Estudio del potencial alelopático del trigo (triticum aestivum l.) y el trigo sarraceno (fagopyrum esculentum moench. Y fagopyrum tataricum gaertn.) para agricultura ecológica
- Autores: Yedra Vieites Álvarez
- Directores de la Tesis: Adela Sánchez Moreiras (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidade de Vigo ( España ) en 2024
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Dolores Raigón Jiménez (presid.), Francisco Antonio Macías Domínguez (secret.), Fabrizio Araniti (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ecosistemas Terrestres, Uso Sostenible e Implicaciones Ambientales por la Universidad de Vigo
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Investigo
- Resumen
CAPÍTULO I La agricultura, un pilar fundamental para la humanidad desde tiempos ancestrales, se enfrenta hoy en día a una encrucijada crucial en el contexto del siglo XXI. La presión por garantizar la seguridad alimentaria, mantener la sostenibilidad ambiental y asegurar la equidad en los medios de vida rurales se intensifica frente a desafíos como la competencia por recursos, la malnutrición persistente, la pobreza rural, la consolidación del poder en las industrias agrícolas y alimentarias, la pérdida de biodiversidad y los efectos del cambio climático. Este complejo entramado de problemas requiere soluciones audaces y multifacéticas.
A lo largo de milenios, la agricultura ha transitado por una evolución constante, pasando de métodos tradicionales al uso intensivo de tecnologías y agroquímicos que, si bien han incrementado la productividad, también han puesto en riesgo la sostenibilidad del medio ambiente y la equidad social. En respuesta a estas preocupaciones, la agricultura orgánica emerge como una opción viable y prometedora, basada en principios ecológicos que priorizan la salud del suelo, la biodiversidad y el bienestar humano, prohibiendo el uso de pesticidas (herbicidas, fungicidas, insecticidas, etc.) y fertilizantes sintéticos. Sin embargo, la expansión de la agricultura orgánica enfrenta múltiples desafíos. Aunque representa solo un pequeño porcentaje de la superficie agrícola mundial, su impacto es significativo y creciente. La comparación entre la agricultura convencional y la orgánica revela que, si bien la primera puede ofrecer mayores rendimientos a corto plazo, la segunda promueve una mayor resiliencia del sistema agrícola a largo plazo, con beneficios ambientales y económicos sostenibles.
El manejo sostenible de la flora arvense es uno de los retos más importantes en la agricultura ecológica. La flora arvense compite por recursos esenciales y puede actuar como reservorio de plagas y enfermedades, complicando el manejo agrícola. La contaminación asociada al uso masivo de herbicidas sintéticos, plantea una amenaza adicional, requiriendo estrategias de manejo integradas en la agricultura orgánica, ya que no solo busca aumentar la producción de alimentos de manera sostenible, sino también preservar el medio ambiente y promover la salud y el bienestar de las comunidades rurales. A medida que avanzamos hacia un futuro incierto, la adopción de prácticas agrícolas más sostenibles se vuelve imperativa para enfrentar los desafíos alimentarios y ambientales globales, garantizando la seguridad alimentaria y el bienestar de las generaciones presentes y futuras.
En los últimos años, el uso de herbicidas sintéticos ha sido una herramienta clave para controlar la flora arvense al interferir con procesos esenciales en las plantas, como la fotosíntesis y la síntesis de aminoácidos. Sin embargo, el uso repetido de herbicidas con modos de acción similares ha llevado al desarrollo de resistencias en muchas especies de flora arvense, lo que disminuye la eficacia de estos productos. Esta resistencia se debe a mutaciones genéticas y a la capacidad de las plantas para detoxificar los compuestos herbicidas, lo que ha complicado el control de las mismas en cultivos tan importantes como el trigo y el trigo sarraceno. Actualmente, más de 80 especies han desarrollado resistencia a herbicidas en los campos de trigo, incluyendo Lolium rigidum Gaud. y Portulaca oleracea L. La resistencia cruzada a herbicidas y la falta de nuevos modos de acción en los herbicidas destacan la necesidad urgente de desarrollar prácticas de manejo sostenible y eficaz para proteger los cultivos y preservar la biodiversidad agrícola.
En la búsqueda de soluciones sostenibles y eficaces para el manejo de la flora arvense en la agricultura ecológica, se han centrado esfuerzos en estudiar especies particularmente problemáticas como Lolium rigidum Gaud. y Portulaca oleracea (L.). Estas plantas, conocidas por su capacidad para competir vigorosamente con los cultivos agrícolas, representan desafíos significativos debido a su rápida adaptación y resistencia a múltiples herbicidas. Lolium rigidum, comúnmente conocido como ballico rígido o raigrás anual, es una especie de gramínea que puede afectar gravemente a los cultivos de cereales debido a su rápida germinación y establecimiento. Su capacidad para desarrollar resistencia a varios de los modos de acción de los herbicidas sintéticos habitualmente empleados, ha hecho que su manejo sea cada vez más complicado, aumentando la necesidad de estrategias alternativas y sostenibles. Por otro lado, Portulaca oleracea, también conocida como verdolaga, es una planta dicotiledónea que prolifera en diversas condiciones climáticas y tipos de suelos. Su resistencia a los herbicidas y su habilidad para competir por recursos como el agua y los nutrientes, la convierten en una amenaza considerable para una amplia variedad de cultivos.
En este contexto, la alelopatía se presenta como una solución prometedora. Este fenómeno, donde las plantas liberan compuestos químicos que inhiben el crecimiento de otras especies, puede ser utilizado para manejar de manera efectiva la flora arvense. La investigación en alelopatía se centra en identificar y utilizar plantas o extractos vegetales que posean propiedades fitotóxicas frente a especies arvenses como el raigrás anual o la verdolaga común. Por ejemplo, la rotación de cultivos con especies alelopáticas o la aplicación de extractos de plantas con propiedades alelopáticas puede reducir la dependencia de herbicidas sintéticos, contribuyendo a un manejo más sostenible de la flora arvense. Además, el uso de cultivos de cobertura alelopáticos puede mejorar la salud del suelo y aumentar la biodiversidad, beneficiando a largo plazo la resiliencia del sistema agrícola. La integración de prácticas alelopáticas en la agricultura orgánica no solo aborda el problema de la resistencia a herbicidas, sino que también fomenta un enfoque holístico para la gestión de la biodiversidad y la salud del ecosistema agrícola. Este enfoque es fundamental para avanzar hacia sistemas agrícolas más sostenibles y equilibrados, capaces de enfrentar los desafíos ambientales y alimentarios actuales. En este escenario, se seleccionaron dos cultivos de importancia global con propiedades alelopáticas, el trigo y el trigo sarraceno. El primero, debido a su importancia económica y alimentaria, y el segundo por ser un cultivo emergente que posee características complementarias que lo convierten en un cultivo funcional clave. Ambos, como cultivos que enfrentan desafíos significativos por la competencia con la flora arvense, comparten la intrínseca habilidad de la alelopatía lo que supone una solución potencial al inhibir el crecimiento de plantas competidoras como Amaranthus retroflexus y Chenopodium album. Además, el trigo sarraceno, utilizado ampliamente como cultivo de cobertura, mejora la estructura del suelo y la biodiversidad, y su uso en rotación con otros cultivos puede aumentar la sostenibilidad y resiliencia del sistema agrícola, proporcionando una estrategia efectiva para el manejo sostenible de flora arvense.
Una década de avances en el estudio del trigo sarraceno para agricultura orgánica y agroecología Del artículo Vieites-Álvarez, Y., Reigosa, M. J., & Sánchez-Moreiras, A. M. (2024). A decade of advances in the study of buckwheat for organic farming and agroecology (2013-2023). Frontiers in Plant Science, 15, 1354672 En esta revisión bibliográfica incluida en la introducción, se describe el trigo sarraceno, así como su potencial para manejar de forma sostenible la flora arvense circundante mediante sus características físicas y químicas, destacando el potencial alelopático y competitivo que posee. Además, se analizan los metabolitos especializados más importantes y su función, tanto en las plantas como en la salud humana, concluyendo con la importancia de este cultivo en la agricultura orgánica.
El trigo sarraceno (Fagopyrum sp.) es un pseudocereal sin gluten de la familia Polygonaceae, originario del suroeste de China y extendido a Europa hace milenios. Las especies más cultivadas son el trigo sarraceno común (Fagopyrum esculentum Moench) y el trigo sarraceno tártaro (Fagopyrum tataricum Gaertn), que se diferencian en la morfología del aquenio y su adaptación al frío y la sequía. Con tallos huecos, flores cimosas y un sistema radicular denso, el trigo sarraceno se considera un cultivo ideal para la agricultura orgánica, debido a su ciclo de vida corto y alta producción de biomasa. Además, nutricionalmente, es rico en proteínas, aminoácidos, minerales y compuestos fenólicos, destacando el flavonoide rutina por sus beneficios para la salud, como se comentará más adelante.
La flora arvense presente en los campos de trigo sarraceno puede diferir en función de la región y las condiciones climáticas, sin embargo, existen varias especies arvenses que están extendidas por toda Europa, de las cuales la mayoría presenta resistencias a los herbicidas sintéticos, como Amaranthus retroflexus L., Chenopodium album L., Echinochloa cruss-galli (L.) Beauv., Lolium rigidum Gaud., Bidens pilosa L., o Portulca oleracea L.
En el perfil químico del trigo sarraceno destacan los compuestos fenólicos, puesto que son los compuestos más ubicuos de este cultivo, estando presentes tanto en frutos, como en brotes, semillas, raíces y hojas. Dentro de los compuestos fenólicos se pueden separar dos grandes grupos: los flavonoides y otros compuestos fenólicos. El primer grupo, el de los flavonoides, es considerado el grupo de compuestos fenólicos más abundantes en los alimentos, y los más bioactivos por sus propiedades antioxidantes, antihipertensivas y antiinflamatorias. Dentro de este grupo se pueden encontrar 7 subgrupos en función de la estructura química y funcionalidad: isoflavonoides, con propiedades fungicidas, antibacterianas, antivirales y antioxidantes; chalconas, además de ser precursora de numerosos compuestos fenólicos, tiene un papel antioxidante en la propia planta productora, y potencial fitotóxico contra otras especies arvenses; antocianinas, el principal grupo de pigmentos que pueden actuar como protectores contra los rayos UV, como antioxidantes, como estrategia de defensa frente a herbívoros o como compuestos alelopáticos; flavonoles, incluyendo la rutina, quercetina y kaempferol, que son los metabolitos más predominantes en el trigo sarraceno, con funciones como protectores contra los rayos UV, reguladores del transporte de auxinas y del estado redox celular, además de tener un papel clave en el desarrollo de brotes, el control del gravitropismo y poseer actividades antioxidantes como secuestradores de las especies reactivas de oxígeno (ROS); flavanonas, incluyendo la naringenina, precursora de los flavonoles, presentan roles esenciales en las interacciones planta-insecto, además de protección UV y tolerancia a metales pesados; flavanoles; destacan por su importante función en la defensa de las plantas frente a patógenos y herbívoros a través de las propiedades antimicrobianas que poseen; y, finalmente, flavonas, caracterizadas por la variedad de funciones que tienen en la planta, como la defensa contra la radiación UV, o por jugar un papel clave en las interacciones inter-especie y el desarrollo de la planta. Otros compuestos fenólicos como ácidos fenólicos, estilbenos, lignanos, taninos y curcuminoides también son encontrados en el trigo sarraceno, siendo los primeros los más predominantes, y contribuyendo a propiedades como el color, el sabor y las cualidades nutricionales de este pseudocereal.
Más en profundidad y como se comenta anteriormente, los compuestos fenólicos más abundantes en el trigo sarraceno son la rutina, la quercetina y los ácidos fenólicos.
a. La rutina es un glicósido de la quercetina encontrado principalmente en las hojas y flores de las plantas de trigo sarraceno, pero también, aunque en menor cantidad en el tallo y en las raíces. La rutina tiene diversos beneficios para la salud humana y es importante para la resistencia de la planta al estrés ambiental, la protección contra la luz UV y la actividad antioxidante. Determinados estudios, indican que el alto contenido de rutina en el trigo sarraceno está vinculado a su fuerte actividad antioxidante. Además, se ha demostrado que la rutina puede inhibir el crecimiento de varias especies de plantas, tanto monocotiledóneas como dicotiledóneas.
b. La quercetina, precursora de la rutina en el trigo sarraceno, es un flavonol presente principalmente en semillas y cotiledones, con importantes funciones fisiológicas en las plantas, como participar en la fotosíntesis, desarrollo del polen y antioxidación. Actúa como antioxidante, promoviendo un crecimiento saludable al controlar el transporte de auxinas y limitar la proliferación celular. Además, protege a las plantas contra diversos factores de estrés y puede interferir en el desarrollo de otras especies.
c. Los ácidos fenólicos, que incluyen el ácido clorogénico, cafeico, ferúlico, vanílico, p-cumárico, gálico, dihidroxibenzoico, siríngico, protocatéquico, salicílico, ftálico y m-toluico, entre otros, participan en diversos aspectos del crecimiento, desarrollo y defensa vegetal. Actúan como moléculas señalizadoras que intervienen en las interacciones planta-microorganismo y en las respuestas de la resistencia a estrés. Además, muestran propiedades antioxidantes, influyen en los procesos de crecimiento y desarrollo, atraen polinizadores y dispersadores de semillas, y brindan protección contra los rayos UV. Su acción sobre la flora arvense circundante puede implicar la inducción de estrés oxidativo, modificación de la división celular, alteración de la fotosíntesis, y reducción de la germinación y/o el crecimiento, entre otros mecanismos.
En este contexto, las propiedades inherentes al trigo sarraceno lo convierten en un cultivo ideal para la agricultura ecológica y la agroecología, ya que su crecimiento y sus metabolitos especializados favorecen la salud y la calidad del suelo al tiempo que gestionan de forma sostenible la flora arvense.
El potencial alelopático del trigo sarraceno se ha estudiado, tanto mediante los exudados radiculares como mediante los compuestos presentes en la raíz y en la parte aérea. Se ha observado una correlación entre una mayor cantidad de exudados radiculares presentes en el medio y una mayor inhibición de la flora arvense circundante, como en el caso de A. retroflexus, Elymus repens (L.) o Phelipanche ramosa (L.) Pomel. Por otro lado, extractos acuosos obtenidos a partir de partes aéreas y subterráneas de plantas de trigo sarraceno también contienen compuestos fenólicos con potencial alelopático que pueden inhibir el crecimiento de la flora arvense con tan solo un 1% de concentración en la disolución acuosa. Esta capacidad fitotóxica se asocia a los compuestos presentes en los tejidos del trigo sarraceno, ya que experimentos con estos compuestos aislados, han corroborado los efectos observados sobre la flora arvense. Por lo tanto, el cribado de variedades de trigo sarraceno con mayor cantidad de compuestos fenólicos o potencial alelopático, supondría un avance hacia una agricultura ecológica.
Además, el rápido establecimiento del trigo sarraceno en el medio, así como su gran desarrollo foliar, lo hacen un cultivo idóneo para competir con la flora arvense. De hecho, varios experimentos comprobaron el potencial del trigo sarraceno para reducir la biomasa de la flora arvense circundante mediante la competencia por luz, obteniendo resultados muy prometedores con porcentajes de inhibición elevados. Esta competencia también se testó en la parte subterránea, observando que, sin limitaciones de espacio, las raíces de A. retroflexus llegaron a verse reducidas hasta en un 87% tras ser co-cultivadas con trigo sarraceno.
En condiciones naturales es muy difícil diferenciar entre alelopatía y competencia, ya que ambas se dan simultáneamente en las comunidades vegetales y coexisten en los agroecosistemas, influyendo en la germinación y el desarrollo de la flora arvense, por lo que es imprescindible estudiar las estrategias de gestión de flora arvense que combinan ambos fenómenos. Las características comentadas previamente para el trigo sarraceno y que son favorables, tanto para la alelopatía como para la competencia, hacen de este pseudocereal una opción adecuada para ser incluido en estrategias de manejo de la flora arvense, como el cultivo intercalado, la rotación de cultivos o el abono verde. Estas estrategias son consideradas a menudo como estrategias agronómicas independientes, pero pueden ser combinadas entre sí, ya que todas se basan en las mismas propiedades del trigo sarraceno, pudiendo considerarse estrategias agronómicas hermanas. De hecho, los cultivos de cobertura, como el trigo sarraceno, pueden aplicarse como mantillos vivos, cuando se cultivan intercalados con cultivos industriales; como mantillos muertos, cuando los residuos vegetales se dejan en la superficie del suelo; o como abonos verdes, cuando los residuos se incorporan al suelo.
Finalmente, el trigo sarraceno se ha establecido como uno de los alimentos más completos y nutritivos. Sus granos son una rica fuente de proteínas con una composición equilibrada de aminoácidos, harina sin gluten, fibra dietética, vitaminas, almidón, fitoesteroles, fagopirinas, fagopiritoles y compuestos fenólicos. En comparación con otros alimentos, el trigo sarraceno destaca por su alto contenido en compuestos fenólicos, como la rutina y la quercetina, que tienen efectos positivos en la salud humana, incluyendo actividades antioxidantes, anticancerígenas, antihipertensivas, antibacterianas y antiinflamatorias. La rutina es un potente antioxidante que reduce el estrés oxidativo y las respuestas inflamatorias, y tiene propiedades neuroprotectoras, anticancerígenas y antiinflamatorias. La quercetina también ha demostrado poseer actividades antidiabéticas, antioxidantes, antimicrobianas y cardioprotectoras. Los ácidos fenólicos encontrados en el trigo sarraceno contribuyen especialmente a los beneficios para la salud, por sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y anticancerígenas. Por lo tanto, el alto contenido de compuestos fenólicos hace del trigo sarraceno un cultivo altamente nutritivo y protector contra enfermedades, pudiendo considerarse como un cultivo funcional.
En conclusión, el trigo sarraceno es un cultivo emergente que puede ser explotado en la agricultura orgánica debido a sus propiedades alelopáticas, competitivas y beneficiosas para la salud humana y del ecosistema.
Benzoxazinoides en la alelopatía del trigo - Del descubrimiento a la aplicación para la gestión sostenible de la flora arvense Del artículo Hussain, M. I., Araniti, F., Schulz, M., Baerson, S., Vieites-Álvarez, Y., Rempelos, L., Bilsborrow P., Chinchilla, N., Macías, F.A., Weston, L.A, Reigosa, M.J & Sánchez-Moreiras, A. M. (2022). Benzoxazinoids in wheat allelopathy- From discovery to application for sustainable weed management. Environmental and Experimental Botany, 202, 104997.
Esta revisión bibliográfica incluida en la introducción, se enfoca en el estudio del potencial alelopático del trigo, centrándose particularmente en el papel de los benzoxazinoides (BZXs) en los genotipos de trigo. Explora el impacto de los BZXs en el crecimiento de las raíces y brotes de la flora circundante a las plantas de trigo, así como sus productos de transformación y las actividades microbianas en el suelo. Además, profundiza en la influencia del estrés ambiental sobre los BZXs y su potencial como herbicidas naturales. Se destaca, también, la importancia de considerar el potencial alelopático, el vigor temprano de las plántulas y la capacidad de supresión de la flora arvense al seleccionar genotipos de cultivos competitivos.
Los benzoxazinoides son compuestos especializados que se encuentran comúnmente en las gramíneas. Dentro de este grupo se clasifican en ácidos hidróxámicos, como DIMBOA (2,4-dihidroxi-7-metoxi-(2H)- 1,4-benzoxazin-3(4H)-ona) o DIBOA (2,4-dihidroxi-(2H)-1,4-benzoxazin-3(4H)-ona); las benzoxazolinonas como MBOA (6-metoxi-2-benzoxazolinona) o BOA (1,4-benzoxazin-3-ona); y las lactamas como HMBOA (2-hidroxi-7-metoxi-1,4-benzoxazin-3-ona) o HBOA (2-hidroxi-1,4-benzoxazin-3-ona). La mayoría de los productos naturales pueden degradarse rápidamente en los ecosistemas agrícolas, por lo que muchos se consideran respetuosos con el medio ambiente. Sin embargo, su rápida degradación puede afectar a su vida media o a su eficacia como agroquímicos, limitando su persistencia y bioactividad posterior. Por ejemplo, DIMBOA y DIBOA, los principales ácidos hidroxámicos presentes en el trigo, se encuentran en forma glicosilada en el interior de las plantas, y cuando la planta es atacada se liberan como agliconas, que son inestables en soluciones acuosas y suelos, por lo que suelen transformarse espontáneamente en productos con mayor actividad. En primer lugar, se transforman en sus productos de degradación (MBOA y BOA, respectivamente), y estos a su vez, se transforman mediante actividad microbiana (acetilación, hidroxilación, nitración) en fenoxazinonas como APO y AAPO, las cuales son más estables en el suelo. Sin embargo, las transformaciones microbianas están condicionadas por la humedad del suelo, la temperatura, las comunidades microbianas, etc. De igual manera, la síntesis de BZXs está condicionada por la presencia de factores de estrés tanto abióticos como bióticos, por la competencia inter-específica y por la forma de cultivo (orgánico o convencional), entre otros. En particular, se observó un aumento en la producción de BZXs en campos de cultivo orgánico y en campos con alta competitividad con otras especies. Numerosos estudios han demostrado la capacidad fitotóxica de estas moléculas sobre diferentes especies de la flora arvense, mostrando diversas estrategias de inhibición, siendo las raíces el órgano más afectado.
La exudación radicular es uno de los principales mecanismos que tienen las plantas para liberar a la rizosfera aleloquímicos implicados en las interacciones planta-planta y planta-microorganismo. Entre los exudados radiculares, los benzoxazinoides (BZXs) han sido ampliamente estudiados y, una vez en la rizosfera, pueden desempeñar varias funciones en la defensa de las plantas, la competencia vegetal y la modulación de las comunidades fúngicas y bacterianas asociadas a las raíces. A pesar de que la biosíntesis es similar en todas las especies pertenecientes a la tribu Triticeae de la familia Poaceae, la variabilidad genética juega un papel crucial en la producción de compuestos alelopáticos y benzoxazinonas en el trigo. Se ha estudiado la presencia de genes específicos (Bx1-Bx5) responsables de la producción de estos compuestos, y además se ha observado que la expresión de estos genes varía según el genoma del trigo y la ploidía, lo que indica que cada genoma contribuye de forma diferente a la síntesis de BZXs, resultando en un amplio rango de efectos sobre el crecimiento y germinación de los diferentes tipos de flora arvense presente en los campos de trigo, en función del genotipo.
La supresión de la flora arvense debido a los BZXs se puede dar durante los primeros estadíos de desarrollo de las plántulas. La presencia de estos metabolitos puede dar lugar a la reducción de la germinación y del crecimiento de la flora arvense circundante. Mediante la liberación de BZXs por parte de semillas, hojas, brotes, raíces y polen, y su consecuente transformación en el medio a sustancias más fitotóxicas, los cultivos alelopáticos poseen la capacidad de influir en el desarrollo de las plantas adventicias en los agroecosistemas, lo que supone una potencial estrategia para la eliminación de los herbicidas químicos sintéticos. Además, la presencia de estos compuestos permite utilizar estas especies en otras estrategias ecológicas para el manejo de la flora arvense, como puede ser el intercultivo, la rotación de cultivos, el acolchado vivo, el acolchado inerte a partir de residuos, etc. Sin embargo, antes de desarrollar una estrategia alternativa eficaz frente al control químico de la flora arvense, ha de considerarse un enfoque holístico del agroecosistema, con componentes multidimensionales que incluyan las plantas alelopáticas, la biota del suelo, las plantas adventicias y las condiciones climáticas. En este escenario, la alelopatía podría desempeñar un papel esencial en la productividad de los cultivos y la gestión de la flora arvense.
El potencial alelopático del trigo ha sido ampliamente estudiado y demostrado durante los últimos años, observándose que los efectos ocasionados por los BZXs liberados, tanto por la parte aérea como por las raíces, suponen un método efectivo para supresión de las especies objeto de control, incluso cuando se trata de especies resistentes a los herbicidas sintéticos. Además de a través de los exudados radiculares, también se sabe que el acolchado elaborado con distintas partes del trigo, así como el uso de extractos acuosos derivados del trigo, son efectivos para el manejo de la flora arvense. La determinación del mecanismo o mecanismos asociados a la supresión de flora arvense es esencial para determinar si los genotipos de trigo seleccionados poseen propiedades alelopáticas o capacidades competitivas para interferir en el crecimiento de la flora arvense.
Identificar el modo de acción de los productos naturalmente bioactivos es una tarea difícil, ya que la duración de la exposición al químico da lugar a efectos distintos en el metabolismo vegetal, debido a una cascada de respuestas bioquímicas y fisiológicas. Algunos estudios sugieren que los BZXs provocan en la planta la generación y acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS) con la consecuente aparición de estrés oxidativo, la reducción de la actividad -amilasa, la disrupción de la fotosíntesis, el daño en orgánulos celulares clave como el núcleo, las mitocondrias o los cloroplastos e, incluso, la inhibición del transporte polar de auxina, resultando en una inhibición del crecimiento que puede terminar en muerte celular.
Los BZXs del trigo presentan un complejo potencial para el control de plagas, con efectos diversos en función de la plaga. Sin embargo, los BZXs también se consideran señales químicas de atracción de microbios beneficiosos para la planta (los que constituyen el microbioma de la planta), que a su vez influyen en la salud de la misma y en la resistencia de esta frente a la flora arvense. Las plantas que conviven de forma continuada en un ecosistema han desarrollado, a través de la co-evolución, una especie de "pacto químico" para lidiar con los compuestos dañinos que segregan sus vecinas. Esta comunicación química generalizada entre plantas vecinas y entre plantas y microorganismos es fundamental para mantener el equilibrio de la comunidad y fomentar la biodiversidad en un hábitat determinado. Sin embargo, en la agricultura convencional, donde predominan los monocultivos, este equilibrio se rompe resultando en un aumento de las plagas y la aparición de flora arvense resistente. Algunas especies arvenses han desarrollado mecanismos para absorber los aleloquímicos del entorno y disminuir su toxicidad a través de un proceso llamado "secuestro metabólico". Estos compuestos pueden almacenarse temporalmente en la vacuola o acumularse en las paredes celulares. Mecanismos comunes de detoxificación pueden ser, por ejemplo, la hidroxilación y la glucosilación. Por ejemplo, la flora arvense de hoja ancha (dicotiledóneas) y algunos cereales (monocotiledóneas) transforman el BOA en BOA-6/5-OH, para a continuación ser glucosilado por enzimas específicas. El éxito de esta vía de detoxificación depende de evitar la acumulación de BOA-6/5-OH, ya que es más tóxico que el propio precursor, el BOA. La flora expontánea no sensible al BOA usa esta estrategia de hidroxilación y glucosilación, mientras que las especies sensibles acumulan niveles considerables de los intermediarios tóxicos BOA-6/5-OH e incluso de BOA. Algunas especies, como la verdolaga común, tienen un método de detoxificación dinámico y específico según el órgano y la concentración de BOA acumulado.
En conclusión, el trigo posee un arsenal químico natural para defenderse de la flora arvense circundante. Produce y libera al suelo diversos compuestos aleloquímicos como fenoles, flavonoides, benzoxazinoides (BZXs) y fenoxazinonas (PXZ). Estos compuestos afectan al desarrollo y fisiología de las plantas vecinas, inhibiendo su crecimiento. La producción de BZXs en el trigo está fuertemente regulada y depende de la etapa de desarrollo de la planta, la variedad genética y las condiciones ambientales. La microbiota del suelo juega un papel crucial en esta guerra química, ya que las bacterias transforman los BZXs en metabolitos aún más potentes contra la flora arvense circundante abriendo puertas al desarrollo de bioherbicidas naturales. Por tanto, seleccionar y cultivar variedades de trigo ricas en BZXs podría ser una estrategia sostenible para el control de la flora arvense, reduciendo la dependencia de herbicidas químicos y evitando la aparición de especies arvenses resistentes. Además, los BZXs también suprimen el crecimiento de insectos, hongos patógenos y otras plagas. Sin embargo, aún queda mucho por investigar, ya que es necesario entender mejor la capacidad de la flora arvense para desarrollar resistencias a estos compuestos. La investigación agrícola actual se centra cada vez más en la producción sostenible de alimentos saludables. La selección y mejora de variedades de trigo ricas en BZXs, junto con un mejor entendimiento de su comportamiento en el suelo, son claves para desarrollar programas de control de la flora arvense más sostenibles. En el futuro, los programas de mejora de cultivos deberán considerar no solo el control de flora arvense sino también el impacto potencial sobre el entorno y fomentar interacciones alelopáticas beneficiosas entre las especies cultivadas.
CAPÍTULO II Objetivos Marco: La tesis se engloba en el proyecto europeo ECOBREED (GA=771367), que busca mejorar la producción ecológica de trigo, patata, soja y trigo sarraceno.
Objetivo general: encontrar variedades de trigo y trigo sarraceno con fuerte capacidad alelopática para el control sostenible de dos especies arvenses problemáticas comunes en Europa: la monocotiledónea Lolium rigidum Gaud. y la dicotiledónea Portulaca oleracea L.
Objetivos específicos: Evaluar el efecto alelopático de diferentes variedades de trigo y trigo sarraceno sobre la germinación, crecimiento, biomasa y pigmentos fotosintéticos de las especies arvenses.
Identificar y cuantificar los compuestos aleloquímicos (benzoxazinoides y polifenoles) en las variedades de trigo y trigo sarraceno, y relacionarlos con su capacidad inhibitoria sobre las especies arvenses.
Analizar los cambios en los perfiles químicos de los cultivos en función de la presencia o ausencia de las especies arvenses.
Estudiar el perfil químico de los exudados del suelo y de la lluvia inducida en las diferentes variedades de trigo.
Importancia: la investigación busca alternativas sostenibles al control químico de la flora arvense, reduciendo el uso de herbicidas sintéticos y su impacto ambiental. Los resultados permitirán seleccionar variedades de trigo y trigo sarraceno con mayor potencial alelopático para su uso en la agricultura ecológica.
CAPÍTULO III Potencial de diferentes variedades de trigo sarraceno común (Fagopyrum esculentum Moench) y tártaro (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) para la gestión sostenible de la flora arvense circundante.
Del artículo Vieites-Álvarez, Y., Hussain, M. I., Reigosa, M. J., Kolmanic, A., Meglic, V., Cepková, P. H., Zhou, M., Janovská, D. & Sánchez-Moreiras, A. M. (2024). Potential of different common (Fagopyrum esculentum Moench) and Tartary (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) buckwheat accessions to sustainably manage surrounding weeds. European Journal of Agronomy, 153, 127040.
A lo largo de esta investigación, se evaluó el potencial alelopático de 19 variedades de trigo sarraceno común (Fagopyrum esculentum Moench) y 10 variedades de trigo sarraceno tártaro (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.), seleccionadas previamente por sus caractaterísricas favorables para agricultura ecológica, sobre dos especies arvenses de interés, la monocotiledonea Lolium rigidum Gaud. y la dicotiledónea Portulaca oleracea L. Posteriormente, se analizó el perfil químico de dichas variedades para comprobar si existía una posible correlación entre los efectos observados tras el co-cultivo de las plantas de cultivo con las arvenses con la presencia de metabolitos especializados (compuestos fenólicos en este caso) en la planta.
Este experimento se llevó a cabo in vitro en bandejas utilizando perlita como sustrato inerte. Tras 10 días de crecimiento del trigo sarraceno en una de las mitades de la bandeja, se añadieron las semillas de P. oleracea o L. rigidum en la otra mitad de la bandeja, sin que hubiera contacto físico entre ellas, y se dejaron crecer durante 7 días. Tras este tiempo, se midió la tasa de germinación, el peso total, la longitud de la parte aérea y de las raíces, y la altura de las plantas de las dos especies arvenses diana, para calcular los índices de capacidad invasora de la parte aérea (SIC, de sus siglas en inglés) y de capacidad invasora de las raíces (RIC, de sus siglas en inglés), que dan una medida de la capacidad de las especies arvenses para colonizar y ocupar el espacio mediante la germinación y la capacidad de desarrollo, y el índice de vigor de las plántulas (SVI, de sus siglas en inglés) y la longitud específica de la planta (SPL, de sus siglas en inglés), que dan información sobre la viabilidad de las semillas para la siguiente estación y la capacidad de la planta para responder al estrés ambiental, respectivamente. También se midió la longitud y el peso de la parte aérea y las raíces de cada variedad de TS. Finalmente, se cuantificaron los compuestos fenólicos de cada variedad de trigo sarraceno.
Los resultados obtenidos en este estudio sugieren que las variedades de trigo sarraceno pueden manejar de forma sostenible la flora arvense a través de la interferencia entre plantas, ya sea a través de la competencia o de la alelopatía, y que las variedades difieren en su potencial para el manejo sostenible de ambas especies. Generalmente, el trigo sarraceno común fue más efectivo en el control de L. rigidum, ya que 10 de las 19 variedades testadas indujeron una disminución significativa de todos los índices medidos. Tres variedades indujeron valores de SIC, SVI y SPL significativamente menores. Solo 2 de ellas no ejercieron ningún efecto significativo sobre L. rigidum. Respecto a los efectos sobre P. oleracea, 7 de las 19 variedades indujeron la reducción significativa de los 4 índices. Sin embargo, 8 variedades no indujeron ningún efecto significativo sobre el desarrollo de P. oleracea. Por lo general, las variedades de TS tártaro indujeron una inhibición más débil que la inducida por las variedades de TS común, e incluso dos variedades tártaras indujeron un aumento significativo en algunos de los índices registrados para P. oleracea. Respecto al efecto sobre L. rigidum, algunas de las variedades testadas afectaron a todos los índices calculados, mientras que otras no indujeron ningún efecto significativo. En el caso de P. oleracea los resultados obtenidos señalan solo cuatro variedades de TS tártaro con capacidad para inhibir los cuatro índices.
Finalmente, el perfil químico de las variedades de TS mostró grandes diferencias entre las dos especies estudiadas. Por un lado, las variedades de TS común presentaron mucha más acumulación de los compuestos fenólicos orientina, vitexina o hiperósido, mientras que las de TS tártato, presentaron rutina, quercetina y kaempferol en cantidades significativamente mayores. Además, se observó una correlación entre los diferentes compuestos con diferentes efectos sobre las especies diana. Los efectos causados por el TS común podrían estar relacionados con el potencial fitotóxico de los compuestos más predominantes, como la orientina y la vitexina. En nuestro estudio, la mayor concentración de estos compuestos se encontró en La Harpe y Pulawska II, variedades que inhibieron fuertemente todos los índices de L. rigidum. Sin embargo, tras el co-cultivo de estas variedades con P. oleracea, no se observó ningún efecto, lo que sugiere que L. rigidum es más sensible a los mismos. El hiperósido se encontró en altas concentraciones en todas las variedades, tanto en las que afectaron solo a L. rigidum, como en las que afectaron solo a P. oleracea o en las que afectaron a ambas especies, lo que podría sugerir su papel en el potencial inhibidor de estas variedades.
Por otro lado, los compuestos más abundantes del TS tártaro también son conocidos por su alto potencial alelopático cuando están en el medio, con capacidad para inhibir el desarrollo radicular, el crecimiento del hipocótilo, la germinación, y la elongación de las raíces, lo que podría explicar los efectos observados sobre las especies diana. De hecho, Slovenj Gradec, la variedad con más cantidad de quercetina y kaempferol, indujo la reducción significativa de los cuatro índices de P. oleracea, mientras que Osrednje Goricko, la variedad con mayor cantidad de rutina, indujo la reducción significativa de todos los índices de L. rigidum, volviendo a confirmar que ambas especies son sensibles a diferentes compuestos.
Sin embargo, algunas variedades optaron como estrategia competitiva frente a las especies diana, estimular su propio crecimiento. Cuatro de las cinco variedades que más afectaron a L. rigidum (Monori, Cebelica, Iwate zairai y La Harpe) y las cinco variedades que más afectaron al desarrollo de P. oleracea (Arihira zairai, Chernigovskaya 17, Dozhdik, CD7272 y Prego) pertenecen a la especie de TS común (F. esculentum). Los datos de crecimiento de estas variedades revelaron que las raíces y la parte aérea de las plantas de TS común eran significativamente más largas en presencia de L. rigidum y P. oleracea después del periodo experimental, que cuando crecían en solitario. Esto sugiere que la selección de variedades de rápido crecimiento y establecimiento en el medio podría ser una estrategia útil para hacer frente a la flora arvense.
Por tanto, es imprescindible la selección de variedades de trigo sarraceno con potencial para la agricultura ecológica, con características favorables, como un rápido y buen establecimiento en el medio y un alto contenido en compuestos fenólicos, para controlar la flora arvense circundante sin el uso de herbicidas sintéticos.
CAPÍTULO IV El patrón de acumulación de metabolitos especializados en el trigo sarraceno está fuertemente influenciado por la elección de la variedad y la flora arvense circundante Del artículo Vieites-Álvarez, Y., Otero, P., López-González, D., Prieto, M. A., Simal-Gandara, J., Reigosa, M. J., Hussain, M.I & Sánchez-Moreiras, A. M. (2023). Specialized metabolites accumulation pattern in buckwheat is strongly influenced by accession choice and co-existing weeds. Plants, 12(13), 2401.
En el capítulo IV de esta tesis doctoral se llevó a cabo el estudio del efecto de 3 variedades de TS común (Eva, Kora y Gema) y 1 de TS tártaro (PI481761), diferentes a las referidas en el capítulo III, sobre las dos especies arvenses diana L. rigidum y P. oleracea. En este caso, el perfil químico se cuantificó por separado en hojas, raíces y exudados radiculares, para conocer las posibles diferencias en los patrones de acumulación y exudación de las especies y variedades de trigo sarraceno.
El experimento se llevó a cabo de la misma manera que se expone en el capítulo III, mediante el método de co-cultivo en bandeja de perlita. Tras dejar 10 semillas de cada variedad de trigo sarraceno creciendo en solitario en una mitad de la bandeja durante 10 días, se colocaron en la otra mitad de la bandeja 10 semillas de la especie arvense de interés. Posteriormente, se midieron la longitud foliar y radicular, tanto de las especies arvenses como de las variedades de trigo sarraceno. Se calcularon y expresaron en porcentaje respecto al control los parámetros de germinación, longitud foliar, longitud radicular y peso de la planta de las especies arvenses. De las variedades de trigo sarraceno se mostró la longitud foliar y radicular, así como el peso de ambas partes de la planta. Finalmente, se cuantificó el perfil químico (cantidad de compuestos fenólicos) presente en parte aérea, raíces y exudados radiculares.
Los resultados relacionados con el desarrollo de las especies arvenses mostraron que el parámetro más afectado en ambas especies fue la germinación, siendo significativamente menor en presencia de todas las variedades de TS, a excepción del co-cultivo de Eva con P. oleracea. El peso de la planta de L. rigidum fue, por lo general, significativamente menor, mientras que en P. oleracea los parámetros medidos tendieron a aumentar de forma significativa, tanto en el peso como en la longitud de la planta. Las variedades de trigo sarraceno también mostraron patrones diferentes en cuanto a su crecimiento, ya que tanto Gema como PI481761 tendieron a aumentar de crecimiento tras crecer con P. oleracea mientras que Eva experimento un crecimiento reducido tras crecer con ambas especies arvenses.
Respecto al perfil de compuestos fenólicos, cada una de las cuatro variedades de trigo sarraceno mostró perfiles distintos. Mientras que algunos compuestos estaban presentes en todas las variedades, otros fueron específicos de ciertas variedades. Por ejemplo, DA (ácido dihidroxibenzoico), FA (ácido ferúlico), P-CA (ácido p-cumárico), SA (ácido siríngico), LU (luteolina), QE (quercetina), VN (vainillina), 4-HA (4-hidroxifenacetona), ECAT (epicatequina), OR (orientina), VIT (vitexina) y RU (rutina) se encontraron en todas las variedades; mientras que VA (ácido vainílico), SY (siringaldehído) y SAA (ácido salicílico) estaban ausentes en Kora; 4-CBA (ácido 4-clorobenzoico) y PTA (ácido protocatéquico) estaban presentes solo en Gema y Eva; CAT (catequina) estaba ausente en PI481671; y PA (ácido ftálico) tan solo se encontró en Eva y PI481671. Por otro lado, algunos compuestos fenólicos (DA, P-CA, LU, 4-HA, OR y VIT) presentaron una tendencia a acumularse en las raíces de la mayoría de las variedades de trigo sarraceno, especialmente en presencia de P. oleracea. mientras que en presencia de L. rigidum, las variedades de trigo sarraceno liberaron más exudados radiculares al medio, particularmente Eva. La variedad de TS tártaro (PI481671) exhibió una exudación de polifenoles generalmente menor en comparación con las variedades de TS común (Gema, Kora y Eva) que presentaron mayor exudación radicular, tanto en respuesta a la presencia de ambas especies arvenses como cuando crecían solas.
Esto se vio reforzado con el análisis por PLS-DA, ya que se compararon los perfiles de compuestos fenólicos (tipos y cantidades) en la parte aérea, raíces y exudados radiculares de las cuatro variedades de trigo sarraceno, obteniendo diferencias claras en los perfiles de polifenoles de los brotes y raíces hallados en las mismas. En particular, Eva exudó en mayor cantidad 16 de los 17 compuestos fenólicos cuantificados tras crecer con L. rigidum, con alguna acumulación significativa en las raíces y la parte aérea, lo que probablemente se correlaciona con una disminución signficativa en la germinación y el peso de las plantas de esta especie arvense. Sin embargo, tras crecer con P. oleracea, el 80% de los compuestos de la parte aérea disminuyeron significativamente, siendo acumulados en su mayoría en las raíces, y aumentando tan solo la exudación de tres compuestos fenólicos. Este fenómeno está en concordancia con las raíces más gruesas obtenidas en Eva tras crecer con esta especie arvense, mostrando un comportamiento completamente diferente en función de la especie arvense con la que crezca.
El perfil químico de Gema tras crecer con L. rigidum no se vio casi alterado al compararlo con Gema creciendo en solitario, siendo lo más destacado un aumento significativo de la catequina y la orientina, ambos compuestos conocidos por su potencial fitotóxico, lo que podría explicar la reducción significativa, tanto de la germinación como del desarrollo radicular de L. rigidum. Tras crecer con P. oleracea, el comportamiento fue completamente diferente, puesto que el perfil químico varió, presentando una mayor acumulación en las raíces y tan solo un aumento significativo en la exudación de quercetina. Esto junto con el aumento de crecimiento observado, tanto en la especie arvense como en Gema, sugiere un caso de competencia entre ambas ya que se ha demostrado que las variedades de trigo sarraceno pueden acumular polifenoles en las raíces y la parte aérea como mecanismo de defensa y protección.
Kora también presentó un comportamiento distinto en función de la especie diana, el cual fue también diferente al resto de las variedades de trigo sarraceno, pues el perfil químico disminuyo de forma general y significativamente tras crecer con L. rigidum, mientras que los exudados radiculares aumentaron significativamente tras crecer con P. oleracea. Esto puede explicar que sea la variedad que mayor efecto tuvo sobre la germinación de esta especie dicotiledónea sin necesidad de modificar su propio crecimiento.
Finalmente, la única variedad de TS tártaro, PI481671, presentó un comportamiento similar a Gema, ya que se observaron aumentos en la exudación radicular tras crecer con L. rigidum, lo que podría estar asociado a la reducción significativa de la germinación y peso de esta especie, mientras que, por otro lado, se observó un crecimiento estimulado en PI481671, lo que podría estar correlacionado con la acumulación significativa de compuestos fenólicos en las raíces, probablemente debido al aumento de tamaño observado en P. oleracea.
En general, el estudio destaca la variabilidad en el contenido y la distribución de polifenoles entre diferentes variedades de trigo sarraceno, influenciada tanto por factores genéticos como por interacciones ambientales (presencia de flora arvense) por lo que se puede concluir que diferentes variedades de trigo sarraceno tienen distintas capacidades para liberar o acumular metabolitos específicos en presencia de distintas especies de flora arvense, mostrando diferentes capacidades inhibitorias y perfiles químicos contra especies monocotiledóneas y dicotiledóneas. Las variedades de trigo sarraceno que más afectaron el crecimiento de la flora espontánea fueron aquellas que sintetizaron y exudaron más compuestos alelopáticos al medio. La variedad Eva, en particular, mostró un alto potencial para controlar la especie monocotiledónea L. rigidum a través de sus exudados radiculares. La acumulación de polifenoles en la parte aérea y en las raíces de trigo sarraceno proporcionó una ventaja competitiva frente a la flora arvense, incluso siendo especies diana resistentes a herbicidas.
Estos resultados subrayan la necesidad, ya apuntada en capítulos anteriores, de evaluar diferentes variedades de trigo sarraceno para encontrar las más adecuadas para la agricultura orgánica, debido a la variación en la síntesis, distribución y exudación de polifenoles, lo que proporciona diferentes capacidades alelopáticas y competitivasa las plantas de cultivo.
CAPÍTULO V Evaluación del potencial alelopático y competitivo de 30 genotipos de trigo (Triticum aestivum L.) sobre el crecimiento de la especie arvense monocotiledónea Lolium rigidum Gaud y la dicotiledónea Portulaca oleracea L. para sistemas de agricultura ecológicos Del artículo Vieites-Álvarez, Y., Hussain, M.I., Grausgruber, H., Otero, P., Simal-Gandara, J., Reigosa M.J & Sánchez-Moreiras A.M. (2024). Exploring the allelopathic and competitive potential of 30 wheat (Triticum aestivum L.) genotypes on the monocot Lolium rigidum and the dicot Portulaca oleracea weeds for organic agricultural systems. Enviado a The Crop Journal. Bajo revisión.
En el capítulo V se investigó el potencial de 30 genotipos distintos de trigo (Triticum aestivum L.), previamente seleccionados por sus características favorables para la agricultura ecológica (Alessio, Adesso, Annie, Arminius, Bezostaya 1, Capo, Deloris, Edison, Ehogold, Element, Emilio, Glosa, Ludwig, IS Laudis, Maurizio, Midas, NS Azra, NS Futura, NS 40S, Proteinka, PS Dobromila, Renesansa, Spontan, Tillstop, Topkapi, Tobias, Ubicus, Ursita, Wendelin y Zvezda), para el control de las dos especies diana de esta tesis doctoral, la monocotiledonea Lolium rigidum Gaud. y la dicotiledónea Portulaca oleracea L. Se analizó cómo el co-cultivo de los diferentes genotipos de trigo podía afectar a la invasividad de las especies arvenses. Posteriormente, se analizó el perfil químico de dichos genotipos para comprobar si existían diferencias entre su perfil químico basal (BZXs) y cómo este se puede relacionar con una mayor o menor inhibición de la flora arvense.
Para evaluar el potencial de estos genotipos en la gestión de las especies arvenses, se utilizó el método de agar de compartimentos iguales (ECAM) propuesto por Wu et al. (2000). Para ello, diez semillas de trigo pregerminadas se colocaron en la mitad de un vaso de 2 L con 250 mL de agar. Tras crecer solas durante diez días, se colocaron semillas de L. rigidum o P. oleracea en la otra mitad del vaso. Posteriormente se co-cultivaron durante una semana. Tras este periodo, se midió la tasa de germinación, el peso total, la longitud de parte aérea y de las raíces, y la altura de las plantas de las dos especies arvenses diana, para calcular los índices de capacidad invasora de la parte aérea (SIC) y de capacidad invasora de las raíces (RIC), y el índice de vigor de las plántulas (SVI). También se midió la longitud y el peso de la parte aérea y de las raíces de cada genotipo de trigo. Adicionalmente, se realizaron análisis químicos para identificar y cuantificar los compuestos alelopáticos en las raíces y la parte aérea de las plantas de trigo, así como en los exudados radiculares, mediante HPLC-MS.
Los genotipos de trigo resultaron ser más efectivos contra L. rigidum que contra P. oleracea, ya que 24 de los 30 genotipos de trigo testados afectaron al menos algún parámetro de L. rigidum, mientras que ese número se redujo a 16 de los 30 genotipos de trigo para P. oleracea. La correlación de Pearson reveló que en el caso de L. rigidum, la viabilidad de la planta se vio más afectada debido a la reducción de la parte aérea, mientras que en P. oleracea, la viabilidad se vio más comprometida debido a los daños radiculares. Dado que la inhibición se produjo sin contacto físico entre el cultivo y la especie arvense, se planteó la hipótesis de que los efectos observados se debían a interacciones químicas. Por tanto, se evaluó el perfil químico de los genotipos de trigo para determinar el contenido de BZXs en las plántulas y su posible papel en la fitotoxicidad.
Los distintos genotipos exhibieron diferentes tipos y cantidades de BZXs cuando fueron cultivados en solitario bajo las mismas condiciones, y en ausencia de estrés abiótico o biótico, como la presencia de flora arvense. Esto sugiere que estas diferencias en la acumulación de BZXs tienen una base genética única para cada genotipo. De hecho, el genotipo Midas fue el único en mantener las cantidades de DIBOA tras todos los tratamientos, lo que podría deberse a la activación de diferentes rutas de síntesis no presentes en los otros genotipos. Además, el análisis de la concentración de BZXs tras ambos tratamientos (co-cultivo con ambas especies arvenses) demostró que los genotipos de trigo tienen la habilidad de modificar su perfil químico ante la presencia de un estrés biótico. Los genotipos Ehogold, Capo y Topkapi, produjeron una cantidad distinta de DIMBOA, DIBOA, MBOA, BOA, HMBOA o HBOA tras crecer con L. rigidum o con P. oleracea. El análisis de los exudados radiculares también mostró perfiles únicos para cada genotipo, derivando en un amplio rango de efectos sobre las especies diana. Se encontró una correlación positiva entre la concentración de ciertos compuestos alelopáticos y la reducción en el crecimiento de las especies, lo que sugiere que dichos compuestos podrían jugar un papel clave en la interacción del trigo con la especie arvense. Por ejemplo, la gran exudación de BOA por parte del genotipo Spontan en presencia de P. oleracea, coincidió con ser uno de los genotipos que más daño le causó a esta especie arvense dicotiledónea, sugiriendo el gran potencial de este metabolito secundario para el manejo de P. oleracea.
Finalmente, algunos genotipos de trigo vieron estimulado de forma significativa su crecimiento tras el co-cultivo con ambas especies arvenses. Este fue el caso de NS 40S, NS Futura, y Proteinka tras crecer con L. rigidum, y de Ehogold y NS Futura tras crecer con P. oleracea. Esto podría indicar que algunos genotipos poseen mecanismos adaptativos o ventajas competitivas que les permiten mitigar mejor el impacto de la competencia de la flora arvense y potencialmente alterar la dinámica de la comunidad vegetal a su favor.
Los resultados de este estudio destacan la importancia de la variabilidad genética en la producción de compuestos alelopáticos y su impacto en la competencia vegetal. Identificar genotipos de trigo con fuertes propiedades alelopáticas que permitan controlar de forma sostenible el crecimiento de la flora arvense, además de presentar un crecimiento inicial robusto, podría ser un gran paso cara la reducción de la dependencia de herbicidas químicos, promoviendo la resiliencia del agroecosistema.
CAPÍTULO VI La presión de la flora arvense determina el perfil químico del trigo (Triticum aestivum L.) y su potencial aleloquímico Del artículo Hussain, M. I., Vieites-Álvarez, Y., Otero, P., Prieto, M. A., Simal-Gandara, J., Reigosa, M. J., & Sánchez-Moreiras, A. M. (2022). Weed pressure determines the chemical profile of wheat (Triticum aestivum L.) and its allelochemicals potential. Pest Management Science, 78(4), 1605-1619.
En el capítulo VI se evaluó cómo diferentes ratios de co-cultivo trigo:especie arvense pueden afectar al crecimiento de las especies arvenses y al perfil químico del trigo.
Así, en el diseño experimental (similar al del capítulo V), se utilizaron dos tipos de densidades: 15 semillas de trigo (genotipo Ursita) enfrentadas con 10 semillas de L. rigidum o P. oleracea y, por otro lado, 10 semillas de trigo (genotipo. Ursita) enfrentadas con 10 semillas de L. rigidum o P. oleracea. Tras una semana de co-cultivo se calculó el porcentaje de germinación y el desarrollo foliar y radicular de las especies arvenses, se identificaron los pigmentos fotosintéticos de los respectivos controles y tratamientos de L. rigidum y P. oleracea, y se cuantificó el perfil químico (BZXs y compuestos fenólicos) de la parte aérea, de la raíz y de los exudados radiculares de Ursita, tanto creciendo en una densidad 15:10 como en una densidad 10:10.
Los resultados mostraron que la germinación de L. rigidum se redujo tras crecer en ambas densidades, pero fue especialmente menor en la ratio 15:10. El mismo patrón se observó en la longitud radicular e índice de vigor de la planta, sin embargo, el efecto sobre la parte aérea fue más pronunciado tras crecer en la misma densidad. Por el contrario, no se observaron efectos sobre la germinación de P. oleracea, aunque sí sobre la biomasa total, siendo menor también en la ratio 15:10. Respecto a los pigmentos fotosintéticos, se observó una tendencia a la disminución en las clorofilas y en la luteína, en el caso de L. rigidum, siendo ligeramente más pronunciada tras crecer con una proporción de trigo mayor. Por otro lado, P. oleracea mostró el efecto contrario, puesto que se observaron aumentos significativos en las clorofilas a y b y en los ß-carotenos, siendo este aumento ligeramente mayor en la ratio 10:10.
En cuanto a los BZXs (DIMBOA, MBOA, HMBOA, DIBOA, BOA y HBOA), se observaron perfiles completamente diferentes en función de si Ursita se co-cultivaba en 10:10 o 15:10. De hecho, cuando Ursita estaba en una proporción mayor que la de la especie arvense (15:10) las cantidades de estos compuestos en los exudados radiculares permanecían prácticamente inalteradas, con valores muy similares a los obtenidos cuando las plantas de este genotipo de trigo crecían en solitario. Por el contrario, tras crecer en la misma proporción (10:10), se observaron aumentos significativos en los exudados radiculares de DIBOA, DIMBOA, BOA, MBOA y HMBOA, tanto con L. rigidum como con P. oleracea, además de una clara tendencia a acumularlos también en raíces y hojas, como una reacción de defensa al ver su espacio amenazado. Por el contrario, los compuestos fenólicos, como el ácido vainílico, ferúlico, p-cumárico, m¬-toluico y la vanilina, se vieron altamente acumulados en la parte aérea y en las raíces tras crecer con ambas especies arvenses en ambas proporciones, sin que la exudación radicular aumentara en presencia de las mismas en ninguna de las densidades ensayadas. Finalmente, se realizó un análisis discriminante para identificar relaciones específicas entre tratamientos (Ursita solo, co-cultivado con L. rigidum o con P. oleracea), y entre las distintas muestras (parte aérea, raíces y exudados radiculares) basándose en compuestos fenólicos, flavonoides y BZXs. Los resultados mostraron dos grupos con características bioquímicas similares: Ursita solo y Ursita con L. rigidum, mientras que Ursita con P. oleracea se agrupó separadamente. En cuanto a las distintas muestras analizadas, se observó que los polifenoles se agruparon juntos en la parte aérea y fueron distintos de los presentes en las raíces y los exudados radiculares. Sin embargo, hubo una estrecha relación entre los polifenoles en las raíces y los exudados radiculares, formando dos grupos separados, pero estrechamente vinculados.
En este trabajo se concluyó que el perfil químico del trigo puede estar condicionado por la proporción en la que se encuentre la especie arvense, siendo especialmente mayor cuando se encuentran en la misma ratio (10:10), que cuando el trigo está en superioridad (15:10). Además, se observó una relación inversa: cuanto mayor era la dosis de aleloquímicos liberados por las raíces en el agar, menor era el índice de vigor de las especies arvenses y su biomasa total.
Debido a que no hay contacto físico entre trigo:especie, se pudo concluir que el efecto supresor del trigo sobre la germinación y el crecimiento de las plántulas de las especies arvenses diana se llevaba a cabo a través de los compuestos exudados al medio, siendo mayor la exudación de BZXs que de ácidos fenólicos, lo que sugiere un mayor papel de los BZXs como aleloquímicos y de los ácidos fenólicos como compuestos protectores en respuesta al estrés (acción antioxidante, de refuerzo de la pared celular, de protección del aparato fotosintético, etc.). Esto indica la capacidad de los aleloquímicos de Ursita para controlar la flora arvense, afectando múltiples procesos como la germinación, el crecimiento y los pigmentos fotosintéticos de las especies diana. Estos metabolitos especializados (compuestos fenólicos y BXZs) cuantificados en el trigo pueden considerarse como mezclas prometedoras de fitotoxinas con un potencial significativo para desarrollar bioherbicidas ecológicos que podrían ser útiles para el manejo sostenible de la flora arvense en la agricultura orgánica.
CAPÍTULO VII Comprobación del papel de los aleloquímicos en diferentes genotipos de trigo para la gestión sostenible de la flora arvense Del artículo Vieites-Álvarez, Y., Otero, P., Prieto, M. A., Simal-Gandara, J., Reigosa, M. J., Sánchez-Moreiras, A. M., & Hussain, M. I. (2023). Testing the role of allelochemicals in different wheat cultivars to sustainably manage weeds. Pest Management Science, 79(7), 2625-2638.
En el capítulo VII, se evaluó el potencial de cuatro genotipos de trigo (Adesso, Element, NS 40S y Maurizio) para manejar de forma sostenible las especies diana L. rigidum y P. oleracea, con el fin de comparar cómo los genotipos de trigo podrían diferir, tanto entre sí como en función de la especie arvense a los que se les confronte.
El experimento se llevó a cabo de igual manera que se expone en el capítulo V, siguiendo el método propuesto por Wu et al. (2000) y llevando a cabo la cuantificación del perfil químico (BZXs y compuestos fenólicos) de la parte aérea, raíz y exudados radiculares de Los genotipos de trigo Adesso, Element, NS 40S y Maurizio en presencia y ausencia de las especies arvenses diana.
Los resultados obtenidos mostraron efectos más fuertes sobre el desarrollo de L. rigidum que sobre P. oleracea, ya que Maurizio, NS 40S y Adesso indujeron la reducción significativa de la germinación, mientras que ninguno de los genotipos testados fue capaz de inhibir la germinación de P. oleracea. Maurizio fue la variedad más efectiva en el control de ambas especies de arvenses, observándose una reducción significativa de todos los parámetros de L. rigidum y una fuerte reducción de la raíz y el peso de P. oleracea. NS 40S también fue muy efectiva para el control de L. rigidum, reduciendo tanto la germinación como el desarrollo radicular como el peso de la planta, mientras que no indujo ningún efecto negativo sobre el desarrollo de P. oleracea, observándose incluso un aumento significativo de la longitud radicular. Por su parte, Adesso tan solo afectó de forma significativa a la germinación de L. rigidum, pero sin embargo fue capaz de inhibir de forma significativa la longitud radicular y el peso de P. oleracea. De forma similar a Adesso, Element indujo un aumento significativo de la germinación y la longitud radicular en L. rigidum, mientras que las plántulas de P. oleracea resultaron ser más débiles, puesto que, a pesar de no disminuir significativamente su tamaño, sí disminuyeron su peso haciéndolas mucho más finas y menos competitivas.
El perfil de los BZXs difirió claramente entre variedades, observándose una correlación entre la exudación radicular y la inhibición de la flora arvense. Maurizio aumentó significativamente sus exudados radiculares, especialmente para DIMBOA, DIBOA y HMBOA tras crecer con ambas especies diana, resultando en la mayor inhibición observada. Tras el co-cultivo con P. oleracea fue especialmente notable el aumento en los exudados radiculares de MBOA (100 veces más que el control). Lo mismo ocurrió con NS 40S, pues tras crecer con L. rigidum, la cantidad, tanto de acumulación en las raíces como de exudados radiculares, fue significativamente mayor que creciendo en solitario, lo que resultó en la inhibición de la germinación, la longitud de la raíz y el peso total de L. rigidum, Sin embargo, tras crecer con P. oleracea se observó incluso la reducción significativa de exudados radiculares de DIMBOA, MBOA y HMBOA. Adesso presentó un perfil químico y unos efectos similares tras crecer con ambas especies. Se observó una tendencia a la acumulación de ciertos compuestos (DIMBOA, MBOA y BOA) en las raíces y tan solo se vio estimulada la exudación de BOA al medio en ambos co-cultivos. Sin embargo, la exudación de DIMBOA y MBOA fue menor que cuando Adesso creció en solitario. Finalmente, el perfil químico de Element se caracterizó por una marcada acumulación de todos los compuestos en las raíces tras crecer con L. rigidum y de DIMBOA, MBOA y HMBOA tras crecer con P. oleracea.
En cuanto al perfil de los compuestos fenólicos, la distribución de polifenoles en Maurizio fue diferente según se cultivase con L. rigidum o con P. oleracea. En general, se observó una tendencia decreciente de polifenoles en las raíces y en la exudación radicular de Maurizio cuando crecía con L. rigidum y una tendencia al alza cuando crecía con P. oleracea. NS 40S, al contrario que Maurizio, tras crecer con P. oleracea, mostró una reducción general tanto en los polifenoles acumulados en la parte aérea como en los exudados por las raíces. Por el contrario, con L. rigidum hubo un aumento en los polifenoles acumulados en las raíces y exudados al medio. Adesso por su parte, mostró una tendencia general a reducir los polifenoles en la parte aérea, en las raíces y en los exudados radiculares al crecer con ambas especies. De hecho, algunos compuestos llegaron a desaparecer por completo. Finalmente, el perfil de polifenoles de Element aumentó en la parte aérea y en las raíces tras crecer con L. rigidum, mientras que con P. oleracea se observó una disminución significativa en varios polifenoles en ambos tejidos. En los exudados radiculares, la mayoría de los polifenoles disminuyeron significativamente con L. rigidum, si bien algunos de ellos aumentaron con P. oleracea.
Nuestros resultados revelaron que diferentes genotipos de trigo muestran diferentes habilidades para gestionar de forma sostenible la flora arvense circundante, y diferentes capacidades para exudar o acumular metabolitos especializados en presencia de dichas especies. Es más, cada genotipo se comportó de forma diferente dependiendo de la arvense con la que fue co-cultivado, mostrando además diferente capacidad inhibitoria y perfil químico. Dado que en los presentes experimentos no hubo contacto físico entre las raíces o la parte aérea del trigo y de las especies arvenses, podemos suponer que el efecto inhibidor se debió a la acción de los aleloquímicos exudados al medio. De hecho, se encontró una correlación entre una mayor exudación radicular, especialmente de BZXs y una mayor inhibición del desarrollo de las especies diana, especialmente en Maurizio y NS 40S, ya que un aumento de sus exudados radiculares resultó en las mayores inhibiciones observadas para L. rigidum, mientras que el perfil químico reducido de Element resultó en un crecimiento estimulado de esta especie arvense. Lo mismo se observó en el caso de P. oleracea, puesto que la mayor cantidad de exudados al medio resultaron en la mayor inhibición. La mayor presencia de DIMBOA, MBOA y HMBOA (precursor y consecuentes derivados) en el medio (exudados por Maurizio) se correlacionó con el mayor potencial alelopático contra P. oleracea, mientras que Adesso mostró la segunda mayor cantidad de exudados radiculares (especialmente MBOA) tras el co-cultivo con P. oleracea siendo la segunda variedad más efectiva. La acumulación de metabolitos especializados en las raíces se sugiere que es un método de defensa ya que el mayor pico de acumulación en las mismas se observó tras un crecimiento estimulado de L. rigidum al crecer junto con Element.
Por tanto, estos resultados se alinean con los principios de la agricultura orgánica, que busca minimizar el uso de productos químicos sintéticos, promoviendo prácticas más naturales y sostenibles. Los hallazgos de este estudio abren nuevas vías para el desarrollo de, por ejemplo, bioherbicidas efectivos, derivados de las exudaciones alelopáticas de ciertos genotipos de trigo, lo que podría proporcionar herramientas valiosas para el manejo de arvenses en sistemas agrícolas orgánicos, así como el uso de algunos de estos genotipos en estrategias agroecológicas como el intercultivo o la rotación de cultivos. Además, se seleccionó Maurizio como la variedad de trigo con mayor potencial alelopático para su uso en agricultura orgánica.
CAPÍTULO VIII Dinámica de los benzoxazinoides del trigo en el suelo: influencia de los genotipos de trigo, tiempo de muestreo y profundidad del suelo en el manejo de Lolium rigidum Gaud.
Del artículo Vieites-Álvarez, Y. M.I., Hussain, M.J., Reigosa & A.M., Sánchez-Moreiras (2024 Dynamics of wheat benzoxazinoids in soil: influence of wheat genotypes, sampling time, and soil depth on Lolium rigidum Gaud. management. En preparación.
En el capítulo VIII de esta tesis doctoral se testó la dinámica de los benzoxazinoides en la solución del suelo en condiciones seminaturales de invernadero. Se utilizaron dos métodos de riego: uno simulando la lluvia (SR) y otro mediante riego manual (MI). El objetivo del estudio fue evaluar los efectos alelopáticos de cuatro genotipos de trigo (Adesso, Maurizio, Ehogold y Ursita) previamente testados en condiciones in vitro bajo ambos sistemas de riego para comparar cómo la liberación de aleloquímicos provenientes de los exudados radiculares (riego manual) o de los lixiviados de las hojas (lluvia simulada) podrían afectar al desarrollo de la arvense Lolium rigidum.
Se realizó un ensayo de crecimiento donde se colocaron cinco semillas esterilizadas y pre-germinadas de trigo en la mitad de una maceta con tierra y se dejaron crecer durante 15 días. Después de este periodo, se sembraron cinco semillas de L. rigidum en la otra mitad de la maceta. Las plantas fueron cosechadas después de dos semanas y se midieron parámetros como la germinación, el peso total y la longitud de las hojas de L. rigidum, así como parámetros de las plantas de trigo creciendo solas o en co-cultivo con esta arvense. Posteriormente, se analizó la composición química de la solución del suelo tras ser regadas mediante riego manual o con lluvia simulada.
Los resultados mostraron la inhibición generalizada en el desarrollo de L. rigidum, especialmente tras la simulación de lluvia. Tras el co-cultivo con el genotipo Adesso, L. rigidum experimentó una reducción significativa en todos los parámetros, siendo más pronunciada después del tratamiento con lluvia simulada. Los genotipos Ehogold y Maurizio también fueron más efectivos bajo condiciones de lluvia simulada mostrando reducciones significativas en la germinación, la longitud de la parte aérea y la capacidad invasiva de la parte aérea de L. rigidum. Finalmente, Ursita fue el genotipo que menos parámetros afectó significativamente, pero también el que indujo la mayor reducción en la germinación de L. rigidum. Cada genotipo de trigo presentó un perfil químico distinto, con diferentes concentraciones de benzoxazinoides, independientemente del método de riego empleado. Por ejemplo, la solución del suelo de Ehogold y Maurizio mostró mayores cantidades de DIMBOA que Ursita y Adesso, mientras que la de Ursita mostró mayores cantidades de MBOA.
Entre los factores evaluados (profundidad, tiempo de recolección de muestras y presencia o ausencia de L. rigidum), el tiempo fue el más determinante para la cantidad de BZXs en el suelo. En general, se detectaron concentraciones más altas de BZXs en la solución del suelo después de 7 días de co-cultivo que a los 14 días. Este patrón fue particularmente evidente en Ehogold, donde se observó una reducción notable de BOA, MBOA, DIMBOA, HMBOA y HBOA después de 14 días de co-cultivo con L. rigidum con ambos métodos de riego. En Maurizio, DIMBOA y BOA fueron más abundantes en los primeros 7 días, mientras que DIBOA aumentó después de 14 días. Para Ursita, DIBOA fue mayor después de 7 días, pero HMBOA fue mayor a los 14 días. En Adesso, se observó un patrón diferente, con mayores cantidades de BOA, MBOA y HBOA a los 14 días de co-cultivo. Respecto a la profundidad de muestreo, se encontraron algunas diferencias leves solo en el tratamiento de lluvia simulada. Por ejemplo, DIBOA se encontró en mayores cantidades en la parte superior de la maceta en Ursita, mientras que HBOA estaba más concentrado en la parte inferior en las macetas de plantas del genotipo Adesso.
Por lo que se refiere a la exudación radicular, se observaron algunas diferencias significativas entre las plantas cultivadas solas y en co-cultivo con L. rigidum. Ehogold, por ejemplo, exudó más BOA, MBOA y DIMBOA bajo riego manual cuando estaba solo, mientras que, en condiciones de lluvia simulada, estos compuestos fueron más abundantes en co-cultivo con L. rigidum. Por su parte, Ursita exudó más DIMBOA cuando estaba sola y más BOA en co-cultivo en ambos tratamientos de riego. Maurizio apenas mostró variación en su perfil químico, mientras que Adesso no sufrió ninguna modificación en presencia de L. rigidum. En cuanto al crecimiento de las plantas de trigo en el invernadero, casi no hubo diferencias significativas en los parámetros medidos (longitud del tallo, número de hojas, longitud de la hoja más grande y peso de la planta) cuando se cultivaron solas o en co-cultivo con L. rigidum bajo ambos métodos de riego. Sí que se observó un aumento de la longitud foliar de Adesso tras crecer con L. rigidum en condiciones de riego manual y un aumento del peso de la parte aérea tras el co-cultivo bajo lluvia simulada.
En este estudio, nos encontramos concentraciones de benzoxazinoides (BZXs) muy bajas comparadas con los estudios previos in vitro, probablemente debido a que los BZXs se degradan rápidamente en el suelo (como los 3 días de media del BOA) dando lugar a compuestos más estables como el APO (producto de degradación del BOA que permanece más de 3 meses en el suelo) y el AAPO. La rápida disminución de la concentración de BZXs con el tiempo, podría ser el resultado de la degradación a subproductos o bien el resultado de la absorción de estos compuestos por L. rigidum, tal y como se ha observado en estudios previos.
Cada genotipo de trigo mostró un perfil químico único que influyó en los efectos sobre L. rigidum. Por un lado, los efectos observados con el riego manual se correlacionaron con la presencia de BZXs en la solución del suelo derivados de la exudación radicular. Por ejemplo, se detectaron altas cantidades de BOA y MBOA en el medio de cultivo del genotipo Adesso después de 14 días, lo cual probablemente contribuyó a una reducción significativa en la germinación y el crecimiento de L. rigidum. Este resultado es coherente con lo observado en los experimentos in vitro, donde Adesso mostró un aumento de exudación del BOA en presencia de L. rigidum. Por otro lado, los efectos derivados del riego con lluvia simulada fueron generalmente más intensos. Con este método de riego, los genotipos Ehogold y Maurizio causaron mayores daños a L. rigidum, revelando la importancia de los lixiviados procedentes de las hojas. En estos genotipos se detectaron altas concentraciones foliares de DIMBOA durante los experimentos in vitro, y también en la solución del suelo durante los experimentos de invernadero. La alta solubilidad de DIMBOA en el agua y su síntesis constitutiva en las hojas podrían explicar el mayor potencial alelopático a través de los lixiviados, lo cual concuerda con un mayor grado de daño en L. rigidum bajo condiciones de lluvia simulada. Estos efectos fitotóxicos se observaron también tras el cultivo de Adesso bajo condiciones de lluvia simulada. En condiciones in vitro, se observó que Adesso no solo producía mayores cantidades de exudados radiculares en presencia de L. rigidum, sino que también acumulaba grandes cantidades de BZXs en las hojas, como era el caso del BOA. Esto podría ser coherente con el aumento de peso de la parte aérea de Adesso en condiciones de lluvia simulada, sin que se vea aumentada la longitud foliar. Estos resultados sugieren que este genotipo podría estar acumulando en las hojas compuestos que serían liberados al medio y arrastrados mediante la lixiviación producida por la lluvia simulada, lo que concuerda con la fuerte inhibición encontrada en la longitud foliar y la capacidad invasiva de la parte aérea de L. rigidum.
La profundidad del suelo también afecta la dinámica de los BZXs, aunque el movimiento de estos compuestos en el suelo no está bien estudiado debido a la influencia de múltiples factores. Se ha observado que los cambios en la química del suelo y las comunidades microbianas pueden dar lugar a variaciones en la acumulación de BZXs, más por su degradación que por la exudación radicular. Las raíces modifican el suelo a través de varios procesos, creando gradientes de nutrientes, cambios en el pH, variaciones microbianas y fluctuaciones en el agua, lo que altera constantemente las condiciones en la rizosfera. En este estudio, se encontraron diferencias leves en el tratamiento con lluvia simulada. Por un lado, Ursita mostró más DIBOA en la capa superior del suelo, especialmente durante los primeros días, lo que podría explicar la baja germinación de L. rigidum debido a su fuerte efecto fitotóxico. Sin embargo, Adesso presentó más HBOA en la parte inferior, resaltando que la movilidad de estos compuestos podría deberse a su composición química y solubilidad. La distribución uniforme de muchos BZXs en otros genotipos indica que estos compuestos pueden difundir a través del suelo, extendiendo su impacto y afectando el crecimiento de plantas cercanas.
En conclusión, los resultados indican que algunos genotipos, como Ehogold, Maurizio y Ursita, pueden alterar la producción de compuestos alelopáticos en respuesta a la competencia, lo que es consistente con las estrategias de interacción planta-especie arvense y con la plasticidad fenotípica observada en los experimentos previos in vitro. Adesso, en cambio, mostró un perfil químico estable sin cambios significativos en presencia de L. rigidum, lo que lo hace un candidato más adecuado para estrategias integradas de manejo de flora arvense, por ser más estable y predecible en sus efectos. Los efectos inhibitorios observados en germinación, longitud del tallo y capacidad invasiva de L. rigidum se deben a la acción directa e indirecta de los BZXs. La germinación fue el parámetro más afectado, y los efectos más fuertes bajo lluvia simulada pueden ser atribuidos a la liberación de BZXs por las hojas mediante la lixiviación. Estos hallazgos subrayan la importancia de planificar la siembra y el riego para maximizar el potencial alelopático del trigo, lo que puede llevar a un manejo de la flora arvense más sostenible, y reducir la dependencia de los herbicidas sintéticos.