[EN] A possible solution to the manual harvesting costs would be the mechanization of harvesting with trunk shakers with certain chemical compounds called abscission agents, which reduce the fruit retention force of the peduncle of the fruit, facilitating their detachment. However, use may present a series of drawbacks as a major defoliation, spotted fruit, gummosis, death of the branches. On the other hand, should take into account that the vibration from trunks and the application of abscission agents could affect the physiological status of trees and the maturity state of the fruit so it is important to know its effect on them. The overall objective is to propose a mechanized solution for traditional harvesting of citrus through the use of a trunk shakers and the use of ethephon as abscission agent o to help it in its work of harvest, taking into account the destination of fruits (fresh market or industry) and Spanish traditional planting system. The specific objective are: evaluate the efficiency of harvesting with trunk shaker and application of ethephon as abscission agent in varieties of mandarin from various station, hybrids and oranges whose destination is the consumption in fresh Mediterranean edapho-climatic conditions, as well as analyze the effect of the dosage of the ethephon above about the quality of the harvested fruits on the physiological status of the trees and the production of them. The ultimate goal is to give recommendations for commercial use in the Mediterranean citrus of the trunk shaker and ethephon separately and together as a possible alternative to the manual harvesting of citrus. Results demonstrate high efficiency of harvesting with trunk shaker citrus grown on Spanish citrus, because that was a percentage of detachment fruit of 70-85% independently on the variety studied, with a minimum percentage of fruit without calyx (0.60 - 9.3%). Fuerthermore, defoliation was very low, since they were detached between 0.57-1.86 kg/leaf per tree. The use of the ethephon increases the amount of fruit thrown down but at the expense of a high quantity of fruit detached without calyx and defoliation. The ethephon applications ahead of the color of the bark of the fruits in the Marisol and Orogrande varieties and decreased the fruit retention force in Orogrande, Marisol and Navel Lane Late varieties, but also softened fruit in Orogrande and Clemenules varieties, as well as the appearance of spots on the bark of some fruits of Orogrande, Marisol and Clemenules varieties, increasing the percentage of stained fruit as the dose did. The vibration and ethephon have no effect on the water status of trees or on gas exchange or have a temporary effect on the latter in Marisol and Navel Lane Late. Neither has been disrupted the ability of intercepted photosynthetically active radiation by the cup due to ethephon and vibration. Only seen a decrease in short and long term in Orogrande due ethephon, but restoring its ability to intercept light in physiologically normal way, as well as in the Navel Lane Late variety, caused by ethephon and vibration. On the other hand, does exist a negative effect of the abscission agent on yield of the following season in the varieties studied, and vibration only in the late maturing orange variety. In this thesis it concludes that mechanized harvesting with trunk shaker is a feasible solution in Spanish citrus in all studied varieties, destinated for both fresh consumption market and industry. However, is not recommended the vibration of late oranges in general, since yield of the following marketing year is diminished. it is recommended not use ethephon as an abscission agent Clemenules, Fortune and Navel Lane Late (late varieties in general) citrus varieties and could only be recommended for the citrus industry of juice and transformation in the case of Orogrande and Marisol mandarin varieties / [ES] Una solución a los costes de la recolección manual de cítricos sería la mecanización con vibradores de troncos con el uso de compuestos llamados abscisores, que reducen la fuerza de retención del pedúnculo del fruto, facilitando su desprendimiento. No obstante, su uso puede presentar una serie de inconvenientes como una defoliación importante, manchado de frutos, gomosis, muerte de las ramas, etc. Por otra parte, la vibración de troncos como la aplicación de abscisores podría afectar al estado fisiológico de los árboles y al estado de la fruta por lo que es importante conocer su efecto en los mismos. El objetivo general es proponer una solución mecanizada para la recolección tradicional de los cítricos mediante el uso de un vibrador de troncos y el empleo del abscisor etefón teniendo en cuenta el destino de los frutos (mercado fresco o industria) y el sistema de plantación tradicional español. Los objetivos específicos son: evaluar la eficiencia de la recolección con el vibrador de troncos y de aplicación del abscisor etefon en variedades de mandarina de distinta estación, híbridos y naranjas cuyo destino es el consumo en fresco bajo las condiciones mediterráneas y analizar el efecto de la dosificación del abscisor sobre la calidad de los frutos recolectados, sobre el estado fisiológico de los árboles y la producción de los mismos. El último objetivo es dar recomendaciones sobre el uso comercial en los cítricos mediterráneos del vibrador de troncos y del etefón por separado y en conjunto como posible alternativa a la recolección manual de cítricos. Los resultados muestran una elevada eficiencia en la recolección con vibrador de troncos en los cítricos españoles, ya que se obtuvo un porcentaje de derribo de fruta de un 70-85% independientemente de la variedad estudiada, con un porcentaje mínimo de fruta sin cáliz (0.60-9.3%). Además apenas se produjo defoliación, ya que se derribaron entre 0.57-1.86 kg/hoja por árbol. El uso del abscisor etefón aumenta la cantidad de fruta derribada pero a costa de incrementar la cantidad de fruta desprendida sin cáliz y la defoliación. Las aplicaciones del abscisor adelantaron el color de la corteza de los frutos en las variedades Marisol y Orogrande y disminuyeron la fuerza de retención de los frutos en las variedades Orogrande, Marisol y Navel Lane Late, pero también ablandaron la fruta en las variedades Orogrande y Clemenules, así como la aparición de manchas en la corteza de algunos frutos de las variedades Orogrande, Marisol y Clemenules, aumentando el porcentaje de frutos manchados conforme lo hacía la dosis. La vibración y el etefón no tienen efecto sobre el estado hídrico de los árboles ni sobre el intercambio gaseoso o tienen un efecto temporal sobre este último en Marisol y en Navel Lane Late. Tampoco se ha visto alterada la capacidad de interceptar la radiación fotosintéticamente activa por parte de la copa debida al etefón y a la vibración. Sólamente se ha visto una disminución a corto y largo plazo en Orogrande debía al etefón y en la naranja tardía Navel Lane Late, causada por el etefón y la vibración. Sí existe un efecto negativo del abscisor sobre la producción del año siguiente en las variedades estudiadas, y de la vibración en la variedad de naranja tardía. En esta tesis se llega a la conclusión de que la recolección mecanizada con vibrador de troncos es una solución factible en los cítricos españoles en todas las variedades estudiadas, destinados al mercado de consumo en fresco como para industria. Sin embargo, no se recomienda la vibración de troncos para las naranjas tardías en general, ya que la producción de la campaña siguiente se ve disminuída. Se recomienda no utilizar el etefón como un agente de abscisión en las variedades de cítricos Clemenules, Fortune y Navel Lane Late (variedades tardías en general) y sólo podría ser recomendada para los cítricos destinados a la industri / [CA] Una solució als costos de la recol·lecció a mà dels cítrics seria la mecanització de la recol·lecció amb vibradors de troncs i certs compostos químics cridats abscisores, que reduïxen la força de retenció del peduncle del fruit, facilitant el seu despreniment. No obstant això, el seu ús pot presentar una sèrie d'inconvenients com una defoliació important, tacat de fruits, gomosis, mort de les branques, etc. D'altra banda, la vibració de troncs com l'aplicació d'abscisores podria afectar l'estat fisiològic dels arbres i a l'estat de la fruita pel que és important conéixer el seu efecte en els mateixos. L'objectiu general és proposar una solució mecanitzada per a la recol·lecció tradicional dels cítrics per mitjà de l'ús d'un vibrador de troncs i l'ocupació de l'abscisor etefón tenint en compte el destí dels fruits (mercat fresc o indústria) i el sistema de plantació tradicional espanyol. Els objectius especifícos són: avaluar l'eficiència de la recol·lecció amb el vibrador de troncs i d'aplicació de l'abscisor etefon en varietats de mandarina de distinta estació, híbrids i taronges el destí del qual és el consum en fresc davall les condicions mediterrànies i analitzar l'efecte de la dosificació de l'abscisor sobre la qualitat dels fruits recol·lectats, sobre l'estat fisiològic dels arbres i la producció dels mateixos. L'últim objectiu és donar recomanacions sobre l'ús comercial en els cítrics meditarráneos del vibrador de troncs i de l'etefón per separat i en conjunt com a possible alternativa a la recol·lecció manual de cítrics. Els resultats demostren una elevada eficiència en la recol·lectació amb vibrador de troncs als cítriics espanyols, ja que es va obtindre un percentatge de derrocament de fruita d'un 70-85% independenment de la varietat estudiada, amb un percentatge mínim de fruita sense calze (0.60-9.3%). Ademés a penes es va produir defoliació, ja que es van derrocar entre 0.57-1.86 kg/fulla per arbre. L'ús de l'abscisor etefón augmenta la quantitat de fruita derrocada però a costa d'incrementar la quantitat de fruita despresa sense calze i la defoliació. Les aplicacions de l'abscisor van avançar el color de la corfa dels fruits en les varietats Marisol i Orogrande i van disminuir la força de retenció dels fruits de les varietats Orogrande, Marisol i Navel Lane Late, però també van ablanir la fruita en les varietats Orogrande i Clemenules, així com l'aparició de taques en la corfa d'alguns fruits de les varietats Orogrande, Marisol i Clemenules, augmentant el percentatge de fruits tacats conforme ho feia la dosi. La vibració i l'etefón no tenen efecte sobre l'estat hídric dels arbres ni sobre l'intercanvi gasós o tenen un efecte temporal sobre este últim en la varietat Marisol i en la Navel Lane Late. No s'ha vist alterada la capacitat d'interceptar la radiació fotosintèticament activa per part de la copa deguda a l'etefón i a la vibració, Només s'ha vist una disminució a curt i llarg termini en la mandarina Orogrande a causa de l'etefón, i en la taronja tardana Navel Lane Late, causada per l'etefón i la vibració. Sí que hi ha un efecte negatiu de l'abscisor sobre la producció del any següent en les varietats estudiades, i de la vibració només en la varietat de taronja tardana. En esta tesi s'arriba a la conclusió que la recol·lecció mecanitzada amb vibrador de troncs és una solució factible en els cítrics espanyols en totes les varietats estudiades, destinats al mercat de consum en fresc com per a indústria. No obstant això, no es recomana la vibració de troncs per a les taronges tardanes en general, ja que la producció de la campanya següent es veu disminuïda... Es recomana no utilitzar l'etefón com un agent d'abscissió en les varietats de cítrics Clemenules, Fortune i Navel Lane Late (varietats tardanes en general) i només podria ser recomanada per als cítrics destinats a la indústria de suc i transfor / Moreno Pérez, RA. (2016). RECOLECCIÓN DE CÍTRICOS CON VIBRADOR DE TRONCOS USANDO ETEFÓN. EFECTOS SOBRE LA EFICIENCIA DE LA OPERACIÓN, LA CALIDAD DE LA FRUTA Y EL ESTADO DE LOS ÁRBOLES [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63678

[ES] El objetivo de esta Tesis Doctoral es generar conocimiento y tecnología que permitan desarrollar soluciones mecanizadas y automatizadas mediante la aplicación de sensores para monitorizar, optimizar tareas y aumentar la productividad en los cultivos de cítricos y, por ende, la competitividad del sector citrícola. Con este fin, se ha trabajado en la aplicación de tecnologías en algunas de las operaciones más importantes y costosas en la citricultura. En el ámbito de la recolección, con el objetivo de facilitar y optimizar el proceso de recolección de cítricos para consumo en fresco, se implementaron mejoras en un prototipo de plataforma autopropulsada de asistencia para garantizar la seguridad de los trabajadores y minimizar los riesgos laborales, asegurar la calidad de la fruta recolectada y clasificarla adecuadamente en función de su calidad por un sistema de visión artificial. Tras la implementación de estos avances, se evaluó su funcionalidad en condiciones reales de campo y se determinó el rendimiento de la operación de recolección asistida. Los resultados mostraron que el rendimiento operativo teórico en el proceso de recolección con la asistencia del prototipo fue un 17% menor que en la recolección manual tradicional. Asimismo, con la finalidad de generar de manera automática mapas de rendimiento en cítricos accesibles al agricultor, se creó una nueva herramienta a modo de cuadro de mando, denominada CitrusYield. Esta herramienta es capaz de obtener mapas que muestran la variabilidad, haciendo uso de la información proporcionada al inspeccionar cada fruta y de los datos obtenidos por los dispositivos de geolocalización, permitiendo conocer el rendimiento de la producción a nivel intraparcelario. Se evalúo el funcionamiento de CitrusYield con datos obtenidos por el prototipo. El cuadro de mando analizó los datos y generó diferentes mapas georreferenciando la información de la fruta con su punto de recolección. A través de estos mapas, CitrusYield demostró su capacidad para reflejar la heterogeneidad de la producción dentro de la parcela. Los indicadores de calidad, rendimiento del sistema de inspección por visión artificial y la productividad revelaron el grado de eficiencia del proceso de recolección con la asistencia del prototipo. En el ámbito de la detección temprana de plagas y enfermedades, se llevó a cabo la investigación del potencial de la imagen en color y de la imagen hiperespectral para la detección automática de daños causados por la plaga Tetranychus urticae en hojas de cítricos. Además, se diferenciaron en función de la antigüedad y de otros problemas que puede tener el árbol causados por deficiencias nutricionales o por otras plagas. En el análisis para identificar el daño causado por esta plaga, se obtuvo una tasa de éxito del 92,5% en las imágenes en color. No obstante, no se pudo discriminar la edad del daño. En las imágenes hiperespectrales, el éxito fue del 100% en la detección del daño y del 92% en la discriminación de la edad. En cuanto a la discriminación de daños de T. urticae respecto a otros daños, en las imágenes en color se obtuvo una tasa de éxito del 100% en la discriminación de Phyllocnistis citrella en el envés de las hojas. Las deficiencias de N no pudieron discriminarse correctamente y las deficiencias de Fe, Mn o Zn se detectaron acertadamente en el 50% de los casos. En las imágenes hiperespectrales, los daños por P. citrella se discriminaron con éxito en el 100% de los casos. Las deficiencias por N se discriminaron correctamente en más del 65% de los casos. No obstante, las deficiencias de Fe, Mn o Zn no pudieron ser discriminadas correctamente. Las conclusiones de esta Tesis Doctoral ponen de manifiesto el gran potencial de implementar estas tecnologías para monitorizar, optimizar tareas y digitalizar los procesos en las labores llevadas a cabo en los campos de cítricos, de manera que se logra aumentar la eficiencia, productividad y, también, la competitividad en el sector. / [CA] L'objectiu d'esta Tesi Doctoral és generar coneixement i tecnologia que permeten desenvolupar solucions mecanitzades i automatitzades mitjançant l'aplicació de sensors per a monitoritzar, optimitzar tasques i augmentar la productivitat en els cultius de cítrics i, per tant, la competitivitat del sector citrícola. Amb este fi, s'ha treballat en l'aplicació de tecnologies en algunes de les operacions més importants i costoses de la citricultura. Amb l'objectiu de facilitar i optimitzar el procés de recol·lecció de cítrics per a consum en fresc es van implementar millores en un prototip de plataforma autopropulsada d'assistència per a garantir la seguretat dels treballadors i minimitzar els riscos laborals, assegurar la qualitat de la fruita recol·lectada i classificar-la adequadament en funció de la qualitat estimada pel sistema de visió artificial. Després de la implementació d'estos avanços, es va avaluar la seua funcionalitat en condicions reals de camp i es va determinar el rendiment de l'operació de recol·lecció assistida. Els resultats van mostrar que el rendiment operatiu teòric en el procés de recol·lecció amb l'assistència del prototip va ser un 17% menor que en la recol·lecció manual tradicional. Així mateix, amb la finalitat de generar de manera automàtica mapes de rendiment en cítrics accessibles a l'agricultor, es va crear una nova eina digital a manera de quadre de comandament, denominada CitrusYield. Esta eina és capaç d'obtindre mapes que mostren la variabilitat, fent ús de la informació proporcionada pel sistema de visió artificial i de les dades obtingudes pels dispositius de geolocalización, permetent conéixer el rendiment de la producció a nivell intraparcel·lari. El quadre de comandament va analitzar les dades i va generar diferents mapes georreferenciant l'informació de la fruita amb el seu punt de recol·lecció. A través d'estos mapes, CitrusYield va demostrar la seua capacitat per a reflectir l'heterogeneïtat de la producció dins de la parcel·la. Els indicadors de qualitat, rendiment del sistema d'inspecció per visió artificial i la productivitat calculats per CitrusYield van revelar el grau d'eficiència del procés de recol·lecció amb l'assistència del prototip. En l'àmbit de la detecció de plagues i malalties de cítrics, es va dur a terme la investigació del potencial de la imatge en color i de la imatge hiperespectral, per a la detecció automàtica de danys causats per la plaga Tetranychus urticae en fulls de cítrics. A més, es van discriminar en funció de l'antiguitat i d'altres problemes que pot tindre l'arbre causats per deficiències nutricionals o per altres plagues. En l'anàlisi per a identificar el dany causat per esta plaga, es va obtindre una taxa d'èxit del 92,5% en les imatges en color. No obstant això, no es va poder discriminar l'edat del dany. En les imatges hiperespectrals, l'èxit va ser del 100% en la detecció del dany i del 92% en la discriminació de l'edat. En quan a la discriminació de danys de T. urticae respecte a altres danys, en les imatges en color es va obtindre una taxa d'èxit del 100% en la discriminació de Phyllocnistis citrella en el revés dels fulls. Les deficiències de N no van poder discriminar-se correctament i les deficiències de Fe, Mn o Zn es van detectar encertadament en el 50% dels casos. En les imatges hiperespectrals, els danys per pogué P. citrella es van discriminar amb èxit en el 100% dels casos, tant en el feix com en el revés dels fulls. Les deficiències per N es van discriminar correctament en més del 65% dels casos també en ambdós costats del full. No obstant això, les deficiències de Fe, Mn o Zn no van poder ser discriminades correctament Les conclusions de esta Tesi Doctoral posen de manifest el gran potencial d'implementar estes tecnologies per a monitoritzar, optimitzar tasques i digitalitzar els processos en les labors dues a terme en els camps de cítrics, de manera que s'aconseguix augmentar l'eficiència, productivitat i la competitivitat en el sector. / [EN] This PhD dissertation aims to generate knowledge and technology to develop mechanised and automated solutions to monitor processes, optimise tasks and increase the productivity of citrus crops and, therefore, the competitiveness of the citriculture sector. For this purpose, this thesis has focused on the development of technologies in some of the most important and costly operations in the citrus sector. To facilitate and optimise the harvesting of citrus fruits for the fresh market, improvements were implemented in a prototype of a self-propelled assistance platform. The research has focused on guaranteeing the operator safety, ensuring the quality of the harvested fruit and classifying it properly based on its quality by an artificial vision system in real-time. The functionality was evaluated in-field conditions and performance was assessed. The results showed that the assisted harvesting process with the platform was more efficient than traditional manual harvesting. A theoretical operation yield was obtained with the prototype, 17% lower than in conventional manual harvesting. Furthermore, in order to automatically generate citrus yield maps accessible for the farmer, a new digital tool was created as a dashboard, called CitrusYield. This tool is capable of obtaining maps showing the variability, using the information provided during the fruit inspection at harvest and the data obtained by the geolocation device, and also allowing to know the performance of the production at the intra-orchard level. The CitrusYield functionality was evaluated with data obtained by the prototype. The dashboard analysed the data and generated different maps georeferencing the information of the fruit with its harvesting point. Through these maps, the ability of CitrusYield to show the heterogeneity of production within the orchard was demonstrated. The production variability was also quantified in the tables and graphs generated by the tool. The indicators of fruit quality obtained by the artificial vision system and the productivity revealed the degree of effectiveness and efficiency of the harvesting process with the prototype. In the context of early citrus pests and diseases detection, the potential of colour and hyperspectral imaging, as a fast and automatic methods to detect the presence and the age of the damage caused by the Tetranychus urticae pest on citrus leaves, were investigated. Another goal was to discriminate this damage from that caused by other pests and from nutritional deficiencies. In the analysis of identifying the damage caused by T. urticae, a success rate of 92,5% was obtained in the colour images. However, the age of the damage could not be discriminated. In hyperspectral images, the success rate was 100% in damage detection and 92% in age discrimination. Regarding the discrimination of T. urticae damages from others, in the colour images, a success of 100% was obtained in the discrimination of Phyllocnistis citrella on the underside of the leaves. N deficiencies could not be correctly discriminated and Fe, Mn or Zn deficiencies were correctly detected in 50% of cases. In the hyperspectral images, P. citrella damage was successfully discriminated in 100% of cases, both on the upper and under sides of the leaves. N deficiencies were correctly discriminated in more than 65% of cases on both sides of the leaf. However, Fe, Mn or Zn deficiencies could not be correctly discriminated. The conclusions of this Thesis show the potential of implementing these technologies to monitor, optimize tasks and digitize agricultural processes in the operations usually done in citrus crops. Therefore, the efficiency, productivity and competitiveness of the sector can increase when these technologies are used. / Esta Tesis Doctoral ha recibido una subvención para la formación de personal investigador en agroalimentación en los centros de investigación agraria y alimentaria INIA-CC.AA. (FPI-INIA CPD2016-0007, #42), otorgada por el Instituto Nacional de Investigaciones y Tecnología Agraria y Alimentaria, con el apoyo parcial de los Fondos FEDER 2014-2020. En esta Tesis Doctoral se han realizado investigaciones en el marco de varios proyectos de investigación: Aplicación de nuevas tecnologías para una estrategia integral de la recolección mecanizada de cítricos (CITRUSREC) (RTA2014-00025-C05-00).Subproyecto 1 centrado en el desarrollo y evaluación de una plataforma de asistencia a la recolección (RTA2014-00025-C05-01) Subproyecto 5 sobre la generación de herramientas de ayuda para la toma de decisiones (RTA2014-00025-C05-05) Desarrollos de ingeniería para el aseguramiento de una agricultura rentable, sostenible y competitiva del campo a la mesa (GVA-IVIA proyecto 51918) Grupo Operativo "Avances tecnológicos para la modernización y la sostenibilidad en la producción de cítricos (GO CITRUSTECH)". / González González, MG. (2022). Estudio y desarrollo de soluciones mecanizadas automatizadas mediante la aplicación de sensores y nuevas tecnologías para la producción de cítricos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/186174