Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / Los biofiltros vegetales son una manera eficiente para la retención de nitrógeno (N) que se moviliza mediante flujo lateral subsuperficial. El objetivo de este estudio fue evaluar la efectividad de biofiltros angostos (5 m) en la remoción de formas de N que se movilizan desde suelos cultivados con maíz hacia cuerpos de agua superficiales después de tres años de su establecimiento. El estudio se realizó entre los meses de abril y agosto de 2014 en dos predios de la Comuna de Pichidegua, Región de O’Higgins, ubicados en las localidades de El Caleuche (CLC) con suelo arcilloso y San Luis (SL) con suelo arenoso. Los biofiltros estuvieron constituidos por pradera (Festuca arundinacea Schreb.), arbusto (Fuchsia magellanica Lam.) y dos especies de árboles, chequén (Luma chequen (Mol.) A. Gray.) y canelo (Drimys winteri J.R.Forst. & G. Forst.) especies que fueron distribuidas en cinco tratamientos, G: franja de pradera; GS: franja de pradera + línea de arbustos; GST1: franja de pradera + línea de arbusto + línea de chequén; GST2: franja de pradera + línea de arbusto + línea de canelo y C: suelo desnudo. En CLC se recolectaron muestras de agua a la entrada y salida de los biofiltros en donde se midieron las concentraciones de N en forma de N-nitrato (N-NO3) y N-amoníaco (N-NH3). Por otro lado en SL se recolectaron muestras de suelo a la entrada y salida de los biofiltros en donde el N fue medido en forma de N-nitrato (N-NO3) y N-amonio (N-NH4). En CLC los tratamientos con especies vegetales redujeron las concentraciones de N disponible (N-NO3 + N-NH3) a la salida del biofiltro y presentaron diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) con C, siendo el tratamiento G el más efectivo. Aunque en SL los tratamientos con especies vegetales redujeron las concentraciones de N disponible (N-NO3 + N-NH4) a la salida del biofiltro, éstos no mostraron diferencias estadísticamente significativas (p > 0,05) con C. El sistema de biofiltros fue más efectivo en la retención de N en un suelo arcilloso (CLC) que en uno arenoso (SL).

El objetivo de este estudio fue cuantificar y comparar las tasas de transformaciones brutas de nitrógeno (mineralización e inmovilización) con un intervalo de 48 horas en labranza cero (CL) y labranza tradicional (TRAD), en un suelo perteneciente a la serie Metrenco, IX Región, Chile. Para determinar la mineralización bruta, se utilizó 15N fertilizante 5% átomos en exceso, a través de la metodología de dilución del pool del isótopo y de imagen de espejo, la inmovilización se determinó por aproximación del N residual. El diseño experimental del ensayo es completamente al azar con estructura factorial de 2*2. La tasa de amonificación bruta en CL y TRAD fue 1,33 y 1,11 Kg N-NH4+ ha-1 d-1 respectivamente. Esta diferencia fue significativa y se atribuyó al mayor contenido de CO presente en CL. La tasa de nitrificación bruta para CL fue 1,53 Kg N-NO3 - ha-1 d-1 y para TRAD 5,69 Kg N-NO3 - ha-1 d-1. En este caso también hubo diferencias significativas, atribuibles a la inversión de suelo y por consecuencia mayor oxígeno presente en TRAD. Para la inmovilización de N-NH4 + y NNO3 - en CL los resultados fueron 3,76 y 4,15 Kg N ha-1 d-1 respectivamente, en tanto para TRAD la inmovilización fue 2,63 Kg N- NH4 + ha-1 d-1 y 5,52 Kg N-NO3 - ha-1 d-1, resultados que no presentan diferencias significativas tanto en CL como en TRAD, lo que podría indicar que la fracción responsable de la inmovilización sean los minerales de arcilla y los óxidos e hidróxidos de Al, los cuales no se ven modificados por el sistema de labranza utilizado, por tratarse de fracciones muy estables

Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero Agrónomo / La clasificación remota de suelos es una técnica que puede resultar de gran utilidad para generar una aproximación fidedigna de la realidad de este recurso, especialmente en condiciones donde la información es escasa, parcializada, o inexistente. Este es el caso de la Región de Coquimbo, Chile, donde una amplia superficie no ha sido clasificada en detalle en cuanto a sus suelos, tal que solo en sus valles agrícolas se han realizado estudios de carácter agrológico. En este contexto, en el presente trabajo se propuso clasificar los suelos de la Región de Coquimbo según el sistema de Clases de Capacidad de Uso de suelos. Para este fin, se utilizaron Sistemas de Información Geográfica y Percepción Remota para generar los insumos necesarios para ejecutar la clasificación. Se consideraron los siguientes factores de formación de suelos: Material Parental, mediante el uso de información espacializada de geología de la zona; Clima, a partir de datos de precipitaciones y temperaturas; y Relieve, referido a las pendientes y Geoformas del paisaje, estas últimas determinadas por el método “Topographic Position Index” (TPI). Con esta información, se procedió a diseñar e implementar un Modelo experto de decisión, técnica que se vale del conocimiento experto en una disciplina para generar la regla de decisión. El modelo dio como resultado una clasificación que abarcó un 93,09% de la superficie regional, donde el restante 6,91% fue considerado como inclusiones, por representar unidades espacialmente disgregadas y fuera de contexto. La clasificación incluyó dos categorías que agruparon suelos que no fueron asignables a una Clase de Capacidad de Uso particular, pero sí a un rango: categoría Clases I a IV, y categoría Clases VI a VIII. Del total de unidades clasificadas según Clases de Capacidad de Uso, los resultados fueron los siguientes: 0,62% correspondió a Clase I; 0,74% a Clase II; 1,05% a Clase III; 5,06% a Clase IV; 11,63% a Clase VI; 36,22% a Clase VII; 26,33% a Clase VIII; 6,61% para la categoría Clases I a IV y 4,27% para la categoría Clases VI a VIII. Posterior a la obtención de los resultados, se efectuó una validación en base a consulta a un experto, evaluándose siete puntos particulares. El resultado indicó cuatro puntos que no calzaron con la clasificación realizada, lo que se debió a que dos de estos últimos se encontraron dentro de inclusiones (puntos San Julián y Maitencillo) y un tercero en una condición con limitantes químicas (punto Huentelauquén), estas últimas fuera del ámbito de predicción del modelo. / Remote soil classification is a technique that can be useful to generate an accurate approximation of the reality of this resource, especially in spatial conditions where information is scarce, biased, or nonexistent. This is the case of the Coquimbo Region, Chile, where a large area has not been classified in detail about their soils; such that only in their agricultural valleys are soil survey studies. In this context, this work proposes soils classify of the Coquimbo Region according to Land Capability Classes system. To this goal, Geographic Information Systems (GIS) and Remote Sensing were used to generate the inputs needed to run a classification. The considered soil formation factors with this purpose were: Parental material, for which we used specialized geology information of the area; Climate, in terms of rainfall and temperature data; and Relief, based on landscape landforms, were considered using the Topographic Position Index (TPI) method. With this information, it was proceeded to design and implement a technical expert decision model, which uses expert knowledge in a discipline to generate the decision rule. The model resulted in a classification which covered 93.09% of the region, where the remaining 6.91% was considered inclusions, because representing spatially disaggregated units out of context. The classification included two categories with soils that were not associated to a particular Land Capability Class, but were included in a range: Classes I to IV category and Classes VI to VIII category. On the total surface classified as Land Capability Classes, the results were as follows: 0.62 % was classified as Class I; 0.74% was Class II; 1.05% was Class III; 5.06% was Class IV; 11.63% was Class VI; 36.22% was Class VII; 26.33% was Class VIII; 6.61% was Classes I to IV category and 4.27% to Class VI to VIII category. Finally, a validation was performed based on expert criteria, evaluating seven specific points. Four points were not in agreement with the original result, which was due to two of the latter were within inclusions (San Julian and Maitencillo points) and a third point was a condition with chemical limiting condition (Huentelauquén point), outside the scope of model prediction.

Memoria para optar al título profesional de: Ingeniera Agrónoma / A través del procesamientos de imágenes digitales en el rango óptico se estimó el porcentaje de cobertura vegetal (CC) para predecir el rendimiento y contenido de N en trigo candeal chileno (Triticum turgidum, spp. Durum L.). El objetivo del estudio fue obtener relaciones cuantitativas entre CC y rendimiento, CC y valores SPAD, valores SPAD y rendimiento. Para esto se realizó un ensayo con dos variedades, Llareta INIA y Corcolén INIA, en condiciones de riego, ambas variedades sometidas a tratamientos de dosis (0, 60, 120, 180 y 240 kg N ha-1) y parcialización de N en siembra, primer nudo y embuche. El diseño experimental fue en bloques completos al azar, con 4 repeticiones y 8 tratamientos por bloque, estableciéndose un total de 32 unidades experimentales por variedad. La unidad experimental fue de 7,7 m². Se midieron en primer nudo y embuche: cobertura vegetal (%) y transmisibilidad de la luz a través de la hoja (valores SPAD). El resto de la mediciones fueron hechas en madurez fisiológica, las cuales corresponden a rendimiento (kg ha-1), componentes de rendimiento (grano m-2, grano espiga-1, peso seco de los 1000 granos (PS1000) (g), espigas m-2), índice de cosecha (IC), biomasa (kg ha-1) y proteína en grano (%). Por su parte, biomasa fue medida en primer nudo y estimada en madurez fisiológica. Para CC se utilizaron dos cámaras fotográficas para obtener imágenes digitales, las que fueron procesadas con el programa Canopy cover, el cual calcula un valor SAVIgreen a los pixeles individuales de cada fotografía e informa el resultado como la proporción de píxeles verdes (SAVIgreen > 0) entregando de esta manera un valor de porcentaje de cobertura vegetal (CC) por imagen. Los resultados mostraron que sólo hubo diferencias significativas (p≤0,05) entre tratamientos para biomasa a madurez fisiológica, biomasa en primer nudo, valores SPAD en embuche, y proteína en grano (%). Además, se obtuvo una asociación significativa entre valores SPAD y rendimiento en ambos estados de evaluación (R2=0,93 y R2=0,98, respectivamente). Sin embargo, no se pudo estimar el contenido de N y rendimiento a partir de imágenes digitales, debido a la influencia que habría tenido en los resultados, la alta disponibilidad de N en el suelo en pre siembra, el efecto de la reflexión especular sobre la estimación de CC y el estrés hídrico presentado durante el periodo crítico del cultivo, efectos que hicieron que los resultados de CC no fueran lo suficientemente consistentes para inferir a partir de ella el objetivo del estudio. / Through digital image processing in the optical range the percentage of vegetation cover (CC) was estimated to predict yield and N content in chilean bread wheat (Triticum turgidum spp. Durum L.). The objective of the study was to obtain quantitative relationships between CC and yield, CC and SPAD values, and, SPAD values and yield. The experiment was done with two cultivars of durum wheat (Llareta INIA and Corcolen INIA) under irrigation conditions and both receiving nitrogen (0, 60, 120, 180 and 240 kg N ha-1) in split applications at sowing, first node and boot stages. The experimental design was a randomized complete block with 4 replications and 8 treatments per block, establishing a total of 32 experimental units per variety. The experimental unit has 7,7 m2. There were measured in the first node and boot stage: vegetation (%) and transmissivity of light through the leaf (SPAD values). The rest of the measurements were made at physiological maturity: yield (kg ha-1), yield components (grain m-2, grain spike-1, dry weight of 1000 grains (PS1000) (g), spikes m-2), harvest index (IC), biomass (kg ha-1) and grain protein (%). Biomass was measured at the first node and estimated in physiological maturity. The results showed that there were significant differences (p ≤ 0.05) among treatments only for biomass at physiological maturity, biomass in the first node, SPAD values at boot stage and grain protein (%).In addition, a significant association between SPAD values and yield in both states (R2 = 0.93 and R2 = 0.98 respectively) was obtained. However, it was not possible to estimate the N content and yield from digital pictures, due to the influence that would have on the results, the high availability of N in the soil in pre sowing, the effect of specular reflection on the estimate of CC and water stress presented during the critical period of crop, which produced that the results of CC were not consistent enough to infer from it the study objective.

Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo y al Grado de Magíster en Manejo de Suelos y Aguas / Los biofiltros vegetales (BS) pueden ayudar a prevenir pérdidas de nitrógeno (N) desde campos con uso agrícola, protegiendo así cuerpos de agua cercanos. El propósito de este estudio fue evaluar la efectividad de BS angostos (5 m de ancho) de diferentes especies vegetales en la remoción de formas nitrogenadas que se movilizan desde suelos cultivados con maíz hacia cuerpos de agua superficiales durante el segundo año de instalación. Cargas de N disponible fueron estimadas a partir de concentraciones de N-nitrato (N-NO3) y Namoníaco (N-NH3) medidas en pozos de observación a 1 m de profundidad, durante el período de estudio (abril de 2013 a junio de 2014) en un sistema de BS que consistió de cinco tratamientos: G: franja de pradera de festuca (Fescue arundinacea); GS: franja de pradera y una línea de arbustos nativos (Fuchsia magellanica); GST1: franja de pradera, una línea de arbustos y una línea de árboles nativos 1 (Luma chequen); GST2: franja de pradera, línea de arbustos y una línea de árboles nativos 2 (Drimys winteri); y C: suelo desnudo como control. Los ensayos se establecieron en dos campos cultivados con maíz (Zea mays) ubicados en la Comuna de Pichidegua, Región de O'Higgins, los que presentaron clases texturales contrastantes: arcillosa en El Caleuche (CLC) y arenosa en San Luis (SL). En CLC, los valores de N a la salida de BS desde flujos subsuperficiales variaron entre 10 a 105 kg N ha-1, donde todos los tratamientos con BS fueron más efectivos en la remoción de formas nitrogenadas que el tratamiento C, donde el tratamiento GST1 presentó mayores diferencias respecto a C. Además, los valores de N obtenidos en la temporada primavera-verano fueron significativamente mayores que los obtenidos en la temporada otoño-invierno, lo que se atribuyó a la fertilización aplicada al campo de maíz durante este período. / Vegetated buffer strips (BS) can help to prevent nitrogen (N) losses from farming lands, thus protecting nearby water resources. The main aim of this study was to assess narrow buffer strips (5 m wide) effectiveness of different species in removal of nitrogen forms that flow from cultivated maize fields to surface water bodies during the second year of installation. N available loads were estimated from nitrate-N (NO3-N) and ammonia-N (NH4-N) concentrations measured at 1 m deep during the study period (April 2013 to June 2014) in a BS system consisting of five treatments: G: strip of grass (Fescue arundinacea); GS: strip of grass and a row of native shrubs (Fuchsia magellanica); GST1: strip of grass, a row of shrubs and a row of native trees 1 (Luma chequen); GST2: strip of grass, a row of shrubs and a row of native trees 2 (Drimys winteri); and C: bare soil as control. The experiment was set in two cultivated maize (Zea mays) fields located in the commune of Pichidegua, Región de O'Higgins, which showed contrasting soil textures: clay loam in El Caleuche (CLC) and sandy loam in San Luis. In CLC, BS outlet measurements from subsurface lateral flow ranged from 10 to 105 kg N ha-1, where all BS treatments where more effective in N removal than C treatment, with GST1 treatment performing the highest N removal. Furthermore, N measurements in spring-summer season were significantly higher than autumn-winter season values, which was related to crop fertilisation in the maize field during this period.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / Las estrategias de manejo del nitrógeno pueden tener un impacto importante en el rendimiento y proteína en grano, como también sobre el medio ambiente, estrategias que pueden ser definidas mediante el uso del SPAD. Este estudio asoció el rendimiento y el contenido de proteína en grano con mediciones SPAD y color de hoja en estado de primer nudo y embuche en trigo candeal. El trabajo se realizó en la Estación Experimental Antumapu de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile, durante la temporada 2010/2011. Se realizaron dos ensayos con las variedades de trigo candeal Llareta INIA y Corcolén INIA, en condiciones de riego, ambas variedades sometidas a tratamientos de dosis de N (0, 60, 120, 180 y 240 kg N ha-1) y parcialización en la siembra, primer nudo y embuche. El diseño experimental de cada ensayo fue en bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Los resultados mostraron que la dosis 180 kg N ha-1, parcializado 60 y 120 kg N ha-1 en siembra y primer nudo respectivamente, fue la que logró el mayor rendimiento, con 8.411 kg ha-1. Con respecto al porcentaje de proteína en grano, existieron diferencias (p≤0,01) entre tratamientos, siendo la dosis 240 kg N ha-1, parcializada 80-120-40 kg N ha-1 a siembra, primer nudo y embuche respectivamente, la que tuvo el valor más alto, con 12,6%. Los valores SPAD medidos a primer nudo y embuche se relacionaron positivamente con rendimiento (p≤0,001; R2=0,92 y p≤0,05; R2=0,68, respectivamente) y porcentaje de proteína en grano (p≤0,05; R2=0,53 en primer nudo y p≤0,001 y R2= 0,89 en embuche). Al analizar el color, los resultados del análisis de correspondencia múltiple mostraron una asociación entre rendimiento alto y muy alto con valor oscuro medido en embuche y primer nudo, como también el croma de saturación baja medido en los mismos estados de desarrollo. El alto contenido de proteína se asoció a croma de saturación baja medido en embuche. Con respecto a la eficiencia del uso del nitrógeno (EUN), eficiencia fisiológica y eficiencia de absorción, el valor más alto se logró en el tratamiento con una aplicación de 60 kg N ha-1, alcanzando 50,1 kg en grano kg-1 de N en EUN, 63,3 kg en grano kg-1 de N en eficiencia fisiológica y 93,1% en eficiencia de absorción. Por lo tanto, el SPAD es una herramienta útil para predecir rendimiento y contenido de proteína en grano medido en primer nudo y embuche en trigo candeal. / Nitrogen management strategies can have a significant impact on grain yield, and protein as well as on the environment, and they can be defined through the use of SPAD readings. This study related grain yield and protein of durum wheat at the first node and boot stages with SPAD readings and leaf color. The field experiment was carried out at the Antumapu Experiment Station of the College of Agricultural Sciences, University of Chile, during the 2010-2011 season. Two experiments were done with two cultivars of durum wheat (Llareta INIA and Corlen INIA) under irrigation conditions and both receiving nitrogen rates of 0, 60, 120, 180 and 240 kg N ha-1 in split applications at sowing, first node and boot stages. The experimental design consisted of four randomized blocks with four replications. The results showed that the 180 kg N ha-1 rate distributed in 60 and 120 kg N ha-1 at sowing time and first node, respectively, had the highest yield, with 8.411 kg ha-1. On the other hand, the protein percentage in the grain showed differences between treatments (p≤0,001), with the 240 kg N ha-1 split rate (distributed in 80-120-40 kg N ha-1 at sowing, first node and boot, respectively) obtaining the highest value with a 12,6% of protein in the grain. The SPAD values measured at the first node and boot stages were positively related to yield (p≤0,001; R2=0,92 and p≤0,05; R2=0,68, respectively). Grain protein percentage was also related to SPAD values (with p≤0,05 and R2=0,53 at the first node and p≤0,001 and R2=0,89 at boot stage). When analyzing leaf color with a Munsell Plant Tissue Color Chart, the results from the multiple correspondence analysis showed a relationship between high and very high yield and the dark value measured at the first node and boot stages as well as low chroma measured at the same development stages. The high protein content was found to be associated to a chroma of low saturation measured at boot stage. With respect to the nitrogen use efficiency (NUE), physiological efficiency and absorption efficiency, the highest value was achieved by treatment 2 (60 kg N ha-1) which reached 50,1 grain kg kg-1 N in NUE, 63,3 grain kg kg-1 N in physiological efficiency and 93,1% in absorption efficiency. Therefore, SPAD reading is a useful tool to predict grain yield and protein content in durum wheat when measured at first node and boot stages.

Tesis para optar al Título Profesional de Ingeniera Agrónoma y al Grado de Magíster en Manejo de Suelos y Aguas / En este estudio se determinó la efectividad de un sistema de biofiltro angosto (ancho de 5m) para retener el nitrógeno (N) que se moviliza hacia cuerpos de agua superficiales desde campos cultivados con maíz grano, comparando la efectividad de diferentes combinaciones de especies vegetales durante el primer año de su establecimiento (abril 2012- abril 2013). Se evaluaron cinco tratamientos que incluyeron: árboles nativos como Luma chequen (GST1) y Drimys winteri (GST2) y un arbusto nativo Fuchsia magellanica (GS), estos tres en combinación con una pradera de Festuca arundinacea; un tratamiento sólo con F. arundinacea (G); y un control sin vegetación (C); con tres repeticiones cada uno, en un diseño de bloques completos al azar distribuidos en parcelas de 5 m x 12 m. Los ensayos se establecieron en dos sitios experimentales en la Comuna de Pichidegua, Región de O´Higgins, ambos campos cultivados con monocultivo de maíz (Zea mays), los que presentaban suelos con texturas contrastantes: arcillosa en El Caleuche (CLC) (34°25´ S, 71°21´O); y arenosa en San Luis (SL) (34°22´ S, 71°25´O). Durante el periodo de estudio se monitorearon continuamente las concentraciones de formas N (N-NO3 y N-NH4) en la entrada y salida de los biofiltros. En general se observó una amplia variabilidad de los contenidos de N que entraban o salían del sistema de biofiltros, obteniéndose valores mayores durante el período en que el cultivo de maíz se encontraba en desarrollo (primavera-verano), donde los tratamientos no presentaron diferencias estadísticas significativas en la retención de N (p>0,05). En consecuencia, los biofiltros no fueron efectivos en la remoción de formas N hacia cuerpos de agua superficiales utilizando diferentes especies vegetales, lo que sugiere que, por lo general, durante el primer año de establecimiento las especies vegetales no han generado una cobertura superficial y/o desarrollo radical que permita retener cantidades significativas de formas N. / In this study, the effectiveness of narrow buffer strips (5 m) removing nitrogen (N) that is moving from corn fields to water curses was determined by comparing the effectiveness of different t ype s o f vegetation and establishing an overall N budget in the system during the first year. Five treat ments of different component of the biofilters were evaluated: native trees Luma chequen (GST1) and Drimys winteri (GST2) and a native bush Fuchsia magellanica (GS), this tree in combination with the praire Festuca arundinacea; a treatment with only Festuca arundinacea (G); and a control plot without vegetation (C); with tree replication per treatment with a randomized block design (Blocks 1-3) distributed in 5 m x 12 m plots. Two experimental areas were set in the commune of Pichidegua located in the Región del Libertador Bernardo O'Higgins, both cultivated with maize (Zea mays) as main crop, and in soils with contrasting textures: clay loam in El Caleuche (CLC) (34°25´ S, 71°21´O); and sandy loam in San Luis (SL) (34°22´ S, 71°25´O). During the study period N forms (N-NO3 and N-NH4 ) at the entrance and exit of the biofilter system were continuously monitored. In general, a wide variability of N inputs and outputs was observed, obtaining higher values during the crop growing season (spring-summer). Treatments did not present statistical differences significance (p>0.05) on N retention. In consequence, the biofilters were not effective in removing N forms into surface water bodies using different plant species, which suggest that during the first year of establishment the plant species have not generated an adequate surface coverage and/or root development to retain significant amounts of N forms.