Esta tesis pretende contribuir al conocimiento sobre cómo aplicaciones en superficie de lodos de depuradora de aguas residuales urbanas, utilizados como abonos, pueden afectar a propiedades físicas de los suelos tales como la susceptibilidad a la erosión (pérdida de suelo y escorrentía), la retención de humedad o a la estabilidad de los agregados. En la introducción se hace una breve descripción de los lodos de depuradora: que son, como se generan y que normativa existe acerca de su utilización. A continuación se hace un repaso de los antecedentes de la utilización de lodos de depuradora, especialmente en aplicaciones no agrícolas, y de los trabajos previos del grupo de investigación del CREAF responsable del proyecto global en el que se enmarca este trabajo. Se describen también los objetivos y la organización del trabajo. Se describe después el lugar de experimentación, las características y propiedades generales de los suelos y lodos empleados, así como el diseño experimental usado. La parte principal de la memoria de la tesis está, compuesta por cinco capítulos, en formato de artículos científicos independientes, que versan sobre aspectos concretos de los efectos de los lodos de depuradora sobre algunas propiedades físicas de los suelos: 1. Escorrentía y pérdidas por erosión en suelos enmendados con lodos de depuradora (en ingles). 2. Escorrentía y granulometría de sedimentos en dos suelos tratados con tres tipos de lodos de depuradora (en castellano). 3. Pérdidas de nitrógeno en la escorrentía de un suelo de margas tratado con lodos de depuradora (en castellano). 4. Análisis fractal de la histéresis en las curvas de retención de humedad del suelo influidas por aplicaciones superficiales de lodo (en ingles). 5. Estabilidad de agregados en un suelo franco influida por aplicaciones de lodo (en castellano). Por último, se hace una síntesis de los resultados obtenidos tratando de hacer una interpretación conjunta que permita extraer las conclusiones globales acerca de los diferentes efectos del lodo de depuradora sobre las propiedades físicas de los suelos. Los trabajos de esta tesis se iniciaron en abril de 2001, finalizando la parte experimental en Enero de 2004.

En los últimos años están surgiendo nuevos retos asociados al desarrollo rural, catalizados por una fiebre mundial por la adquisición de tierras a gran escala. Este fenómeno, conocido como ‘acaparamiento de tierras’, está generando controversia en cuanto a si el interés creciente en estas adquisiciones podría beneficiar a las comunidades rurales empobrecidas del campesinado mundial, o al contrario, incidirá en su marginalización. Esta tesis doctoral presenta una recopilación de cuatro artículos que abordan aspectos relevantes para entender mejor los debates, impulsores de cambio, características e impactos de la creciente demanda de tierras y sus implicaciones para el desarrollo rural. Entender los controvertidos debates asociados a los potenciales riesgos y oportunidades del acaparamiento de tierras para las comunidades rurales empobrecidas, nos plantea la siguiente pregunta: ¿qué tipo de pobreza queremos reducir? Como problema que se manifiesta a múltiples escalas y dimensiones, la pobreza es un fenómeno complejo. Será importante tenerlo en cuenta, pues, en estos debates, ya que la adquisición de tierras a gran escala puede aliviar una determinada dimensión de la pobreza, a la vez que estar amenazando otras. Así, el primer artículo aborda los retos epistemológicos y teóricos que surgen al conceptualizar multidimensionalmente la pobreza. En el segundo artículo se investigan los impulsores de cambio del acaparamiento de tierras a nivel global, para poder entender mejor sus implicaciones para el desarrollo rural global y las trayectorias futuras que de él pueden derivarse. Desde una perspectiva biofísica, el artículo argumenta que el acaparamiento de tierras apunta a ser un fenómeno persistente y no efímero: la competición y la lucha por el acceso a la tierra son susceptibles de incrementar en el futuro, provocando nuevos retos para el desarrollo rural a nivel global. El tercer artículo ilustra, para el caso de Camboya, cómo pueden revelarse en la práctica el acaparamiento de tierras y distintas visiones conflictivas sobre el desarrollo rural y la reducción de la pobreza. Basándose en una investigación empírica a nivel nacional, se abordan las características, limitaciones e impactos de las adquisiciones de tierra a gran escala y se ilustra el conflicto fundamental entre los intereses gubernamentales y las realidades locales del desarrollo rural camboyano. Finalmente, el último artículo discute la capacidad del pequeño campesinado para gestionar el decreciente acceso a la tierra a nivel local; una cuestión que seguramente requerirá más atención en el futuro, con la evolución del acaparamiento de tierras. Se presentan así algunas conclusiones sobre el cambio rural global y la emergencia de nuevas ruralidades, caracterizadas por nuevas instituciones y actividades económicas. En resumen, esta tesis combina investigación teórica y empírica con el fin de discutir bajo diversas perspectivas los nuevos retos emergentes del desarrollo rural. Para ello, se destacan las complejas cuestiones, asociadas a la existencia de múltiples escalas y dimensiones de los sistemas rurales, a las que se enfrentan los esfuerzos en torno al desarrollo rural. Asimismo, se presentan también algunas lecciones y conclusiones sobre los debates, impulsores de cambio, impactos y consecuencias futuras del acaparamiento de tierras sobre el desarrollo rural. / Within the recent years, new challenges in rural development have appeared, triggered by the emergence of a global rush for land resources. This phenomenon, well-known under the term ‘land grabbing’, has produced controversial debates surrounding the question whether rising global interest in farmland and related large-scale land deals may benefit poor rural communities across countries of the global South, or whether it may drive the marginalization of the global peasantry. This doctoral dissertation presents a compilation of four research articles that address important issues, relevant to better understand debates, drivers, characteristics and impacts regarding the global land rush and its implications for rural development. In order to understand the controversial debates on potential risks and opportunities of the land rush to poor rural communities, it becomes necessary to deal with the question: what kind of poverty is aimed to be reduced? Poverty is a complex phenomenon, appearing across multiple dimensions and scales. This matters to the debates, as large-scale land deals may help to alleviate poverty in one dimension, while jeopardizing at the same time other poverty dimensions. The first article thus addresses on an epistemological and theoretical level challenges for development efforts that result from a multidimensional conceptualization of poverty. The second article investigates underlying driving forces of the land rush on a global level, in order to better understand future trajectories and implications for global rural development. Taking a biophysical perspective, the article argues that the land rush is likely not an ephemeral phenomenon, but rather might be persistent. Increasing competition and struggles over access to land might increase in the future, thus provoking new challenges for rural development on a global level. The third article illustrates for the case of Cambodia, how both the land rush and conflicting visions of rural development and poverty reduction may unfold in practice. Based on an empirical investigation at the national level, characteristics, constraints and impacts of large-scale land deals are addressed and a fundamental conflict between governmental interests and local realities of rural development is illustrated. Finally, the last article discusses how small-farmers at the village and household level may be able to deal with declining access to land. This is an issue which likely will require more attention in the future, when the land rush further unfolds. Conclusions on global rural change and the emergence of new ruralities, characterized by new economic activities and institutions, are presented. In summary, this dissertation combines general theoretical and empirical case study research in Cambodia, in order to discuss from a variety of different perspectives emerging challenges in rural development. While the dissertation points out the complex issues that rural development studies and efforts may face due to the existence of multiple scales and dimensions of rural systems, also some simple lessons and clear conclusions are presented regarding debates, drivers, impacts and future consequences of the global land rush on rural development.

Sustainability of irrigated agriculture is a growing concern in the Baix Llobregat area. Although irrigated land accounts for a substantial proportion of food supply to the local market, it has been, and still is increasingly degraded by poor agricultural management. This dissertation focuses on ways to evaluate furrow irrigation and to assess soil water content and soil salinity (temporally and spatially) under usual farmers's management practices. This dissertation meets these goals through an extensive study of relevant literature and the implementation of practical research. The latter was carried out with a case study on representative fields of the area. Empirical and stochastic models were applied to evaluate furrow irrigation as well as to monitor water flow and solute transport in the root zone. This research produced a number of key findings: first, evaluating furrow irrigation confirmed that 40-43 % of the applied water would have been saved in the study fields if irrigation was stopped as soon as soil water deficit was fully recharge taking the amount of water needed for salt leaching into account, and that the application efficiency (AE) would increase from 48% to 84% and from 41% to 68% (Field 1 and Field 2, respectively). Second, the predictions of soil water content using ARIMA models were logical, and the next irrigation time and its effect on soil water content at the depth of interest were correctly estimated. Third, considering the linear relationship eb-sb, by transforming the Hilhorst (2000) model, which is based on the deterministic linear relationship eb-sb, into a time- varying Dynamic Linear Model (DLM) enabled us to validate this relationship under field conditions. An offset esb=0 value was derived that would ensure the accurate prediction of sp from measurements of sb. It was shown that the offset esb=0 varied for each depth in the same soil profile. A reason for this might be changes in soil temperature along the soil profile. The sp was then calculated for each depth in the root zone. Fourth, by using a (multiple input--single output) transfer function model, the results showed that soil water content and soil temperature had a significant impact on soil salinity, and soil salinity, predicted as a function of soil water and soil temperature, was correctly estimated. Finally, applying the analysis of variance (ANOVA), the results showed that the irrigation frequency, according to the farmer's usual management practice, had statistically significant effects on soil salinity behaviour, depending on soil depth and position (furrow, ridge). Moreover, it was shown that at the end of the crop's cycle the farmers left the field with less soil salinity, for each depth, than at the beginning of the crop's agricultural cycle.

La tisoreta comuna Forficula auricularia Linnaeus i Forficula pubescens Gené (Dermaptera : Forficulidae ) poden tenir un paper decisiu com a depredadors. Es va observar compatibilitat entre la tisoreta i nematodes entomopatògens (NEPs) i una activitat dissuassòria en larves de carpocapsa Cydia pomonella L. (Lepidoptera: Tortricidae) mortes per NEPs, reduint l’alimentació de la tisoreta sobre cadàvers que contenien nematodes al seu interior. La presència de tisoretes i aranyes (Araneae) es va observar all llarg de tot l’any, però tan sols les tisoretes van contribuir a reduir les infestacions de pugó llanut. Les re-infestacions procedents de colònies subterrànies no resulten ser rellevants en les regions mediterrànies. D’aquesta manera, el control d'aquest pugó cal que estigui dirigit tant cap a les colònies aèries com a les arrels. L'ús d’infraestructures ecològiques pot augmentar el control biològic de plagues, proporcionant un entorn més favorable i aliments i refugis alternatius als enemics naturals. Anacyclus clavatus Desf., Dorycnium pentaphyllium Scop., Erucastrum nasturtiifolium Poiret, Euphorbia serrata L., Hedysarum confertum Desf., Papaver rhoeas L., Trifolium pratense L. a la primavera, i Atriplex sp., Dittrichia viscosa L., Medicago sativa L., Moricandia arvensis L., Salsola kali L., Sorghum halepense (L.) Pers., Suaeda spicata Willd. i Verbena sp. a la tardor poden proporcionar refugi i aliment a les aranyes. Viburnum tinus L., Euonymous japonicus L. fil. i Pistacia lentiscus L. van mostrar resultats prometedors per a augmentar la riquesa i abundància d'enemics naturals. / La tijereta común Forficula auricularia Linnaeus y Forficula pubescens Gené (Dermaptera : Forficulidae ) pueden tener un papel decisivo como depredadores. Se observó compatibilidad entre la tijereta y nematodos entomopatógenos (NEPs) y una actividad disuasoria en larvas de carpocapsa Cydia pomonella L. (Lepidoptera: Tortricidae) muertas por NEPs, reduciendo la alimentación de la tijereta sobre cadáveres que contenían nematodos en su interior. La presencia de tijeretas y arañas (Araneae) se observó durante todo el año, pero sólo las tijeretas contribuyeron a reducir las infestaciones de pulgón lanígero. Las re-infestaciones procedentes de colonias subterráneas no resultan ser relevantes en las regiones mediterráneas. El control de este pulgón debe dirigirse tanto hacia las colonias aéreas como a las subterráneas. El uso de infraestructuras ecológicas puede aumentar el control biológico de plagas, proporcionando un entorno más favorable y alimentos y refugios alternativos a los enemigos naturales. Anacyclus clavatus Desf., Dorycnium pentaphyllium Scop., Erucastrum nasturtiifolium Poiret, Euphorbia serrata L., Hedysarum confertum Desf., Papaver rhoeas L., Trifolium pratense L. en primavera, y Atriplex sp., Dittrichia viscosa L., Medicago sativa L., Moricandia arvensis L., Salsola kali L., Sorghum halepense ( L. ) Pers., Suaeda spicata Willd. y Verbena sp. en otoño pueden proporcionar refugio y alimento a las arañas. Viburnum tinus L., Euonymous japonicus L. fil. y Pistacia lentiscus L. mostraron resultados prometedores para aumentar la riqueza y abundancia de enemigos naturales. / The European earwig Forficula auricularia Linnaeus and Forficula pubescens Gené (Dermaptera: Forficulidae) may play a crucial role as biocontrol predators. Compatibility between European earwig and entomopathogenic nematodes (EPN) and an earwig deterrent activity in EPN-killed codling moth Cydia pomonella L. (Lepidoptera: Tortricidae) larvae that reduces the foraging of European earwig on insect cadavers containing nematodes was also observed, suggesting compatibility between the European earwig and EPNs was observed. European earwigs and spiders (Araneae) were found throughout the year, but only earwigs contributed to reduce woolly apple aphid infestations. Reinfestations from root colonies are not relevant in Mediterranean areas. The use of ecological infrastructures may increase the biological control of pests, providing a more favorable environment and additional food and shelters for natural enemies. Anacyclus clavatus Desf., Dorycnium pentaphyllium Scop., Erucastrum nasturtiifolium Poiret, Euphorbia serrata L., Hedysarum confertum Desf., Papaver rhoeas L., Trifolium pratense L. in spring, and Atriplex sp., Dittrichia viscosa L., Medicago sativa L., Moricandia arvensis L., Salsola kali L., Sorghum halepense (L.) Pers., Suaeda spicata Willd. and Verbena sp. in fall were observed as native flora useful to provide shelter and food for spiders. Viburnum tinus L., Euonymous japonicus L. fil. and Pistacia lentiscus L. showed promising results in order to enhance abundance and richness of natural enemies.

L’objectiu principal d’aquest estudi fou la quantificació de l’efecte de diferents tipus de conreu del sòl i tipus i dosis de fertilització nitrogenada sobre l’emissió de gasos d’efecte hivernacle (CH4, CO2 i N2O) del sòl a l’atmosfera i l’agregació del sòl com a mecanisme de protecció del carboni orgànic en agroecosistemes de secà semiàrid Mediterranis. Per tal d’assolir aquest objectiu es varen plantejar cinc camps experimentals on s’hi comparaven sistemes de conreu (sembra directa i conreu intensiu) i tipus (minerals i orgànics) i dosis de fertilitzants nitrogenats, localitzats al centre i l’est de la vall de l’Ebre. A Agramunt (Lleida, establert l’any 1996) i Senés de Alcubierre (Huesca, establert l’any 2010) s’hi van quantificar les emissions de CO2, CH4 i N2O al llarg de dos i tres anys, respectivament, els estocs de C i N orgànics del sòl i el rendiment de collita i es va calcular l’emissió d’equivalents de CO2 per kg de gra produït. Alhora, a Agramunt es va determinar la proporció de macroagregats i microagregats estables a l’aigua i la concentració de C d’ambdós així com la d’altres fraccions del sòl. D’altra banda, en un altre experiment a Agramunt es va establir una cronoseqüència de sembra directa de cinc fases amb 0, 1, 4, 11 i 20 anys, en les que es va determinar la distribució d’agregats estables a l’aigua i tamisats en sec i la seva concentració de C orgànic. A St. Martí Sesgueioles (Barcelona, establert l’any 2007) s’hi van comparar dosis creixents de fertilitzant mineral en un maneig del sòl en sembra directa. A Conill (Barcelona, establert l’any 2008) es va estudiar l’aplicació de purí porcí a dos dosis de N, gallinassa i un tractament control també sota sembra directa. En ambdós experiments es va realitzar un seguiment de la dinàmica temporal de l’agregació del sòl, la protecció del carboni en els agregats i el carboni de la biomassa microbiana durant dos campanyes de cultiu. Finalment, es va realitzar una incubació de macroagregats per a observar l’impacte del tipus de conreu i del tipus de fertilització (mineral i orgànica amb purí porcí) sobre la producció de CH4, CO2 i N2O. En general, els sistemes de conreu i el maneig de la fertilització nitrogenada van afectar les emissions de gasos d’efecte hivernacle del sòl a l’atmosfera i, en el cas del conreu, l’estabilització física del carboni orgànic del sòl. Així, per als sistemes de conreu, en l’experiment de curt termini, sota sembra directa es van generar unes majors emissions de N2O i CO2 i una menor oxidació del CH4 que en conreu intensiu. No obstant, al comparar-los a llarg termini, ambdós sistemes de conreu van presentar la mateixa emissió de N2O i la oxidació del CH4 va ser major en sembra directa, fets que també es van observar a l’incubar els macroagregats. Alhora, a l’augmentar el nombre d’anys sota sembra directa, el sòl va presentar una major proporció de macroagregats estables i una major formació de microagregats d’elevada concentració de C. Pel que fa a l’impacte de la fertilització nitrogenada sobre l’emissió de gasos d’efecte hivernacle, l’aplicació de dosis creixents de N tan orgànic com mineral va provocar un augment de la emissió de N2O del sòl. En canvi, per a una mateixa dosi, aquests dos tipus de fertilitzant van emetre una quantitat de N2O similar. D’altra banda, la fertilització nitrogenada mineral no va millorar la protecció del C en els agregats del sòl mentre que la orgànica només va promoure un lleu increment en l’estabilitat d’aquests. Als secans semiàrids Mediterranis, la combinació de l’ús de la sembra directa i la fertilització amb dosis mitjanes de purí porcí és una estratègia de maneig òptima ja que minimitza les emissions de gases d’efecte hivernacle i manté la productivitat del cultiu. Alhora, ambdues pràctiques milloren l’estabilitat dels agregats, maximitzant la quantitat de carboni orgànic segrestat i millorant l’estat estructural del sòl. / El objetivo principal de este estudio fue cuantificar el efecto de diferentes tipos de laboreo del suelo y dosis de fertilización nitrogenada sobre la emisión de gases de efecto invernadero (CH4, CO2 y N2O) del suelo a la atmosfera y la agregación del suelo como mecanismo de protección del carbono orgánico en agroecosistemas de secano semiárido Mediterráneo. Para alcanzar este objetivo se plantearon cinco campos experimentales en los que se comparaban sistemas de laboreo (siembra directa y laboreo intensivo) y tipos (minerales y orgánicos) y dosis de fertilizantes nitrogenados, localizados en el centro y el este del valle del Ebro. En Agramunt (Lleida, establecido el año 1996) y Senés de Alcubierre (Huesca, establecido el año 2010) se cuantificaron las emisiones de CO2, CH4 y N2O a lo largo de dos y tres años, respectivamente, los stocks de C y N orgánicos del suelo y el rendimiento de cosecha y se calculó la emisión de equivalentes de CO2 per kg de grano producido. Además, en Agramunt se determinó la proporción de macroagregados y microagregados estables al agua y la concentración de C de ambos así como otras fracciones del suelo. Por otro lado, en otro experimento en Agramunt se estableció una cronosecuencia de siembra directa de cinco fases con 0, 1, 4, 11 y 20 años, en las que se determinó la distribución de agregados estables al agua y tamizados en seco y su concentración de C orgánico. En St. Martí Sesgueioles (Barcelona, establecido el año 2007) se compararon dosis crecientes de fertilizantes mineral en un manejo del suelo en siembra directa. En Conill (Barcelona, establecido el año 2008) se estudió la aplicación de purín a dos dosis de N, gallinaza y un tratamiento control también bajo siembra directa. En ambos experimentos se realizó un seguimiento de la dinámica temporal de la agregación del suelo, la protección del carbono en los agregados y el carbono de la biomasa microbiana durante dos campañas de cultivo. Finalmente, se realizó una incubación de macroagregados para observar el impacto del tipo de laboreo y del tipo de fertilización (mineral y orgánica con purín porcino) sobre la producción de CH4, CO2 y N2O. En general, los sistemas de laboreo y el manejo de la fertilización nitrogenada afectaron las emisiones de gases de efecto invernadero del suelo a la atmosfera y, en el caso del laboreo, la estabilización física del carbono orgánico del suelo. Así, para los sistemas de laboreo, en el experimento de corto plazo, bajo siembra directa se generaron unas mayores emisiones de N2O y CO2 y una menor oxidación del CH4 que en laboreo intensivo. No obstante, al compararlos a largo plazo, ambos sistemas de laboreo presentaron la misma emisión de N2O y la oxidación de CH4 fue mayor en siembra directa, hechos que también se observaron al incubar los macroagregados. Además, al aumentar el número de años bajo siembra directa, el suelo presentó una mayor proporción de macroagregados estables y una mayor formación de microagregados de elevada concentración de C. Por lo que respecta al impacto de la fertilización nitrogenada sobre la emisión de gases de efecto invernadero, la aplicación de dosis crecientes de N tanto orgánico como mineral provocó un aumento de la emisión de N2O del suelo. En cambio, para una misma dosis, estos dos tipos de fertilizante emitieron una cantidad de N2O similar. Por otro lado, la fertilización nitrogenada mineral no mejoró la protección del C en los agregados del suelo mientras que la orgánica solo promovió un leve incremento en la estabilidad de éstos. En los secanos semiáridos Mediterráneos, la combinación del uso de la siembra directa y la fertilización con dosis medias de purín porcino es una estrategia de manejo óptima ya que minimiza las emisiones de gases de efecto invernadero y mantiene la productividad del cultivo. Además, ambas prácticas mejoran la estabilidad de los agregados, maximizando la cantidad de carbono orgánico secuestrado y mejorando el estado estructural del suelo. / The main objective of this study was the quantification of the effects of different types of soil tillage and types and rates of nitrogen fertilization on the emission of soil greenhouse gases (CH4, CO2 and N2O) to the atmosphere and the soil aggregation as an organic carbon protection mechanism in the dryland semiarid Mediterranean agroecosystems. In order to achieve that objective five experimental fields were established comparing different tillage systems (notillage and intensive tillage) and types (mineral and organic) and rates of nitrogen fertilizers, localized in the center and East of the Ebro Valley. In Agramunt (Lleida, established in 1996) and Senés de Alcubierre (Huesca, established in 2010) CO2, CH4 and N2O emissions were quantified during two and three years, respectively. Soil organic C and N stocks, crop yield and the emission of CO2 equivalents per kg of grain produced were also determined. Moreover, in Agramunt, water-stable macroaggregates, microaggregates within macroaggregates and their C concentration and other different soil fractions were quantified. In turn, in another experiment in Agramunt a no-tillage chronosequence with 0, 1, 4, 11, 20 years was established and the water-stable and dry-sieved aggregates distributions and their C concentration were determined. In St. Martí Sesgueioles (Barcelona, established in 2007) increasing rates of mineral fertilizer under no-tillage were compared. In Conill (Barcelona, established in 2008) the application of pig slurry at two N rates, poultry manure and a control treatment under a no-tillage management were studied. In both experiments the soil aggregation dynamics, the C protection within aggregates and their C concentration and the microbial biomass carbon were analyzed during two cropping seasons. Finally, an incubation of macroaggregates was carried out in order to study the impact of the type of tillage and fertilizer (mineral and organic with pig slurry) on the production of CH4, CO2 and N2O. In general, tillage systems and nitrogen fertilizer management affected the emissions of soil greenhouse gases to the atmosphere while tillage also impacted the physical stabilization of organic carbon. In the case of tillage system, in the short-term experiment, greater N2O and CO2 emissions and lower CH4 oxidation were observed. However, in the long-term, both tillage systems presented the same N2O emission and the CH4 oxidation was greater under no-tillage, aspects that were also observed in the macroaggregate incubation. Moreover, the soil presented a greater proportion of water-stable macroaggregates and greater C-enriched microaggregates within those macroaggregates when increasing the number of years under no-tillage. In the case of the impact of the nitrogen fertilization on the greenhouse gases emission, the application of increasing N rates by both organic and mineral sources increased the soil N2O emission. As a difference, for a given N rate, similar amount of soil N2O was quantified for both fertilizer types. The mineral nitrogen fertilization did not improve the C protection within soil aggregates while the organic fertilization caused a low increase in their stability. In the dryland semiarid agroecosystems of the Mediterranean, the combination of no-tillage and fertilization with medium N rates of pig slurry is an optimum strategy in terms of greenhouse gases minimization and maintenance of crop productivity. Moreover, both practices improve the aggregate stability maximizing the amount of organic carbon protected and improving soil structure.

El conreu de l'arròs sota reg per aspersió és una tècnica agronòmica totalment desconeguda a la Vall Mitja de l'Ebre. Aquesta nova tècnica es presenta com una alternativa de gran interès que pot millorar l’eficiència de l'ús de l'aigua en evitar les pèrdues d'aigua de reg que es produeixen en el sistema tradicional del cultiu, i permetria a la vegada la introducció d'aquest conreu en les rotacions de les finques d'aspersió de la Vall Mitja de l'Ebre. L'objectiu general d'aquesta tesi és estudiar la viabilitat del cultiu de l'arròs sota reg per aspersió en les condicions climatològiques de la Vall Mitja de l'Ebre. Per aconseguir-lo s'han realitzat, entre els anys 2001 i 2004, diferents assajos agronòmics que abasten 1) la determinació de les varietats més adaptades, 2) la resposta productiva a diferents dosis d'aigua, 3) la resposta productiva a la fertilització i 4) el control de males herbes. Els resultats obtinguts en aquesta tesi proporcionen les bases tècniques per al cultiu de l'arròs sota reg per aspersió. És una tècnica de producció viable i prometedora sempre que es triï una varietat adequada a les condicions climatològiques i s'aconsegueixi mantenir un control de les males herbes que eviti la seva competència amb les plantes d'arròs, especialment en la fase d'emergència i establiment del cultiu. / El cultivo del arroz bajo riego por aspersión es una técnica agronómica totalmente desconocida en el Valle Medio del Ebro. Esta nueva técnica se presenta como una alternativa de gran interés que puede mejorar la eficiencia del uso del agua al evitar las pérdidas de agua de riego que se producen en el sistema tradicional del cultivo y permitiría a su vez su introducción en las rotaciones de las fincas de aspersión del Valle Medio del Ebro. El objetivo general de esta tesis es estudiar la viabilidad del cultivo del arroz bajo riego por aspersión en las condiciones climatológicas del Valle Medio del Ebro. Para ello se han realizado durante los años 2001 a 2004 distintos ensayos agronómicos que abarcan 1) la determinación de las variedades más adaptadas, 2) la respuesta productiva a distintas dosis de agua, 3) la respuesta productiva a la fertilización y 4) el control de malas hierbas. Los resultados obtenidos en esta tesis proporcionan las bases técnicas para el cultivo del arroz bajo riego por aspersión. Es una técnica de producción viable y prometedora siempre que se elija una variedad adecuada a las condiciones climatológicas y se consiga mantener un control de las malas hierbas que evite su competencia con las plantas de arroz, especialmente en la fase de emergencia y establecimiento del cultivo. / Rice cultivation using sprinkler irrigation is an agricultural technique that had never before been investigated in the context of the Middle Ebro Valley. This new technique is presented as an alternative of great interest that can improve the efficiency of water use to prevent loss of irrigation water that occurs in the traditional system of rice cultivation and in turn to allow its introduction in the crop rotations of the Middle Ebro Valley. The overall objective of this thesis is to study the feasibility of rice cultivation under sprinkler irrigation under the weather conditions in the Middle Ebro Valley. To achieve this goal several agronomic trials were performed from 2001 to 2004 including: 1) the identification of adapted cultivars, 2) the productive response to different doses of irrigation water, 3) the production response to fertilization and 4) the control of weeds. The results in this thesis provide the technical basis for the cultivation of rice under sprinkler irrigation. It is a promising and feasible production technique when choosing an appropriate cultivar adapted to the local weather conditions and a good weed control to avoid competition with rice plants, especially in the emergence phase and crop establishment.

Governance of natural Common-Pool Resources (CPRs) is a central area of sustainability theory and practice. This arena generally lies at the interface between policy and science. Nevertheless, the conflict nature of CPR governance is often not systematically acknowledged in analytical approaches developed for the study of Social-Ecological Systems (SES) and specifically common-pool resources. This dissertation integrates three different bodies of scholarship—Institutional Analysis/Commons Theory, Political Ecology, and Societal Metabolism—and discusses the complementarities and potentials for bringing them together. Moreover, based on this theoretical discussion, it proposes an integrated and modified version of Elinor Ostrom’s Institutional Analysis and Development (IAD) Framework. The dissertation illustrates the integration of the proposed modified version of the IAD Framework and its application to two case studies, both related to the governance of CPRs in conflict situations but significantly different in terms of geographical and political-economic contexts, institutional arrangements, and kinds of actors involved. Both cases are related to the ecological condition of critically important watersheds, and in both cases government plays a central role; however, the types of conflict and controversy show distinct characteristics. The two cases are not addressed in a comparative way but the take part in the same iterative theoretical/methodological/empirical process. In the first case, the resettlement programs in the Sanjiangyuan area (literally, three river heads) in Qinghai, People's Republic of China, are investigated. In order to preserve the Sanjiangyuan area, which contains the watersheds of the Yellow, Yangtze, and Mekong rivers, the Chinese central government has implemented since the year 2000 a program with the aim of resettling the total nomadic population and move them from the grasslands to new, semi-urban conglomerates, transforming their system of production from a predominantly self-subsistence pastoral mobile system to a sedentary system and promoting their integration into the market economy. In the second case, the policy-science interplay behind the geothermal development plans on Mount Amiata in Tuscany Region, Italy, is investigated. Mount Amiata is one of the most important freshwater reserves of central Italy. It has an aquifer that serves over 700,000 people in southern Tuscany and northern Lazio. However, independent studies, local environmental groups, and citizens associations point out that the geothermal activity is depleting and contaminating the Mount Amiata watershed and increasing the rate of degenerative diseases, morbidity, and mortality in the geothermal areas. This dissertation is presented as a hybrid between a “book format” and “collection of essays format.” It is developed in three parts. In Part I, the methodological, meta-theoretical, and theoretical background are discussed. Part II contains five stand-alone essays that relate to the applications and elaboration of the proposed modified IAD approach. In Part III, a conclusive discussion is presented.

L'objectiu d'aquesta tesi és analitzar l'efecte de diferents sistemes d'encoixinat sobre diversos paràmetres del sòl i d'un cultiu de nectarina primerenca. Es va determinar l'eficiència de sis sistemes d'encoixinat en la reducció de l'evaporació d'un sòl humit en condicions de laboratori i de camp sense conreu. En base als resultats d'aquests assajos, es va efectuar un assaig de tres anys de durada en una plantació de nectarina regada per degoteig per comparar l'eficiència de quatre sistemes d'encoixinat. El plàstic i l'escorça de pi van reduir l'evaporació del sòl, van mantenir una major humitat i van controlar millor la salinitat del sòl que el sòl nu i l'encoixinat de geotèxtil. El plàstic va mantenir una major temperatura del sòl, va afavorir la producció i va millorar la qualitat del fruit de la nectarina. L'ús d'encoixinats va millorar lleugerament els paràmetres productius de la nectarina. Aquests paràmetres van estar poc relacionats amb la humitat i la salinitat del sòl. / El objetivo de esta tesis es analizar el efecto de distintos sistemas de acolchado sobre varios parámetros del suelo y de un cultivo de nectarina temprana. Se determinó la eficiencia de seis sistemas de acolchado en la reducción de la evaporación de un suelo húmedo en condiciones de laboratorio y de campo sin cultivo. En base a los resultados de estos ensayos, se efectuó un ensayo de tres años de duración en una plantación de nectarina regada por goteo para comparar la eficiencia de cuatro sistemas de acolchado. El plástico y la corteza de pino redujeron la evaporación del suelo, mantuvieron una mayor humedad y controlaron mejor la salinidad del suelo que el suelo desnudo y el acolchado de geotextil. El plástico mantuvo una mayor temperatura del suelo, favoreció la producción y mejoró la calidad del fruto de la nectarina. El uso de acolchados mejoró ligeramente los parámetros productivos de la nectarina. Estos parámetros estuvieron poco relacionados con la humedad y la salinidad del suelo. / The aim of this thesis is to analyze the effect of different soil mulching materials on various soil parameters and on an early nectarine orchard. The efficiency to reduce evaporation of a moist soil subject to six mulching treatments was evaluated under laboratory and field conditions in a soil without vegetation. Based on results of these experiments, we conducted an experiment during three years in a drip irrigated nectarine orchard to compare the efficiency of four mulching systems. Plastic and pine bark reduced soil evaporation, maintained a higher soil water content and reduced soil salinity. The soil under plastic maintained a higher temperature, favouring the yield and improving the fruit quality of nectarine. The use of mulching materials in nectarine improved slightly the productivity parameters of this crop. These parameters were poorly correlated with soil moisture and salinity.

S’estudien els efectes a llarg termini (7-12 anys) de les aplicacions de dejeccions ramaderes sobre el rendiment i qualitat de blat de moro en regadiu i cereal d’hivern en secà i sobre la qualitat del sòl en sistemes agrícoles mediterranis. La producció de blat de moro és òptima aplicant fems de boví en fons (30 Mg ha-1) i N mineral (150-200 kg N ha-1) en cobertora. Aplicar majors dosis de fems, sense N en cobertora, permet produccions altes però amb dosis de N superiors a les permeses actualment. Per blat i ordi aportar purins abans de la sembra contribueix a augmentar les produccions de cereal d’hivern i el contingut en proteïna del gra. Aportacions afegides de N mineral en cobertora incrementen la producció de gra i el contingut en proteïna, però disminueixen la densitat i el pes del gra. Aplicacions anuals de dejeccions, tant en reg com en secà, milloren diferents paràmetres indicadors de la qualitat del sòl: augmenten l’estabilitat dels agregats, el contingut en C orgànic en la fracció lleugera de la matèria orgànica del sòl, la porositat i l’abundància de cucs de terra, respecte la fertilització amb adobs minerals. / Se estudian los efectos a largo plazo (7-12 años) de las aplicaciones de deyecciones ganaderas sobre el rendimiento y calidad del maíz en regadío y el cereal de invierno en secano y sobre la calidad del suelo en sistemas agrícolas mediterráneos. La producción de maíz es óptima aplicando estiércol de bovino en fondo (30 Mg ha-1) y N mineral (150-200 kg N ha-1) en cobertera. Aplicar mayores dosis de estiércol, sin N en cobertera, permite producciones altas pero con dosis de N superiores a las permitidas actualmente. Para trigo y cebada aportar purines antes de la siembra contribuye a aumentar las producciones de cereal de invierno y el contenido en proteína del grano. Aportaciones añadidas de N mineral en cobertera incrementan la producción de grano y el contenido en proteína, pero disminuyen la densidad y el peso del grano. Aplicaciones anuales de deyecciones, tanto en riego como en secano, mejoran diferentes parámetros indicadores de la calidad del suelo: aumentan la estabilidad de los agregados, el contenido en C orgánico en la fracción ligera de la materia orgánica del suelo, la porosidad y la abundancia de lombrices de tierra, respecto la fertilización con fertilizantes minerales. / We studied the long term effects (7-12 years) of manure application on yield and quality of irrigated maize and rainfed winter cereals and on soil quality in Mediterranean agricultural systems. Maize yield is optimized by applying dairy cattle manure (30 Mg ha-1) at presowing and mineral N (150-200 kg N ha-1) as sidedress. Higher manure rates, without sidedressing, allow high yielding but using more N than permitted at the moment. For wheat and barley, presowing applications of pig slurry contributes to increase winter cereals yields and grain protein content. Further application of mineral N at sidedressing increases yield and protein content but decreases grain density and weight. Annual manure application, for both irrigated and rainfed systems, improves, in respect mineral fertilization, several parameters that are indicators of soil quality: increases aggregate stability, organic C content in the light fraction of soil organic matter, porosity and earthworms abundance.

Soil degradation is defined as a decrease in soil quality, which is caused by non sustainable soil management. When the soil is losing its functionality is directly related with decreasing soil quality. This PhD proposes a scheme of intrinsic soil indicators for determining soil quality. This scheme includes three different sets of soil quality indicators derived from basic soil use criteria. Such criteria is based upon indicator availability, suitability and usefulness. These indicators are grouped according to three different soil threats; declining organic matter, desertification and soil salinity. These indicators were chosen under a European framework (COM (2002) 179 final) and by natural processes. With respect to this framework, these indicators should be interpretable in the context of soil quality, whilst also providing an auditable pathway through which soil management decisions can be made. The methods selected showed helpful results determining soil quality being well selected for the use of soil indicators. EM measurements provide relevant information on within-field variability of soil salinity. SOC distribution is important to be calculated in space and in depth. The MEDALUS and RUSLE models can assess the extent, intensity and severity of desertification processes in the target area. / La degradació dels sòls es defineix com la disminució de la seva qualitat causada per un mal ús per part de l’espècie humana, o bé per causes generals. Així doncs, la pèrdua de funcionalitat del sòl està lligada a la disminució de la seva qualitat. En aquesta tesi s’ha estudiat el comportament d’indicadors de qualitat del sòl escollits sota un marc polític de la Unió Europea (COM(2002)). En concret, s’han estudiat indicadors relacionats amb tres amenaces/qualitat del sòl, contingut de matèria orgànica, grau de desertificació de les terres i estat de salinitat dels sòls, amb l’objectiu de validar la seva funcionalitat per qualificar el sòl. Els estudis s’han portat a terme en dues àrees ben diferenciades de Catalunya, al marge esquerra del Delta de l’Ebre i a una zona concreta del municipi de Canalda-Odén (Solsona) a la Catalunya central. Els mètodes seleccionats han mostrat donar bons resultats en la determinació de la qualitat del sòl, sent ben seleccionats com indicadors de qualitat del sòl. L’ús de l’electromagnètic sensor proporciona bona informació per a l’estudi de la variabilitat de la salinitat del sòl. La distribució carboni orgànic del sòl és important calcular-lo per veure com canvia tan en l'espai com en profunditat. Els models MEDALUS i RUSLE han mostrat avalar l'abast, la intensitat i la gravetat dels processos de desertificació a la zona d’estudi. / La degradación de los suelos se define como la disminución de su calidad del suelo causada por un mal uso por parte de la especie humana, o bien por causas generales. Así pues, la pérdida de la funcionalidad del suelo está ligada a la disminución de calidad de éste. En la presente tesis se ha estudiado el comportamiento de indicadores de calidad del suelo escogidos bajo un marco político de la Unión Europea (COM(2002)). En concreto, se han estudiado indicadores relacionados con tres amenazas del suelo, contenido de materia orgánica, grado de desertificación de las tierras y estado de salinidad de los suelos, con el objetivo de validar su funcionalidad para cualificar el suelo. Los estudios se han realizado en 2 áreas bien diferenciadas de Catalunya, en el margen izquierdo del Delta del Ebro y una zona concreta del municipio de Canalda-Odén (Solsona) en la Catalunya central. Los métodos seleccionados han mostrado dar buenos resultados en la determinación de la calidad del suelo, siendo bien seleccionados como indicadores de calidad del suelo. El uso del sensor electromagnético proporciona buena información para el estudio de la variabilidad de la salinidad del suelo. La distribución carbono orgánico del suelo es importante calcularlo para ver cómo cambia tanto en el espacio como en profundidad. Los modelos MEDALUS y RUSLE han mostrado avalar el alcance, la intensidad y la gravedad de los procesos de desertificación en la zona de estudio.