📚 Publicaciones científicas

A continuación se presentan los artículos científicos publicados por el equipo del proyecto.

📝 Artículo 1

Título:
Evaluation of Agricultural Soil-Improving Zeolite for Improving Irrigation Water Quality

Autores:
Núñez-Gómez, D., Legua, P., Lidón, V., Conesa, A., Martínez-Nicolás, J. J, & Melgarejo, P.

Fecha de publicación:
2024

Revista:
Applied Sciences, Vol. 14, Núm. 1, Artículo 418

DOI:
https://doi.org/10.3390/app14010418

Resumen:

Con la progresiva disminución de la disponibilidad de agua para riego, cada vez es más frecuente la utilización de fuentes de agua de menor calidad agronómica. Compuestos como el sodio y el boro, debido a su impacto en el desarrollo y la producción de los cultivos, están cobrando importancia en estas fuentes de agua. Encontrar métodos novedosos para inmovilizar estos compuestos en el agua de riego es una de las principales prioridades del sector agrícola mundial. Este estudio se centró en explorar el potencial de la zeolita natural, utilizada habitualmente como mejorador del suelo y como sorbente para el sodio y el boro en aguas agrícolas naturales. La zeolita presentaba propiedades favorables, como un área superficial de 40 m2/g y una capacidad de intercambio catiónico de 1,8 mg/g. Mediante un diseño factorial compuesto central, se investigó la capacidad de la zeolita para eliminar el sodio y el boro del agua de riego. Los resultados demostraron una eficiencia significativa en la eliminación de boro, mientras que la eliminación de sodio fue limitada, con episodios ocasionales de desorción. El análisis de superficie de respuesta reveló las condiciones óptimas para la eliminación de cada catión. Además, se exploraron la cinética de adsorción y los efectos del pH, destacando la influencia en la sorción de sodio. Se aplicaron modelos cinéticos, y el modelo de pseudo-primer orden resultó adecuado para describir la cinética de sorción. Estos resultados mejoran nuestra comprensión de la eficacia de la zeolita en la purificación del agua de riego, haciendo hincapié en la complejidad de las interacciones catiónicas en soluciones «complejas».

📝 Artículo 2

Título:
Comparative Evaluation of Boron Sorption Dynamics on Zeolites in Irrigation Waters: An Isothermal Modeling Approach

Autores:
Núñez-Gómez, D., Martínez-Nicolás, J. J., Legua, P., Giménez-Valero, C., Maciá-Vázquez, A. A., & Melgarejo, P.

Fecha de publicación:
2024

Revista:
Molecules, Vol. 29, Núm. 11, Artículo 2545

DOI:
https://doi.org/10.3390/molecules29112545

Resumen:

La eliminación eficiente de boro en aguas de riego es fundamental para una agricultura sostenible, ya que niveles elevados de este elemento pueden resultar tóxicos para muchas plantas, limitando su crecimiento y reduciendo la productividad de los cultivos. En este contexto, el presente estudio investigó el equilibrio de sorción del boro utilizando zeolitas en dos tipos de matrices acuosas: una solución sintética que contenía únicamente boro y aguas de riego naturales. Mediante la aplicación de diversos modelos isotérmicos de sorción (Langmuir, Freundlich, Sips, Toth, Jovanovic, Temkin, Dubinin–Radushkevich y Redlich–Peterson), se evaluó la eficacia de la zeolita para la eliminación de boro en condiciones controladas y reales. Los resultados mostraron una diferencia significativa en el comportamiento de sorción entre ambas matrices, lo que refleja la complejidad y heterogeneidad de las interacciones en el sistema boro–zeolita. En la solución sintética, el modelo de Freundlich mostró el mejor ajuste (R² = 0,9917), lo que sugiere una sorción heterogénea y en múltiples capas. Por otro lado, el modelo de Sips presentó una alta eficacia al describir la sorción en ambas matrices, evidenciando su capacidad para capturar la complejidad de la interacción entre el boro y la zeolita en diferentes condiciones ambientales. Sin embargo, en aguas de riego naturales, el modelo de Jovanovic ofreció el ajuste más preciso (R² = 0,999), destacando la importancia de las interacciones físicas en el proceso de sorción del boro. Estos hallazgos subrayan la influencia significativa que ejerce la matriz acuosa sobre la eficacia de la zeolita como agente de eliminación de boro, y enfatizan la necesidad de considerar la composición específica del agua de riego en el diseño de tratamientos. Además, los resultados resaltan la importancia de seleccionar el modelo isotérmico adecuado para predecir el comportamiento de sorción del boro, lo cual es crucial para desarrollar estrategias de tratamiento efectivas y sostenibles. Este estudio proporciona una base sólida para optimizar la eliminación de boro en diversas aplicaciones agrícolas e industriales, contribuyendo al diseño de procesos de tratamiento de agua más eficientes y específicos.

📝 Artículo 3

Título:
Metabolic Profile Evolution of Citrus sinensis ‘Navelina’ Under Different Cultivation Techniques and Water-Saving Strategies

Autores:
Giménez-Valero, C., Maciá-Vázquez, A. A., Núñez-Gómez, D., Martínez-Nicolás, J. J., Legua, P., & Melgarejo, P.

Fecha de publicación:
2024

Revista:
Horticulturae, Vol. 10, Núm. 11, Artículo 11

DOI:
https://doi.org/10.3390/horticulturae10111187

Resumen:

Los cítricos, en particular las naranjas, representan un género vegetal de gran relevancia debido a su consumo como fruta fresca y a la diversidad de compuestos derivados de ellas, ampliamente utilizados en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica. A pesar de los avances recientes, el conocimiento sobre los procesos metabólicos en el género Citrus sigue siendo limitado, especialmente en relación con las distintas prácticas agrícolas. Este estudio tuvo como objetivo investigar la evolución metabolómica en hojas de naranjo dulce (Citrus sinensis) cultivado bajo diferentes condiciones a lo largo de dos periodos clave de desarrollo: el preinvierno (t1) y la brotación y floración primaveral (t2). Mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear de protón (¹H-NMR), se identificaron 27 metabolitos clave en cinco tratamientos de cultivo distintos (T0, T1, T2, T3 y T4), incluyendo aminoácidos, ácidos orgánicos y azúcares, y se analizó su variación a lo largo del tiempo. El tratamiento T0 corresponde al cultivo tradicional del lote de control, mientras que T1, T2, T3 y T4 incorporan diferentes estrategias de ahorro hídrico, como el uso de malla antihierbas y sistemas de drenaje subterráneo, todas diseñadas para mejorar la rentabilidad y la eficiencia del cultivo bajo las mismas condiciones edáficas y climáticas. Se evaluó el impacto de estos tratamientos sobre parámetros de crecimiento vegetal como la altura de la planta, el diámetro del tronco y la producción de flores, con especial atención a la reducción del consumo de agua sin comprometer el rendimiento del cultivo. Los resultados indican que el uso de malla antihierbas mejora significativamente el crecimiento de las plantas, incrementa la producción floral y estabiliza los niveles de metabolitos clave, contribuyendo a un concepto definido como “homeostasis metabolómica vegetal”. Estos hallazgos resultan especialmente relevantes en regiones como el sureste español, donde la escasez de agua representa una problemática crítica. El estudio aporta evidencia sólida de que la implementación de malla antihierbas en el cultivo de naranjo puede aumentar la eficiencia en el uso del agua, favorecer un desarrollo vegetal más saludable y mantener la estabilidad metabólica bajo condiciones de cultivo variables. Estos resultados sugieren que este tipo de prácticas agrícolas podría recomendarse para su aplicación comercial generalizada en el cultivo de cítricos, con el fin de mejorar la sostenibilidad y la rentabilidad de la producción.

📝 Artículo 4

Título:
Evolution of the Soil Bacterial Community as a Function of Crop Management: A Metagenomic Study in Orange Tree (Citrus sinensis) Plantations

Autores:
Giménez-Valero, C., Maciá-Vázquez, A. A., Núñez-Gómez, D., Conesa, A., Lidón, V., & Melgarejo, P.

Fecha de publicación:
2025

Revista:
Plants, Vol. 14, Núm. 12, Artículo 1781

DOI:
https://doi.org/10.3390/plants14121781

Resumen:

La gestión del suelo influye significativamente en la estructura y diversidad de las comunidades bacterianas del suelo, afectando a la biodiversidad y a las funciones del ecosistema. En regiones semiáridas, se aplican estrategias de eficiencia hídrica como la malla antihierba, pero su impacto en las comunidades microbianas del suelo sigue siendo poco explorado. Este estudio evalúa la evolución temporal de las comunidades bacterianas del suelo en plantaciones de naranjos (Citrus sinensis (L.) Osbeck) bajo dos condiciones: con y sin malla antihierba. Se recogieron muestras de suelo en tres puntos temporales durante un periodo de 18 meses desde el establecimiento del cultivo y se analizaron mediante secuenciación de alto rendimiento del ARNr 16S, evaluando la diversidad alfa y beta, la composición taxonómica y las vías funcionales mediante análisis KEGG. Los resultados indican que las redes de control de malas hierbas contribuyen a estabilizar la diversidad bacteriana a lo largo del tiempo y aumentan la abundancia relativa de filos dominantes como Planctomycetota, Proteobacteria, Bacteroidota y Acidobacteriota. Las predicciones funcionales revelaron diferencias significativas en las vías metabólicas, incluidas las asociadas a la fijación del nitrógeno y la degradación de la materia orgánica. Estos resultados sugieren que la malla antihierba no sólo influye en la composición taxonómica de las comunidades bacterianas del suelo, sino que también modula su potencial funcional, con implicaciones para la agricultura sostenible en ambientes semiáridos. Este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre la interacción entre la gestión del suelo y las comunidades bacterianas del suelo, ofreciendo información valiosa para optimizar las prácticas agrícolas y las estrategias de conservación del suelo.