[EN] "Investigation of the influence of the type of gas used in atmospheric plasma in surface modification of polypropylene." ABSTRACT. Polypropylene is one of the most consumed thermoplastics worldwide, with an estimated annual demand of 790,000 tons. High demand for polypropylene is directly related to its versatility and good physical and chemical properties. Polypropylene is a suitable plastic for many applications because of its low density, good mechanical and chemical resistance, lack of odor, nontoxic, low permeability to water vapor and good electrical properties. Because these both chemical and physical properties, polypropylene can be found in many industrial sectors, mainly in the packaging, construction and automotive. One of the main limitations of polypropylene is, in industries demanding high quality materials and benefits, and higher technological content, such as automotive, construction, food industry, interior and sports applications that require improved adhesive properties because their chemical nature polypropylene does not have good adhesive properties. Because of this demand in industrial sectors it requires improving the wettability properties of polypropylene. Different types of surface modification treatment, both physical and chemical. The chemical treatments generally using chemicals that attack the polymeric surface often result in waste, which by their nature are harmful to the environment. Therefore, treatments that do not generate waste are more interesting. Within this area are optimal treatments based on plasma technology, as well as being environmentally correct only modify the surface to be treated without changing the general performance properties of the material itself. This paper aims to improve the adhesion of the surface of the polypropylene using atmospheric plasma treatment with two different atmospheres, air and nitrogen. Improving the adhesive properties it has been studied by surface energy changes by determining the contact angle for different treatment conditions depending on the running speed and the substrate/nozzle distance polypropylene. For this, the mechanisms of action of atmospheric plasma are studied, analyzing both chemical and physical changes. Moreover, a study of the maximum peel force "T" and shear strength for polypropylene/polypropylene joints is done with an adhesive and atmospheric plasma treated in an air atmosphere and nitrogen atmosphere under different conditions. To end the durability of the process is determined by an analysis of the recovery of the substrate hydrophobic. The results show that the atmospheric plasma treatment using air atmosphere and nitrogen under low throughput speeds and low substrate/nozzle distances substantially improves the wettability of polypropylene. The main mechanism of action of plasma surface activation is by insertion of polar species, as shown by the study by XPS. These species are highly reactive, which results in the loss of wettability observed in the study of aging. Also there are physical changes as evidenced by increased roughness and mass loss, which contribute positively to the improvement of the adhesive properties. Generally, one can say that the treatment of atmospheric plasma is an appropriate method for improving the adhesive properties of the surfaces of the polypropylene, and very interesting from the industrial viewpoint, due to easy implementation and flexibility in a continuous production process and because it is a very friendly technology environment. / [ES] "Investigación de la influencia del tipo de gas utilizado en el plasma atmosférico, en la modificación superficial del polipropileno" RESUMEN. El polipropileno es uno de los termoplásticos de mayor consumo a nivel mundial, con una demanda anual estimada de 790000 toneladas. La elevada demanda del polipropileno está directamente relacionada con su versatilidad y sus buenas propiedades físicas y químicas. El polipropileno es un plástico idóneo para muchas aplicaciones por su baja densidad, buena resistencia química y mecánica, falta de olor, no tóxico, poca permeabilidad para el vapor de agua y buenas propiedades eléctricas. Debido a estas propiedades tanto químicas como físicas, el polipropileno lo podemos encontrar en multitud de sectores industriales, principalmente en los sectores de embalaje, construcción y automoción. Una de las principales limitaciones del PP es su baja humectabilidad ya que por su naturaleza química el polipropileno no tiene buenas propiedades adhesivas. Debido a la demanda en sectores industriales como el sector de automoción, construcción, industria alimentaria, embalaje, etc., se requiere mejorar las propiedades de humectabilidad del polipropileno. Existen distintos tipos de tratamientos de modificación superficial, tanto físicos como químicos. Los tratamientos químicos, en general, al utilizar productos químicos que atacan la superficie polimérica suelen originar residuos, que por su naturaleza son perjudiciales para el medioambiente. Por este motivo, son más interesantes los tratamientos que no generen residuos. Dentro de este ámbito, son óptimos los tratamientos basados en la tecnología de plasma, ya que además de ser medioambientalmente correctos, sólo modifican la superficie a tratar sin cambiar las propiedades generales de comportamiento del propio material. El presente trabajo pretende mejorar la adhesión de la superficie del PP mediante la utilización del tratamiento de plasma atmosférico con dos atmósferas diferentes, aire y nitrógeno. La mejora de las propiedades adhesivas se ha estudiado a través de los cambios de energía superficial mediante la determinación del ángulo de contacto para diferentes condiciones de tratamiento en función de la velocidad de paso y de la distancia sustrato/tobera sobre la superficie del polipropileno. Para ello se estudian los mecanismos de actuación del plasma atmosférico, analizando tanto los cambios químicos como físicos. Por otra parte, se realiza un estudio sobre la fuerza máxima de pelado en "T" y resistencia a la cizalla, para uniones polipropileno/polipropileno con un adhesivo de poliuretano y tratadas con plasma atmosférico en atmósfera de aire y atmósfera de nitrógeno en diferentes condiciones. Para finalizar se determina la durabilidad del proceso mediante un análisis de la recuperación hidrofóbica del sustrato de polipropileno. Los resultados obtenidos demuestran que el tratamiento con plasma atmosférico utilizando atmósfera de aire y atmósfera de nitrógeno en condiciones de bajas velocidades de paso y bajas distancias sustrato/boquilla mejora sustancialmente la humectabilidad del polipropileno. El mecanismo principal de actuación del plasma es la activación superficial por inserción de especies polares, como demuestra el estudio mediante XPS. Estas especies son altamente reactivas, lo que repercute en la pérdida de humectabilidad observada en el estudio de envejecimiento. Además también existen cambios físicos como demuestra el aumento de la rugosidad y la pérdida de masa, que contribuyen de forma positiva a la mejora de las propiedades adhesivas. De forma general, se puede decir que el tratamiento de plasma atmosférico es un método apropiado para la mejora de las propiedades adhesivas de las superficies del polipropileno, así como muy interesante desde el punto de vista industrial, debido a la fácil implantación y flexibilidad en un proceso de producción en continuo y por t / [CAT] "Investigació de la influència del tipus de gas utilitzat en el plasma atmosfèric en modificació de la superfície de polipropilè." RESUM. El polipropilè és un dels termoplàstics més consumits a tot el món, amb una demanda anual estimada de 790.000 tones. L'alta demanda de polipropilè està directament relacionada amb la seva versatilitat i bones propietats tant físiques com químiques. El polipropilè és un plàstic adequat per a moltes aplicacions per la seva baixa densitat, bona resistència mecànica i química, manca d'olor, no tòxicitat, baixa permeabilitat al vapor d'aigua i bones propietats elèctriques. Degut a aquestes propietats químiques i físiques, el polipropilè es pot trobar en molts sectors industrials, principalment en l'embalatge, la construcció i l'automoció. No obstant això, una de les principals limitacions de polipropilè es troba als sectors que exigeixen materials d'alta qualitat i prestacions i major contingut tecnològic, com ara l'automoció, la construcció, la indústria alimentària, interiorisme i aplicacions esportives. La naturalesa química del propilè atorga a aquest baixes propietats adhesives, les quals deuen ser incrementades si es vol aplicar el polipropilè a aquests sectors industrials. Per tant, hi ha una demanda en sectors industrials que requereix una millora en les propietats de humectabilitat de polipropilè. Hi ha diferents tipus de tractament de modificació superficial com tractaments físics i químics. Els tractaments químics en general, empren productes químics que ataquen la superfície polimèrica. Aquest tractament, sovint, generen residus que per la seva naturalesa són perjudicials per al medi ambient. Per tant, és interesant la utilització de tractaments que no generen residus. Dins d'aquesta àrea, els tractaments de tecnologia de plasma són òptimes, sent tractaments ecològics, modificant la superfície sense canviar les propietats generals del propi material. Aquest treball té com a objectiu millorar l'adherència de la superfície del polipropilè mitjançant tractaments atmosfèrics de plasma amb dos ambients atmosferes diferents: aire i nitrogen. La millora de les propietats adhesives amb el càlcul d'energia superficial mitjançant la determinació de l'angle de contacte per a les diferents condicions de tractament en funció de la velocitat de tractament i la distància substrat/tobera. s'Estudien els mecanismes d'acció de plasma atmosfèric, analitzant canvis químics i físics. D'altra banda, es du a terme un estudi de la màxima força de pelat en "T" i resistència a la ciçalladura de unions polipropilè/polipropilè tractats amb plasma atmosfèric en atmosfera d'aire i atmosfera de nitrogen sota condicions diferents. Per finalitzar la durabilitat del procés està determinada per una anàlisi de la recuperació de la hidrofobicitat del substrat. Els resultats mostren que el tractament amb plasma atmosfèric utilitzant atmosfera d'aire i nitrogen amb una velocitat de tractament baixa i baixes distancia substrat/tobera millora substancialment la humectabilitat de polipropilè. El principal mecanisme d'acció d'activació de la superfície de plasma és mitjançant la inserció d'espècies polars, com es mostra a l'estudi XPS. Aquestes espècies són altament reactives, el que dona lloc a la pèrdua de humectabilitat observat en l'estudi d'envelliment. També hi ha canvis físics com ho demostra l'augment de la rugositat i la pèrdua de massa, que contribueixen positivament a la millora de les propietats adhesives. Així, és possible afirmar que el tractament de plasma atmosfèric és un mètode apropiat per millorar les propietats adhesives de les superfícies del polipropilè, i el tractament es molt interessant des d'un punt de vista industrial, a causa de la fàcil aplicació, possibilitat de flexibilitat en produccions en continu i degut a ser a una tecnologia respectuosa amb el medi ambient. / Monzó Pérez, MR. (2015). Investigación de la influencia del tipo de gas utilizado en el plasma atmosférico, en la modificación superficial del polipropileno [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58776 / TESIS

[EN] Aleppo pine covers a large area in the Mediterranean region, but the effects of silvicultural practices that modify the canopy on the ecology of these forests have been relatively understudied. In this Ph D thesis we assess the effect of silvicultural treatments of different intensities on some key aspects that regulate the soil microclimate and the nutrient dynamics of a P. halepensis forest. The treatments are: shelterwoods of two intensities (60 and 75% of basal area removed, referred to as T60 and T75, respectively) and clearfelling (100% of basal area removed, T100) which were compared with untreated controls (T0). The study was conducted ten years following the implementation of the treatments.. Therefore, we provide useful information to determine its mid-term effects on the ecology of this Mediterranean forest ecosystem. The T100 treatment has caused an increase in soil temperature, and the time series analysis indicates that this treatment has affected both the annual sinusoidal component of variation and the daily fluctuations in the short term. Soil moisture in the summer has been significantly reduced in the T100 treatments. This reduction is due to reduced water infiltration into the soil, which is attributed to an increase in the hydrophobicity or to the creation of surface crusts in the bare soil. The T60 and T75 treatments have not caused significant changes in the soil temperature and moisture dynamics, probably due to the closure of the canopy and to the understory development. The production of litterfall and the associated return of nutrients to the soil (C, N, P, K, Ca and Mg) were linearly reduced with the treatment intensity, with the basal area removed explaining 45-60% of their variation. The exception was K return, which had a lower sensitivity to treatment intensity due to the compensation of the understory litterfall. There has been a slight decrease in the decomposition rate of the P. halepensis needles associated to T100 treatment, as well as alterations in the Ca and K release from the needles. These changes are due to the contamination with soil particles caused by the limited presence of the forest floor in the plots subjected to this treatment. The T60 and T75 treatments have neither significantly affected the litter decomposition nor the associated nutrient release. The soil N mineralization rate in the three silvicultural treatments doubled that of the untreated forest, and this fact seems to be related to the higher proportion of understory litterfall in the treated plots. Overall, soil type has not significantly affected the impact of silvicultural treatments on the ecological processes studied in this work. The results suggest that the mid-term influence of the treatments on microclimate is limited to T100 treatment, and these differences in microclimate do not seem to affect nutrient dynamics. We suggest that studying the dynamics of the understory is necessary to assess the impact of silvicultural treatments on the biogeochemical cycles in these forests. / [ES] El pino carrasco ocupa una extensa superficie en la región Mediterránea, pero los efectos de las prácticas selvícolas que modifican el dosel arbóreo sobre la ecología de estos bosques han sido relativamente poco estudiados. En la presente tesis doctoral se evalúa el efecto de tratamientos selvícolas de diferentes intensidades sobre algunos aspectos clave que regulan el microclima del suelo y la dinámica de nutrientes de un bosque de P. halepensis. Los tratamientos estudiados son aclareos sucesivos uniformes de dos intensidades (60 y 75% de área basimétrica sustraída, denominados T60 y T75 respectivamente) y corta a hecho (100% de área basimétrica sustraída, T100), que se comparan con controles no tratados (T0). El estudio se ha realizado más de diez años después de la ejecución de los tratamientos, por lo que se proporciona información útil para determinar sus efectos a medio plazo sobre la ecología de este ecosistema forestal mediterráneo. El tratamiento T100 ha provocado un aumento en la temperatura del suelo, y el análisis de series temporales indica que este tratamiento ha afectado tanto al componente senoidal anual de la variación como a las variaciones diarias en el corto plazo. La humedad del suelo en el periodo estival se ha visto reducida significativamente en los tratamientos T100. Esta reducción se debe a la menor infiltración de agua en el suelo, que se atribuye al incremento en la hidrofobicidad o a la creación de costras superficiales por dejar el suelo descubierto. Los tratamientos T60 y T75 no han provocado cambios importantes en la dinámica de la temperatura y la humedad del suelo, probablemente por el cierre del dosel arbóreo y el desarrollo del sotobosque. La producción de desfronde y el retorno asociado de nutrientes al suelo (C, N, P, K, Ca y Mg) se ha reducido de forma lineal con la intensidad del tratamiento, de forma que el área basal sustraída explica el 45-60% de su variación, con la excepción del retorno de K que presenta una menor sensibilidad a la intensidad del tratamiento debido al papel de compensación del desfronde del sotobosque. Se ha observado un ligero descenso en la tasa de descomposición de las acículas de P halepensis relacionado con el tratamiento T100, así como alteraciones en la liberación asociada de Ca y K de las acículas. Estos cambios se deben al efecto de la contaminación con partículas de suelo provocada por la limitada presencia del horizonte orgánico en las parcelas sometidas a este tratamiento. Los tratamientos T60 y T75 no han afectado de forma significativa a la descomposición de la hojarasca ni a la liberación de nutrientes asociada. La tasa de mineralización de N en el suelo mineral se ha duplicado en los tres tratamientos selvícolas en comparación con el bosque no tratado, lo que parece estar relacionado con que en las parcelas tratadas haya una mayor proporción de desfronde de matorral. En general, el tipo de suelo no parece haber afectado de forma importante al impacto de los tratamientos selvícolas sobre los procesos ecológicos estudiados en este trabajo. Los resultados en su conjunto sugieren que la influencia a medio plazo de los tratamientos sobre el microclima se limita a los tratamientos T100, y además, que estas diferencias en el microclima no parecen afectar a la dinámica de nutrientes. Se sugiere para próximos trabajos el estudio de la dinámica del matorral, que parece ser un factor determinante a la hora de evaluar el impacto de los tratamientos selvícolas sobre los ciclos biogeoquímicos de este tipo de bosque. / [CAT] El pi blanc ocupa una extensa superfície a la regió Mediterrània, però els efectes de les pràctiques silvícoles que modifiquen el dosser arbori sobre l'ecologia d'aquests boscos han estat relativament poc estudiats. En la present tesi doctoral s'avalua l'efecte de tractaments silvícoles de diferents intensitats sobre alguns aspectes clau que regulen el microclima del sòl i la dinàmica de nutrients d'un bosc de P. halepensis. Els tractaments estudiats són aclarida successiva uniforme de dues intensitats (60 i 75% d'àrea basimètrica sostreta, denominats T60 i T75 respectivament) i tallada arreu (100% d'àrea basimètrica sostreta, T100), que es comparen amb controls no tractats (T0). L'estudi s'ha realitzat més de deu anys després de l'execució dels tractaments, de manera que es proporciona informació útil per determinar els seus efectes a mitjà termini sobre l'ecologia d'aquest ecosistema forestal mediterrani. El tractament T100 ha provocat un augment en la temperatura del sòl, i l'anàlisi de sèries temporals indica que aquest tractament ha afectat tant al component sinusoïdal anual de la variació com a les variacions diàries en el curt termini. La humitat del sòl en el període estival s'ha vist reduïda significativament en els tractaments T100. Aquesta reducció es deu a la menor infiltració d'aigua en el sòl, que s'atribueix a l'increment en la hidrofobicitat o a la creació de crostes superficials per deixar el sòl descobert. Els tractaments T60 i T75 no han provocat canvis importants en la dinàmica de la temperatura i la humitat del sòl, probablement pel tancament del dosser arbori i el desenvolupament del sotabosc. La producció de fullaraca i el retorn associat de nutrients al sòl (C, N, P, K, Ca i Mg) s'ha reduït de forma lineal amb la intensitat del tractament, de manera que l'àrea basimètrica sostreta explica el 45-60% de la seva variació, amb l'excepció del retorn de K que presenta una menor sensibilitat a la intensitat del tractament a causa del paper de compensació de la producció de fullaraca del sotabosc. S'ha observat un lleuger descens en la taxa de descomposició de les acícules de P. halepensis relacionat amb el tractament T100, així com alteracions en l'alliberament de Ca i K de les acícules en descomposició. Aquests canvis es deuen a l'efecte de la contaminació amb partícules de sòl provocada per la limitada presència de l'horitzó orgànic en les parcel¿les sotmeses a aquest tractament. Els tractaments T60 i T75 no han afectat de manera significativa a la descomposició de la fullaraca ni a l'alliberament de nutrients associat. La taxa de mineralització de N al sòl mineral s'ha duplicat en els tres tractaments silvícoles en comparació amb el bosc no tractat, el que sembla estar relacionat amb que a les parcel¿les tractades hagi una major proporció de producció de fullaraca del sotabosc. En general, el tipus de sòl no sembla haver afectat de forma important a l'impacte dels tractaments silvícoles sobre els processos ecològics estudiats en aquest treball. Els resultats en el seu conjunt suggereixen que la influència a mig termini dels tractaments sobre el microclima es limita al tractament T100, i a més, que aquestes diferències en el microclima no semblen afectar la dinàmica de nutrients. Per a propers treballs, es suggereix l'estudi de la dinàmica del matoll, que sembla ser un factor determinant a l'hora d'avaluar l'impacte dels tractaments silvícoles sobre els cicles biogeoquímics d'aquest tipus de bosc. / Lado Monserrat, L. (2015). Efecto de tratamientos selvícolas de diferente intensidad sobre el microclima del suelo y los ciclos de nutrientes de un bosque de pino carrasco [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59417 / TESIS

[EN] Water and nitrogen transport in soil simulation models are useful for understanding the evolution of such processes and to predict the behaviour of water and nitrogen in the soil to use such information to make recommendations to farmers when these models are applied to commercial farms. A feature of such models is that they have a large number of parameters associated to the different processes modelled. Some of these parameters can be obtained directly from experiments or literature. However, other parameters have to be estimated by comparing the model predictions with experimental data measured in the field. This process is known as model calibration and has to be previously performed to be able to use this type of models for a certain crop and a holding. Measures of moisture and nitrogen content of soil nitrogen are difficult to obtain because either specialized equipment such as humidity probes is needed, or periodic sampling and analyses have to be undertaken, which are expensive from the point of view of the money and time needed. Thus, the number of data available for the calibration of water and nitrogen transport models is not very large therefore the parameter estimation of these models has the problem known as overparameterization. This means, it is possible to find different sets of parameter values for the model in such a way that the model predictions go through the available experimental data. To solve this problem, the chosen approach has been to reduce the number of parameters to be estimated, setting the the other parameters in a typical value. For that, is necessary to have a criterion for choosing which parameters are used in the optimization process associated with calibration and which ones remain fixed. In this work, we have evaluated two methods of global sensitivity analysis for computational models, to determine which are the most sensitive parameters of LEACHN and EU-Rotate\_N models, which simulate the behaviour of water and nitrogen in the soil of two cultivated plots with cauliflower in two consecutive crops, taking as a variable to examine the error between the model outputs and experimental measurements. The methods used were, first, LH-OAT method based on the calculation of average Local sensitivity indices evaluated in a set of points of the parameter space obtained by sampling according to a Latin hypercube. The other method evaluated has been the FAST method, which it is based on the decomposition of the total variance of the model when the parameters space is visited using search curves in this space. After determination of the most important parameters related with the water dynamics in the soil and the nitrogen cycle, we have proceeded to the calibration of these models. With the calibrated models a prediction for the evolution of the moisture and nitrate content in the soil has been performed for the two experimental plots. Once calibrated, both LEACHM and EU-Rotate\_N models have simulated adequately the evolution of the water content in the soil, both in the period used for the calibration and in predictions performed. Parameters related to the nitrogen cycle have presented more interactions, hindering the choice of the most sensitive parameters of each model. After obtaining an optimal configuration for the value of the parameters related to the the nitrogen cycle, a reasonable adjustment for the models has been achieved providing predictions of the evolution of nitrogen content in the soils with a higher error margin than the one obtained for predictions of soil moisture. / [ES] Los modelos de simulación del transporte de agua y nitrógeno en el suelo son útiles para la comprensión del funcionamiento de estos procesos, así como para predecir el comportamiento de los mismos, de modo que puedan utilizarse como herramientas de recomendación para los agricultores cuando se aplican en explotaciones comerciales. Este tipo de modelos se caracterizan por contener una gran cantidad de parámetros asociados a los distintos procesos que modelizan. Algunos de estos parámetros se pueden obtener directamente de experimentos o de la literatura. No obstante, hay otros parámetros que se han de estimar comparando las predicciones de los modelos con datos experimentales que se hayan medido en el campo. Este proceso se conoce como calibración del modelo y se ha de realizar previamente a poder utilizar este tipo de modelos para un cierto cultivo y una explotación determinada. Las medidas de humedad y contenido de nitrógeno en el suelo son difíciles de realizar, ya que se necesita o bien disponer de equipos especializados, como las sondas de humedad, o realizar muestreos y análisis periódicos que son costosos desde el punto de vista económico además de requerir tiempo para su realización. Así, el número de datos disponible para la calibración de los modelos de transporte de agua y nitrógeno no es muy elevado y, por ello, la estimación de parámetros de estos modelos presenta el problema conocido como sobreparametrización, esto es se pueden encontrar distintos conjuntos de parámetros de forma que las predicciones del modelo pasen por los puntos experimentales disponibles. Para resolver este problema, se ha optado por reducir el número de parámetros a estimar, fijando los otros parámetros en un valor típico. Para ello, es necesario disponer de un criterio de elección de qué parámetros se utilizan en el proceso de optimización asociado a la calibración. En este trabajo se han evaluado dos métodos de análisis de sensibilidad global de modelos, para determinar cuales son los parámetros más sensibles de los modelos LEACHN y EU-Rotate\_N, que simulan el comportamiento del agua y nitrógeno en el suelo de dos parcelas cultivadas con coliflor en dos periodos de cultivo consecutivos, tomando como variable a analizar el error entre las salidas del modelo y las medidas experimentales. Los métodos utilizados han sido, por un lado, el método LH-OAT, basado en el cálculo del promedio de índices de sensibilidad local evaluados en un conjunto de puntos del espacio de parámetros obtenidos por un muestreo según un hipercubo latino. El otro método evaluado ha sido el método FAST, que se basa en la descomposición de la varianza total de la salida del modelo al utilizar unas curvas de búsqueda en el espacio de parámetros. Tras la determinación de los parámetros más importantes para la dinámica del agua y el ciclo del nitrógeno en el suelo, se ha procedido a la calibración de estos modelos. Con los modelos calibrados se ha realizado la predicción de la evolución de la humedad y del contenido de nitrato en el suelo. Tanto el modelo LEACHM como el modelo EU-Rotate\_N, una vez calibrados han simulado bien la evolución del contenido de agua en el suelo, tanto en el periodo utilizado para la calibración, como en las predicciones realizadas. Los parámetros relacionados con el ciclo del nitrógeno han presentado mayor grado de interacción, dificultando la elección de los parámetros más sensibles de cada modelo. Una vez obtenida una configuración óptima para el valor de los parámetros relacionados con el ciclo del nitrógeno se ha conseguido un ajuste razonable para el modelo, que permite predicciones de la evolución del nitrógeno con un margen de error superior que el que se ha conseguido para las predicciones de humedad del suelo. / [CAT] Els models de simulació del transport d'aigua i nitrogen en el sòl són útils per a la comprensió del funcionament d'aquests processos a mes de predir el comportament dels mateixos de manera que puguen utilitzar-se com a eines de recomanació per als agricultors quan s'apliquen en explotacions comercials. Aquest tipus de models es caracteritzen per contenir una gran quantitat de paràmetres associats als diferents processos que modelitzen. Alguns d'aquests paràmetres es poden obtenir directament d'experiments o de la literatura. No obstant açò, hi ha altres paràmetres que s'han d'estimar comparant les prediccions dels models amb dades experimentals que s'hagen mesurat en el camp. Aquest procés es coneix com a calibratge del model i s'ha de realitzar prèviament a poder utilitzar aquest tipus de models per a un cert cultiu i una explotació determinada. Les mesures d'humitat i contingut de nitrogen en el sòl són difícils de realitzar ja que es necessita disposar d'equips especialitzats, com les sondes d'humitat, o bé realitzar mostrejos i anàlisis periòdiques que són costosos des del punt de vista econòmic, i a més requereixen temps per a la seua realització. Així, el nombre de dades disponible per al calibratge dels models de transport d'aigua i nitrogen no és molt elevat i, per açò, l'estimació de paràmetres d'aquests models presenta el problema conegut com sobreparametrització, açò és, es poden trobar diferents conjunts de paràmetres de manera que les prediccions del model passen pels punts experimentals disponibles. Per a resoldre aquest problema s'ha optat per reduir el nombre de paràmetres a estimar, fixant els altres paràmetres en un valor típic. Per a açò, és necessari disposar d'un criteri d'elecció de quins paràmetres s'utilitzen en el procés d'optimització associat al calibratge. En aquest treball s'han avaluat dos mètodes d'anàlisis de sensibilitat global d'un model, per a determinar quins són els paràmetres més sensibles dels models LEACHN i EU-Rotate\_N, que simulen el comportament de l'aigua i nitrogen en el sòl de dues parcel·les conreades amb coliflor en dos períodes de cultiu consecutius, prenent com a variable a analitzar l'error entre les eixides del model i les mesures experimentals. Els mètodes utilitzats han sigut, d'una banda, el mètode LH-OAT, basat en el càlcul de la mitja d'índexs de sensibilitat local avaluats en un conjunt de punts de l'espai de paràmetres obtinguts per un mostreig segons un hipercub llatí. L'altre mètode avaluat ha sigut el mètode FAST, que es basa en la descomposició de la variància total de l'eixida del model en utilitzar unes corbes de cerca en l'espai de paràmetres. Després de la determinació dels paràmetres més importants per a la dinàmica de l'aigua i el cicle del nitrogen en el sòl, s'ha procedit al calibratge d'aquests models. Amb els models calibrats s'ha realitzat la predicció de l'evolució de la humitat i del contingut de nitrat en el sòl. Tant el model LEACHM com el model EU-Rotate\_N, una vegada calibrats, han simulat bé l'evolució del contingut d'aigua en el sòl, tant en el període utilitzat per al calibratge, com en les prediccions realitzades. Els paràmetres relacionats amb el cicle del nitrogen han presentat major grau d'interacció, dificultant l'elecció dels paràmetres més sensibles de cada model. Una vegada obtinguda una configuració òptima per al valor dels paràmetres relacionats amb el cicle del nitrogen s'ha aconseguit un ajust raonable per al model, que permet prediccions de l'evolució del nitrogen amb un marge d'error superior que el que s'ha aconseguit per a les prediccions d'humitat del sòl. / Sánchez De Oleo, CM. (2016). Estimación de parámetros en modelos de transporte de agua y nitrógeno en el suelo [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62589 / TESIS

[EN] The mineralization of the organic nitrogen is a fundamental process of the soil's nitrogen cycle, which supposes a source of mineral nitrogen that can be harnessed by the plants, also contributing to the maintenance of the biological activity of the soil. Therefore, when it comes to develop efficient recommendations about the nitrogenized fertilization of a crop, it is essential to consider how the mineralization of different sources of organic manure contributes to the availability of nitrogen in the soil. In the Valencia's orchard the contribution of organic material to the soil is considerable, and if the mineralization of the fertilization programme of the crops is not taken into account, the nitrogen levels could affect the production and the quality of what is produced, in addition to affect the environment due to the nitrate leaching. In order to know the contribution of mineralization in the manure poultry, soil organic matter during cauliflower crop and in the crops' remnants, field experiments were done between the years 2012-2014. There were two field experiments focused on the mineralization of poultry manure on bare soil during the summer and autumn 2013. There were two field experiments on soil organic matter during cauliflower crop between October and February of the years 2012-2013 and 2013-2014. Once the cauliflower crop harvest was done, the field experiments to find out the rate of decomposition of the crop's remnants to its incorporation to the soil through plowing were established. Those three field experiments were conducted in three consecutive years: April-July of 2012, March-May of 2013 and March-May 2014. Along with the experiments conducted in the fields, laboratory experiments were also done, constant incubations of soil samples in controlled conditions of temperature and humidity during a maximum period of 6 months, in order to determine the nitrogen and carbon mineralization under this conditions. The quantity of Norg incorporated to the soil per each ton of applied chicken waste was 22 kg., while the contributed Nmin was 3 kg. per ton of poultry manure, being the ammoniac form the dominant one in the mineral fraction. The mineralization of this organic nitrogen contribution was very dependent of the soil's humidity, due that in the time of the year that poultry manure can be contributed (July and September), the temperature was not limiting. In the conditions of the field experiments, two months after the application an 17%-32% of the contributed organic nitrogen had mineralized already. An important quantity of this nitrogen produced by mineralization can be lost via leaching due to the excessive irrigation that the local farmers do right before the sowing of the crops. The field experiment of incubation under controlled conditions, showed that approximately a 30%-50% of the Norg was mineralized in the first seven days. The rates of soil respiration measured in situ, were higher in the zones where the application of the poultry manure was done, but as time goes by, they tend to equate with the untreated zones. The field experiments done under controlled conditions showed that the mineralization of carbon was faster than that of the nitrogen, and it was produced almost in its totality in the first seven days from the beginning of the incubation. The incorporation of the cauliflower crop residues to the soil supposed and important contribution of organic nitrogen, around of 180 kg ha-1, of which up to 60% mineralizes in the first 15 days after its incorporation, depending on the environmental conditions and the soil's humidity. The rates of soil respiration measured in situ were higher in the zones where the crop waste was incorporated, but were very dependent in the humidity of the soil. The model EU-Rotate_N, once calibrated, simulated adequately the content of the mineral nitrogen in the soil's profile. / [ES] La mineralización del nitrógeno orgánico es un proceso fundamental del ciclo de nitrógeno en el suelo que supone una fuente de nitrógeno mineral que puede ser aprovechada por las plantas, contribuyendo además al mantenimiento de la actividad biológica del suelo. Por ello, a la hora de desarrollar recomendaciones eficientes sobre la fertilización nitrogenada de un cultivo es indispensable considerar como contribuye la mineralización de diferentes fuentes de material orgánico a la disponibilidad de nitrógeno en el suelo. En la zona de la huerta de Valencia los aportes de material orgánico al suelo son considerables, y si no se tiene en cuenta su mineralización en la programación de la fertilización de los cultivos, los niveles de nitrógeno podrían afectar a la producción y a la calidad de lo producido, además de afectar al medio ambiente por su contribución a la lixiviación de nitrato. Para estudiar la mineralización de la gallinaza, de la materia orgánica del suelo durante el cultivo de la coliflor y de los restos de cosecha de este cultivo, se realizaron varios ensayos de campo entre los años 2012 y 2014. Hubo dos ensayos de mineralización de gallinaza en suelo desnudo en el verano de 2013 y en el otoño del mismo año. Se realizaron dos ensayos de mineralización de la materia orgánica del suelo durante el cultivo de coliflor entre octubre y febrero los años 2012-2013 y 2013-2014. Además, hubo tres ensayos para medir la tasa de descomposición de los restos del cultivo de coliflor después de su incorporación al suelo mediante labor de arado, en tres años consecutivos: abril-julio de 2012, marzo-mayo de 2013 y marzo-mayo 2014. Paralelamente a los ensayos de campo se realizaron experimentos en laboratorio, consistentes en incubaciones de muestras de suelo en condiciones controladas de temperatura y humedad durante un periodo máximo de 6 meses, a fin de determinar la mineralización de nitrógeno y carbono bajo dichas condiciones. La cantidad de Norg incorporada al suelo por cada tonelada de gallinaza aplicada fue de 22 kg, mientras que de Nmin se aportaron 3 kg por tonelada de gallinaza, siendo la forma amónica la dominante en la fracción mineral. La mineralización de este aporte de nitrógeno orgánico fue muy dependiente de la humedad del suelo, ya que en las fechas en las que se suele aportar la gallinaza (julio a septiembre), la temperatura no fue limitante. En las condiciones de los ensayos realizados en campo, transcurridos dos meses desde la aplicación se había mineralizado entre el 17-32% del nitrógeno orgánico aportado. Una cantidad importante de este nitrógeno producido por la mineralización se puede perder por lixiviación con los abundantes riegos que suelen hacer los agricultores en la preparación del terreno para la plantación del cultivo y tras ésta. Los ensayos de incubación en condiciones controladas mostraron que aproximadamente el 30-50% del Norg se mineraliza en los primeros siete días. Las tasas de respiración en el suelo medidas in situ, fueron más altas en las zonas con aplicación de gallinaza, pero con el paso del tiempo, tendieron a igualarse con las de las zonas no tratadas. Los ensayos en condiciones controladas mostraron que la mineralización del carbono fue más rápida que la del nitrógeno, y se produjo casi en su totalidad en los primeros siete-diez días desde el comienzo de la incubación. La incorporación de los restos de cosecha de coliflor al suelo supone un aporte importante de nitrógeno orgánico, del orden de 180 kg N ha-1, de los cuales se mineralizó hasta un 60% en los primeros 15 días tras su incorporación, dependiendo de las condiciones ambientales y de humedad del suelo. Las tasas de respiración medidas in situ fueron más altas en las zonas con incorporación de restos de cosecha, pero fueron muy dependientes de la humedad del suelo. El modelo EU-Rotate_N, una vez calibrado, simuló adecuadamente el contenido de nitrógeno m / [CAT] La mineralització del nitrogen orgànic és un procés fonamental del cicle de nitrogen en el sòl, que suposa una Font de nitrogen mineral que pot ser aprofitada per les plantes, contribuint a mes al manteniment de l'activitat biològica del sòl. Per açò, a l'hora de desenvolupar recomanacions eficients sobre la fertilització nitrogenada d'un cultiu és indispensable considerar com contribueix la mineralització de diferents fonts de material orgànic a la disponibilitat de nitrogen en el sòl. En la zona de l'horta de Valencia les aportacions al sòl de material orgànic son considerables, i si no es té en compte la mineralització en la programació de la fertilització dels cultius, els nivells de nitrogen podrien afectar a la producció i a la qualitat de el que produeix, a més d'afectar al medi ambient per la seva contribució a la lixiviació de nitrat. Per conèixer la contribució de la mineralització, tant d'esmenes orgàniques com de les restes de collita, entre els anys 2012-2014 es van realitzar diferents experiments de camp per a determinar: i) la mineralització de la gallinassa, ii) la mineralització de la matèria orgànica del sòl durant el cultiu de la coliflor i iii) la mineralització de les restes de collita de coliflor. Els dos assajos de mineralització de gallinassa es realitzaren sobre sòl nu en l'estiu de 2013 i en el Otoño del mateix any. Els dos assajos de mineralització de la matèria orgànica del sol es van realitzar durant el cultiu de coliflor entre octubre i febrer dels anys 2012-2013 i 2013-2014. Una vegada finalitzada la recol·lecció de la coliflor, es van establir els assajos per a mesurar la taxa de descomposició de les restes del cultiu posterior a la seva incorporació al sòl mitjançant labor d'arada. Per a açò es realitzaren tres assajos en tres anys consecutius: Abril-Juliol de 2012, Març-Maig de 2013 i Març-Maig 2014. Paral·lelament als assajos de camp es realitzaren experiments en laboratori, consistents en incubacions de mostres de sòl en condicions controlades de temperatura i humitat durant un període màxim de 6 mesos, a fi de determinar la mineralització de nitrogen i carboni baix aquestes condicions. La quantitat de Norg incorporada al sòl per cada tona de gallinassa aplicada es de 22 kg, mentre que Nmin s'aporten 3 Kg per tona de gallinassa. La mineralització d'aquesta aportació de nitrogen orgànic es molt dependent de la humitat del sòl, ja que en les dates en que se sol aportar la gallinassa (juliol a setembre), la temperatura no és limitant. En les condicions dels assajos realitzats en camp, transcorreguts dos mesos des de l'aplicació s'havia mineralitzat entre el 17-32% del nitrogen orgànic aportat. Una quantitat important d'aquest nitrogen produït per la mineralització es pot perdre per lixiviació amb els abundants regs que solen fer els agricultors de la zona previs a la plantació del cultiu. Els assajos d'incubació en condicions controlades mostren que aproximadament el 30-50% del Norg es mineralitza en els primer set dies. Les taxes de respiració en el sòl mesurades in situ, son més altes en les zones amb aplicació de gallinassa, però amb el pas del temps, tendeixen a igualar-se amb les de les zones no tractades. Els assajos en condicions controlades mostren que la mineralització del carboni es més ràpida que la del nitrogen, i és produeix quasi en la seva totalitat en els primers set-deu dies des de el començament de la incubació. La incorporació de les restes de collita de coliflor al sòl suposa una aportació important de nitrogen orgànic, del ordre de 180 kg N ha-1, dels quals és mineralitza fins un 60% en els primers 15 dies després de la seva incorporació dependent de les condicions ambientals i d'humitat del sòl. Les taxes de respiració mesurades in situ són més altes en les zones amb la incorporació de es restes de collita, però son molt dependents de la humitat del sòl El model EU-Rotate_N, un / Jaramillo González, CX. (2016). Mineralización de la gallinaza y de los restos de cosecha en el suelo. Aplicación al cultivo de la coliflor en la huerta de Valencia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62862 / TESIS

La carencia de nitrógeno es uno de los principales problemas encontrados en la elaboración del vino, especialmente relacionados con fermentaciones lentas e incompletas. En condiciones de vinificación, bajos niveles iniciales de nitrógeno limitan el crecimiento y la producción de biomasa, provocando una baja tasa de fermentación. Los compuestos nitrogenados presentes en el mosto también influyen en la producción de metabolitos volátiles y no volátiles que son los que regulan el perfil sensorial y la calidad del vino. Actualmente, el método más común utilizado para tratar carencias de nitrógeno en la fermentación, es la adición de nitrógeno. Sin embargo, el efecto de estas adiciones se rige por los requerimientos específicos nitrogenados de cada cepa y de las condiciones de fermentación. Esta tesis doctoral estudia el metabolismo nitrogenado de cuatro cepas vínicas comerciales, ampliamente utilizadas en la industria vínica española, especialmente en lo referente al crecimiento celular y la actividad fermentativa, así como la producción de metabolitos. Este estudio se ha centrado en la importancia de la cantidad y la calidad de nitrógeno presente en el mosto, con el fin de lograr un rendimiento óptimo de la fermentación. A través de este trabajo la eficiencia de diferentes marcadores ha sido probada con el fin de encontrar un biosensor que pueda ser utilizado en la detección de condiciones limitantes de nitrógeno durante el proceso de fermentación. Este trabajo se ha realizado utilizando diferentes técnicas bioquímicas, analíticas y moleculares. Así, algunas variaciones genéticas implicadas en la utilización del nitrógeno se han detectado, permitiendo en el futuro la posibilidad de mejorar el rendimiento fermentativo de estas cepas. / Gutiérrez Linares, A. (2013). Análisis del metabolismo nitrogenado durante la fermentación alcohólica en levaduras vínicas (Nitrogen metaolism in wine yeast during alcoholic fermentation: effect on growth, fermentation activity and aroma production) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/30774 / TESIS

La agroindustria del aceite de oliva genera beneficios socioeconómicos importantes en las zonas productoras, amen de los efectos beneficiosos que puede producir en la salud humana por el consumo de este tipo de aceite en el mundo, pero, es una agroindustria que también produce efectos negativos por la enorme cantidad de residuo que libera al medio ambiente. En la búsqueda de opciones para el reciclaje de los residuos generados en la extracción de aceite de oliva, se realizaron seis experimentos (tres con productos sólidos y otros tres con productos líquidos) en condiciones de invernadero, con el objetivo de valorar el efecto de diferentes productos originados a partir de alperujos sobre los parámetros del crecimiento, la producción y nutrición en los cultivos de lechuga y espinaca. De los productos sólidos, se realizaron dos experimentos para conocer el valor como fuente de nitrógeno y material orgánica, también se compararon los efectos de un compost y un vermicompost, sobre una rotación de dos cultivos: lechuga - espinaca. De los productos líquidos, se evaluó la apliclación al suelo y al follaje de las plantas (por último se valoraron, también sobre la rotación lechuga - espinaca, los efectos de los extractos acuosos obtenidos de un compost y un vermicompost y aplicados via foliar. De los resultados obtenidos en los seis experimentos realizados, se infiere que el valor agronómico de los productos derivados de los alperujos, tanto en forma sólida (compost y vermicompopst) aplicados como enmendantes del suelo, o en forma líquida (extractos húmicos) aplicados al suelo o vía foliar, a las dosis valoradas, han puesto de manifiesto, en general, un bajo valor agronómico. Por el contrario, los extractos acuosos de compost y vermicompost han dado una respuesta claramente positiva en uno de los dos cultivos estudiados, y se vislumbra como una alternativa interesante. / Cruz Hernández, J. (2009). Valoración agronómica de compost y vermicompost de alperujos mezclados con otros residuos agrícolas, efecto como enmiendas sólidas y líquidas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6564 / Palancia

Abstract Endive (Cichorium endivia L.) is a leafy vegetable mainly used in ready-to use salads. Nitrate accumulation, is a serious problem in this type of vegetables, because when ingested, nitrate has toxic effects in the human health. Solar radiation, nitrogen fertilization and temperature are some factors that affect nitrate concentration in leaves. 'Tipburn' , bolting and 'glassines' are some physiological disorders that appears in endives and impairs their marketable quality. 'Tipburn' is characterized by necrosis on the outside of leaves, and 'glassines' is associated with oil spots on leaves. In this thesis have been studied the influence of different environmental factors (temperature, relative humidity), nitrogen fertilization and cultivar in the nitrate accumulation, the incidence of physiological disorders and marketable production. Also, we studied the correlations between different parameters in order to know, with some of this, if the chlorophyll meters SPAD-502 and the colorimeter could be useful for estimating indirectly nitrate and nitrogen content in endives. Different experiments were realized using broad-leaved endive cultivars ('Cuartana', 'Natacha', 'Santel') that were cultivated in open-field and in greenhouse with different humidity levels in different seasons. Regarding nitrogen fertilization, the experiments were separated in two groups. In the first group the NH4+/NO3- ratio was modified, increasing the percentage of nitrogen applied in ammonium form (0, 5, 10, 20%). In the second, three nutrient solutions were applied. In these solutions, a part of the nitrates were replaced by chloride (0, 20, 40% of total nitrogen). Periodically, the chlorophyll content (extracted by acetone and measured with a chlorophyll meter SPAD-502), color parameters, nitrate concentration (reflectometry), total nitrogen (Kjeldahl) and phosphorus were determined. Also nitrate reductase activity was measured. At the end of each cycle the production and the incidence of physiological disorders were determined. Results showed that cv. 'Cuartana' was more resistant to 'tipburn'. The hotest cycles and greenhouse favored the incidence of 'tipburn', but increasing the relative humidity we achieved reduced it. Cv. 'Santel' presented the highest susceptibility to bolting in conditions of short photoperiod. 'Glassines' was favored by low relative humidity, and cv. 'Cuartana' was the most susceptible. Nitrate accumulation was higher in spring-summer cycles and in greenhouse. Applying a 10-20% of ammonium with the nutrient solution and replacing part of the nitrates by chloride, nitrate concentration in endive leaves was reduced, maintaining the quality of the plants. In the other hand, in our conditions, the chlorophyll meter SPAD-502 and the colorimeter wouldn't be useful for estimate indirectly the nitrate and nitrogen content in plants. / Resumen La escarola (Cichorium endivia L.) es una hortaliza aprovechable por sus hojas tanto de forma directa como en presentaciones de 'IV gama'. La acumulación de nitratos en este tipo de hortalizas es un factor a tener en cuenta en su cultivo, puesto que su ingesta tiene efectos perjudiciales en la salud humana y que se encuentra influenciada por factores como la fertilización nitrogenada, la radiación y la temperatura. El 'tipburn', la subida a flor prematura y la 'mancha translúcida' son tres de las fisiopatías que afectan a la calidad comercial de la escarola. El 'tipburn' se manifiesta como una desecación marginal de las hojas, mientras que la 'mancha translúcida' se presenta como manchas aceitosas en los limbos. En esta tesis doctoral se ha estudiado la influencia de diferentes factores ambientales (temperatura y humedad), de la fertilización nitrogenada y del cultivar empleado en la acumulación de nitratos, incidencia de fisiopatías y producción comercial en plantas de escarola. Por otro lado, se han establecido correlaciones entre los diferentes parámetros fisiológicos determinados con el fin de conocer, a través de algunas de ellas, si los medidores portátiles SPAD-502 y el colorímetro podrían emplearse para determinar de forma indirecta el contenido en nitratos y nitrógeno. Para ello se realizaron diferentes experimentos utilizando en todos ellos cultivares de escarola de hoja lisa ('Cuartana', 'Natacha', 'Santel') que fueron cultivados tanto al aire libre como bajo invernadero y bajo distintos niveles de humedad en diferentes ciclos de cultivo. Respecto de la fertilización, los experimentos se dividieron en dos bloques. En el primero de ellos se realizaron varios ensayos en los cuales se modificó la ratio NH4+/NO3-, variando el porcentaje de nitrógeno aportado en forma de amonio (0, 5, 10 y 20%). En el segundo bloque, se aportaron tres soluciones nutritivas, en las que parte de los nitratos se reemplazaron por iones cloruro representando un 0, 20 y 40% respecto del nitrógeno total. Periódicamente se determinó el contenido en clorofilas (extracción mediante acetona y medidor SPAD-502), color, concentración de nitratos (reflectometría), porcentaje de nitrógeno total (Kjeldahl) y fósforo, así como la actividad de la enzima nitrato-reductasa. Al final del ciclo se determinó la producción y la incidencia de fisiopatias. Los resultados mostraron que el cultivar 'Cuartana' resultó más resistente a la aparición de 'tipburn', cuya incidencia fue más severa en ciclos estivales y bajo invernadero, pero se consiguió disminuirla con incrementos de la humedad relativa. El cultivar 'Santel' presentó una mayor susceptibilidad a la subida a flor prematura, que afectó en mayor medida en condiciones de fotoperiodo corto, mientras que la 'mancha traslucida' se vio favorecida por las condiciones de humedad relativa más baja, siendo más susceptible el cultivar 'Cuartana'. La acumulación de nitratos fue superior en ciclos primaverales-estivales y bajo invernadero. Con el aporte de un 10-20% de amonio en la solución nutritiva y el reemplazo de parte de los nitratos por iones cloruro se redujo el contenido de nitratos de las hojas de escarola sin verse disminuida su calidad comercial. Por otro lado, en nuestras condiciones el medidor SPAD-502 así como el colorímetro no serían herramientas útiles para estimar de manera indirecta el contenido en nitratos y nitrógeno de la planta. / Resum L'escarola (Cichorium endivia L.) és una hortalissa aprofitable per les seues fulles, tant de forma directa, com en presentacions de 'IV gama'. L'acumulació de nitrats en aquest tipus d'hortalisses, és un factor a tenir en compte en el seu cultiu, ja que la seua ingesta té efectes perjudicials en la salut humana, i es trova influenciada per factors com la fertilització nitrogenada, la radiació i la temperatura. El 'tipburn', la floració prematura i la 'taca translúcida', són tres de les fisiopaties que afecten a la qualitat comercial de l'escarola. El 'tipburn' es manifesta com una dessecació marginal de les fulles, mentre que la 'taca translúcida' es presenta en forma de taques olioses als limbes. A aquesta tesi doctoral s'ha estudiat la influència de diferents factors ambiental, como la temperatura i la humitat relativa, així com de la fertilització nitrogenada i del cultivar emprat en l'acumulació de nitrats, incidència de fisiopaties i producció comercial en plantes d'escarola. Per altra banda, s'han establert correlacions entre els diferents paràmetres fisiològics determinats, amb l'objectiu de conèixer, mitjançant algunes d'elles, si els mesuradors portàtils de clorofil·la SPAD-502 i el colorímetre es podrien utilitzar per a determinar de forma indirecta el contingut en nitrats i nitrogen total. Per assolir aquestos objectius, es varen realitzar diferents experiments emprant en tots ells cultivars d'escarola de fulla llisa ('Cuartana', 'Natacha', 'Santel') que foren cultivats tant a l'aire lliure con a l'hivernacle, amb distints nivells d'humitat en diferents cicles de cultiu. Quan a la fertilització nitrogenada, els experiments es varen dividir en dos grups. En el primer d'ells es varen dur a terme diferents assaigs en els quals, es va modificar la ratio NH4+/NO3- variant el percentatge de nitrogen aplicat en forma d'amoni (0, 5, 10 y 20%). En el segon bloc, s'aportaren tres solucions nutritives, en les quals part dels nitrats van ser reemplaçats per ions clorur, representant un 0,20 y 40% respecte del nitrogen total. Periòdicament es va determinar el contingut en clorofil·les (mitjançant extracció amb acetona i amb el mesurador SPAD-502), el color, la concentració de nitrats (reflectometria), percentatge de nitrogen (Kjeldahl) i fòsfor, així com l'activitat de l'enzima nitrat-reductasa. A la fi de cada cicle de cultiu es va determinar la producció i la incidència de fisiopaties. Els resultats mostraren que el cultivar 'Cuartana' va ser més resistent a l'aparició de 'tipburn'. Fisiopatia que va aparèixer amb més intensitat en cicles estivals i en hivernacle, però que es va reduir amb increments de la humitat relativa. El cultivar 'Santel' presentà una major susceptibilitat a la floració prematura, que va afectar en major mesura en condiciones de fotoperíode curt. La 'taca translúcida' es va veure afavorida per les condicions d'humitat relativa més baixa, sent més susceptible el cultivar 'Cuartana'. L'acumulació de nitrats va ser superior en els cicles de primavera i estiu i en el cultiu a l'hivernacle. Amb l'aplicació d'un 10-20% d'amoni en la solució nutritiva i el reemplaçament de part dels nitrats per ions clorur, es va reduir el contingut de nitrats en les fulles d'escarola, sense veure un descens en la qualitat comercial. D' altra banda, en les nostres condiciones, el mesurador SPAD-502, així com el colorímetre, no serien unes eines útils per estimar de manera indirecta el contingut en nitrats i nitrogen de la planta. / Gromaz Roig, A. (2017). Escarola (Cichorium endivia L.): sistemas de manejo y ciclos como factores de la incidencia de fisiopatías y la acumulación de nitratos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/78295 / TESIS

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Haloferax mediterranei es un microorganismo halófilo extremo que se incluye dentro del Dominio Archaea. Es capaz de crecer utilizando carbohidratos, ácidos carboxílicos, alcoholes y aminoácidos como fuentes de carbono y energía. Además, puede crecer en medio definido en presencia de glucosa como única fuente de carbono, y con nitrato o nitrito como única fuente de nitrógeno a través de la vía de asimilación utilizando las nitrato y nitrito reductasas asimilativas. El nitrato lo utiliza reduciéndolo a amonio, el cual es incorporado a esqueletos carbonados vía glutamato deshidrogenasa (GDH) en condiciones de exceso de nitrógeno o mediante la ruta glutamina sintetasaglutamato sintasa (GS-GOGAT) bajo condiciones de deficiencia de nitrógeno. La glutamina sintetasa (GS; EC 6.3.1.2) se encuentra en todos los Dominios, que participa en la asimilación del amonio y en la biosíntesis de glutamina, actuando como donador de nitrógeno para la síntesis de proteínas y de ácidos nucleicos. Esta enzima cataliza la biosíntesis de glutamina mediante la reacción biosintética dependiente de magnesio o manganeso, a partir de glutamato, ATP y amonio. En el genoma de Hfx. mediterranei se localizaron tres genes que presentaron homología con glutamina sintetasa, en base a la presencia de tres dominios conservados (COG0174: transporte y metabolismo de aminoácidos; pfam00120: dominio catalítico y pfam03951: dominio beta-Grasp) que se utilizan para identificar a las GSs. También se observó que uno de los genes mantiene conservadas las tres secuencias consenso características de GSs (glnA), mientras que los otros dos genes (glnA-2 y glnA-3) contienen parcialmente conservada una de ellas. Con el objetivo de conocer qué funciones desempeñan estas tres proteínas en la asimilación del nitrógeno, y si concretamente glnA-2 y glnA-3 ejercen un papel importante en este proceso, cada una de las tres proteínas halofílicas se clonó y expresó heterólogamente en la cepa BL21 (DE3) de E. coli, utilizando el vector de expresión pET3a, obteniéndose las proteínas en forma de cuerpos de inclusión. Cada una de estas fracciones sólidas se solubilizaron utilizando urea 8 M, y posteriormente se diluyeron en un tampón conteniendo NaCl 2 M y DTT 5 mM para conseguir su renaturalización. Posteriormente, se llevó a cabo la purificación de cada una por separado mediante una única etapa a través de una cromatografía en DEAE-celulosa; obteniéndose puras cada una de las proteínas y concentradas de forma rápida y con un buen rendimiento. La caracterización de la GS (GlnA) recombinante indicó que se trataba de una enzima dependiente de metales catiónicos divalentes, regulada por los efectores 2-oxoglutarato y glutamina. La proteína fue activada por 2-oxoglutarato e inhibida por glutamina. Mediante la técnica de velocidad de sedimentación se determinó que su estructura oligomérica consistía en 12 subunidades y se clasificó como GS tipo I, incluida en la subdivisión α. Se generaron mutantes de deleción de glnA y glnA-3 en Hfx. mediterranei mediante la técnica pop-in pop-out, que permitió la sustitución de una secuencia concreta del genoma por otra modificada in vitro. Para la obtención de los mutantes se utilizó la cepa HM26 (ΔpyrE2) de Hfx. mediterranei. Primeramente, se construyó un cassette de deleción para la obtención de un producto de fusión de 1000 pb (versión incompleta del gen) que se clonó en el vector pMH101N, conteniendo una copia del gen pyrE2, el cual se utilizó como marcador genético. Los mutantes pop-in se seleccionaron en un medio carente de uracilo, ya que sólo las células que codificaron el gen pyrE2, presente en el plásmidos suicida, pudieron sintetizar de novo dicho compuesto y crecer. Posteriormente, el plásmido suicida se perdió y junto con él una de las copias del gen, delecionada u original (mutante pop-out). Finalmente se obtuvieron los mutantes de deleción para los genes glnA y glnA-3, de los cuales glnA resultó ser un gen esencial en la asimilación de amonio y en la síntesis de glutamina, puesto que aquellos mutantes que presentaron la deleción de glnA fueron incapaces de crecer en un medio definido carente de glutamina; se trató por tanto de mutantes auxótrofos para este aminoácido, que únicamente crecieron al adicionar glutamina en el medio de cultivo. Finalmente, para conocer el efecto que produce la fuente de nitrógeno sobre la expresión global de los genes en Hfx. mediterranei, se realizó un array de expresión de la cepa R4 (silvestre) y se determinó la expresión global de genes en tres medios de cultivo con diferentes fuentes de nitrógeno: cultivo con amonio como fuente de nitrógeno en fase estacionaria y exponencial de crecimiento, cultivo con nitrato en mitad de fase exponencial de crecimiento y cultivos con carencia de nitrógeno. Las principales diferencias en expresión de genes se detectaron en los medios de nitrato y carencia de nitrógeno con respecto a amonio, los resultados sugirieron que la ausencia de amonio fue el factor responsable para la expresión de genes implicados en la ruta de asimilación de nitrato. Concretamente, en carencia de nitrógeno la GS mostró una mayor expresión que en medio con amonio. Para analizar los cambios de expresión en los genes glnA-2 y glnA-3 se realizó un nuevo array de expresión de la cepa HM26-A (ΔpyrE2 ΔglnA) utilizando como control la cepa parental HM26 (ΔpyrE2). Se determinó la expresión en dos medios de cultivo, en medio complejo suplementado con glutamina 40 mM en mitad de fase exponencial de crecimiento y en medio con carencia en nitrógeno. Tanto en la cepa HM26-A con carencia en nitrógeno como en la cepa parental HM26 se detectaron cambios de expresión en los genes relacionados con la vía asimilativa del metabolismo del nitrógeno de esta arquea halófila. En la cepa HM26 en carencia de nitrógeno con respecto a medio complejo con gln 40 mM se mostró una menor expresión de los genes glnA-2 y glnA-3 y una sobreexpresión de glnA. Mientras que en la cepa HM26-A en medio complejo con glutamina frente a la cepa HM26 en medio complejo en carencia de nitrógeno, al delecionar glnA, los genes glnA-2 y glnA-3 mostraron un incremento de expresión.que en la cepa HM26-A en medio complejo con glutamina frente a la cepa HM26 en medio complejo en carencia de nitrógeno, al delecionar glnA, los genes glnA-2 y glnA-3 mostraron un incremento de expresión. En conclusión, la glutamina sintetasa de Hfx. mediterranei es una enzima de tipo GSI-α, dodecamérica, resultando ser una proteína esencial en la asimilación de amonio y en la síntesis de glutamina; siendo activa en condiciones de deficiencia de nitrógeno, a diferencia de las isoformas GlnA-2 y GlnA-3 que podrían ejercer un papel regulador de GlnA y posiblemente actúen en la célula en condiciones de abundancia de nitrógeno.

[EN] Nitrogen is a fundamental component of living organisms, but it is also in short supply in forms in which vegetation can assimilate. As a result, nitrogen is a limiting element for vegetation growth. However, as a consequence of the human-mediated introduction of mineral nitrogen, nitrogen is also a major pollutant in anthropogenic ecosystems. Both natural and anthropogenic ecosystems supply important goods and services for the human wellbeing and in order to maintain the human living standards, there is a necessity of preserving natural ecosystems over time on one side, while improving the sustainability of anthropogenic ecosystems on the other. In that sense, mathematical models including the nitrogen cycle are useful tools which allow the analysis of the relationships and behaviours of these ecosystems, and there is a clear need to continue to develop and test nitrogen models, principally, models with an integrated approach, capable to deal with the different characteristics and behaviours of natural and anthropogenic ecosystems. Hence, the aim of the present thesis is to improve the nitrogen cycle modelling, exploring different parsimonious modelling approaches within the plant-soil-water continuum in natural and anthropogenic semiarid ecosystems. To face this objective, two parsimonious nitrogen models have been developed and implemented in two different data availability scenarios. Firstly, a new parsimonious carbon and nitrogen model, TETIS-CN, is implemented in a semiarid natural forest ecosystem trying to contribute to a better understanding and modelling of the hydrological and biogeochemical (carbon and nitrogen) cycles and their interactions in semiarid conditions and to test its capability to satisfactorily reproduce them. The results are satisfactory and suggest that it is important to include carbon observations in the calibration process, to consider all the existing vegetation species in the simulation, and that a fixed daily potential uptake may not be appropriate to reproduce the plant nitrogen uptake process. Secondly, a new parsimonious nitrogen model, TETIS-N, is implemented in a semiarid anthropogenic agricultural ecosystem. Since agriculture is the major source of diffuse pollution, being nitrogen and sediment pollution of water bodies its main associated environmental impacts, this second approach aims to improve its sustainability by evaluating the impact of several management practices on nitrogen and sediment loads, and horticultural crop yields. As a result, each management practice resulted effective in reducing a certain type of diffuse pollution, and therefore, combined scenarios are necessary to cope with all agricultural pollution sources. This thesis proved that each ecosystem has different characteristics and behaviours and therefore, different modelling necessities. Consequently, current models should include an integrate modelling of both natural and anthropogenic ecosystems. / [ES] El nitrógeno es un componente fundamental de los organismos vivos, pero también es escaso en las formas en que la vegetación puede asimilarlo, lo que lo convierte en un elemento limitante para el crecimiento de la vegetación. Sin embargo, debido a la introducción de nitrógeno mineral por el hombre, también se ha convertido en un contaminante importante en los ecosistemas. Tanto los ecosistemas naturales como los antrópicos, suministran bienes y servicios importantes y, para poder mantener los niveles de vida, es necesario preservar los ecosistemas naturales, por un lado, y mejorar la sostenibilidad de los ecosistemas antrópicos por otro. De esta forma, los modelos matemáticos que incluyen la modelización del ciclo de nitrógeno son herramientas útiles que permiten el análisis de las relaciones y los comportamientos de estos ecosistemas. Por lo que existe una clara necesidad de continuar desarrollando y probando nuevos modelos de nitrógeno, principalmente con un enfoque integrado, capaces de abordar las diferentes características y comportamientos de los ecosistemas naturales y antrópicos. De esta forma, el objetivo de esta tesis es mejorar la modelización del ciclo de nitrógeno, explorando diferentes enfoques de modelización parsimoniosa dentro del continuo planta-suelo-agua en ecosistemas semiáridos naturales y antrópicos. Para abordar este objetivo, se han desarrollado e implementado dos modelos de nitrógeno parsimoniosos en dos escenarios diferentes En primer lugar, se ha desarrollado e implementado un nuevo modelo parsimonioso de carbono y nitrógeno, TETIS-CN, en un ecosistema de bosque natural semiárido. Este primer enfoque intenta contribuir a una mejor comprensión y modelización de los ciclos hidrológico y biogeoquímicos (carbono y nitrógeno) y de sus interacciones en condiciones semiáridas. Así mismo, se comprueba la capacidad del modelo propuesto para reproducirlos satisfactoriamente. Los resultados son satisfactorios y sugieren que es importante incluir observaciones de carbono en el proceso de calibración, considerar todas las especies de vegetación existentes en la simulación, y que una absorción potencial diaria fija puede no ser apropiada para reproducir el proceso de absorción de nitrógeno por parte de la vegetación. En segundo lugar, se ha desarrollado e implementado un nuevo modelo de nitrógeno parsimonioso, TETIS-N, en un ecosistema agrícola antrópico semiárido. Dado que la agricultura es la principal fuente de contaminación difusa, siendo la contaminación por nitrógeno y sedimentos de las masas de agua, su principal impacto ambiental, este segundo enfoque tiene como objetivo evaluar el impacto de varias prácticas de gestión en las descargas de nitrógeno y sedimentos, así como en la producción de los cultivos hortícolas. Como resultado, cada práctica de gestión resulta efectiva en la reducción de cierto tipo de contaminación difusa y, por lo tanto, se necesitan escenarios combinados para hacer frente a todas las fuentes de contaminación agrícola. Esta tesis ha demostrado que cada ecosistema tiene diferentes características y comportamientos y, por lo tanto, diferentes necesidades de modelización, por lo que los modelos actuales deben incluir una modelización integrada de los ecosistemas naturales y antrópicos. / [CA] El nitrogen és un component fonamental dels organismes vius, però també és escàs en les formes en què la vegetació pot assimilar-ho, convertint-lo en un element limitant per al creixement de la vegetació. No obstant, a causa de la introducció de nitrogen mineral per l'home, també s'ha convertit en un contaminant important als ecosistemes. Tant els ecosistemes naturals com els antròpics, subministren béns i serveis importants i, per a poder mantenir els nivells de vida, és necessari preservar els ecosistemes naturals, d'una banda, i millorar la sostenibilitat dels ecosistemes antròpics per altra. D'aquesta forma, els models matemàtics que inclouen la modelització del cicle del nitrogen són eines útils que permeten l'anàlisi de les relacions i els comportaments d'aquests ecosistemes. Per tant, existeix una clara necessitat de continuar desenvolupant i provant nous models de nitrogen, principalment amb un enfocament integrat, capaços d'abordar les diferents característiques i comportaments dels ecosistemes naturals i antròpics. D'aquesta forma, l'objectiu d'aquesta tesi és millorar la modelització del cicle del nitrogen, explorant diferents enfocaments de modelització parsimoniosa dins del continu planta-sòl-aigua en ecosistemes semiàrids naturals i antròpics. Per a abordar aquest objectiu, s'han desenvolupat i implementat dos models de nitrogen parsimoniosos en dos escenaris diferents. En primer lloc, s'ha desenvolupat i implementat un nou model parsimoniós de carboni i nitrogen, TETIS-CN, en un ecosistema de bosc natural semiàrid. Aquest primer enfocament intenta contribuir a una millor comprensió i modelització dels cicles hidrològic i biogeoquímics (carboni i nitrogen) i de les seues interaccions en condicions semiàrides. Així mateix, comprova la capacitat del model proposat per a reproduir-los satisfactòriament. Els resultats són satisfactoris i suggereixen que és important incloure observacions de carboni en el procés de calibratge, considerar totes les espècies de vegetació existents en la simulació, i que una absorció potencial diària fixa pugues no ser apropiada per a reproduir el procés d'absorció de nitrogen per part de la vegetació. En segon lloc, s'ha desenvolupat i implementat un nou model de nitrogen parsimoniós, TETIS-N, en un ecosistema agrícola antròpic semiàrid. Atès que l'agricultura és la principal font de contaminació difusa, sent la contaminació per nitrogen i sediments de les masses d'aigua, el seu principal impacte ambiental, aquest segon enfocament té com a objectiu avaluar l'impacte de diverses pràctiques de gestió en les descàrregues de nitrogen i sediments, així com en la producció dels cultius hortícoles. Com a resultat, cada pràctica de gestió resulta efectiva en la reducció de cert tipus de contaminació difusa i, per tant, es necessiten escenaris combinats per a fer front a totes les fonts de contaminació agrícola. Aquesta tesi ha demostrat que cada ecosistema té diferents característiques i comportaments i, per tant, diferents necessitats de modelització, per tant, els models actuals han d'incloure una modelització integrada dels ecosistemes naturals i antròpics. / Esta tesis doctoral no habría sido posible sin la financiación proporcionada por el Ministerio de Ciencia e Innovación a través del proyecto TETISMED (CGL2014-58127-C3-3-R) y la Unión Europea a través del proyecto LIFE17 CCA/ES/000063 RESILIENTFORESTS. / Puertes Castellano, C. (2020). Exploring the possibilities of parsimonious nitrogen modelling in different ecosystems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/138141 / TESIS