Investigación Agroambiental
El IMIDRA realiza investigaciones y otras actividades científico-técnicas relacionadas con la sostenibilidad medioambiental de la producción agraria.
En el Área de Investigación Agroambiental trabajamos en cultivos agroenergéticos, biotecnología de especies forestales, nuevos cultivos alimentarios, recuperación de variedades autóctonas de frutas y hortalizas, especies con poca necesidad de riego para jardinería y céspedes, depuración de aguas residuales con plantas y microorganismos, valorización de residuos para su uso como enmiendas agrícolas, y tratamientos para mejorar la fertilidad del suelo y combatir su contaminación.
Nuestro laboratorio de suelos de la finca El Encín ofrece servicios de análisis físico-químicos de suelos, aguas de riego y material vegetal. Estos análisis son de gran utilidad para tomar decisiones sobre el tipo y dosis de los fertilizantes o enmiendas a aplicar, así como sobre los cultivos a establecer.
Nuestro laboratorio de sanidad vegetal, también en El Encín, ofrece servicios de diagnóstico de plagas y enfermedades de los cultivos. Es el laboratorio oficial para apoyar las acciones de vigilancia, control e inspección en sanidad vegetal de la Comunidad de Madrid.
En La Isla caracterizamos variedades hortícolas y frutícolas, tenemos un banco de frutales autóctonos, y producimos plantones hortícolas de variedades autóctonas para investigación y también para su venta.
Proyectos vigentes
AGROCONTROL. Desarrollo de herramientas para el control de cosechas y la vigilancia de fauna salvaje mediante vehículos aéreos y terrestres autónomos
La agricultura se enfrenta a retos derivados del aumento de la demanda de alimentos, el cambio climático, presiones para el menor utilizo de pesticidas y abonos, aumento de los costes de producción y disminución de la mano de obra. Para afrontar estos problemas, proponemos el uso de sensores avanzados, drones y vehículos agrícolas no tripulados que permitan realizar trabajo autónomamente y recoger numerosos datos agrícolas (crecimiento, productividad, humedad del suelo, presencia de plagas, etc.) para un mayor control de los cultivos. El monitoreo continuo nos proporcionara datos pueden ser elaborados mediante el uso de inteligencia artificial para planificar estrategias y generar patrones predictivos que permitan mejorar la gestión aumentando la productividad, reduciendo el consumo de insumos y ejerciendo el control de fauna que daña los cultivos.
SOCIAL-AGRI 6.0 Integración de tecnologías disruptivas y ciudadanos en la transición digital de la agricultura para comunidades rurales y urbanas
El objetivo es crear un observatorio público de monitorización de cultivos leñosos. Se han diseñado sensores basados en el Internet de las cosas, alimentados por placas solares individuales, que miden temperatura, humedad, conductividad, y N, P y K en el suelo. Cada hora envían por wifi los datos a una web pública, para ser visualizados y analizados. Además, 3 veces al día, un dron toma imágenes del cultivo, para obtener un índice NDVI que detecta el estrés en cada árbol, y optimizar así el uso de fitosanitarios y/o el riego a nivel individual. La aplicación de inteligencia artificial a estos datos, combinados con los atmosféricos, permite identificar patrones y planificar acciones preventivas ante sequías o plagas. Además, se está creando un gemelo digital del olivar. Esta simulación virtual de su comportamiento real permitirá evaluar virtualmente el posible impacto del abonado, riego, manejo, radiación solar y temperatura sin riesgo para la explotación real.
Proyecto TED2021-131040B-C32 financiado por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por la Unión Europea Next Generation EU/ PRTR
MAD-FIRES. Reconstruyendo ecosistemas mediante la fitoregeneración de suelosresilentes
Los incendios forestales y la aridez de los suelos causada por condiciones climáticas extremas son dos de los factores que contribuyen a destruir los ecosistemas. El IMIDRA se plantear abordar la restauración de suelos en la Comunidad de Madrid afectados con un enfoque que, no solo tenga en cuenta el recrecimiento de la vegetación, o la recuperación de las características edáficas del suelo, sino que considere el microbioma, los microorganismos que contribuyen en estos ecosistemas, como parte importante a recuperar el equilibrio de estas zonas. Estudiaremos cubiertas vegetales autóctonas ya adaptadas a situaciones de sequía y analizaremos con técnicas de biotecnológia avanzada (proteómica y genómica) las características del suelo y los microrganismos que lo habitan. Mantendremos un monitoreo continuo para analizar las características de recuperación del suelo y la biodiversidad. Crearemos centros de información y divulgación, "Faros Forestales y Agrícolas", para compartir los resultados.
NANO4AGRO. Evaluación de la eficacia de fertilizantes y plaguicidas de nueva generación
La actual producción de agroalimentaria depende en gran medida de la fertilización de los suelos y el control de plagas con pesticidas. Ambas estrategias son químicamente poco eficientes pues solo una pequeña parte de los productos se absorbe y realiza su función, mientras la mayoría acaban como contaminantes de aguas y subsuelos. Para mejorar la eficiencia de los agroquímicos, la nanotecnología ha desarrollado nanofertilizantes (NFs) y nanoplaguicidas (NPs) que presentan una mayor área superficial y menor tamaño de partícula que mejora la interacción de los nutrientes con las plantas, favoreciendo así su incorporación, lo que supondrá una reducción de las dosis necesarias de fertilizante o plaguicidas. Los vidrios fertilizantes persiguen la misma estrategia, estan hechos de matrices de vidrio que permiten la liberación controlada de macro y micronutrientes solo cuando son necesarias para el crecimiento de las plantas. En el IMIDRA evaluaremos el impacto de NFs, NPs y vidrios fertilizantes en la salud del suelo y la calidad de cultivos hortícolas y diseñaremos las estrategias de fertilización y aplicación de plaguicidas que eviten el riesgo de contaminación del suelo y aguas subterráneas.
PHARMACLEAN. Purificación de aguas contaminadas por fármacos con plantas y microorganismos
El actual tratamiento de las aguas residuales urbanas no permite depurar adecuadamente algunos residuos como los microplásticos, productos cosméticos y farmacológicos. En la Comunidad de Madrid, el rio Manzanares es el rio con la mayor carga de medicamentos de Europa. El IMIDRA tiene experiencia previa en la depuración de aguas residuales que pensamos aplicar para eliminar dos contaminantes farmacéuticos abundantes en el Manzanares: paracetamol y loratadina. Utilizaremos tecnologías de depuración con plantas acuáticas y consorcios microbianos dispuestos en reactores para crear biofilms que descomponen estos compuestos. El proyecto se articulará en cuatro fases, abarcando la identificación y selección de microorganismos y plantas eficientes para la eliminación de los fármacos, el monitoreo continuo del rendimiento, y un análisis de viabilidad ambiental y económica. Los resultados y conocimientos adquiridos podrán ser escalados a estaciones depuradoras y aplicados para otros fármacos promoviendo la sostenibilidad y mejorando la calidad del agua tratada.
RECUPERA. Estrategias de recuperación de suelos para uso agrícola
La calidad de los suelos determina en gran parte la producción agrícola. Los suelos se degradan por actividades industriales, prácticas agrícolas inadecuadas, desarrollo urbano y mala gestión de residuos. El IMIDRA desarrollará un proyecto de recuperación de suelos que presentan contaminación por metales pesados, compuestos orgánicos y mixtos y evaluará su potencial uso agrícola. Para ello diseñará estrategias sostenibles utilizando materiales residuales como zeolitas de residuos de aluminio, nanopartículas de hierro de alpechín, biochar de residuos vegetales y compost de lodos de depuradora, cada uno de forma aislada o en combinaciones. Los tratamientos más efectivos en mejorar la composición del suelo, se probarán en cultivos para analizar su viabilidad agrícola, analizando la calidad de las plantas y la transferencia de contaminantes. La consecución de este proyecto nos permitirá restaurar la funcionalidad del suelo y apoyar prácticas agrícolas sostenibles, contribuyendo a la mitigación del cambio climático y a la producción agraria eficiente.
VERADIAGNÓSTICO. Estudio y control de las enfermedades del pistacho en la Comunidad de Madrid
El cultivo del pistacho supone una oportunidad para la agricultura madrileña pues se adapta bien a nuestro clima y no requiere regadío, resultando rentable para el agricultor con una demanda es creciente. Sin embargo, la expansión del cultivo y la intensificación agrícola, han incrementado la incidencia de enfermedades por hongos. Para evitar que se desarrolle una plaga o que el uso de fungicidas se haga siempre necesario, el IMIDRA desarrollará un sistema de alerta, prevención y diagnóstico precoz. Se probarán diferentes tratamientos y se estudiará la sensibilidad de varias variedades de pistacho. También se investigará el papel de insectos en la propagación de enfermedades y evaluarán estrategias de manejo integrado de plagas y enfermedades. El objetivo es garantizar un cultivo sostenible y de calidad, beneficiando a los agricultores y promoviendo la producción ecológica en la región.
ALLIUM-MAD. Estudio de la viabilidad y del potencial de desarrollo para el cultivo de calçot en áreas de la Comunidad de Madrid
Los calçots (Allium cepa L.) son hortalizas, similares a las cebollas blancas, pero alargadas. El tallo de unos 20 cm que caracteriza al calçot no es fruto del desarrollo normal de esta especie, sino que es el resultado de una técnica de cultivo que consiste en, una vez está plantado, ir cubriendo de tierra (calzando) la superficie para que no incida la luz solar sobre el calçot, y que crezca alargándose hasta alcanzar el tamaño indicado; de ahí su nombre. En Cataluña el consumo de calçots es una atracción gastronómica y turística de gran popularidad que empieza extenderse a unas regiones de la península. En la Comunidad de Madrid, el IMIDRA evaluará la viabilidad de su cultivo. Se estudiarán suelos, zonas de cultivo y variedades en campo y laboratorio. Se emplearán tecnologías como drones y teledetección para monitorizar cultivos y optimizar el manejo. Se analizará la viabilidad, y se evaluarán rendimientos para ofrecer una alternativa rentable y sostenible para los agricultores como una nueva oportunidad agrícola y turística en la Comunidad de Madrid.
CICERCAM. Nuevas formas de cultivo para garbanzo en la Comunidad de Madrid: intercropping con camelina, bioestimulantes, enmiendas y tecnificación para la mejora de la biodiversidad
El consumo de garbanzo y su precio se han incrementado en los últimos años. España es el principal importador de garbanzos de la UE pese a que, en nuestro país, y específicamente en nuestra región, las condiciones para su cultivo son óptimas. Sin embargo, la producción de garbanzo ha descendido en la Comunidad de Madrid debido en gran parte a los problemas para una gestión eficiente del cultivo, la falta de productos específicos para combatir la población arvense y las enfermedades asociadas que resultan, frecuentemente, en elevados costes de producción y riesgo de pérdidas en la cosecha. Para paliar estos problemas, el IMIDRA propondrá el cultivo mixto y simultáneo de garbanzo (Cicer arietinum L.) y camelina (Camelina sativa (L.) Crantz). La camelina es un cultivo económico, con requerimientos nutricionales bajos y una resistencia innata a enfermedades y plagas. Posee además una raíz que remueve las capas del terreno favoreciendo que el agua penetre con facilidad aumentando la captación de agua del cultivo de garbanzo con el que estará creciendo. Se evaluarán el uso de bioestimulantes y enmiendas en dos ciclos de crecimiento midiendo el rendimiento del cultivo, la calidad del suelo y la sostenibilidad ambiental usando técnicas de monitorización directas del cultivo mixto. Analizaremos los costos y beneficios económicos de este cultivo y proporcionaremos datos con recomendaciones viables para los agricultores. Además, solicitaremos la certificación de la nueva variedad de garbanzo IMIDRA 10, analizando su adaptabilidad y calidad nutricional.
GREENNATUR. Sostenibilidad en praderas sobre ciudades. Tecnificación de los espacios verdes mediante el empleo de nuevas tecnologías de cultivo y de conservación para naturación urbana
Las praderas urbanas son parte de las instalaciones deportivas y parte ornamental de nuestros parques y plazas, pero sobre todo son islas verdes que mejoran la calidad del aire, mitigan las temperaturas y facilitan la filtración del agua. Las praderas pueden verse amenazadas ante la escasez de recursos hídricos en periodos prolongados de sequía en nuestra región. El IMIDRA trata este problema desde hace años con diferentes recursos. Plantaremos praderas con bajas necesidades hídricas usando distintas combinaciones de gramíneas de clima cálido (C4) y especies autóctonas (C3). Se utilizarán productos bioestimulantes para reducir el uso de fungicidas e insecticidas. Usaremos teledetección con drones para evaluar la calidad de las praderas en diferentes regímenes de riego, identificar patógenos y malas hierbas. Se analizarán imágenes que ayudarán a crear una plataforma de gestión para la mejora de la sostenibilidad y el manejo de áreas verdes urbanas y deportivas en la Comunidad de Madrid.
LABELLOTA. Obtención de bellotas y de compuestos bioactivos por cultivo celular
La embriogénesis somática in vitro es una técnica de cultivo de tejidos vegetales que permite la formación de embriones a partir de células somáticas (de diferentes partes de la planta), en vez de a partir de células sexuales (como ocurre en la reproducción sexual). En el IMIDRA se desarrollan embriones de encinas y alcornoques a partir de hojas de árboles adultos. Los embriones así formados pueden producir bellotas inmaduras ricas en compuestos como son el ácido gamma-aminobutírico (GABA) y los polifenoles. Modificando los medios de cultivo los embriones pueden ser manipulados para incrementar ciertos nutrientes. Analizaremos las condiciones de producción de GABA y polifenoles y estudiaremos el potencial interés de las industrias farmacéutica y alimentaria promoviendo colaboraciones con empresas para la explotación industrial de estos productos como queda recogido en la patente concedida por la Oficina Española de Patentes y Marcas.
Este proyecto se desarrolla conjuntamente con el Área de Transferencia, Divulgación y Formación
RESTAURA MADRID. Restauración de encinares afectados de seca en la Comunidad de Madrid
El encinar es el bosque mediterráneo que predomina en el territorio de la Comunidad de Madrid y más de 95 mil hectáreas de bosque de encinas son consideradas Zonas de Especial Conservación. Periodos prolongados de sequía debilitan las encinas frente a enfermedades como la seca, causada por el patógeno Phytophthora cinnamomi (fitóftora). Para afrontar el deterioro de estas zonas el IMIDRA se centrará en rejuvenecer los encinares afectados con diferentes estrategias. Por un lado, se clonarán mediante germinación somática los árboles que presenten una resistencia natural y se intentara mejorar la tolerancia mediante técnicas de cultivo in vitro. Por otro lado, se realizarán tratamientos fitosanitarios del suelo con biocidas naturales y se fortalecerá el ecosistema mediante la reintroducción de especies vegetales que protegen de la difusión de la fitóftora mejoran de la calidad del suelo. Con este proyecto se pretende mitigar el impacto ambiental de la enfermedad y promover la sostenibilidad de estos ecosistemas clave para nuestra comunidad.
ESSENZIALI. Plantas aromáticas, medicinales y condimentarías: una alternativa de cultivos multiobjetivo para reactivar la bioeconomía en áreas rurales en declive demográfico en la Comunidad de Madrid.
En regiones en declive demográfico como ciertas áreas rurales de la Comunidad de Madrid son importantes las iniciativas que contribuyan a un desarrollo económico sostenible. En esta perspectiva el IMIDRA liderará estudios agronómicos para optimizar el cultivo de plantas aromáticas, medicinales y de uso en gastronomía como son romero, híbridos de jara y regaliz, mejorando su adaptación y rendimiento a las condiciones locales lo que supondrá un ahorro de tiempo y recursos para los agricultores. La investigación además incluirá la caracterización de clones de romero de la colección y selección de los híbridos de jara (C. xcyprius), el análisis de los aceites esenciales, así como pruebas de campo. Dada la creciente demanda de productos naturales, se establecerán se establecerán colaboraciones con empresas interesadas en la comercialización de estos cultivos y sus productos derivados.
METASOIL. Metodologías para la evaluación y tratamientos de suelos afectados por contaminación mixta en ambientes extremos
El 60-70% de los suelos europeos han perdido, en gran parte por la contaminación, su funcionalidad para la agricultura, vegetación, hábitat de organismos, regulación del clima, y para el ciclo del agua y los nutrientes. Entre los contaminantes del suelo están los metales, metaloides, derivados del petróleo, pesticidas, dioxinas, furanos, PAHS, PCBS, medicamentos, productos de higiene, y algunos nanomateriales. La contaminación de suelos cercanos a marismas que, al inundarse periódicamente, sufren anaerobiosis (falta de oxígeno) y pH y salinidad extremos, es compleja de evaluar y remediar. Tomando como modelo un emplazamiento en Huelva, IMIDRA y CSIC desarrollarán métodos para 1) evaluar la contaminación de origen minero-industrial 2) usar agentes orgánicos e inorgánicos de origen residual para recuperar la funcionalidad del suelo y 3) analizar riesgos en suelos con contaminación mixta en ambientes extremos.
Proyecto PID2023-149788OB-C21 financiado por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por FEDER, UE
Publicaciones
Proyectos finalizados
CAMEPRO. Aprovechamiento de productos y subproductos de camelina de manera eficiente y sostenible.
El proyecto quiere profundizar en las implicaciones del cultivo de camelina en la nueva PAC y el cambio climático; estudiar cómo modifica el suelo y qué efectos tiene en los cultivos posteriores (rotación); determinar la validez de la camelina como cultivo proteínico para piensos animales, analizar sus productos y subproductos, y evaluar el efecto que tiene sobre la biodiversidad.
HERBI-RES. Efecto de la aplicación de residuos orgánicos como enmienda sobre el comportamiento de diferentes plaguicidas.
Para mejorar la producción de cultivos hortícolas, evaluamos el comportamiento de dos herbicidas autorizados para el control de malas hierbas (pendimetalina y metribuzina), cuando se aplican a suelos tratados con enmiendas generadas a partir de lodos de depuradora, compost de residuos sólidos urbanos, digestatos, o residuos de cosechas.
FOOTPRINT. Determinación de la huella hídrica y de carbono en áreas verdes urbanas y protocolo de valoración en su grado de cumplimiento.
Este proyecto busca crear una metodología para la obtención, análisis y mejora de la huella hídrica y de carbono adaptada a las zonas verdes de la Comunidad de Madrid. El objetivo final es proponer alternativas de manejo más sostenible frente a los problemas por mala gestión de las áreas verdes madrileñas recreativas y deportivas, así como mejorar la rentabilidad aprovechando las oportunidades ofrecidas por las nuevas tecnologías.
PISTADIAGNOSTICO. Estudio y control de enfermedades criptogámicas del pistacho en la Comunidad de Madrid.
Este estudio sobre la incidencia y virulencia de enfermedades en plantaciones de pistacho de la Comunidad de Madrid (especialmente la verticilosis y la septoriosis) busca minimizar el impacto de las mismas e impulsar una producción sostenible de este producto. Para ello se desarrollarán sistemas de alerta, prevención y diagnóstico precoz sobre el terreno, así como estrategias para un manejo integrado y tecnológico de las enfermedades.
ROSMARINUS. Caracterización química y de extractos de la colección de romero del IMIDRA y del híbrido Citus + Cyprius Lam. bajo cultivo.
La caracterización química y el estudio agronómico del romero y esta jara híbrida nos permite analizar su potencial como nuevos cultivos alternativos de secano en nuestra región. De cada uno de ellos, seleccionamos individuos para su caracterización y determinación de parámetros fenológicos, biométricos y edafoclimáticos; los cultivamos y extraemos aceites esenciales para su análisis.
TECNOGAR. Grupo Operativo de innovación para el uso combinado de sensores y teledetección: una solución holística para la monitorización y mejora del cultivo del garbanzo.
El objetivo es valorizar y modernizar el cultivo del garbanzo. El uso de sensores y la teledetección, junto con las microcosechadoras, facilita la digitalización de las parcelas. La información obtenida será utilizada para generar un Big Data que permita predecir cosechas, riesgo de enfermedades o malas hierbas. También evaluaremos la calidad de dos variedades de semilla, y ensayaremos distintos patrones de siembra y el uso de bioestimulantes.
VALVAGAR. Valorización del cultivo del garbanzo: análisis comparativo con distintas variedades, productividad y calidad, control de daños en cosechas y estudio de cultivos mediante drones, tratamiento de imágenes y sensórica.
Estudiamos la productividad y calidad culinaria de dos variedades mejoradas de garbanzo registradas por el IMIDRA. También evaluamos los beneficios de la aplicación de bioestimulantes en su crecimiento y monitorizamos los cultivos para reducir la problemática de malas hierbas, enfermedades y fauna dañina, mediante un sistema basado en sensores y drones.
LED. Aplicación de las luces LED en el cultivo in vitro de plantas de interés agrícola, forestal y ornamental.
Desarrollamos el uso de iluminación LED en las diferentes fases de la producción in vitro de especies hortícolas (tomate, fresa o frambuesa), leñosas (pistacho, vid, alcornoque, encina) y ornamentales (petunia, geranio y crisantemo). Se determinarán las condiciones idóneas de iluminación LED en las diferentes fases del cultivo y posterior aclimatación de las plántulas. Estas condiciones se aplicarán para mejorar los protocolos de propagación in vitro.
EMGRISA. Estudios de viabilidad para la fitorremediación de un emplazamiento contaminado.
Evaluaremos el uso de plantas arbóreas y arbustivas para reducir la contaminación por lindano y otros organoclorados en suelos procedentes del vertedero de Sardas (Huesca). Se ensayarán 3 especies (Populus, sauce blanco y sauco negro o común), fertilizantes NPK y orgánico (compost) y tratamiento con micorrizas, para favorecer el crecimiento de la planta y su tolerancia al contaminante.