O cultivo irrigado de culturas anuais como milho e feijão tem se expandido nos últimos anos ao mesmo tempo com a restrição hídrica dada as mudanças climáticas, por isso é primordial pesquisas estratégicas para aumentar eficiência do uso da água com sustentabilidade. Para isso, a nutrição de plantas equilibrada pode contribuir para aumentar a eficiência no uso da água, em especial com fornecimento de silício (Si) e de potássio (K), mas ainda é desconhecida essa sinergia especialmente em cultivos fertirrigados. Dessa forma, é importante ter respostas para as seguintes hipóteses: i) existe uma dose de Si ótima e econômica para fertirrigação e os teores de Si no solo/solução e foliar adequado para seu uso fundamentado, mas depende da espécie cultivada; ii) o Si é um elemento multiestresse ao mitigar danos causados pelo déficit hídrico moderado e severo associado ao estresse por deficiência de K (comum em solos tropicais) em plantas de milho e feijão; iii) o fornecimento ótimo de Si via fertirrigação associado ao K ótimo pode diminuir a necessidade hídrica das duas espécies mantendo alta produtividade; iv) além disso, os dois elementos interferem na decomposição da biomassa vegetal diminuindo a emissão de CO2. Assim, os tratamentos consistirão de fatorial 3x2x4, três regimes hídricos: 80% (sem déficit), 60% (déficit hídrico moderado) e 40% (déficit hídrico severo) da capacidade de retenção de água no solo; duas fertilizações potássicas: deficiência (zero de K) e suficiência de K, e quatro doses de Si fornecidas via fertirrigação: 0; 4; 8 e 12 kg ha-1 . Para testar essas hipóteses serão realizados dois experimentos com milho e feijão objetivando-se estabelecer doses de Si via fertirrigação e sua sinergia com K em três regimes hídricos em aspectos fisiológicos, bioquímicos, nutricionais e ambientais para fundamentar estratégia para uso eficiente da água em sistema de cultivo irrigado

Nesta pesquisa se propoe a produção de silagens de forrageiras anuais com uso de fertirrigação com Si e uso de microrganismos no solo, para aumenta a produção de grãos e silagens para ruminantes no período de estressafra (seca).

Durante el proyecto “Estudiantes para el Desarrollo” entre la universidad de Kwantlen, Canadá y la universidad de Sancti Spíritus José Martí Pérez, se realizaron varias visitas de intercambio académico e investigativos entre estudiantes e académicos de ambos paises. Además se desarrollaron diversas investigaciones conjuntas que tributaron en capacitación y producción científica.

Durante este proyecto multidisciplinario financiado por la FAPESP se han conseguido hasta la fecha 24 artículo publicados en revistas internacionales de alto impacto, de los cuales soy autor o coautor en 8, y de ellos, en 4 soy el primer autor y de correspondencia. Mayores informaciones, así como todos los artículos derivados de este proyecto se pueden encontrar en el siguiente enlace: https://bv.fapesp.br/pt/auxilios/29555/miniface-climate-change-impact-experiment-to-analyze-the-effects-of-elevated-co2-and-warming-on-phot/

El objetivo del trabajo fue evaluar diferentes formas de aplicación de microorganismos eficientes (ME) en diferentes cultivos y sobre el suelo, tanto en clima tropical (Cuba), como en clima frío (Canadá). Se llevaron a cabo diversos experimentos en los que se concluyó que el empleo de ME en aplicaciones foliares correspondientes a 50, 100, 150 y 200 ml/L mejora el crecimiento y consecuentemente la producción de las plantas, siendo ese efecto más significativo en la dosis de 100 ml/L en cultivos como el tomate, zanahorias, pepino y arroz. En los parámetros del suelo, contribuyen con la degradación de la materia orgánica y con el proceso de mineralización de los compuestos orgánicos.

Prevê-se que o aquecimento global aumente a intensidade e a duração dos eventos climáticos extremos, como secas, ondas de calor e inundações, especialmente nas regiões tropicais. Mudanças climáticas afetam o crescimento de espécies forrageiras. No entanto, faltam informações sobre os efeitos das mudanças climáticas globais no desempenho nutricional de pastagens tropicais, especialmente em condições de campo. Nós, assim, conduzimos dois experimento em campos com as forrageiras Panicum maximum e Stylosanthes capitata utilizando um sistema de temperatura controlada do aquecimento do ar (T-Face) e avaliou-se os efeitos de duas condições de temperatura, (temperatura ambiente) e aquecimento moderado (2°C acima da temperatura ambiente) e dois níveis de disponibilidade hídrica, (irrigada e não irrigados), no acúmulo de nutrientes, eficiência de uso de nutrientes (NUE), nos padrões estequiométricos de C:N:P e na produção de biomassa foliar. Ambos experimentos foram conduzidos utilizando um delineamento de blocos completos casualizados em arranjo fatorial. Nossos resultados revelaram que em plantas de P. maximum (pastagem C4) a concentração foliar de N e P diminuiu sob estresse hídrico, o que aumentou as relações C:N e C:P, enquanto o aquecimento aumentou a relação N:P. A produção de biomassa foliar foi prejudicada em até 16% sob condições de estresse hídrico e temperatura ambiente, mas a produção de biomassa foi melhorada em 20% sob condições de aquecimento e irrigação. Nossos resultados também mostraram que a instabilidade homeostática em condições de seca resultou na diminuição da produção de biomassa foliar, e concluiu-se que o aquecimento é benéfico apenas para o crescimento das plantas em condições bem irrigadas. Enquanto isso, a seca diminuiu a NUE de K, Ca e B e a biomassa seca das folhas, enquanto o crescimento das raízes foi estimulado. No entanto, sob aquecimento e irrigação aumentaram a biomassa seca das folhas, a biomassa seca das raízes, a densidade do comprimento das raízes, a área superficial da raiz e a NUE de N, P, K, Ca, Mg, Cu, Mn e Zn. Por outro lado, no segundo experimento com plantas de S. capitata (pastagem C3), nossos resultados mostraram que as condições de seca reduziram as concentrações de fósforo (P) e aumentaram a relação N:P nos diferentes órgãos da planta. Descobrimos que a produção de biomassa acima do solo diminuiu significativamente sob condições de seca e de alta temperatura (wSaT e wSeT); observamos uma diminuição no conteúdo de nitrogênio (N), na relação folha/inflorescência e relação folha/caule, e um aumento na relação C:N nos órgãos vegetativos. No entanto, sob condições quentes e irrigação, a biomassa das folhas aumentou aproximadamente 33%. Concluímos que o aquecimento em condições bem regada e sem restrições na disponibilidade de nutrientes no solo, pode aumentar a produção de biomassa vegetal, presumivelmente devido a um nível mais alto da homeostase estequiométrica.

Edital CNPq: CNPq/TWAS – Doutorado-Sanduiche no Pais /Sandwich PHD Fellowship – SWP 2014 – Vigência: 01/08/2015 a 31/01/2016 (6 meses). Ciência do Solo – Período de bolsa TWAS finalizado – 304201/2014-6
Como parte de este proyecto de investigación se publicaron dos artículos que se nombran a continuación:

*Olivera-Viciedo, D (AC)., Prado, R.M., Lizcano, R., Salas, D., Nascimento, L.C., Calero, A., Peña, K., Betancourt, C. (1/8). 2020. Physiological role of silicon in radish seedlings under ammonium toxicity. Journal of the Science of Food and Agriculture, (FI=4.125, Q1), v. 100, p. 5637-5644. Indización: (ISI/WoS, Scopus). https://doi.org/10.1002/jsfa.10587

*Olivera-Viciedo, D (AC)., Prado, R., Lizcano, R., Nacimiento, L., Calero, A., Theodore, L and Castellano, L. (1/7). 2019. Silicon supplementation alleviates ammonium toxicity in sugar beet (Beta vulgaris L.). Journal of Soil Science and Plant Nutrition. (FI=3.612, Q2), v. 19. p. 413-419. Indización: (ISI/WoS, Scopus). https://doi.org/10.1007/s42729-019-00043-w

La temperatura y la humedad del suelo afectan fuertemente el valor nutricional y la digestibilidad de las plantas forrajeras a través de cambios en la composición química de la hoja o la proporción de tejidos de la hoja. En este proyecto, nuestro objetivo fue evaluar las modificaciones anatómicas de la hoja de dos especies forrajeras tropicales, Stylosanthes capitata (C3) y Megathyrsus maximus (C4) en condiciones cálidas (+2 °C) en condiciones de riego abundante y secano e investigar las interacciones entre alteraciones anatómicas de las hojas, composición química de las hojas y digestibilidad de las hojas. Los experimentos se realizaron en condiciones de campo utilizando un sistema de mejora controlada por aire libre de temperatura (T-FACE). Observamos que las plantas a temperaturas elevadas produjeron hojas con estomas más pequeños y tejido mesófilo más delgado y un grosor total de hoja reducido, lo que podría afectar el intercambio de gases. Por otro lado, la reducción de la humedad del suelo aumentó la densidad estomática y el grosor de la epidermis adaxial. En ambas especies, la concentración de las fracciones fibrosas de las hojas aumentó en condiciones cálidas y sin riego, mientras que la concentración de proteína cruda y la digestibilidad disminuyeron. Sin embargo, la digestibilidad de la hoja se asoció con la composición química de la hoja más que con la proporción de diferentes tejidos de la lámina de la hoja. Concluimos que, aunque ambas especies desarrollaron modificaciones anatómicas en las hojas para aclimatarse en condiciones de calentamiento futuro, el valor nutricional y la digestibilidad de las hojas se reducirán, lo que podría afectar la producción ganadera futura y las emisiones de metano de los rumiantes.

Chile es uno de los líderes mundiales en exportación de fruta de palta, con aumentos de exportaciones cada vez mayores para mercados internacionales durante los últimos años. A pesar de los crecientes aumentos en las exportaciones de frutos, uno de los problemas en palta es conocido como mancha negra “Black spot”. La mancha negra se evidencia solo después del almacenamiento postcosecha prolongado, con la aparición de manchas oscuras circulares sobre el exocarpo del fruto y es detectado sólo tardíamente en los mercados de exportación provocando así el rechazo de la fruta. El presente proyecto tiene como objetivo entender las causas que originan la aparición de Black spot en frutos de palta var. Hass usando un enfoque integral de metabolómica y evaluaciones de calidad poscosecha. Hasta el momento, fueron cosechados frutos de 8 huertos (Ensenada, Pililén, Los Angeles, Resguardo, Inversiones, El Rancho, Quilhuica y Los Lilenes) correspondiente a cosecha temprana y 4 huertos (Resguardo, Pililén, Quilhuica y Los angeles) para cosecha tardía. Los frutos fueron evaluados a cosecha, a la salida de cámara de frio y en madurez de consumo. Los atributos evaluados correspondieron a: peso, color, presencia de daño lenticular, daño de pulpa, daño vascular, firmeza y materia seca. También se hicieron muestreos de epidermis de 5 frutos a la cosecha y cada 10 días de almacenamiento (0, 10, 20, 30 y 40 d) para analizar el sistema enzimático y no-enzimático de defensa y un análisis metabólico integral. Los resultados obtenidos hasta la fecha muestran que hay una disminución de firmeza y peso de frutos almacenados, con disminución más rápida a la salida de cámara hasta madurez de consumo. De todos huertos estudiados hasta la fecha no fue observado presencia de Black spot en los diferentes huertos. Muchos frutos estudiados presentaron presencia de lenticelosis, russet en la piel, picoteo y algunos con antracnosis. Frutos de Ensenada, Resguardo y Quilhuica almacenados por 25 días en aire regular presentaron alto porcentaje de lenticelosis. Frutos almacenados por 40 días presentaron un patrón similar, con alto porcentaje de lenticelosis para frutos provenientes del Resguardo, Ensenada y Los Angeles, y presencia de frutos con russet para Resguardo y Pililén. Frutos almacenados por 25 días de Ensenada maduraron en promedio en 8 días, Los Angeles entre 8 y 10 días, Pililén en 10 días, Quilhuica y Resguardo en 6 días. Cuando los frutos fueron almacenados por 40 días, frutos de Ensenada y Pililén maduraron en 5 días y aquellos de Los Angeles, Quilhuica y Resguardo maduraron en 3 días. La materia seca de los frutos de Ensenada (cosecha temprana) y Quilhuica (cosecha tardía) estuvo por debajo del mínimo de 23% y 27% respectivamente.