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Medio Ambiente y Agronomía

El Departamento de Medio Ambiente y Agronomía del INIA estudia la influencia de los factores ambientales sobre la actividad agraria así como los efectos de dicha actividad sobre el medio ambiente.

​ANTONIO MARTÍN ESTEBAN

​jefe departamento​

Ubicación

​Ctra. de La Coruña, km 7,5, 28040 Madrid

Noticia

El Departamento de Medio Ambiente y Agronomía del INIA tiene como misión el estudio de los posibles efectos de la actividad agraria (entendida en sentido amplio e incluyendo actividad agraria, ganadera y forestal) sobre el medio ambiente así como la influencia de los factores ambientales sobre los sistemas agrícolas. Desde un enfoque multidisciplinar, se determinan las alteraciones causadas por contaminantes y residuos generados o utilizados en agricultura o ganadería sobre los ecosistemas, así como el efecto de contaminantes y residuos de origen diverso sobre los sistemas agrícolas, poniendo especial énfasis en contaminantes emergentes y persistentes. Además, para comprender los efectos tóxicos observados se estudian los mecanismos moleculares subyacentes a la acción de los contaminantes. Por otra parte, el desarrollo de nuevos métodos de análisis químicos y su aplicación permiten identificar y evaluar las concentraciones de una amplia variedad de sustancias. También se estudian cambios en el rendimiento agronómico dependiendo de la aplicación de distintas clases de enmienda agrícola o diferentes tipos de laboreo, avanzando hacia sistemas de agricultura ecológica. Todo el conocimiento generado se utiliza en la realización de evaluaciones del riesgo de diversos productos químicos y para el asesoramiento de las autoridades reguladoras en diversas organizaciones internacionales (OCDE, UE).

Investigación

Las líneas de investigación del Departamento de Medio Ambiente y Agronomía van encaminadas a encontrar un equilibrio entre la demanda de producción y sus efectos medioambientales. Dirigir esfuerzos hacia la optimización del uso del agua y el suelo, así como a la reducción de la contaminación de origen agrario, son algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de Naciones Unidas, y metas prioritarias de nuestro departamento.

    Líneas de investigación:

    • Productividad y eficiencia de los cultivos

      Estudiamos la eficiencia de los cultivos en la utilización del agua y los nutrientes, así como de las características fisiológicas de las respuestas a estreses abióticos en cultivos, genotipos y especies silvestres

    • Evaluación de contaminantes emergentes y sus mezclas mediante la combinación de métodos biológicos y químicos

      Investigamos cómo afecta al fenómeno de la contaminación ambiental, la presencia de contaminantes emergentes (productos de higiene personal, fármacos, nanopartículas y micro/nanoplásticos) y sus mezclas en el medio y en matrices de uso agrícola (enmiendas orgánicas y aguas regeneradas), así como su distribución dentro del ecosistema (trasferencia suelo-agua-especies vivas).

    • Caracterización de los efectos ecotoxicológicos de contaminantes

      Desarrollamos y aplicamos bioensayos para determinar efectos subletales de los contaminantes en invertebrados de suelo y plantas, así como en algas, invertebrados y vertebrados de agua dulce. Los bioensayos se realizan siguiendo métodos estandarizados o utilizando nuevas metodologías que incluyen estudios a diferentes niveles de organización biológica: efectos moleculares, in vitro  y ensayos con más de una especie (multi-especies, microcosmos).

    • Evaluación de los peligros de los contaminantes para el medio ambiente

      Desarrollamos herramientas para evaluar los peligros de contaminantes (nanomateriales, residuos agroalimentarios, micotoxinas, biocidas) para el medio ambiente.

    • Estudio de los mecanismos subyacentes a la toxicidad y la bioacumulación

      Estudiamos los mecanismos subyacentes a la toxicidad y la bioacumulación de contaminantes (nanomateriales, residuos agroalimentarios, micotoxinas, biocidas) en organismos acuáticos.

    • Desarrollo de metodologías para la monitorización de rasgos biofísicos y bioquímicos en cubiertas vegetales.

      Empleo de sensores ópticos para la monitorización y predicción del funcionamiento de los ecosistemas agroforestales en ambientes semiáridos.

    • Estudio de la mejora de las condiciones de producción apícola.

      En respuesta a las situaciones de riesgo creadas por los residuos de tratamientos veterinarios usados para el control de Varroa en el sector de la apicultura.

    • Distribución, persistencia, absorción y cinética de degradación de contaminantes orgánicos

      Realizamos estudios de degradación, resistencia, absorción y cinética de degradación de contaminantes orgánicos en diferentes matrices y condiciones medioambientales.

    • Aplicación de nanopartículas y polímeros de impresión molecular en la determinación de contaminantes orgánicos.

      Preparamos diferentes materiales que ofrezcan una mejora a la etapa de preparación de muestras para el análisis de contaminantes en diferentes matrices.

    • Desarrollo y aplicación de metodología analítica

      Desarrollamos métodos analíticos para la determinación de contaminantes orgánicos en matrices medioambientales y alimentarias.

    • Microbioma del suelo

      Investigamos la diversidad del microbioma del suelo (bacterias, arqueas y hongos) mediante aproximaciones ómicas, filogenéticas y funcionales. Intentamos comprender la relación entre la diversidad del microbioma y las funciones esenciales que el suelo desempeña en los ecosistemas, tales como la descomposición de la materia orgánica y el ciclado de nutrientes. También investigamos la influencia del microbioma en la capacidad de resiliencia y restauración de las comunidades vegetales frente a agentes de cambio ambiental.

    • Microfauna del suelo

      Estudiamos la diversidad de la microfauna y analizamos la estructura y la funcionalidad de las redes tróficas edáficas. Utilizamos la diversidad del suelo como indicador de la sostenibilidad agraria y estudiamos su relación con procesos y servicios agroecosistémicos, incluyendo el mantenimiento de la fertilidad del suelo y los ciclos de nutrientes, el control de enfermedades y plagas y el rendimiento de los cultivos. Estudiamos la respuesta de la biodiversidad a agentes de cambio ambiental y buscamos formas de manejo agrario que maximicen la resiliencia de las redes tróficas y sus funciones en el suelo.

    • Manejo de la vegetación arvense

      Investigamos la dinámica poblacional de la flora arvense y sus bancos de semillas en los cultivos en un clima cambiante, optimizando las estrategias de control integrado de especies arvenses en los sistemas agrarios. Estudiamos los rasgos funcionales de las especies arvenses que relacionan la biodiversidad agrícola con el clima.

    • Manejo de residuos orgánicos

      Realizamos evaluaciones agronómica, analítica y de viabilidad económica de subproductos orgánicos y lodos de depuradora para la aplicación y aprovechamiento en la agricultura y para la recuperación de suelos contaminados y erosionados.

    • Control de las emisiones de gases de efecto invernadero

      Evaluamos el impacto de las prácticas de manejo en las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y óxido nitroso (N2O) del suelo a la atmósfera. Intentamos discernir qué factores abióticos y bióticos del suelo son los principales determinantes de la magnitud de las emisiones de gases de efecto invernadero.

​Instalaciones​

El Departamento de Medio Ambiente dispone de una amplia variedad de instalaciones que nos permiten abordar las distintas líneas de investigación desarrolladas por los distintos grupos de investigación, contando con salas de acuarios, invernaderos, parcelas de ensayo así como laboratorios de caracterización y análisis de muestras de interés ambiental.

  • Acuarios

    Tres cámaras climatizadas para el mantenimiento de peces y el desarrollo de ensayos de toxicidad aguda, a largo plazo y de bioacumulación en trucha arcoiris.

  • Finca de Puerta Hierro I

    Oficinas y espacios comunes para el personal investigador. Dos invernaderos para la realización de ensayos en microcosmos y laboratorios para el análisis físico, químico y biológico de muestras de suelos, residuos orgánicos y material vegetal.

  • Finca Experimental "La Canaleja"

    Extensión de 100 hectáreas, principalmente con cultivos de secano, aunque también tiene una instalación para llevar a cabo ensayos de regadío. Posee el equipamiento necesario para la instalación y mantenimiento de ensayos en campo (labores, siembra, aplicación de enmiendas y abonos, tratamientos fitosanitarios y recolección) y en invernadero, así como de laboratorios de procesado de suelos, material vegetal y análisis molecular.

  • Laboratorio de análisis cromatográfico y espectrometría de masas

    Laboratorio equipado con varios cromatógrafos de gases y líquidos acoplados a diferentes detectores de espectrometría de masas para la determinación de contaminantes en muestras ambientales y alimentarias.

  • Sala de cultivos in vitro

    Laboratorio equipado para trabajar con líneas celulares (campanas de flujo laminar y microscopios invertidos).

​Servicios y Recursos

    • Propiedades físicas de los residuos orgánicos: Humedad, Sólidos totales, sólidos minerales y sólidos v​olátiles. 

    • Asesoramiento científico-técnico relacionado con la realización de ensayos biológicos.

    • Evaluaciones de riesgo ambiental de productos químicos bajo distintos escenarios de exposición

    • Ensayos Multi-especie en suelos (MS·3).

    • Ensayos de citotoxicidad y genotoxicidad con cultivos celulares de peces       (RTG-2, RTL-W1, RTH-149, RTG-Gill).

    • Ensayos enzimáticos en microorganismos del suelo.

    • Ensayos de biomarcadores en plantas y lombriz de tierra.

    • Ensayo de dos generaciones de lombriz de tierra.

    • Ensayos en estadios tempranos (cocones y juveniles) de lombriz de tierra.

    • Toxicidad aguda (OECD 212), crecimiento de embriones (OECD 215) y de toxicidad de la fase temprana (OECD 210) del pez medaka Oryzias latipes. 

    • Ensayo estandarizado de metamorfosis (OECD 231) y de crecimiento y desarrollo larvario (OECD 241) del anfibio Xenopus laevis. 

    • Inhibición de crecimiento de algas (OCDE 201), con las especies Pseudokirchneriella subcapitata y Chlorella vulgaris.

    • Inhibición del crecimiento de la planta acuática Lemna minor (OCDE 221)

    • Inmovilización aguda (OCDE 202) y de reproducción (OCDE 211) con el microcrustáceo Daphnia magna. 

    • Reproducción de moluscos acuáticos (OCDE 243).

    • Toxicidad aguda (OCDE 235) en quironómidos (Chironomus riparius) fortificando el sedimento (OCDE 218), el agua (OCDE 219) y del ciclo completo de vida (OCDE 233)

    • Actividad microbiana del suelo: ensayo de transformación del carbono (OCDE 217) y del nitrógeno del suelo (OCDE 216).

    • Toxicidad aguda (OCDE 207) y de reproducción (OCDE 222) en lombriz de tierra (Eisenia andrei).

    • Germinación y crecimiento en plantas (OCDE 208)

    • Análisis de actividad hormonal (estrogenicidad, androgenicidad o actividad tiroidea) en muestras de suelo, sedimento o agua mediante ensayos de transactivación (células transfectadas con los genes de interés).

    • Análisis de nutrientes en planta: medidas de humedad, análisis elemental de carbono, nitrógeno, fósforo, potasio, metales pesados.

    • Propiedades biológicas del suelo: contenido de materia orgánica, carbono y nitrógeno total, actividades enzimáticas (ureasa, beta-glucosidasa, FDA,…), identificación-evaluación-cuantificación de micro y meso fauna (con especial relevancia en los nematodos), respiración, nitrógeno potencialmente mineralizable.

    • Propiedades químicas de suelos: Análisis básicos de pH, conductividad eléctrica, contenido de los distintos macro y micronutrientes, salinidad, contenido de metales pesados.

    • Propiedades físicas de suelos: Análisis básicos de textura, densidad aparente, porosidad, capacidad de retención de agua.

    • Propiedades químicas de los residuos orgánicos: Análisis de pH, conductividad eléctrica, contenido de los distintos macro y micronutrientes, contenido de metales pesados, nitrógeno amoniacal y nitrato. 

Recursos

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