el 10 de marzo. Los
valores obtenidos en el tratamiento T (100% Etc) disminuyeron ligeramente hacia el final
del ciclo, en coincidencia con una disminución del contenido de agua en el suelo, esto
permitiría pensar que la lámina de agua entregada no satisfizo el 100% de la demanda,
aunque los PHT alcanzados en este tratamiento no indicarían un estrés hídrico a nivel de
planta según la escala propuesta por Moriana et al (2002 a). Según esta escala, sólo el
tratamiento más restrictivo T33 experimentó un leve nivel de estrés (i.e. valores de PHT
inferiores a -1.65 MPa).
-0.8
PHT (MPa)
-1.2
14
12
-1.4
10
-1.6
8
-1.8
6
-2.0
DPV (kPa)
T
T66
T33
DPV
-1.0
4
-2.2
2
-2.4
0
01/01/07
01/02/07
01/03/07
01/04/07
01/05/07
Día del año
Fig. 1. Variación del potencial hídrico de tallo al mediodía y del déficit de presión de vapor
registrado durante la medición. Cada símbolo de PHT representa la media de 16
mediciones. Barras verticales indican el error estándar de las medias. Flecha indica inicio
del RDC.
El rendimiento por planta y su componente peso de fruto fueron similares entre los
tratamientos de riego (Tabla 2). Tampoco existieron diferencias para las variables peso de
carozo y la relación pulpa/carozo. Dado que la aplicación de las restricciones fue posterior
a la fase de endurecimiento de carozo, era esperable que el peso de carozo no se
diferenciara ya que en condiciones de riego, el 90% del tamaño final del carozo queda
definido 8 semanas después de plena floración (Rapoport et al. 2004).
Tabla 2. Peso de fruto, peso de carozo, relación pulpa/hueso y rendimiento por planta para
los diferentes tratamientos de riego.
Tratamiento
Peso de fruto
(g)
Peso de carozo
(g)
Relación
Pulpa/carozo
(g/g)
Rendimiento
por planta (kg)
T
T66
T33
1,7
1,7
1,6
0,31
0,31
0,30
4,6
4,5
4,5
53,7
53,4
51,7
MDS0,05*
ns
ns
ns
ns
Cada valor es el promedio de 4 repeticiones
*Mínima Diferencia Significativa (p≤0,05), ns : no significativo
El índice de madurez (Tabla 3) presentó diferencias significativas sólo entre los
tratamientos extremos. Los valores mostraron una tendencia al adelanto de la madurez a
medida que aumentan los volúmenes de agua entregados. Este comportamiento también
fue observado por Grattan et al. (2006) en una campaña de medición. La mayoría de las
experiencias, al comparar el estado de madurez entre distintos niveles o regimenes de
riego, presentan un adelanto de la madurez con menores aportes de agua (Alegre et al.
2002, Faci et al. 2002 a, Uceda et al. 2004), opuesto a lo encontrado en este ensayo. Los
valores registrados de IM no tuvieron correlación con el contenido de materia grasa en el
fruto (r=0,20 y p=0,52).
El contenido de materia grasa por peso seco de fruto y la humedad de fruto fueron
similares entre los tratamientos de riego (Tabla 3). Ambas variables definirían la cantidad
de aceite extraído o rendimiento industrial, dado que el agua contenida en el fruto
obstaculizaría el proceso de extracción (Girona et al. 2002). El rendimiento industrial no
fue diferente entre los tratamientos de riego (Tabla 3), en consecuencia con la similitud
encontrada para materia grasa y humedad de fruto. En este sentido, Alegre et al. (2002)
encontraron un aumento del rendimiento industrial en los tratamientos más restrictivos al
aplicar RDC en los meses de verano. Similares resultados encontraron Grattan et al. (2006)
al aplicar diferentes tasas de la Etc durante todo el ciclo, obteniendo una relación lineal
inversa entre la cantidad de agua aplicada y el rendimiento en aceite.
Tabla 3. Índice de madurez (IM), humedad, materia grasa por peso seco, y rendimiento
industrial para los diferentes tratamientos de riego.
IM
Humedad (%)
Materia grasa
(g grasa % g peso
seco)
Rendimiento
industrial (g
aceite % g
aceituna)
kg
aceite/ha*
T
T66
T33
3,0
2,7
2,4
59,5
57,6
58,2
40,1
44,6
42,3
10,7
10,2
10,5
2390
2281
2238
MDS0,05*
0,4
ns
ns
ns
ns
Tratamiento
Cada valor es el promedio de 4 repeticiones
*Mínima Diferencia Significativa (p 0,05), ns: no significativo
*La producción de aceite por hectárea se estimó a partir del rendimiento por planta y el porcentaje de aceite en peso fresco.
Los parámetros clásicos de calidad como la acidez (g de ácido oleico % g de aceite) y el
índice de peróxidos (meq O2 por kg de aceite) no se diferenciaron entre los tratamientos de
riego (Tabla 3), siendo ambos valores inferiores a los límites máximos establecidos
comercialmente para la categoría virgen extra (i.e. 0.8 % para acidez y 20 meq/kg para el
IP, SAGPyA 2008). Diversos trabajos (Faci et al. 2002 b, Patumi et al. 2002,), al evaluar el
efecto del riego tampoco encontraron diferencias en estas variables, dado que no serían
afectados por modificaciones en la síntesis de componentes del aceite sino por el estado de
los frutos y su posterior manipulación hasta la molienda (Tovar 2001).
Tabla 3. Acidez, índice de peróxidos (IP), contenido de polifenoles totales y estabilidad
oxidativa para los diferentes tratamientos de riego
Tratamiento
T
T66
T33
Acidez (g ácido
oleico % g aceite)
IP (meq O2
/Kg aceite)
Polifenoles (ppm
ac. cafeico)
Estabilidad
(h, 120º C)
0.078
0.073
0.075
5.9
7.1
6.2
61.5
57.1
69.7
6.0
4.9
5.3
ns
ns
ns
ns
MDS0,05*
Cada valor es el promedio de 4 repeticiones
*Mínima Diferencia Significativa (p≤0,05)
La cantidad de polifenoles totales no fue diferente entre T, T66 y T33 (Tabla 3). Patumi
et al. (1999) encontraron claras diferencias entre árboles bajo régimen de secano y árboles
con riego, pero entre los distintos niveles de riego (33%, 66% y 100% de la Etc) las
diferencias eran menores o no existieron, presentado distintos comportamientos según el
cultivar estudiado.
La estabilidad oxidativa, expresada en horas Rancimat, tampoco fue influenciada por
los diferentes tratamientos de riego (Tabla 3). Berenguer et al. (2006) encontraron un
mayor contenido de polifenoles totales y una mayor estabilidad oxidativa para los
tratamientos menos irrigados, estando ambas variables muy correlacionadas (r ≥ 0.94)
entre las dos variables. Para esta experiencia, no se observó correlación alguna entre
polifenoles totales y estabilidad oxidativa. Aceites con valores menores a 6 h, como los
obtenidos en esta experiencia, son considerados aceites poco estables (Tous et al. 2005).
Conclusiones
En base a los resultados obtenidos, durante este primer año de ensayo, se puede concluir
que la aplicación de riego deficitario controlado durante la fase III de crecimiento de fruto
hasta cosecha permitió ahorro de agua sin disminuir el rendimiento de aceituna por planta.
Por otra parte, no existió efecto del régimen de riego sobre la humedad de fruto y el
rendimiento industrial de aceite, como tampoco sobre el contenido de polifenoles totales y
la estabilidad oxidativa de los aceites obtenidos. El PHT demostró ser un buen indicador
del estado hídrico de planta.
Por último, es necesaria la evaluación de esta técnica en años consecutivos para poder
conocer la sostenibilidad de la misma, dado que la restricción se impone durante una etapa
donde también ocurren procesos de diferenciación floral y acumulación de reservas.
Bibliografía
Alegre S., Marsal J., Mata M., Arbones A., Girona J. and Tovar M.J. 2002. Regulated
déficit irrigation in olive trees (Olea europaea L. cv. Arbequina) for oil production. Acta
Hort. (ISHS) 586:259-262.
Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D and Smith, M. 1998. Crop evapotraspiration-Guidelines
for computing crop water requirements-FAO Irr. and drain. Paper 56 Rome, Italy.
Berenguer M., Vossen P., Grattan S., Connell J., Polito V. 2006. Tree irrigation level for
optimum chemical and sensory properties of olive oil. Hortscience 41(2): 427-432.
DACC 2006. Agrometeorología.-Evapotranspiración. [en línea]. Dirección de Agricultura
y Contingencias Climáticas. http://www.contingencias.mendoza.gov.ar [Consulta: año
2006, 2007]
Faci J., Berenguer M., Espada J., Gracia S. 2002 (a). Effect of variable water irrigation
supply in olive (Olea europaea L.) cv. Arbequina in Aragon (Spain). I. Fruit and oil
production. Acta Hort. (ISHS) 586:341-344.
Faci J., Berenguer M., Espada J., Gracia S. 2002 (b). Effect of variable water irrigation
supply in olive (Olea europaea L.) cv. Arbequina in Aragon (Spain). II. Extra virgin oil
quality parameters. Acta Hort. (ISHS) 586:649-652.
FAO 2002. Deficit irrigation practices. Water reports nº 22. 102 p.
Ferreira, J. (1979). Explotaciones olivareras colaboradoras, nº 5. Ministerio de Agricultura.
Madrid.
Girona, J., Luna, M., Arbonés, A., Mata, M., Rufat, J. and Marsal, J. 2002. Young olive
trees responses (Olea europaea L., cv. Arbequina) to different water supplies. Water
function determination. Acta Hort. (ISHS) 586:277-280.
Grattan S., Berenguer M., Connell J., Polito V., Vossen P. 2006. Olive oil production as
influenced by different quantities of applied water. Agric. Water Management 85, 133-140.
Jones, H. G. 2004. Irrigation scheduling: advantages and pitfalls of plant-based methods.
Journal of Experimental Botany 55 (407): 2427-2436.
Mattar S. y Turcato A. 2006. Correlaciones entre los parámetros químicos y sensoriales del
aceite de oliva virgen de San Juan. Aceites y Grasas 64 (3): 436-443.
Moriana A., Villalobos F., Fereres E. 2002 (a). Stomatal and photosynthetic responses of
olive (Olea europaea L.) leaves to water deficits. Plant, Cell and Environment 25:395-405.
Moriana A. and Fereres E. 2002 (b). Plant indicators for scheduling irrigation of young
olive trees. Irrigation Science 21:83-90.
Pastor Muñoz-Cobo M., Macís V., Moya J., Girona J. 2005. Influencia del riego sobre la
calidad del aceite y sobre el comportamiento de la aceituna en el proceso industrial de
extracción. En: Cultivo del olivo con riego localizado. Pastor Muñoz-Cobo M. (ed.).
Coedición Junta de Andalucía y Mundi-Prensa, Madrid. pp. 165-184.
Patumi M., D`Andria R., Fontanazza G., Morelli G., Giorio P. 1999. Yield and oil quality
of intensively trained trees of three cultivars of olive (Olea europaea L.) under different
irrigation regimes. Journal of Horticultural Science and Biotechnology 74 (6) 729-737.
Patumi M., D`Andria R., Marsilio V., Fontanazza G., Morelli G., Lanza B. 2002. Olive and
olive oil quality after intensive monocone olive growing (Olea europaea L., cv. Kalamata)
in different irrigation regimes. Food Chemistry 77: 27-34.
Perez Peña J. E. 2000. Restricciones hídricas durante el desarrollo de la baya y su
influencia en el crecimiento vegetativo, reproductivo, rendimiento y calidad enológica de
la uva variedad Cabernet Sauvignon (Tesis de la Maestría en Riego y Drenaje). Chacras de
Coria, Escuela de Posgrado Facultad de Ciencias Agrarias UNCUYO. 91 p.
Pizarro, F. 1996. Riegos localizados de alta frecuencia. Goteo, microaspersión y
exudación. Ediciones Mundi-Prensa.
Rallo L. y Cuevas J. 2004. Fructificación y producción. En: El cultivo del Olivo.
Barranco D., Fernández-Escobar R., Rallo L. (eds). Coedición Mundi-Prensa y Consejería
de Agricultura y Pesca, Madrid. pp. 125-158.
Ravetti L., Matias A., Patumi M., Fontanazza G., Rocchi P. 2006. Caracterización de
aceites de oliva vírgenes de Catamarca, Argentina. Nota II. Características generales.
INTA EEA Catamarca 6 p.
SAGPyA
2008.
Código
Alimentario
Argentino.
[en
línea].
http://www.alimentosargentinos.gov.ar/programa_calidad/Marco_Regulatorio/CAA/CAPI
TULOVII.htm. [Consulta: 2 de junio de 2008].
Shackel, K.A.; Ahmadi, H.; Biasi, W.; Buchner, R.; Goldhamer, D.; Gurusinghe, S.;
Hasey, J.; Kester, D.; Krueger, B.; Lampinen, B.; McGourty, G.; Micke, W.; Mitcham, E.;
Olson, B.; Pelletrau, K.; Philips, H.; Ramos, D.; Schwankl, L.; Sibbett, S.; Snyder, R.;
Southwick, S.; Stevenson, M.; Thorpe, M.; Weinbaum, S. y J. Yeager, 1997. Plant water
status as an index of irrigation need in deciduous fruit trees. HortTechnology 7:23-29.
Tognetti R., d’Andria R., Morelli G., Alvino A. 2005. The effect of deficit irrigation on
seasonal variations of plant water use in Olea europaea L. Plant and Soil 273: 139–155.
Tous J. y Romero A. 2005. Rendimiento graso de la aceituna (Banco de Germoplasma de
Cataluña). En: Variedades de olivo en España (Libro II: Variabilidad y selección).
RALLO, L., Barranco D., Caballero J.M., Del Río, C., Martín A., Tous J., Trujillo I. (eds.).
Junta de Andalucía, MAPA y Ediciones Mundi-Prensa. Madrid.
Uceda M., Hermoso M., Aguilera M. P. 2004. La calidad del aceite de oliva. En: El cultivo
del Olivo. Barranco D., Fernández-Escobar, R., Rallo, L. (eds). Coedición Mundi-Prensa y
Consejería de Agricultura y Pesca, Madrid. pp. 657-684.