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As alterações climáticas projetadas para a bacia do Mediterrâneo, caracterizadas por verões mais severos associados a baixa pluviosidade, carga térmica excessiva e elevados níveis de irradiação poderão afetar a sustentabilidade da olivicultura. Neste estudo, foi investigado a aplicação foliar de caulino, uma prática agrícola inovadora que mostrou anteriormente melhorar a eficiência no uso da água em diferentes espécies vegetais, tendo desta forma um papel central na tolerância ao stresse estivai. O estudo foi realizado na Q.uinta do Prado, Lodões, Vila Flor, em olival em modo de produção biológico sob rega deficitária (27,5% da ETc), tendo sido avaliado o impacto da aplicação de caulino (5%, w/v) no rendimento e qualidade dos frutos e azeite. Com a aplicação foliar de caulino verificou-se um aumento de 54,6 % na produção de azeitona, acompanhada por uma redução do conteúdo total de fenóis e orto-difenóis e da atividade antioxidante (ABTS) e um aumento do conteúdo em flavonoides nos frutos. O tratamento com caulino apresentou teores de gordura mais elevados (60,4% DW) do que o tratamento controlo (48,5% DW). O perfil de ácidos gordos dos frutos não evidenciou alterações significativas entre tratamentos, tendo sido apenas evidente o aumento da concentração de ácido palmitoleico e a diminuição do teor de ácido linoleico nas árvores tratadas com caulino. A extração de azeite, realizada num moinho Oliomio 50 (Mori-Tem, Itália), revelou que o tratamento com caulino apresentou um aumento de 2,3 % no rendimento em azeite e um menor índice de peróxidos. O presente estudo apresenta uma nova visão sobre o efeito desta nova prática agrícola em olival sob rega deficitária, evidenciando que a aplicação foliar de caulino melhora o rendimento, não prejudicando a qualidade do azeite produzido, o que poderá ajudar no desenvolvimento sustentável do sector olivícola.