Tesis por compendio de publicaciones / La Región de Murcia se caracteriza por poseer una gran abundancia de flora aromática espontánea, entre la que destaca la especie Rosmarinus officinalis L., dada su riqueza en principios activos con elevadas actividades biológicas, es considerada por numerosas empresas e industrias del país, como una importante fuente de materia prima. La demanda cada vez mayor de productos con actividad biosaludable, lleva las industrias farmacéuticas y cosméticas a retomar el estudio de estas plantas. Esta reintroducción de los extractos de romero en el mercado se debe en gran medida a la identificación de determinados compuestos químicos, que parecen ser los principales responsables de la aplicación tradicional de estas plantas para tratar ciertas clases de dolencias y enfermedades. El romero, a diferencia de otras especies aromáticas, no se encuentra establecido como un cultivo comercial todavía en España. El material utilizado por la industria procede mayoritariamente de su recolección en monte, lo que origina problemas de disponibilidad y homogeneidad en la calidad de las producciones. El estudio del perfil químico en plantas de romero procedentes de diferentes regiones muestra la diferente composición cuantitativa, e incluso en ocasiones cualitativa, existente. Esta heterogeneidad, según origen, debe ser un factor a tener en cuenta, ya que afecta tanto a la calidad de los extractos, como a la actividad de los mismos. Hasta el momento, se cree que factores abióticos y genéticos son los principales responsables de estas variaciones en composición. Es por esto que la presente Tesis aborda, como factor diferenciador, el estudio de la variabilidad que la naturaleza ofrece, analizando de forma individual plantas de romero. La correlación entre el área de procedencia, la composición química y la actividad biológica (medida como capacidad antioxidante y antimicrobiana), nos permitirá tener una idea más acertada de cómo influyen los factores ambientales en los extractos y aceites finalmente obtenidos. Para llevar a cabo este proyecto se ha procedido al estudio de 150 plantas de romero procedentes de cinco pisos bioclimáticos definidos en nuestra Región. Los resultados obtenidos confirman que los factores genéticos podrían jugar un papel muy importante en la elevada variabilidad química detectada incluso entre individuos pertenecientes a una misma población. Esta heterogeneidad impide asociar quimiotipos o composiciones polifenólicas específicas a determinadas áreas bioclimáticas. Sin embargo, ofrece la ventaja de correlacionar perfiles químicos diferentes con marcadas actividades antioxidantes y antimicrobianas. De los principales resultados, se concluye, que aceites esenciales con quimiotipos ricos en 1,8-cineol y α-pineno presentan elevada capacidad bactericida frente a patógenos de alimentos. A su vez, la presencia, en los extractos polifenólicos, de carnosol en concentraciones superiores a las de su precursor ácido carnósico incrementa significativamente su actividad bacteriostática. En cuanto a la capacidad antioxidante, fundamentalmente asociada a los extractos polifenólicos, se comprueba que a igualdad de concentración de ácido rosmarínico, la relación de concentración entre los dos componentes -ácido carnósico y carnosol- con mayor actividad no afecta a esta propiedad. Como objetivo final de la presente Memoria de Tesis se contempla la transferencia del conocimiento al sector agroalimentario. La selección de plantas con máximos rendimientos y actividades biológicas atendiendo al piso bioclimático de procedencia, permitiría su posible establecimiento como cultivo comercial. Se confirma que en zonas con bajos índices de termicidad y en el estadío de fructificación, se obtienen los máximos rendimientos en aceite esencial; sin embargo, para los extractos polifenólicos, los máximos rendimientos y actividades se alcanzan en plantas ubicadas fundamentalmente en el piso Termomediterráneo inferior. Por lo tanto, en la Región de Murcia, el piso Termomediterréneo superior parece ser el más indicado para el establecimiento de estos cultivos, con la finalidad de obtener máximo rendimiento y calidad en sus producciones. / The province of Murcia, in south-eastern Spain, is well known for its abundance of spontaneous aromatic plants. Among the different species, rosemary should be highlighted, mainly because of its characteristic chemical profile, in which many active components have proved to exhibit important biological activities. This is probably the main reason why rosemary is an important source of raw materials for several companies and industries in Spain. The increasing demand for natural products with bio-healthy activities for use in the pharmaceutical and cosmetic industries has led to a re-initiation of the study of rosemary, whose introduction to the global market is related to the new chemical structures that have been identified in its extracts - active components that are probably the basis of the plant’s use in folk medicine. Rosemary has not been established as a commercial crop in Spain, and the main source of raw material for industry is still the spontaneous populations, which would explain the lack of availability and homogeneity of the product at certain times during the year. According to the scientific literature, the geographical area in which rosemary grows dramatically affects its chemical composition. Such variability should be taken into account, since the quality and biological activity of rosemary extracts vary, depending on their composition. To date, it has been thought that abiotic and genetic variations are two of the principal factors responsible for this heterogeneity. Based on the above, the present doctoral thesis addresses, as a novelty, the chemical variability exhibited by individual plants belonging to spontaneous rosemary populations. The correlation between the growing area, the chemical composition and the biological properties (measured as antioxidant and antimicrobial activities) has allowed us to increase the knowledge available about how these environmental factors affect the quality of the essential oil and polyphenolic extracts obtained from rosemary. For this thesis, a total of 150 individual plants were harvested from five different bio-climatic areas of the province of Murcia. Among the major results is that genetic factors are confirmed as having a relevant impact on the chemical variability detected, even among individuals belonging to the same population. This heterogeneity does not allow for the establishment of any possible relation between specific essential oil chemotypes or polyphenolic compositions and particular bioclimatic areas. Nevertheless, this situation opens up the opportunity to correlate the different chemical profiles observed with some of rosemary’s outstanding antioxidant and antimicrobial activities. Along this line, the presence of eucalyptol and α-pinene as the major components in the volatile fractions increases the bactericide capacity shown by these oils against food-borne pathogens. Also, and related to the polyphenolic fractions, higher bacteriostatic activities were observed when the concentration of carnosol was higher than that of its corresponding precursor, carnosic acid. With respect to the antioxidant activity, which is mainly related to the polyphenolic fraction in rosemary, at equal rosmarinic acid amounts the relative concentrations of carnosic acid and carnosol do not affect to this bioactivity. The transfer of new knowledge to the agricultural and food industry sectors is another goal of the present thesis. The selection of individual plants with the highest yields and biological should allow for the establishment of commercial crops in the future. Low thermicity indexes favoured the production of the essential oil yielded by rosemary plants during the phenological stage of fruit maturation. Contrary to this, and related to the polyphenolic fraction, the highest yields and biological activities were reached by plants taken from the Lower Thermo-Mediterranean area. Hence, in the province of Murcia, the best yields and quality will be obtained if rosemary plants are established commercially in the Upper Thermo-Mediterranean areas of the same.

Las propiedades beneficiosas del té (Camelia sinensis) son ampliamente conocidas. El té posee una gran capacidad antioxidante debida la presencia de polifenoles denominados catequinas. Estas catequinas poseen diversas propiedades que le permiten ejercer ciertos efectos de protección contra agentes oxidantes más allá de su capacidad antioxidante. Existen pocos estudios realizados a largo plazo y que, además, sean realizados con dosis similares a las que se ingieren normalmente en la sociedad. El factor de trascripción NRF2, se encuentra en el citoplasma unido a un represor (KEAP1) del cual se separa en condiciones de estrés oxidativo y penetra en el núcleo activando una serie de genes de respuesta antioxidante (respuesta ARE) entre los que se incluyen diversas enzimas antioxidantes y detoxificantes. Existen estudios que sugieren que algunas catequinas podrían activar esta respuesta. La adriamicina es un antibiótico de la familia de las antraciclinas, aislado de Streptomices peucetis hace más de 50 años. Posee la capacidad de detener la división celular, y por ello es utilizado contra una gran variedad de canceres y tumores. También tiene una gran capacidad de generar radicales libres in vivo. Los pacientes tratados con esta sustancia sufren daños en todos los órganos, en especial en el corazón debido a que esta molécula tiene gran afinidad con la cardiolipina. Se han realizados numerosos estudios para intentar neutralizar los efectos secundarios de este fármaco, con el fin de aumentar la supervivencia de los pacientes e incrementar la calidad del tratamiento. Objetivos: Por ello se pretende estudiar los efectos de la ingesta de té, así como la capacidad que posee el mismo para proteger a los tejidos de una situación de estrés oxidativo agudo. Materiales y método: Para ello, realizaremos primero un estudio en ratas de la raza Sprague Dawley en jaulas metabólicas que analice las posibles interferencias con la dieta de una ingesta continuada de té blanco. Posteriormente, comenzaremos con un tratamiento con diferentes dosis de té blanco (0, 15 y 45 mg de extracto de té blanco/kg de peso corporal al día que equivalen a 0, 4 y 12 mg de polifenoles /kg de peso corporal al día) en el agua de bebida. Tras 12 meses de tratamiento se administran a todas las ratas (excepto a la mitad de los animales control a los cuales se les inyecta solución salina) una inyección intraperitoneal de adriamicina (10mg /kg de peso corporal). Tras 48 horas se anestesian los animales se sacrifican obteniéndose muestras de sangre y tejidos (hígado, corazón, cerebro y riñón). Se obtuvo la fracción microsomal de algunos de ellos (hígado, corazón y cerebro) y el plasma. Se realizaron diferentes análisis: como la medición de la actividad antioxidante, los grupos carbonilo e hidroperóxidos. Además, se realizó un análisis de expresión génica en hígado y riñón de genes relacionados con el NRF2 y enzimas detoxificantes y antioxidantes. Se midieron también la actividad de las enzimas antioxidantes. Se realizaron también análisis en los perfiles de ácidos grasos del corazón y el hígado. Resultados y discusión: El té no interfiere en la eficiencia alimentaria de las ratas estudiadas, solo se encontró una ligera disminución en la absorción del Fe. Por otro lado, los resultados indicaron que la ingesta a largo plazo de té blanco protegió contra los efectos oxidantes de la adriamicina en todos los tejidos y órganos analizados activando además la repuesta ARE vía NRF2 en el hígado y no siendo necesaria la activación de la misma en el riñón. Estudios adicionales son necesarios para comprender todos los mecanismos implicados en la respuesta frente a un agente como la adriamicina. No se encontraron diferencias en los perfiles de ácidos grasos. / The beneficial properties of tea (Camellia sinensis) are widely known. The tea has a high antioxidant activity due the presence of polyphenols called catechins. Catechins have various properties that allow you to exert some protective effects against oxidizing agents beyond their antioxidant capacity. There are few long-term studies and also are made with doses similar to those normally consumed in society. The transcription factor Nrf2 is located in the cytoplasm bound to a repressor (KEAP1). This union is separated in conditions of oxidative stress and NRF2 enters the core by activating a series of antioxidant response genes (ARE) between those included various antioxidant and detoxifying enzymes. Studies suggest that some catechins could activate this response. Adriamycin is an antibiotic of the anthracycline family, isolated from Streptomyces peucetis over 50 years. It has the ability to stop cell division and therefore is used against a variety of cancers and tumors. It also has a great ability to generate free radicals in vivo. Patients treated with this substance suffer damage in all organs, especially the heart because adriamycin has great affinity with cardiolipin. Numerous studies have been undertaken to try to counteract the side effects of this drug, in order to increase patient survival and increase quality of treatment. Objectives: The aim of the present thesis is to study the different effects of white tea intake, and the ability to possess the same to protect tissues from a situation of acute oxidative stress. Matherials and method: With this purpose, we studied Sprague Dawley in metabolic cages to analyze the potential interference with an ongoing dietary intake of white tea. Later, we began a treatment with different doses of white tea (0, 15 and 45 mg of extract of white / kg body weight tea a day, equivalent to 0, 4 and 12 mg of polyphenols / kg of body weight per day) in the drinking water. After 12 months of treatment all rats was administered (except to half of control animals which are injected with saline) with an intraperitoneal injection of adriamycin (10mg / kg body weight). After 48 hours the animals are anesthetized and sacrificed, obtaining samples of blood and tissues (liver, heart, brain and kidney). The microsomal fraction of some organs (liver, heart and brain) and plasma was obtained. Different analyzes were realized: as antioxidant activity, hydroperoxides and carbonyl groups. Furthermore, gene expression in liver and kidney related NRF2 and detoxifying enzymes and antioxidant genes was measured. The activity of antioxidant enzymes was also analyzed. The fatty acid profiles of the heart and liver were measured. Results and discussion: Tea not interferes with the feed efficiency of the rats studied; we only found a slight decrease in the Fe absorption. Moreover, the results indicated that the long term intake of white tea protected against oxidative effects of adriamycin in all tissues and organs analyzed further activating ARE via NRF2 response in the liver and not activating it being necessary kidney. Additional studies are needed to understand all the mechanisms involved in the response to an agent such as adriamycin. No differences in fatty acid profiles were found.

El objetivo de la tesis consistió en la determinación de las necesidades hídricas y respuesta del melocotonero extratemprano a riegos deficitarios. Las necesidades hídricas fueron determinadas mediante balance de agua y los coeficientes de cultivo propuestos pueden ahorrar un 16% de agua de riego. La producción en los tratamientos de riego deficitario fue significativamente menor que la del control aunque aquellos fueron más eficientes. La dinámica radical mostró un crecimiento continuo con diferentes tasas disminuyendo durante el crecimiento del fruto. Los riegos deficitarios disminuyeron los crecimientos radicales. Los sensores de capacitancia resultaron ser unas herramientas adecuadas para el control en continuo del contenido de agua en el suelo. The thesis focused on the determination of the water requirements and the early peach response to deficit irrigation. Water requirements were determinate using the water balance method and the propose crop coefficient would result in savings of 16% in irrigation water. Yield in the deficit treatments was significantly lower than the control treatment but, in terms of water use efficiency, the deficit irrigation treatments were more efficient than the over-irrigated trees of the control treatment. Root dynamics showed a continuous growth throughout the year with different growth rates, slowing down during the maximum fruit growth period. Water deficit limited root growth. The capacitance probes are suitable tools for monitoring the soil water content in real-time.

La patata es una fuente de carbohidratos, de versátil preparación y presentación. Dependiendo del proceso de cocción y de las características morfológicas y nutricionales de la patata estos efectos pueden ser positivos o negativos, especialmente en los compuestos bioactivos. La formación de acrilamida en la fritura es otro problema sin resolver, por ello la investigación de cómo prevenir y/o reducir su contenido es un objetivo para la industria alimentaria. Sin embargo, no existen límites legales para este contaminante, especialmente en productos de patata fritos. Por otra parte, un mayor conocimiento del efecto de la cocción en los compuestos bioactivos de la patata permitiría mejorar sus niveles en los productos procesados. El objetivo de esta tesis ha sido estudiar el efecto de la cocción: hervido, horneado, fritura y cocción en microondas en las propiedades físicas y químicas en patatas de consumo. Se han caracterizado ocho cultivares y se han establecido las relaciones entre sus propiedades para determinar su aptitud al procesado. Se ha evaluado el efecto de la temperatura y el tiempo de procesado sobre las propiedades físicas y químicas de diferentes cultivares comerciales. Por último, se ha estudiado, la influencia de las condiciones de fritura sobre la formación de acrilamida y la relación entre niveles de acrilamida y factores potencialmente implicados en su formación. Ciertas propiedades físicas y determinados parámetros nutricionales nos corroboran el potencial de los cultivares para ser clasificados de acuerdo con su aptitud culinaria. Patatas con mayor dureza y materia seca y menor contenido de azúcares reductores serian aptas para freír mientras que valores altos de elasticidad, cohesividad y masticabilidad serian más adecuados para los otros métodos de cocción. La clasificación obtenida en este estudio sirve para reforzar la propuesta por "European Cultivated Potato database" para estos cultivares. La evolución de la temperatura corazón durante el procesado determina los principales cambios en las propiedades de la patata. El hervido ha obtenido las mayores pérdidas de peso, pero el ablandamiento de la patata depende del cultivar. Las pérdidas de color fueron independientes de la intensidad del tratamiento. El contenido de almidón resistente fue superior en las patatas horneadas y con cocción en microondas que en las hervidas; mientras que, la máxima retención de compuestos bioactivos se obtuvo con temperaturas corazón inferiores en la ebullición, temperatura más alta y menor tiempo de horneado y menor potencia y mayor tiempo de cocción en microondas. Se han encontrado relaciones significativas entre las propiedades instrumentales y las propiedades funcionales en las patatas cocidas. El aumento de temperatura desde 150 hasta 190 ºC utilizados en la fritura comporta patatas fritas con mayor contenido de acrilamida, baja absorción de aceite, mayor contenido de humedad, color más oscuro, y una mayor dureza. Se han observado correlaciones positivas entre el nivel de acrilamida y la asparagina, azúcares reductores y sacarosa, b*, Croma y firmeza y correlaciones negativas con la absorción de aceite y L*. Además, la absorción de aceite presentó correlaciones positiva con L* y H. Sin embargo, estas relaciones fueron diferentes entre los cultivares utilizados, no obteniéndose ninguna correlación entre los factores estudiados para Agria. En conclusión, la determinación de las propiedades físicas de la patata ha permitido una evaluación rápida y eficaz de los efectos de los procesos de cocción en las diferentes variedades estudiadas. Además, se ha observado que las propiedades físicas evaluadas pueden ser útiles para predecir la formación acrilamida en patatas fritas. El control de la temperatura corazón durante el procesado es esencial para mantener la calidad sensorial instrumental y los valores nutricionales de las patatas cocidas. / Potato is a carbohydrate-rich, versatile vegetable prepared and served in a variety of ways word-wide. The potato tubers are commonly cooked before being consumed. Positive and negative effects have been reported depending on differences in process conditions and morphological and nutritional characteristic of potato samples, especially for the bioactive compounds. In addition, the acrylamide formation could not be neglected for frying potato products. Researches and industry need to find the solutions to reduce or prevent acrylamide formation, but no legal limits have been established for this contaminant in foods, especially in the frying potato products. Moreover, further knowledge on the effect of the processing techniques on the content of bioactive compound of potato tubers will be of interest to improve their content of processed products. The purpose of this thesis was to study the effect of processing: boiling, baking, microwaving and frying on the physical and chemical properties of potato tubers consumed worldwide. Eight potato cultivars were characterized and the relationships between their properties were used to determine their processing aptitude. The effect of temperature and time of cooking processing on the nutritional components and physical properties of commercial potato tubers were assessed. And finally, the influence of frying conditions on acrylamide formation was studied and the relationship between acrylamide levels and the factors potentially involved in the formation of acrylamide were assessed. Certain nutritional and physical parameters indicated the potential of the cultivars for being classified according to their cooking aptitude. Potato cultivars with higher hardness and dry matter and lower reducing sugar content are suitable for frying whereas higher values of springiness, cohesiveness and chewiness are suitable for the other processing methods. The obtained classification reinforces the cooking types of the cultivars proposed by the "European Cultivated Potato" database. The evolution of the core temperature during processing determines the principal changes on potato properties. The higher weigh losses were obtained for baking, but the potato softening was depending on the cultivar. Color losses were independent of the intensity of the treatment. The resistant starch retention of baking and microwaving was higher than that of boiling and the maximum retention of bioactive compounds was obtained with the lower core temperature during boiling, the higher temperature and shorter time of baking and the lower power and higher time of microwaving. Significant relationships were found between the instrumental and functional properties of cooked potatoes. The fried potato strips exhibited more acrylamide content, lower oil uptake, higher moisture content, darker colour, and greater hardness when the frying temperature was increased from 150 to 190 ºC. Significant positive relationships were observed between the acrylamide level and the asparagine, reducing sugar and sucrose contents, b*, Chroma and Shear force and negative correlations with the oil uptake and L* in fried potato strips. In addition, the oil uptake presented significant and positive correlations with L* and H in French fries. However, these relationships were different between individual cultivars, especially for the Agria cultivar, which exhibited no correlation between the studied factors. In conclusion, the determination of potato physical properties has enabled a quick and effective evaluation of the effect of the cooking processes on potato cultivars. In addition, physical properties of potato can be used for predicting the acrylamida formation in French fries. The control of core temperature during processing is essential for maintain the nutritional and instrumental sensorial quality of cooked potatoes.

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Microalgae oil has been identified as a reliable resource for biodiesel production due to its high lipid productivity and potential cultivation in non-fertile locations. However, high scale production of microalgae based biodiesel depends on the optimization of the entire process to be economically feasible. The present work combine the optimization of microalgae downstream processes with computational tools for the modeling of different scenarios of the harvesting, oil extraction and transesterification with data obtained at pilot scale. This approach detects process bottlenecks that could have led to an overestimation of the potentiality of the microalgae lipids as a resource for the biodiesel production. Reduction of the cultivation step is mandatory to consider the microalgae-based biodiesel competitive with respect to the fossil diesels. The required biodiesel market price for the best alternative assessed is $5700 per MT where only the biomass production (cultivation/harvesting) is responsible of the 65% of the cost. / Durante las últimas décadas, se ha prestado mucha atención a la producción de biodiesel a partir de microalgas (alta productividad y contenido lipídico). Sin embargo la viabilidad de su producción depende del proceso global y la optimización de cada una de las etapas del proceso. El presente trabajo combina una serie de propuestas de optimización de los procesos post-cultivos demostrados a escala piloto (concentración mediante filtración-dinámica y extracción/transesterificación directa de lípidos) y herramientas computacionales para detectar posibles sobre-estimaciones en la capacidad de las microalgas como fuente de producción de biodiesel. Según caso-base es necesaria la reducción de inversión inicial del proceso de producción de biomasa, (cultivo y concentrado) responsables del 65% del costo (5700$/MT) de producción de biodiesel a partir de microalgas para que el proceso sea económicamente viable.

La tesi Doctoral, de la que ara se‟n presenta un compendi resumit, manté com a fil conductor l'aplicació eficient de l'aigua de reg a nivell de parcel·la agrícola. El maneig de l'aigua a l'agricultura, sector productiu que usa el més alt percentatge d‟aquest element (77,5%), és fonamental si es vol incidir favorablement sobre el consum i l'actual política hidràulica, més orientada a un increment de l'oferta que a un control de la demanda. L'elecció d'un sistema de reg eficient, com és la microirrigació, amb un disseny adequat a les circumstàncies intrínseques de la parcel·la, seran decisius en aquest sentit. No obstant, l'estudi de tots aquells aspectes que optimitzin el funcionament de la instal·lació, des del punt de vista d‟aplicació, requereix, prèviament, conèixer com es mou i com es distribueix l'aigua en el perfil del sòl.. L‟avaluació de la forma i mida del volum del sòl humit (VSH) no és un aspecte menor ni tampoc fàcil de dur a terme, essent la majoria de vegades oblidat durant el procés del disseny. Les comptades recomanacions existents al respecte, quasi sempre es refereixen a la superfície del sòl mullat i en rares ocasions al VSH, encara que l'exploració radicular en el cultius, habitualment, adopta formes volumètriques. Tenint en consideració aquests antecedents i davant la falta d'informació existent sobre les característiques del VSH i de la seva possible influència sobre el comportament dels cultius, es plantegen dos objectius generals: 1) Dissenyar un Equip Mesurador del Volum de Sòl Humit (EMVSH), verificat a laboratori i a camp, i 2) Determinar la influència del percentatge de VSH en tres espècies arbòries com són l'olivera (Olea europaea L.), la pomera (Malus domestica BORKH) i l'avellaner (Corylus avellana L.) Respecte al primer objectiu, el disseny del EMVSH es basa en el concepte segons el qual l'aigua posseeix molècules amb una distribució desigual de la càrrega elèctrica i un comportament polar que facilita el pas del corrent elèctric. Quan augmenta el contingut hídric d'un medi porós, com el sòl, millora el flux de corrent a través d'ell. Contràriament, quan disminueix aquest contingut hídric, disminueix el flux de corrent i augmenta la resistivitat (ρ). Així mateix es considera la clara influència de la temperatura del sòl sobre el valor de la resistivitat de tal manera que la disminució d‟aquella ocasiona l'increment de la resistivitat elèctrica i viceversa. Fruit de diversos assaigs al laboratori aplicant les metodologies de prospecció geoelèctriques i més concretament la de Wenner, basada en l'avaluació directa de la resistivitat elèctrica (ρ), es va dur a terme el disseny del EMVSH. La fiabilitat del EMVSH, respecte a la seva capacitat per definir la forma i mida del VSH, s‟ha verificat a nivell de laboratori en condicions simulades i en camp mitjançant sis proves en sòls caracteritzats taxonòmicament en els termes municipals de Flix i Bovera (Tarragona i Lleida). En les proves de camp, estadísticament dissenyades, es varen establir sis tipus d‟irrigadors amb temps variables d‟aplicació. Les seccions verticals generades en aquestes proves indiquen l‟existència de tres fases en el desenvolupament del VSH: 1) Fase d‟avenç amb predomini de desplaçament vertical 2) Fase d‟emplenament i 3) fase de saturació amb predomini de desenvolupament horitzontal.S‟ha observat una bona correlació entre el volum d‟aigua total aplicada per a cada irrigador respecte al seu radi mullat a 30 cm de fondària i al VSH que es genera. També s‟observa una correlació entre l‟àrea mullada (m2) a 30 cm i VSH (m3) que es genera, si es consideren els valors mitjans assolits pels diferents irrigadors per als diferents sòls de l‟àrea estudiada. La relació entre el radi mullat a 30 cm i la fondària màxima on ha arribat el VSH presenta valors pròxims a 0.8 (formes esfèriques) en els irrigadors de baix cabal (2.5- 5 l/h) i valors superiors a 1 (formes el·lipsoides) en els irrigadors de més cabal (8, 24 i 35 l/h). En relació al segon objectiu, s‟ha estudiat el VSH necessari i suficient que, avaluat mitjançant el EMVSH, proporcionarà el millor comportament agronòmic dels tres cultius escollits, sabent que hi ha un volum ideal d‟arrels humides que milloren la resposta del cultiu. Un aspecte innovador, és que els estudis fan referència al percentatge de VSH respecte al "Volum Potencial d‟Exploració Radicular" (VPER). Per a l‟olivera 1) Es determina el comportament productiu, vegetatiu i de qualitat de l‟oli per a dues estratègies de reg (total i deficitari), amb cinc percentatges de VSH (12%, 24%, 35%, 47% i 59), i 2) Es comparen aquests comportaments entre les estratègies de reg i entre el VSH d‟una estratègia respecte a l‟altra. Els resultats obtinguts a l‟experiència mostren una dependència creixent de la producció d‟oliva respecte al nivell o percentatge de sòl humit generat sota la copa de l‟arbre, manifestant-se més aquest comportament en condicions d‟escassetat d‟aigua (reg deficitari controlat RDC), i a mida que avança el període experimental. En mullar un 59% del volum de sòl potencialment explorat per les arrels (VPER) és quan s‟assoleix la producció més alta d‟oliva i d‟oli per ha en condicions d‟aigua limitada. Aquest augment es produeix per un nombre de fruits més gran per arbre i no pel pes individual del fruit. Les estratègies de reg (total i deficitari) han generat produccions d‟oliva per ha superiors a les referents en secà. Una reducció del 20% de la dosi de reg (RDC) no ha afectat de manera significativa la collita (kg/ha), el contingut d‟oli (%) ni la seva producció (kg oli / ha). Els paràmetres de qualitat de l‟oli (polifenols, amargor i estabilitat) no han variat de manera significativa segons l‟estratègia de reg aplicada. Per a la pomera, s‟ha plantejat 1) Conèixer el comportament productiu, vegetatiu i de qualitat del fruit per a tres percentatges de VSH (22%, 44% i 66%) y 2) Definir el percentatge de VSH mínim entre els assajats que generés la millor resposta agronòmica al conreu.El seguiment durant tres anys de l‟experiència no ha permès observar un comportament productiu diferenciat del cultiu (kg/arbre) en funció del percentatge de VSH. No obstant, hi ha una producció total i comercial (Φ > 70 mm) superior de poma quan el percentatge de sòl humit és del 44%, però sense diferència significativa respecte als altres percentatges. Aquesta producció té més relació amb el pes mitjà del fruit que amb el nombre de fruits per arbre. Els aspectes qualitatiusde la fruita (duresa, sucres i acidesa) no han mostrat diferències significatives en variar el percentatge del sòl humit (VSH). En avellaner s‟ha pretès 1) Esbrinar la resposta productiva, vegetativa i de qualitat del fruit per a quatre percentatges de VSH (6%, 15%, 33% i 70%) i 2) Identificar el percentatge de VSH mínim que ocasiona el millor comportament agronòmic del cultiu. Els resultats obtinguts mostren que el percentatge més baix de sòl humit (6%), molt habitual a les explotacions comercials del camp de Tarragona, és el que ha produït, significativament, una collita d‟avellana en closca més baixa. En canvi, amb un 33% de VSH és quan s‟assoleix a la producció més alta, encara que no és significativament diferent dels tractaments de VSH-15% i VSH-70%. També, durant dos dels tres anys de l‟estudi, el pes mitjà del gra (g) va ser superior de forma significativa en humitejar un 33% del VPER. Els efectes d‟un període inicial d‟adaptació radicular del cultiu a les noves condicions dels experiments i d‟una diferent freqüència en l‟aplicació del reg, per als diversos percentatges de VSH experimentats, podrien haver estat la causa de les respostes poc diferenciades en varis dels paràmetres analitzats. / La tesis doctoral, cuyo compendio resumido ahora se presenta, mantiene como hilo conductor subyacente la aplicación eficiente del agua de riego a nivel de parcela agrícola. El manejo del agua en la agricultura, sector productivo que usa el mayor porcentaje de este elemento (77.5%), es fundamental si se quiere incidir favorablemente sobre el consumo y la actual política hidráulica, más orientada a un incremento de la oferta que a un control de la demanda. En este sentido, la elección de un sistema de riego eficiente, como es el de microirrigación, con un diseño adecuado a las circunstancias intrínsecas de la parcela, serán decisivos en este sentido. Sin embargo, el estudio de todos aquellos aspectos que optimicen el funcionamiento de la instalación, desde el punto de vista aplicativo, requiere, previamente, conocer como se mueve y distribuye el agua en el perfil del suelo. La evaluación de la forma y tamaño del volumen de suelo húmedo (VSH) no es un aspecto menor ni fácil de llevar acabo, siendo la mayoría de las veces soslayado durante el proceso de diseño. Las contadas recomendaciones existentes al respecto, casi siempre, se refieren a superficie de suelo mojado y en muy raras ocasiones a VSH, a pesar de que la exploración radicular en los cultivos, habitualmente, adopta formas volumétricas y en menor frecuencia formas superficiales. Tomando en consideración estos antecedentes y ante la falta de información existente sobre las características del VSH y su posible influencia sobre el comportamiento de los cultivos, se plantean dos objetivos generales: 1) Diseñar un Equipo Medidor del Volumen de Suelo Húmedo (EMVSH), verificado en laboratorio y campo y 2) Determinar la influencia del porcentaje de VSH en tres especies arbóreas como son el olivo (Olea europaea L.), el manzano (Malus domestica BORK) y el avellano (Corylus avellana L.). Respecto al primer objetivo, el fundamento del diseño del EMVSH se basa en el concepto según el cual el agua posee moléculas con una desigual distribución de la carga eléctrica y un comportamiento polar que facilita el paso de la corriente eléctrica. En base a ello, cuando aumenta el contenido hídrico de un medio poroso, como el suelo, mejora el flujo de corriente a través del mismo. Por el contrario, cuando disminuye ese contenido hídrico disminuye el flujo de corriente y aumenta la resistividad (ρ). Asimismo se considera la clara influencia de la temperatura del suelo sobre el valor de la resistividad, de tal manera que la disminución de aquella ocasiona el incremento de la resistividad eléctrica y viceversa. Fruto de diversos ensayos en laboratorio aplicando las metodologías de prospección geoeléctricas y más concretamente la de Wenner, basada en la evaluación directa de la resistividad eléctrica (ρ), se llevó a cabo el diseño del EMVSH. La fiabilidad del EMVSH, respecto a su capacidad para definir la forma y tamaño del VSH, se ha verificado a nivel de laboratorio en condiciones simuladas y en campo mediante seis pruebas en suelos caracterizados taxonómicamente en los términos municipales de Flix y Bovera (Tarragona y Lleida). En las pruebas de campo, estadísticamente diseñadas, se establecieron seis tipos de irrigadores con tiempos variables de aplicación.Las secciones verticales generadas en esas pruebas indican la existencia de tres fases en el desarrollo del VSH: 1) Fase de avance con predominio de desplazamiento vertical 2) Fase de llenado y 3) Fase de saturación con predominio de desarrollo horizontal. Se ha observado buena correlación entre el volumen de agua total aplicada por cada irrigador respecto a su radio mojado a 30 cm de profundidad y al VSH que se genera. También se observa correlación entre el área mojada (m2) a 30 cm y VSH (m3) que se genera, si se consideran los valores medios alcanzados por los distintos irrigadores para los diferentes suelos del área estudiada. La relación entre el radio mojado a 30 cm y la profundidad máxima alcanzada por el VSH presenta valores próximos a 0.8 (formas hemiesféricas) en los irrigadores de bajo caudal (2.5 - 5 l/h) y valores superiores a 1 (formas elipsoidales) en los irrigadores de mayor caudal (8, 24 y 35 l/h). En relación al segundo objetivo se ha estudiado el VSH necesario y suficiente que, evaluado mediante el EMVSH, proporcionara el mejor comportamiento agronómico de los tres cultivos elegidos, sabiendo que hay un volumen ideal de raíces húmedas que mejoran la respuesta del cultivo. Un aspecto innovador es que los estudios hacen referencia a porcentaje de VSH respecto al Volumen Potencial de Exploración Radicular‟ (VPER). Para el olivo 1) Se determina el comportamiento productivo, vegetativo y de calidad del aceite para dos estrategias de riego (total y deficitario) con cinco porcentajes de VSH (12%, 24%, 35%, 47% y 59%) y 2) Se comparan esos comportamientos entre las estrategias de riego y entre VSH de una estrategia respecto a la otra. Los resultados alcanzados en la experiencia indican una creciente dependencia de la producción de aceituna respecto al nivel o porcentaje de suelo húmedo generado bajo la copa del árbol, siendo más manifiesto este comportamiento en condiciones de escasez de agua (riego deficitario controlado, RDC) y a medida que avanza el período experimental. Al mojar un 59% del volumen de suelo potencialmente explorado por las raíces (VPER) es cuando se alcanza la mayor producción de aceituna y de aceite por ha en condiciones de agua limitada. Ese aumento ha sido ocasionado por un mayor número de frutos por árbol y no por el peso individual del fruto. Las estrategias de riego (total y deficitario) han generado producciones de aceituna por ha superiores a las referentes de secano. Una reducción del 20% de la dosis de riego (RDC) no ha afectado de manera significativa la cosecha (kg/ha), el contenido de aceite (%) ni su producción (kg aceite / ha). Los parámetros de calidad del aceite (polifenoles, amargor y estabilidad) no han variado de manera significativa por la estrategia de riego aplicada. Para el manzano se ha planteado 1) Conocer el comportamiento productivo, vegetativo y de calidad del fruto para tres porcentajes de VSH (22%, 44% y 66%) y 2) Definir aquel porcentaje de VSH mínimo entre los ensayados que generasen la mejor respuesta agronómica del cultivo.El seguimiento durante tres años de la experiencia no ha permitido observar un comportamiento productivo diferenciado del cultivo (kg/árbol) en función del porcentaje deVSH. Sin embargo, hay una mayor producción total y comercial (Ф > 70 mm) de manzana cuando el porcentaje de suelo húmedo es del 44%, pero sin diferencia significativa respecto a los otros porcentajes. Esa producción tiene más relación con el peso medio del fruto que con el número de frutos por árbol. Los aspectos cualitativos del fruto (dureza, azucares y acidez) no han manifestado diferencias significativas al variar el porcentaje de suelo húmedo (VSH). En avellano se ha pretendido 1) Averiguar la respuesta productiva, vegetativa y de calidad del fruto para cuatro porcentajes de VSH (6%, 15%, 33% y 70%) y 2) Identificar el porcentaje de VSH mínimo que ocasiona el mejor comportamiento agronómico del cultivo. Los resultados alcanzados indican que el porcentaje más bajo de suelo húmedo (6%), muy habitual en las explotaciones comerciales del campo de Tarragona, es el que ha producido, significativamente, menor cosecha en cáscara. En cambio, con un 33% de VSH es cuando se ha alcanzado la mayor producción, aunque no ha diferido de forma significativa de los tratamientos VSH-15% y VSH-70%. Asimismo, durante dos de los tres años ensayados, el peso medio del grano (g) fue superior de forma significativa al humedecer un 33% del VPER. Los efectos de un período inicial de adaptación radicular y de una distinta frecuencia en la aplicación del riego, para los diversos porcentajes de VSH ensayados, tal vez han ocasionado respuestas poco diferenciadas en varios de los parámetros analizados. / The Doctoral Thesis, which summarised compendium is presented here, keeps as underlying leitmotiv the efficient management of the water irrigation in the orchard. The management of water in agriculture, being the productive sector using the highest water percentage (77.5%), is fundamental if we want to influence favorably about the consumption and the current hydraulic politics, more focused on increasing the offer than on the control of the demand. The election of an efficient irrigation system, as the micro-irrigation, with a correct design considering the specific characteristics of the orchard, will be decisive. However, the study of all those aspects which permit optimising the functioning of the installation, with regard to the water application, requires a previous knowledge about how the water runs and spreads in the soil profile. The evaluation of the shape and size of the wet volume of the soil (WVS) is not a minor aspect, neither easy to achieve, and which in most cases is not considered during the process of design. The few recommendations found on this aspect refer nearly always to the wet surface and only rarely they refer to WVS, although the exploration of the crop roots usually adopt volumetric forms. Considering these antecedents and the absence of information about the characteristics of the WVS and its possible influence with regard to crop behaviour, two general objectives have been raised: 1) To design a Measure Equipment of the Wet Volume of the Soil (MEWVS), calibrated in laboratory and orchard and 2) To determine the influence of the percentage of the WVS in three fruit crops as olive (Olea europaea L.), apple tree (Malus domestica L.) and hazelnut tree (Corylus avellana L.). Referring to the first objective, the design of the MEWVS is based on the concept that the water has molecules with unequal distribution of the electric charge and a polar behaviour that permits the circulation of the the electric flux. Therefore, when the water content of a porous medium is increased, like the soil, the electric flux within it improves. On the contrary, when this water content is reduced, the electric flux decreases and the resistivity (ρ) increases. In the same way, the influence of the soil‟s temperature about the resistivity is considered. The temperature drop occasions the raise of the resistivity and vice versa. Several laboratory proves were realized applying the prospecting geoelectric methodologies, like WENNER, based on the direct evaluation of the electric resistivity (ρ), and the MEWVS design was done. The viability of the MEWVS, concerning its capacity to define the form and size of the WVS, has been proved in the laboratory in simulated conditions and in the orchard by means of six field tests in taxonomically defined soils in Flix and Bovera areas (Tarragona and Lleida). In the field tests, statistical designed, six irrigator types were applied with variable irrigation times.The vertical sections generated in these field tests show three phases in the development of the WVS: 1) Advance Phase with predominance of the vertical movement of the water 2) Filling Phase and 3) Saturation Phase with predominance of the horizontal movement. Good correlation was observed between the total volume of water applied for every irrigator with regard to its wet radius at 30 cm deep and to the WVS generated. Also, correlation is observed between the wet area (m2) at 30 cm deep and WVS (m3) generated, considering the average values reached by the different irrigators for the different soils of the studied area. In the irrigators of low flow (2.5 - 5 l / h) the relation between the wet radius at 30 cm and the maxim deepness of the WVS present values near to 0.8 (hemiesferic forms), while in the bigger flow irrigators (8,24 and 35 l/h) relations above 1 (elliptic forms) were obtained. With regard to the second objective, the necessary and sufficient WVS has been studied which, evaluated through the MEWVS, generates the best agronomic comportment of the three elected crops, knowing than there is an ideal volume of wet roots that improve crop comportment. A new aspect is that studies refer to the percentage of the WVS related to the "Potential Volume of Root Exploration" (PVER). For the olive crop 1) Crop and vegetative behaviour are determined, also the oil quality for two irrigation strategies (total and limited irrigation) with five percentages of WVS (12%, 24%, 35%, 47% and 59%) and 2). These comportments are compared with the different irrigation strategies and with the WVS of the different strategies considered. The results obtained in the experiment shows that the olive harvest depends increasingly to the level or percentage of WVS generated under the tree crown, being more pronounced this comportment in drought conditions (limited irrigation) and according the experimental period is advancing. When 59% of the soil volume potencially explored by the rootsystem (PVER) is wetted, the highest olive production is achieved and most olive oil per hectare in limited water conditions. This increase has been generated by a higher number of fruits per tree and not by the individual fruit weight. The irrigation strategies (total and limited irrigation) have generated bigger olive productions per hectare than those produces in dry farming conditions. A dose reduction of 20% in limited irrigation has not affected the olive harvest (kg/ha) in a significant way, nor the oil content (%) or its production (kg oil / ha). The oil quality parameters (poliphenols, bitterness and stability) have not varied significantly due to the applied irrigation strategy. In the apple tree has been studied 1) - The productive and vegetative comportment and the fruit quality with regard to three percentages of WVS (22%, 44% and 66%) and 2) - The establishment of the minimum percentage of WVS among those experimented assays generating the best agronomic apple crop response.The follow-up during three years of the experiment has not permitted to observe a differentiated productive crop comportment (kg / tree) according the WVSpercentage. However, there is a bigger total and commercial apple production (Ф>70 mm) when the percentage of wet soil is 44%, but without significant difference compared to the other percentages. This production is more related to the average fruit weight than the number of fruits per tree. The quality aspects of the fruit (hardness, sugars and acidity) have not shown significant differences when varying the WVS percentages. In the hazelnut tree have been studied 1) - The productive and vegetative response and the fruit quality applying four percentages of WVS (6%, 15%, 33% and 70%) and 2) - The minimum percentage of WVS that generates the best agronomic crop behaviour. The obtained results show that the lowest WVS percentage (6%), very common in the commercial orchards of the Tarragona area, has produced a significantly lower in-shell harvest. On the contrary, with a 33% of WVS the highest production was obtained, although it did not without differ significantly from the other percentages applied (15% and 70%). Also, during two of the three experimented years, the average weight of the kernel (g) was significantly higher when 33% of the PVER was wetted. The effect of an initial period of the roots‟ adaptation to the new conditions of the experiment and the different frequency in the irrigation application, for several percentages of WVS, could be the raison for not found significantly differences among analyzed parameters.

L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral ha estat avaluar la influència que exerceix el període de pre-acondicionat previ a l'emmagatzematge frigorífic a -0.5 º C, les combinacions gasoses de l'atmosfera de conservació frigorífica i la seva posterior vida útil a 20 º C, sobre la producció de compostos volàtils, paràmetres fisicoquímics i avaluació sensorial en quatre varietats de préssec (Early Rich®, Royal Glory®, Sweet Dreamcov i Elegant Lady®) i set de nectarina (Big Top®, Honey Blazecov, Venus®, Honey Royalecov, August Red®, Nectagalacov i Nectaladycov). Per això s'han realitzat quatre estudis: caracterització varietal en recol•lecció, potencial de conservació, efecte del pre-acondicionat a 20 ºC previ a la conservació frigorífica i influència de l'atmosfera gasosa durant l'emmagatzematge. Tenint en compte que les varietats utilitzades en cada estudi van variar i es van fer durant els anys 2009, 2010 i 2011. / El objetivo principal de la presente tesis doctoral ha sido evaluar la influencia que ejerce el periodo de pre-acondicionado previo al almacenamiento frigorífico a -0.5 ºC, las combinaciones gaseosas de la atmósfera de conservación frigorífica y su posterior vida útil a 20 ºC, sobre la producción de compuestos volátiles, parámetros fisicoquímicos y evaluación sensorial en cuatro variedades de melocotón (Early Rich®, Royal Glory®, Sweet Dreamcov y Elegant Lady®) y siete de nectarina (Big Top®, Honey Blazecov, Venus®, Honey Royalecov, August Red®, Nectagalacov y Nectaladycov). Para ello se han realizado cuatro estudios: caracterización varietal en recolección, potencial de conservación, efecto del pre-acondicionado a 20 ºC previo a la conservación frigorífica e influencia de la atmósfera gaseosa durante el almacenamiento. Teniendo en cuenta que las variedades utilizadas en cada estudio variaron y se llevaron a cabo durante los años 2009, 2010 y 2011. / The main objective of this thesis was to evaluate the influence of the pre-conditioning period prior to cold storage at -0.5 ° C and the effect of different atmosphere gas combinations during cold storage and subsequent shelf-life (20ºC) conditions, on the production of volatile compounds, physicochemical parameters and sensory evaluation in four peach varieties (Early Rich ®, Royal ® Glory, Sweet Dreamcov and Elegant Lady ®) and seven nectarine varieties (Big Top ®, Honey Blazecov, Venus ®, Honey Royalecov, August Red ®, and Nectaladycov Nectagalacov). Accordingly, four different experiments were carried out over the years 2009, 2010 and 2011 using different fruit varieties. First, we evaluated and characterize varietal differences upon harvest, then we investigated the storage potential, and finally we assessed the effect of pre-conditioning at 20ºC prior to cold storage and the influence of the gas atmosphere during storage.

La fenologia del cultiu està àmpliament reconeguda com el factor més important que determina l'adaptació de cultivars de blat i ordi a ambients determinats. El control genètic de la floració ha sigut extensament estudiat, encara que se sap molt menys sobre les diferències en el control genètic de diferents fases en pre- espigat. L'objectiu d'aquesta tesi va ser estudiar el control genètic de la durada de diferents fases de pre- espigat (iniciació de fulles i espiguetes, LS, i encanyat, SE) e identificar loci particulars responsables de la variabilitat genotípica independent en LS i SE, així com estudiar el possible impacte que el canvi en la ràtio SE/LS podria tenir en caràcters relacionats amb l'aparició de fulles i fillols, i altres característiques agronòmiques com l’acumulació de biomassa i N, i components del rendiment, entre d'altres. Dues poblacions de doble-haploides d'ordi i dos de blat es van conrear en diversos ambients mediterranis. La població d'ordi Steptoe x Morex (S x M), que se sap que segrega per alguns gens importants de floració, es va conrear en dues dates de sembra diferents i dos tractaments de fotoperíode. Es va identificar variabilitat genotípica independent entre LS i SE a cada població, i diversos loci de caràcters quantitatius (QTLs) responsables d'aquestes diferències també van ser identificats en cadascuna d'elles. Cap dels QTLs amb efectes diferents entre LS i SE a la població d'ordi Henni x Meltan (H x M) semblen ser gens majors de floració coneguts. Alguns gens majors de floració foren responsables de part de les diferències en la ràtio SE/LS en les altres poblacions En l'experiment amb S x M, tot i les interaccions significatives genotip x ambient i QTL x E, tant per LS com per ES, les diferències entre genotips pel ràtio SE/LS es mantingueren bastant entre ambients (h2 de 0,82). Escurçar LS, per tal d'allargar SE, no tindria un impacte negatiu en el vigor inicial, encara que alguns caràcters de l’afillolament podrien resultar afectats. Per al QTL amb els majors efectes sobre la ràtio SE/LS (significatiu sobretot per SE en 2HS) en H x M, una major ràtio SE/LS estava associada a una reducció en la tasa d’afillolament, el nombre màxim de fillols, espigues/m2 , grans/m2, el rendiment de gra, i la partició de biomassa tant a espigat com a collita. Algunes correlacions entre la durada de fases en pre-espigat i diversos caràcters agronòmics variaren en funció de l'ambient, el que podria suggerir que l'augment en la ràtio SE/LS podria ser més beneficiós en alguns ambients que en d’altres. Dos dels QTLs més importants per rendiment de gra en H x M no estigueren relacionats amb la durada de fases en pre-espigat, sinó amb el vigor inicial, en línia amb la seva importància en condicions mediterrànies, o amb més espigues/m2 i altres caràcters d’afillolament, d'acord amb la seva importància en l'ordi de dues carreres. En la població S x M la majoria de caràcters relacionats amb l’afillolament co- localitzaren amb QTLs per la duració de fases (principalment LS i HD), i tres de les regions més importants per aquests caràcters contenien tres dels QTLs més importants per la ràtio SE/LS. Altres QTLs per la ràtio SE/LS en SxM i HxM no estigueren relacionats amb efectes negatius sobre els caràcters estudiats. Els possibles efectes de loci particulars responsables de les diferències genètiques entre LS i SE, sobre aspectes importants com la partició de la biomassa, l’afillolament, i la generació d’espiguetes, entre d'altres, així com les interaccions amb l’ambient, s'haurien de tenir també en compte, ja que poden contrarestar els avantatges que una major ràtio SE/LS podria tenir en la generació del rendiment. / Crop phenology is widely recognized as the most important factor determining adaptability of wheat and barley cultivars to particular environments. The genetic control of flowering time has been extensively studied, although much less is known about differences in the genetic control of pre-heading phases. The aim of the present thesis was studying the genetic control of the duration of different pre-heading phases (leaf and spikelet initiation, LS, and stem elongation, SE) and identifying particular loci responsible for independent genotypic variability in LS and SE, as well as studying the possible impact that changing the ratio SE/LS could have on traits related to leaf appearance, tillering and other agronomic traits such as biomass and N accumulation and yield components among others. Two barley and two wheat double- haploid populations were grown in several Mediterranean environments. The Steptoe x Morex population (S x M), which is known to segregate for some major genes regulating flowering time, was grown under two different sowing dates and two photoperiod treatments. Independent genotypic variability in the duration of LS and SE was found in each population, and several quantitative trait loci (QTLs) responsible for these differences were also identified in each of them. None of the QTLs with different effects between LS and SE in the barley population Henni x Meltan (H x M) seemed to be major genes. Some major flowering genes were responsible for part of the differences in the ratio SE/LS in the other populations. In the S x M experiment, in spite of significant genotype x environment and QTL x E effects for both LS and SE, differences between genotypes in the ratio SE/LS were quite well maintained across environments (h2 of 0.82). Shortening LS, so as to lengthen SE, would not have a negative impact on early vigour, although some tillering traits could result affected. For the QTL with the highest effects on the ratio SE/LS (significant mainly for SE on 2HS) in H x M, a higher ratio was associated to lower rate of tillering, maximum number of tillers, spikes/m2, grains/m2, grain yield, and biomass partitioning both at heading and at harvest. Some correlations between duration of pre-heading phases and several agronomic traits varied depending on the environment, which could suggest that increasing the ratio SE/LS might be more beneficial in some environments than others. Two of the most important QTLs for grain yield in H x M were not related with duration of pre-heading phases, but were associated to early vigour, in line with is importance under Mediterranean conditions, or with higher spikes/m2 and other tillering traits, in line with the importance of tillering in 2-rowed barley. In the S x M population most tillering traits co-localised with QTLs for durations of phases (mainly LS and HD), and three of the most relevant regions for these traits contained three of the most important QTLs for the ratio SE/LS. Other QTLs significant for the ratio SE/LS in both HxM and SxM were not associated to negative effects for the studied traits. Effects on important aspects as tillering, biomass partitioning and spikelet generation, among others, from particular loci responsible of genetic differences between LS and SE, as well as interactions with the environment, should be considered since they may offset the advantages that a higher ratio SE/LS could have on yield generation. / La fenología del cultivo está ampliamente reconocida como el factor más importante que determina la adaptación de cultivares de trigo y cebada en ambientes determinados. El control genético de la floración ha sido extensamente estudiado, aunque se sabe mucho menos acerca de las diferencias en el control genético de distintas fases en pre-espigado. El objetivo de la presente tesis fue estudiar el control genético de la duración de diferentes fases de pre-espigado (iniciación de hojas y espiguillas, LS, y encañado, SE) e identificar loci particulares responsables de la variabilidad genotípica independiente en LS y SE, así como estudiar el posible impacto que el cambio en el ratio SE/LS podría tener en caracteres relacionados con la aparición de hojas, hijuelos y otras características agronómicas como la acumulación de biomasa y N, y los componentes del rendimiento, entre otros. Dos poblaciones de doble-haploides de cebada y dos de trigo se cultivaron en varios ambientes mediterráneos. La población de cebada Steptoe x Morex (S x M), que se sabe que segrega para algunos genes importantes de floración, se cultivó en dos fechas de siembra diferentes y dos tratamientos de fotoperiodo. Se identificó variabilidad genotípica independiente entre LS y SE en cada población, y varios loci de caracteres cuantitativos (QTLs) responsables de estas diferencias también fueron identificadas en cada una de ellas. Ninguno de los QTL con efectos diferentes entre LS y SE en la población de cebada Henni x Meltan (H x M) parecen ser genes mayores de floración conocidos. Algunos genes mayores de floración fueron responsables de parte de las diferencias en el ratio SE/LS en las otras poblaciones. En el experimento con S x M, a pesar de significativas interacciones genotipo x ambiente y QTL x E, tanto para LS como para SE, las diferencias entre genotipos para el ratio SE/LS se mantuvieron bastante entre ambientes (h2 de 0,82). Acortar LS, con el fin de alargar SE, no tendría un impacto negativo en el vigor inicial, aunque algunos caracteres del ahijamiento podrían resultar afectados. Para el QTL con los mayores efectos en el ratio SE/LS (significativo sobre todo para SE en 2HS) en H x M, un mayor ratio SE/LS estuvo asociado a una reducción en la tasa de ahijamiento, el número máximo de hijuelos, espigas/m2, granos/m2, el rendimiento de grano, y la partición de biomasa tanto en espigado como en cosecha. Algunas correlaciones entre la duración de fases en pre-espigado y varios caracteres agronómicos variaron en función del ambiente, lo que podría sugerir que el aumento en el ratio SE/LS podría ser más beneficioso en algunos ambientes que otros. Dos de los QTLs más importantes para rendimiento de grano en H x M no estuvieron relacionados con la duración de fases en pre-espigado, sino con el vigor inicial, en línea con su importancia en condiciones mediterráneas, o con más espigas/m2 y otros caracteres del ahijamiento, en consonancia con la importancia de éste en la cebada de dos carreras. En la población SxM la mayoría de caracteres relacionados con el ahijamiento co-localizaron con QTLs para la duración de fases (principalmente LS y HD), y 3 de las regiones más significativas para estos caracteres incluían 3 de los QTLs más importantes para el ratio SE/LS. Otros QTLs para el ratio SE/LS en HxM y SxM no estuvieron asociados a efectos negativos en los caracteres estudiados. Los posibles efectos de loci particulares responsables de las diferencias genéticas entre LS y SE, sobre aspectos importantes como la partición de la biomasa, el ahijamiento, y la generación de espiguillas, entre otros, así como las interacciones con el medio ambiente, se deberían tener también en cuenta, ya que pueden contrarrestar las ventajas que un mayor ratio SE/LS podría tener en la generación del rendimiento.

El rostoll dels cultius te un paper molt important en el manteniment de la fertilitat del sòl. L’incorporació del rostoll al sòl afecta favorablement els nivells de matèria orgànica (MO) i per tant l'estructura del sòl, l'emmagatzematge i el moviment d'aigua i aire, i altres determinants de la productivitat del sòl. Retornar el rostoll de blat de moro al sòl també contribueix al segrest de carboni (C) afavorint la reducció de l'emissió de gasos d'efecte hivernacle. La interacció entre la gestió del rostoll i la fertilització nitrogenada (N) pot ajudar a millorar l'eficiència d'ús de N, alhora que augmentar la producció i el manteniment de la sostenibilitat dels sistemes de cultiu. La fertilització mineral, sobre tot la nitrogenada, representa una part significativa del cost total de la producció de blat de moro. Per tant, l'alta concentració de les explotacions porcines a la zona de la Vall de l'Ebre permet que la utilització de purins sigui una estratègia de fertilització atractiva per reduir els costos de producció. Per tal d'investigar els efectes de la gestió del rostoll en la producció de blat de moro i la seva possible interacció amb la fertilització N, es van dur a terme dos assajos de camp des de 2010 fins a 2012 en zones de regadiu de la Vall de l'Ebre. Es va analitzar l’efecte de la interacció entre la gestió del rostoll (incorporat o eliminat) i els tractaments de fertilització N (orgànic o mineral) en la producció de blat de moro, i en alguns indicadors de qualitat del sòl (activitat deshidrogenasa (ADH), carboni de la biomassa microbiana (CBM) i l'abundància de cucs). El tractament de fertilització orgànica va consistir en 60 m3 ha-1 any-1 (~ 386 kg N ha-1) de purí vaquí (CS) i de fertilització mineral: 0 (control), 100, 200 i 300 kg N ha-1 any-1 (0N, 100N, 200N i 300N ). A part d'aquests dos assaigs de camp, també es va avaluar l'impacte a llarg termini (de 2002 a 2011) de la fertilització orgànica (purí de porc, PS) i mineral (300N) sobre la producció de blat de moro i dels indicadors de qualitat del sòl (com l'activitat de la fosfatasa-àcida, l'abundància de cucs de terra, Flux CO2, l’índex de diversitat H de Shannon (H’), el nombre de substrats utilitzats (NUS), CBM, la resistència a la penetració (RP) i MO, entre d'altres). A més, des de el punt de vista metodològic, es va mesurar la concentració total de N a la planta amb diferents mètodes de preparació de les mostres. Els resultats suggereixen que, sota les nostres condicions, incorporar el rostoll al sòl (~14 Mg de rostoll ha-1 any-1) juntament amb la fertilització orgànica té un impacte positiu en la qualitat del sòl sense penalitzacions en el rendiment de gra. El rendiment de gra, després de tres anys d'incorporació del rostoll, es mou entre 16 i 20 Mg ha-1 depenent de la font de fertilització de N. / El rastrojo de los cultivos tiene un papel muy importante en el mantenimiento de la fertilidad del suelo. Incorporar el rastrojo al suelo puede afectar favorablemente los niveles de materia orgánica (MO) y por tanto la estructura del suelo, el almacenamiento y el movimiento de agua y aire, y otros determinantes de la productividad del suelo. Devolver el rastrojo de maíz al suelo también contribuye al secuestro de carbono (C) favoreciendo la reducción de la emisión de gases de efecto invernadero. La interacción entre la gestión del rastrojo y la fertilización nitrogenada (N) puede ayudar a mejorar la eficiencia de uso del N, al mismo tiempo que aumenta la producción y el mantenimiento de la sostenibilidad de los sistemas de cultivo. La fertilización mineral, sobre todo la nitrogenada, representa una fracción significativa del coste total de la producción de maíz. Por ello, la alta concentración de las explotaciones porcinas en la zona del Valle del Ebro permite que la utilización de purines sea una estrategia de fertilización atractiva para reducir los costes de producción. Con el fin de investigar los efectos de la gestión del rastrojo en la producción de maíz y su posible interacción con la fertilización N, se llevaron a cabo dos ensayos de campo, desde 2010 hasta 2012, en las zonas de regadío del Valle del Ebro. Se analizó el efecto de la interacción entre la gestión del rastrojo (incorporado o eliminado) y los tratamientos de fertilización N (orgánico o mineral) en la producción de maíz y en algunos indicadores de calidad del suelo (actividad deshidrogenasa (ADH), carbono de la biomasa microbiana (CBM) y la abundancia de lombrices). La fertilización orgánica consistió en 60 m3 ha-1 año-1 (~ 386 kg N ha-1) de purín vacuno (CS) y la fertilización mineral: 0 (control), 100, 200 y 300 kg N ha-1 año-1 (0N, 100N, 200N y 300N). También, se evaluó el impacto a largo plazo (de 2002 a 2011) de la fertilización orgánica (purín de cerdo, PS) y mineral (300N) sobre la producción de maíz y los indicadores de calidad del suelo (como la actividad de la fosfatasa-ácida, la abundancia de lombrices, Flujo CO2, el índice de diversidad H de Shannon (H '), el número de sustratos utilizados (NUS), CBM, la resistencia a la penetración (RP) y MO, entre otros). Además, se midió la concentración total de N en la planta con diferentes métodos de preparación de las muestras. Los resultados sugieren que, bajo nuestras condiciones, devolver el rastrojo al suelo (~ 14 Mg de rastrojo ha-1 año-1) junto con la fertilización orgánica tiene un impacto positivo en la calidad del suelo sin penalizaciones en el rendimiento. El rendimiento de grano, después de tres años de incorporación del rastrojo, se mueve entre 16 y 20 Mg ha-1 dependiendo de la fuente de fertilización de N. / Crop stover plays an important role in the maintenance of the soil fertility, and consequently has an important influence in present and future crop production. Returning crop stover to the soil favorably influences its organic matter (OM) levels, and consequently the structure, water storage and water and air movement, and other determinants of soil productivity. Corn stover returned to the soil also contribute to carbon (C) sequestration and hence help to reduce the release of greenhouse gases. Interactions between crop stover management and nitrogen (N) fertilization could therefore help to improve N use efficiency while increasing crop production and maintaining the sustainability of the cropping systems. Mineral fertilization constitutes a significant fraction of total corn production cost. Thus, the high concentration of swine farms in the Ebro Valley area allows an attractive fertilization strategy of using animal manure for reducing the costs of corn production. In order to investigate the effects of stover management on corn production and their possible interaction with the N fertilization, two field experiments were conducted from 2010 to 2012 in the irrigated areas of the Ebro valley. The study analyzed the interaction between corn stover management (incorporated vs removed) and N fertilization treatments (organic v.s. mineral) on corn production, and on selected soil quality indicators (dehydrogenase activity (DHA), microbial biomass carbon (MBC) and earthworm abundance). The N fertilization treatments consisted of 60 m3 ha-1 year-1 (about 386 kg N ha-1) of cow slurry (CS) and mineral N fertilization rates of: 0 (control), 100, 200 and 300 kg N ha-1 year-1 (0N, 100N, 200N, and 300N). Apart from these two field trails, the thesis also evaluated the impact of long-term (from 2002 to 2011) fertilization, organic (pig slurry, PS) and mineral (300N) on corn production and soil quality indicators (as acid-phosphatase activity, earthworm abundance, CO2 Flux, Shannon H’ diversity index (H’), number of utilized substrates (NUS), MBC, resistance to penetration (RP) and OM, among others). Furthermore, we studied the whole plant N concentration with different plant material preparation systems. Under our conditions, our data suggested that returned stover to the soil (as average 14 Mg of stover ha-1 year-1) and organic fertilization had a positive impact on soil quality without grain yield penalties. Grain yield after three years of stover incorporation ranged from 16 to 20 Mg ha-1 depending on the N fertilization source.