Efecto del aporte de nutrientes sobre la producción de macroalgas en condiciones de co-cultivo : crecimiento, biofiltración y características fisiológicas

Máster Oficial en Cultivos Marinos. Trabajo presentado como requisito parcial para la obtención del Título de Máster Oficial en Cultivos Marinos, otorgado por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), el Instituto Canario de Ciencias Marinas (ICCM), y el Centro Internacional de Altos Estudios Agronómicos Mediterráneos de Zaragoza (CIHEAM)

Efecto de la irradiación y el flujo de nutrientes sobre el contenido en polisacáridos ácidos en macroalgas cultivadas

Máster Oficial en Cultivos Marinos. Trabajo presentado como requisito parcial para la obtención del Título de Máster Oficial en Cultivos Marinos, otorgado por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), el Instituto Canario de Ciencias Marinas (ICCM), y el Centro Internacional de Altos Estudios Agronómicos Mediterráneos de Zaragoza (CIHEAM)

Short-term variability and trophic interactions within planktonic community in subtropical waters of he Canary Islands (Northeast atlantic)

ES]Los giros subtropicales abarcan grandes áreas del océano donde la productividad del ecosistema se sostiene a través del reciclado de materia y energía. En estas aguas, la interacción entre la disponibilidad de recursos y la presión de los niveles tróficos superiores determina la dinámica de la comunidad planctónica. Sin embargo, en aguas subtropicales, el conocimiento de la variabilidad temporal o el papel de los diferentes componentes de la comunidad dentro de la red trófica es bastante limitado. En esta tesis se evalúa la variabilidad a corto plazo de los diferentes componentes de la comunidad planctónica. El picoplancton dominó la comunidad salvo durante la época productiva, en la que los organismos autótrofos de mayor tamaño desempeñaron un papel destacado. Nuestros resultados muestran como la variabilidad estacional está relacionada con fuerzas “bottom-up”, mientras que los procesos “top-down” dominan a una escala de tiempo más corta. Encontramos que el microzooplancton ejerce un gran impacto sobre la comunidad microbiana, en organismos tanto autótrofos como heterótrofos. Además, observamos un acoplamiento muy estrecho entre estos consumidores y sus presas. Otro mecanismo que regula la estructura planctónica es la depredación de los migradores verticales sobre el zooplancton. Así, la variabilidad del mesozooplancton epipelágico está controlada por un ciclo de depredación vinculado a la iluminación de la luna. En este trabajo realizamos una simulación de esta variabilidad con la que se obtuvieron valores de mortalidad comunitaria de los que derivamos el flujo de carbono activo hacia la zona mesopelágica. Estos valores calculados de transporte activo de carbono son del mismo orden de magnitud que el flujo gravitacional en aguas subtropicales. En el Atlántico noreste la comunidad marina también podría estar influenciada por las tormentas de polvo sahariano que ocurren con gran frecuencia en la zona. En este sentido, se estudió la respuesta de la comunidad planctónica en un período de deposición de polvo atmosférico de gran intensidad, en el año 2010, sin observar una clara respuesta en términos de producción primaria. Por el contrario, la biomasa de diatomeas y mesozooplancton sí se vio aumentada en gran medida tras el paso de una fuerte tormenta de polvo del Sáhara, mientras que los organismos autótrofos de menor tamaño se vieron afectados negativamente. Los resultados de esta tesis suponen una contribución importante para entender la dinámica planctónica tan compleja en los ecosistemas subtropicales, y además, pone de manifiesto la necesidad de llevar a cabo muestreos oceanográficos a escalas de tiempo más cortas.

Assessment of the initial state of two reserves, Micro áreas Ecoturísticas Litorales (MAEL), in Gran Canaria, Canary Islands

Máster en Oceanografía

Programa de selección genética en acuicultura

[ES]El objetivo fundamental del programa de investigación en acuicultura que presentan los ponentes es la mejora de la biomasa desde la perspectiva genética considerando, además, las características ambientales para mejorar la relación coste/beneficio. El instituto ECOAQUA es líder en España del programa de mejora genética de la dorada

Respiratory electron transport activity in plankton: determinants and detection

[ES]La presente tesis, se centra en el estudio del Sistema de Transporte de Electrones (ETS) en organismos del plancton marino, los factores que lo influencian la interpretación de estas mediciones y su detección mediante espectrofotometría y espectrofluorometría, en muestras oceánicas naturales y en cultivos de organismos marinos. Se pudo establecer, la biomasa, la respiración (R) y la respiración potencial (ɸ), en tres transectos en los océanos Índico y Atlántico Norte Sur. A su vez, se determino el estado fisiológico, en tres tamaños del zooplancton, midiendo la relación R/ɸ. Se exploró los efectos de la inanición sobre la R y la variación con respecto a la ɸ en el zooplancton

External drivers of biogeochemical cycles in a tropical montane forest in Ecuador

Successful conservation of tropical montane forest, one of the most threatened ecosystems on earth, requires detailed knowledge of its biogeochemistry. Of particular interest is the response of the biogeochemical element cycles to external influences such as element deposition or climate change. Therefore the overall objective of my study was to contribute to improved understanding of role and functioning of the Andean tropical montane forest. In detail, my objectives were to determine (1) the role of long-range transported aerosols and their transport mechanisms, and (2) the role of short-term extreme climatic events for the element budget of Andean tropical forest. In a whole-catchment approach including three 8-13 ha microcatchments under tropical montane forest on the east-exposed slope of the eastern cordillera in the south Ecuadorian Andes at 1850-2200 m above sea level I monitored at least in weekly resolution the concentrations and fluxes of Ca, Mg, Na, K, NO3-N, NH4-N, DON, P, S, TOC, Mn, and Al in bulk deposition, throughfall, litter leachate, soil solution at the 0.15 and 0.3 m depths, and runoff between May 1998 and April 2003. I also used meteorological data from my study area collected by cooperating researchers and the Brazilian meteorological service (INPE), as well as remote sensing products of the North American and European space agencies NASA and ESA. My results show that (1) there was a strong interannual variation in deposition of Ca [4.4-29 kg ha-1 a-1], Mg [1.6-12], and K [9.8-30]) between 1998 and 2003. High deposition changed the Ca and Mg budgets of the catchments from loss to retention, suggesting that the additionally available Ca and Mg was used by the ecosystem. Increased base metal deposition was related to dust outbursts of the Sahara and an Amazonian precipitation pattern with trans-regional dry spells allowing for dust transport to the Andes. The increased base metal deposition coincided with a strong La Niña event in 1999/2000. There were also significantly elevated H+, N, and Mn depositions during the annual biomass burning period in the Amazon basin. Elevated H+ deposition during the biomass burning period caused elevated base metal loss from the canopy and the organic horizon and deteriorated already low base metal supply of the vegetation. Nitrogen was only retained during biomass burning but not during non-fire conditions when deposition was much smaller. Therefore biomass burning-related aerosol emissions in Amazonia seem large enough to substantially increase element deposition at the western rim of Amazonia. Particularly the related increase of acid deposition impoverishes already base-metal scarce ecosystems. As biomass burning is most intense during El Niño situations, a shortened ENSO cycle because of global warming likely enhances the acid deposition at my study forest. (2) Storm events causing near-surface water flow through C- and nutrient-rich topsoil during rainstorms were the major export pathway for C, N, Al, and Mn (contributing >50% to the total export of these elements). Near-surface flow also accounted for one third of total base metal export. This demonstrates that storm-event related near-surface flow markedly affects the cycling of many nutrients in steep tropical montane forests. Changes in the rainfall regime possibly associated with global climate change will therefore also change element export from the study forest. Element budgets of Andean tropical montane rain forest proved to be markedly affected by long-range transport of Saharan dust, biomass burning-related aerosols, or strong rainfalls during storm events. Thus, increased acid and nutrient deposition and the global climate change probably drive the tropical montane forest to another state with unknown consequences for its functions and biological diversity.

Incidencia de la fertilización en amaranto : zona semiárida pampenana (Argentina)

El objetivo fue evaluar la producción y la calidad de biomasa de Amaranthus mantegazzianus Pass. cv. Don Juan, en condiciones de secano, con fertilización de NPK y agregado de urea al momento de los cortes para obtención de materia verde y posterior producción de grano. Se sembró en el Campo Experimental de la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de La Pampa, Argentina, el 18/11/ 2004 en parcelas con cinco surcos distanciados 0.35 m. Se establecieron dos tratamientos: un testigo sin fertilizar y otro fertilizado con NPK (19-19-19) 50 kg ha-1 como fertilizante base y urea (100 kg ha-1) al momento del corte, en un diseño en bloques al azar con cuatro repeticiones. Las condiciones ambientales adversas solamente permitieron la realización de un corte e imposibilitaron la obtención de grano. Se midió: producción de biomasa, porcentaje de materia seca, tamaño promedio de hojas (largo x ancho), ancho promedio del tallo, largo promedio del pecíolo, número de hojas por planta cortada. Se calculó la relación lámina de la hoja/largo de pecíolo. Se determinó el contenido de proteína cruda y minerales. La fertilización realizada aumenta la relación lámina de la hoja/pecíolo. Las variables medidas y el contenido de nutrientes no presentaron diferencias significativas entre las plantas fertilizadas y sin fertilizar.

Funciones de volumen para especies de bosque secundario de la Reserva Guaraní : Misiones (Argentina)

Se ajustaron y evaluaron funciones de volumen de fuste para un grupo de especies arbóreas de un bosque secundario. El bosque del cual se obtuvieron los datos se encuentra situado en la Reserva de Biosfera Yabotí, en la provincia de Misiones, Argentina. Se trabajó sobre una muestra de 216 árboles, correspondientes a las 14 especies presentes más importantes respecto de la estructura del bosque y/o del valor económico de las mismas. De las nueve funciones evaluadas, cinco de ellas tuvieron coeficientes de determinación ajustados superiores a 0,99. Por su destacado comportamiento estadístico global se seleccionó una expresión resultante de modificar el modelo de Naslund. Utilizando los resultados de esta función se construyó una tabla de volumen de fustes individuales en la cual el diámetro a 1,3 m de altura (D) y la altura de fuste (H) fueron las variables de entrada para árboles de un bosque secundario de aproximadamente 30 años de edad. Los D observados fueron desde 5,4 hasta 42 cm y el rango de H entre 1,4 y 16 m. Los modelos seleccionados dieron resultados satisfactorios para predecir volúmenes y cantidad de biomasa acumulada en los fustes de árboles del bosque secundario analizado en este trabajo.

Caracterización del crecimiento de plantines de Brassica rapa var. pekinensis en contenedores.

Brassica rapa var. pekinensis, hakusay, es una hortaliza cuya producción puede iniciarse a partir de transplantes o siembra directa. El objetivo de este trabajo fue caracterizar el crecimiento de plantines de esta hortaliza en contenedores, previo al transplante, a través de variables morfogenéticas y de crecimiento. La biomasa total (PST), el peso seco aéreo (PSA) y el peso seco de raíces (PSR) mostraron una tendencia creciente, particular en cada caso. El área foliar (AF) se incrementó hasta estabilizarse días antes del transplante, momento en el cual se observó el efecto limitante del contenedor. Las variables morfogenéticas: razón de área foliar (RAF) y área foliar específica (AFE) descendieron hasta alcanzar valores casi constantes la semana previa al transplante. Las variables de crecimiento: índice de crecimiento relativo de la planta (ICRP) e índice de crecimiento relativo foliar (ICRF) descendieron, el primero con valores superiores hasta el día 31, hecho que se refleja a través de Gamma (Gf); la tasa absoluta de crecimiento (TAC) se incrementó hasta el día 31 del período y después cayó abruptamente; la tasa de asimilación neta (TAN) creció hasta el día 31 posterior a la siembra para luego caer al final del período. El productor podría decidir el momento del transplante como aquel definido por la detención de la expansión foliar.

Regulación de la hidratación y la turgencia foliares por mecanismos evitadores del estrés, y resistencia a déficit hídrico en vid

El transporte del agua en las plantas es impulsado por diferencias de energía libre entre el suelo y la atmósfera, y está regulado por mecanismos biológicos evitadores, como el cierre estomático. La hidratación y la turgencia foliares resultan del equilibrio entre ΨL del apoplasto, el potencial osmótico del simplasto y la elasticidad de los tejidos. Sobre esta base se conjeturó que las interacciones de los mecanismos evitadores del estrés hídrico de la planta tienen un rol clave en la definición de su resistencia a déficit hídrico. Para probar esta hipótesis se construyó un modelo mecanístico basado en las leyes del flujo de savia de Van de Honert, de difusión de Fick, de elasticidad de Hooke, la ecuación de Gardner para el flujo del agua en la rizósfera y el modelo de conductancia estomática (gs) de Buckley. Mediante el modelo se demostró teóricamente que la hidratación y la turgencia foliares dependen de la oferta de agua edáfica (representada por el potencial hídrico del suelo) y de la demanda evaporativa de la atmósfera (representada por la radiación absorbida, la temperatura del aire, la velocidad del viento y el déficit de presión de vapor de la atmósfera). También que los mecanismos evitadores del estrés hídrico -i.e., conductancia hidráulica de la planta, conductancia estomática, elasticidad del tejido y potencial osmótico a turgencia máxima- son todos necesarios para determinar la hidratación y la turgencia foliares. El modelo también demostró que la conductancia hidráulica suelo-hoja (kL) depende de la fracción de agua edáfica transpirable (FTSW) con un patrón de decaimiento sigmoide, a medida que el suelo se seca. Esto implica que las variables que dependen en parte de kL (i.e., gs, transpiración, fotosíntesis y superficie foliar) también dependen de FTSW con el mismo patrón. El modelo se probó experimentalmente a distintos niveles de humedad edáfica (desde déficit hídrico nulo, hasta severo) en cinco variedades de vid y mostró un poder predictivo superior al 90%. En todas las variedades las gs se asociaron linealmente con las kL observadas, al considerar todas las situaciones de déficit hídrico en conjunto, si bien la pendiente de estas relaciones fueron distintas en cada variedad. La contrastación experimental mostró que, en una escala de tiempo de varios meses, las variedades más evitadoras -i.e., Grenache y Cereza- mantuvieron mayor kL, ajuste osmótico y rigidez de los tejidos y una menor pendiente de la relación de gs vs. kL, que las variedades menos evitadoras -i.e., Malbec y Syrah-. La menor pendiente de la relación entre gs y kL, en las variedades más evitadoras, estuvo asociada a una mayor cantidad de estomas, en relación con la cantidad de células epidérmicas. Los variedades más evitadoras bajo déficit hídrico moderado -i.e., con una fracción de agua edáfica transpirable entre 0,6 y 0,4- tuvieron mayor superficie foliar y produjeron más biomasa, favoreciendo raíces profundas y densas, y ahorrando agua. Chardonnay mantuvo una alta hidratación y turgencia a expensas de un alto gasto de agua debido a que privilegiaba una alta kL por sobre el ajuste estomático, por lo que no podría considerarse en forma estricta como muy evitadora.

Respuesta fotoperiódica en Origanum vulgare ssp. vulgare y ssp. hirtum Ietsw. : impacto sobre su desarrollo y crecimiento

La productividad del orégano (Origanum vulgare L.) está determinada por la conjunción entre cantidad de biomasa acumulada y contenido de aceite esencial hasta el momento de su cosecha. Numerosos autores han constatado que dicho contenido es máximo al momento de floración pero los procesos que determinan la ocurrencia de la misma son poco claros en esta especie. A través de la prolongación artificial del fotoperíodo, se evaluó la sensibilidad fotoperiódica de dos subespecies tradicionales de orégano (Compacto: Origanum vulgare ssp. vulgare y Criollo: Origanum vulgare ssp. hirtum Ietsw.) y su incidencia en el desarrollo, duración de fases fenológicas y en la dinámica de crecimiento. Se encontró que ambas responden al aumento del fotoperíodo reduciendo la longitud de su ciclo. Ante estas condiciones, las mismas difirieron en la magnitud de su respuesta, siendo la subespecie Criollo más sensible que Compacto. Esto sugiere que el umbral fotoperiódico de inducción a floración es menor en el orégano Criollo que en el orégano Compacto. El acortamiento de la fase de desarrollo vegetativo en ambas subespecies generó menor número de nudos y longitud de ramas finales (disminución más notoria en la subespecie Criollo). El fotoperíodo extendido generó un cambio en el modelo de crecimiento de la longitud de ramas de lineal a lineal con meseta o cuadrático.

Evaluación de las características físico-químicas y biológicas en dos suelos superficiales cultivados con pera (Pyrus communis L.) cv. Williams bajo manejo convencional

El objetivo del trabajo fue identificar las características físico-químicas y biológicas en dos suelos superficiales fertilizados con nitrógeno y enmienda orgánica en el Alto Valle de Río Negro (huertos H1 y H2). En ambos huertos se aplicó fertilizante nitrogenado durante las temporadas 2008-2009 y 2009-2010 y en H2 se aplicó estiércol de pollo. Se extrajeron muestras de suelos en primavera y otoño y se determinó: carbono orgánico total, conductividad eléctrica, cationes de intercambio, relación de adsorción de sodio y nitratos, respiración microbiana, carbono de la biomasa microbiana, actividad de la deshidrogenasa y el índice de mineralización. La concentración de carbono orgánico total, potasio y nitrógeno fueron adecuadas para la producción de pera. El comportamiento de las variables biológicas fue diferente en los huertos. En H1 fueron mayores en primavera, en ambas temporadas y el índice de mineralización fue ligeramente superior a 1 en otoño, indicando equilibrio entre la mineralización y la humificación del carbono. En H2 las mediciones biológicas fueron similares entre las estaciones como consecuencia de realizar fertilización nitrogenada (N) en primavera y en otoño. La enmienda orgánica no reflejó un aumento de la actividad biológica en primavera. La actividad microbiana y enzimática en H1 y H2 fue sensible a los cambios que ocurrieron en los suelos.

Cuantificación de la captura de CO2 por la flora nativa de totora en un humedal costero de Perú

Resumen: Se cuantifica la captura de CO2 por la flora nativa de totora (Schoenoplectus californicus) en los humedales de Villa María, sobre la costa del Pacífico en Perú. Se delimitó el área representativa ocupada por esta especie para evitar zonas heterogéneas y se cuadriculó la zona trazando líneas que atraviesen toda el área, donde se realizaron muestreos aleatorios de 1 m2 de la parte aérea y de la raíz de la biomasa. El contenido de carbono en la estructura vegetal se determinó por método de “Walkley y Black” y la captura de dióxido de carbono se estimó mediante el “factor de conversión de carbono a dióxido de carbono”. Se obtuvo un valor de contenido de dióxido de carbono capturado por totora (partes aérea +raíz) de 84.05 tCO2/ha comprobándose que, entre otros importantes servicios al medio ambiente y al Ser Humano, estos humedales actúan de modo crucial en la captación de CO2 atmosférico ante el presente escenario de cambio climático planetario.

Remediation of feedlot effluents using aquatic plants

Feedlots have increased in several regions of Argentina, particularly in the Pampas. The absence of adequate treatments of the effluents produced in these establishments creates serious problems to the society. Phytoremediation can be defined as inexpensive and environmentally sustainable strategy used to remove pollutants by plants. The aim of this study was to evaluate the remediation potential of two macrophyte species (Eichhornia crassipes and Hydrocotyle ranunculoides) on a feedlot effluent. This effluent was treated with these species for 31 days. Control and macrophyte treatments decreased dissolved inorganic nitrogen (DIN), Kjeldahl nitrogen (Kj N), biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total dissolved salts (TDS), total phosphorus (TP), Pb, Zn and Cr levels. At macrophyte treatments, relatively constant pH levels were kept and decreased EC and TDS values were obtained compared to control, mitigating the release of contaminants and potential greenhouse gases to the atmosphere. Moreover, significant increases in biomass were obtained, being higher in E. crassipes. The results allow concluding that the presence of aquatic plants increases the removal rates of nutrients, organic matter and heavy metals from wastewater in approximately 10-17 days for a feedlot effluent with high organic load.