Investigación Agroambiental
El IMIDRA realiza investigaciones y otras actividades científico-técnicas relacionadas con la sostenibilidad medioambiental de la producción agraria.
En el Área de Investigación Agroambiental trabajamos en cultivos agroenergéticos, biotecnología de especies forestales, nuevos cultivos alimentarios, agroecología de cultivos herbáceos, especies con poca necesidad de riego para jardinería y céspedes, depuración de aguas residuales con plantas, valorización de residuos para su uso como enmiendas agrícolas, y tratamientos para mejorar la fertilidad del suelo y combatir su contaminación.
Nuestro laboratorio de suelos de la finca El Encín ofrece servicios de análisis físico-químicos de suelos, aguas de riego y material vegetal. Estos análisis son de gran utilidad para tomar decisiones sobre el tipo y dosis de los fertilizantes o enmiendas a aplicar, así como sobre los cultivos a establecer. Forma parte de la REDLAB de laboratorios de la Comunidad de Madrid.
Proyectos
CAMEPRO. Aprovechamiento de productos y subproductos de camelina de manera eficiente y sostenible.
El proyecto quiere profundizar en las implicaciones del cultivo de camelina en la nueva PAC y el cambio climático; estudiar cómo modifica el suelo y qué efectos tiene en los cultivos posteriores (rotación); determinar la validez de la camelina como cultivo proteínico para piensos animales, analizar sus productos y subproductos, y evaluar el efecto que tiene sobre la biodiversidad.
HERBI-RES. Efecto de la aplicación de residuos orgánicos como enmienda sobre el comportamiento de diferentes plaguicidas.
Para mejorar la producción de cultivos hortícolas, evaluamos el comportamiento de dos herbicidas autorizados para el control de malas hierbas (pendimetalina y metribuzina), cuando se aplican a suelos tratados con enmiendas generadas a partir de lodos de depuradora, compost de residuos sólidos urbanos, digestatos, o residuos de cosechas.
FOOTPRINT. Determinación de la huella hídrica y de carbono en áreas verdes urbanas y protocolo de valoración en su grado de cumplimiento.
Este proyecto busca crear una metodología para la obtención, análisis y mejora de la huella hídrica y de carbono adaptada a las zonas verdes de la Comunidad de Madrid. El objetivo final es proponer alternativas de manejo más sostenible frente a los problemas por mala gestión de las áreas verdes madrileñas recreativas y deportivas, así como mejorar la rentabilidad aprovechando las oportunidades ofrecidas por las nuevas tecnologías.
PISTADIAGNOSTICO. Estudio y control de enfermedades criptogámicas del pistacho en la Comunidad de Madrid.
Este estudio sobre la incidencia y virulencia de enfermedades en plantaciones de pistacho de la Comunidad de Madrid (especialmente la verticilosis y la septoriosis) busca minimizar el impacto de las mismas e impulsar una producción sostenible de este producto. Para ello se desarrollarán sistemas de alerta, prevención y diagnóstico precoz sobre el terreno, así como estrategias para un manejo integrado y tecnológico de las enfermedades.
ROSMARINUS. Caracterización química y de extractos de la colección de romero del IMIDRA y del híbrido Citus + Cyprius Lam. bajo cultivo.
La caracterización química y el estudio agronómico del romero y esta jara híbrida nos permite analizar su potencial como nuevos cultivos alternativos de secano en nuestra región. De cada uno de ellos, seleccionamos individuos para su caracterización y determinación de parámetros fenológicos, biométricos y edafoclimáticos; los cultivamos y extraemos aceites esenciales para su análisis.
TECNOGAR. Grupo Operativo de innovación para el uso combinado de sensores y teledetección: una solución holística para la monitorización y mejora del cultivo del garbanzo.
El objetivo es valorizar y modernizar el cultivo del garbanzo. El uso de sensores y la teledetección, junto con las microcosechadoras, facilita la digitalización de las parcelas. La información obtenida será utilizada para generar un Big Data que permita predecir cosechas, riesgo de enfermedades o malas hierbas. También evaluaremos la calidad de dos variedades de semilla, y ensayaremos distintos patrones de siembra y el uso de bioestimulantes.
VALVAGAR. Valorización del cultivo del garbanzo: análisis comparativo con distintas variedades, productividad y calidad, control de daños en cosechas y estudio de cultivos mediante drones, tratamiento de imágenes y sensórica.
Estudiamos la productividad y calidad culinaria de dos variedades mejoradas de garbanzo registradas por el IMIDRA. También evaluamos los beneficios de la aplicación de bioestimulantes en su crecimiento y monitorizamos los cultivos para reducir la problemática de malas hierbas, enfermedades y fauna dañina, mediante un sistema basado en sensores y drones.
LED. Aplicación de las luces LED en el cultivo in vitro de plantas de interés agrícola, forestal y ornamental.
Desarrollamos el uso de iluminación LED en las diferentes fases de la producción in vitro de especies hortícolas (tomate, fresa o frambuesa), leñosas (pistacho, vid, alcornoque, encina) y ornamentales (petunia, geranio y crisantemo). Se determinarán las condiciones idóneas de iluminación LED en las diferentes fases del cultivo y posterior aclimatación de las plántulas. Estas condiciones se aplicarán para mejorar los protocolos de propagación in vitro.
EMGRISA. Estudios de viabilidad para la fitorremediación de un emplazamiento contaminado.
Evaluaremos el uso de plantas arbóreas y arbustivas para reducir la contaminación por lindano y otros organoclorados en suelos procedentes del vertedero de Sardas (Huesca). Se ensayarán 3 especies (Populus, sauce blanco y sauco negro o común), fertilizantes NPK y orgánico (compost) y tratamiento con micorrizas, para favorecer el crecimiento de la planta y su tolerancia al contaminante.
Publicaciones
Caracterización de nuevas variedades de camelina (en inglés)
Seed and Straw Characterization of Nine New Varieties of Camelina sativa (L.) Crantz. I. Montero-Muñoz, D. Mostaza-Colado, A. Capuano, P. V. Mauri Ablanque (2023). Land 2023, 12(2), 328
La camelina es un cultivo oleaginoso prometedor por sus características agronómicas y diversos usos potenciales. No obstante, su cultivo aún no está extendido en Europa, especialmente en España. Con el objetivo de comprobar su idoneidad en climas semiáridos y encontrar variedades rentables, se están llevando a cabo dos proyectos piloto en Madrid. Se han utilizado nueve nuevas variedades para evaluar su contenido de aceite y composición química, determinando las mejores para futuras investigaciones agrícolas y de mejora genética.
Fertilización orgánica: cambios en la mineralización del suelo y las actividades enzimáticas (en inglés)
Organic fertilisation induces changes in soil nitrogen mineralisation and enzyme activities. M. R. Yagüe, M. C. Lobo, P. García (2023). Plant, Soil and Environment, 69, 2023 (1): 38–43
En este artículo se presentan los resultados de un estudio sobre la reutilización de dos residuos orgánicos como fertilizantes. Para ello, se comparó la fertiización orgánica con un sustrato para el cultivo de hongos ya utilizado y un digestato anaeróbico con la fertilización mineral o la ausencia de fertilización. Se evaluó la mineralización de nitrógeno y el carbono oxidable en el suelo después de la fertilización y 90 días de incubación. Se midió la actividad enzimática para evaluar el impacto de los tratamientos. La fertilización orgánica tuvo efectos diferentes en la mineralización del nitrógeno y la actividad enzimática del suelo.
Teledetección para el fenotipado de céspedes con diferente disponibilidad de agua (en inglés)
Remote sensing devices as key methods in the advanced turfgrass phenotyping under different water regimes. Salima Yousfi, José Marín, Lorena Parra, Jaime Lloret, Pedro V Mauri (2022). Agricultural Water Management, 266. 107581
El fenotipado de céspedes es una herramienta potencial en programas de mejora genética. Frente a los métodos tradicionales, las técnicas de teledetección son una herramienta eficaz, rápida y sencilla para seleccionar céspedes tolerantes a la sequía y promover la sostenibilidad en regiones con escasez de agua. En esta investigación se evalúan seis mezclas de césped cultivadas bajo dos regímenes hídricos (escaso y abundante) a través del índice de vegetación del área verde (GA), el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), la temperatura de la cubierta vegetal (CT) y el contenido de humedad del suelo (SM). La conclusión fue que el GA obtenido mediante imágenes tomadas por drones fue especialmente útil para detectar la variabilidad del césped.
Diferenciación de especies de leguminosas en cultivo intercalado mediante drones (en inglés)
Methodology to Differentiate Legume Species in Intercropping Agroecosystems Based on UAV with RGB Camera. Lorena Parra, David Mostaza-Colado, Jose F Marin, Pedro V Mauri, Jaime Lloret (2022). Electronics 11(4): 609
Los cultivos mixtos son esenciales en prácticas agroecológicas. Entre ellos, el cultivo intercalado en hileras combina especies para reducir impactos, pero su seguimiento es complicado. En el artículo se presenta un procedimiento para diferenciar garbanzos, lentejas y yeros en un agrosistema de cultivo intercalado. Se emplean imágenes de dron a diferentes alturas, así como los índices de vegetación y suelo combinados. Los resultados muestran que es posible diferenciar entre los tres cultivos, especialmente el garbanzo. La metodología propuesta tiene una precisión del 95% para el garbanzo, 86% para la lenteja y 60% para el yero. Esta metodología puede adaptarse a otros cultivos mixtos para mejorar la detección de anomalías en agroecosistemas.
Drones y métodos de teledetección en la supervisión del riego de céspedes (en inglés)
The Usefulness of Drone Imagery and Remote Sensing Methods for Monitoring Turfgrass Irrigation. Pedro Vicente Mauri, Salima Yousfi, Lorena Parra, Jaime Lloret, José Fernando Marín (2022). Advanced Intelligent Systems for Sustainable Development (AI2SD’2020) Volume 1:913-923
El riego es esencial para la sostenibilidad de los pastizales, pero la escasez de agua afecta su calidad. La teledetección como método para el control de la eficiencia y gestión del riego contribuye a una mayor sostenibilidad. Los índices de vegetación y la temperatura de la cubierta vegetal son los métodos más comunes para programar el riego. En este estudio, se evaluaron imágenes de drones para obtener el índice de vegetación y la temperatura de la cubierta en céspedes con diferentes regímenes hídricos. Se observó una heterogeneidad en el crecimiento del césped bajo riego limitado y se encontraron correlaciones entre la humedad del suelo y los índices de vegetación y temperatura de la cubierta. Este estudio destaca la utilidad de los drones y los sensores para evaluar el crecimiento del césped y la eficiencia del riego.
Destino de los microplásticos en suelos agrícolas enmendados con lodos de depuradora (en inglés)
Fate of microplastics in agricultural soils amended with sewage sludge: Is surface water runoff a relevant environmental pathway? Theresa Schell, Rachel Hurley, Nina T Buenaventura, Pedro V Mauri, Luca Nizzetto, Andreu Rico, Marco Vighi (2022). Environmental Pollution, 293: 118520
Este estudio investiga el hasta ahora desconocido destino de los microplásticos (MP) provenientes de lodos de depuradora empleados como fertilizantes agrícolas. Se analizó la escorrentía de aguas superficiales y las capas del suelo durante un año. El estudio se realizó en tres parcelas experimentales de una zona semiárida del centro de España y se aplicaron diferentes tratamientos sobre cultivo de cebada. La concentración de MP aumentó significativamente en el suelo con la aplicación de lodos. La capacidad de infiltración de MP en el suelo fue muy baja y la escorrentía de aguas superficiales tuvo una influencia insignificante en su exportación. Se concluye que los suelos agrícolas en regiones semiáridas actúan como acumuladores de MP a largo plazo.
Estudio de la respuesta de plantas de espinaca a nanofertilizantes comerciales (en inglés)
Response of spinach plants to different doses of two commercial nanofertilizers. M. Gil-Díaz, P. García-Gonzalo, C. Mancho, L.E. Hernández, J. Alonso, M.C. Lobo (2022). Scientia Horticulturae 301 (2022) 111143
Ante la falta de información detallada sobre nanofertilizantes comerciales como solución a los retos actuales de la agricultura, este estudio caracteriza y evalúa la aplicación de dos de ellos a espinacas. Ambos nanofertilizantes tenían composiciones, estabilidades coloidales y morfologías muy distintas. A las dosis recomendadas (DR) y 10 veces estas dosis, no mostraron efectos negativos. A 100 y 500 veces las DR uno de ellos tuvo efectos negativos en las hojas, reduciendo el contenido de clorofila, polifenoles, flavonoles y actividad antioxidante, y dañando la ultraestructura celular. El otro solo mostró efectos adversos a 500 veces la DRF. Ambos nanofertilizantes modificaron la composición superficial y el contenido de nutrientes de las hojas, especialmente en dosis más altas. El estudio es relevante para establecer niveles seguros de exposición a nanofertilizantes y comprender la absorción de nanopartículas por las hojas.
Nanopartículas de hierro para recuperar suelos contaminados (en inglés)
Iron nanoparticles to recover a co‑contaminated soil with Cr and PCBs. M. Gil-Díaz, R.A. Pérez, E. Miguel, S. Diez-Pascual, M.C. Lobo (2022). Scientific Reports 12 (2022) 3541
Este estudio se evaluó la eficiencia de diferentes tipos de nanopartículas de hierro comerciales para la remediación de suelos industriales contaminados con cromo y PCBs. Se concluyó que los tres tipos de nanopartículas, especialmente dos de ellos, redujeron significativamente la concentración de cromo en los extractos acuosos y la lixiviabilidad de este elemento en el suelo. Además, las nanopartículas redujeron significativamente la concentración de PCB (hasta un 68%) después de 15 días de tratamiento, aunque uno de los tipos estudiados mostró, después de 45 días, que la adsorción era reversible. Los resultados sugieren que la adición de este tipo de nanopartículas y las condiciones pseudoanaerobias podrían utilizarse para la recuperación de suelos que están contaminados a la vez por cromo y PCBs.