Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo Mención Manejo de Suelos y Aguas / Los ecosistemas esclerófilos de Chile están constantemente sometidos a variados tipos de perturbaciones, con lo cual se afectan las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. Este estudio se realizó en la reserva nacional Roblería Los Cobres de Loncha, donde se analizaron cuatro situaciones vegetacionales con distinto grado de perturbación: bosques de Peumo (situación de menor perturbación, PEU), seguido de bosques de Peumo – Litre – Quillay (PLQ), matorral de Quillay – Tevo – Colliguay (QTC) y finalmente la situación mayormente intervenida, correspondiente a una pradera abierta con Espino (ESP). Se analizaron propiedades físicas que influyen directamente en los procesos hidráulicos que ocurren en el suelo, como lo son la densidad aparente (ρb), la capacidad de retención de agua (-33kPa y -1500kPa), la distribución de tamaño de poros, la conductividad hidráulica efectiva a saturación (Kefsat) a -33 kPa (Kef-33kPa) y -1500 kPa (Kef-1500kPa), como así también se realizó la curva característica del suelo ajustada al modelo Mualem-Van Genuchten. Los mayores valores de ρb se encontraron en ESP (1,47 Mg/m3), dado principalmente porque esta situación ha tenido el mayor grado de intervención, la cual ha influido en la pérdida de horizontes superficiales, resultando en una menor porosidad total y disminuyendo el flujo hídrico en el perfil. Por el contrario, PEU tuvo los menores valores de ρb (0,99 Mg/m3), principalmente en superficie, producto del alto contenido de materia orgánica (MO), aumentando la porosidad gruesa y el flujo hídrico en el suelo. Las situaciones PLQ y QTC son medianamente perturbadas, y de acuerdo a los análisis realizados, los valores de las propiedades físicas medidas se encuentran entre los del PEU y los de ESP. Este estudio refleja la importancia de mantener un equilibrio en el sistema edáfico, la degradación del suelo altera el flujo hídrico afectando de manera directa el tipo de vegetación que se desarrolla. / Chilean sclerophyll ecosystems are constantly impacted by several disturbance processes, consequently affecting the soil physical, chemical and biological properties. We analyzed four typical sclerophyll vegetation types of Central Chile at the Reserva Nacional Roblería Los Cobres de Loncha: Peumo forests (the least perturbed vegetation type, PEU), followed by more perturbed Peumo – litre – Quillay (PLQ) and Quillay-Tevo-Colliguay (QTC) vegetation types, and finally the most perturbed situation, the savanna-type Espinal (ESP). We evaluated various soil physical properties that directly affect soil hydraulic processes, such as soil bulk density (ρb), soil water retention (-33kPa y -1500kPa), soil pore distribution, effective hydraulic conductivity at saturation (Kefsat), at -33 kPa (Kef-33kPa), and at -1500 kPa (Kef-1500kPa). The soil water release curve was also fitted to the Mualem-Van Genuchten model. The highest ρb values were found under ESP (1.47 Mg/m3), which is characterized by the historical loss of surface soil horizons due to erosion. The high bulk density values have resulted in lower total soil porosities and lower hydraulic fluxes across the soil profile. In contrast, PEU had the lowest ρb values (0.99 Mg/m3 in topsoil samples) due to the greatest amount of soil organic matter (SOM), which increased coarse porosity and consequently the hydraulic flux. Physical properties in the medium-perturbed, PLQ and QTC situations were in-between the values of ESP and PEU. This study reflects the importance of maintaining the equilibrium in the soil system. Land degradation alters the hydrological balance, thereby directly affecting vegetation development.

Autorizada por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el año 2013 / Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo Mención Manejo de suelos y aguas / Se evaluaron indicadores biológicos del suelo bajo cuatro tipos de formaciones vegetacionales esclerófilos, cada una afectada por diferentes grados de perturbaciones antrópicas. Las formaciones vegetacionales consideradas fueron un bosque de Peumo (Cryptocarya alba (Mol.) Looser) (PEU), un bosque de peumo-litre (Lithrea caustica (Mol.) Hook et Arn.)–quillay (Quillaja saponaria Mol.) (PLQ), una formación de matorral compuesta por quillay–tevo (Retanilla trinervia (Gillies et Hook.) Hook. et. Arn.)–colliguay (Colliguaja odorifera Mol.) (QTC), y una formación tipo sabana compuesta por espino (Acacia caven (Mol.) Mol.) y praderas anuales. Las muestras de suelo fueron extraídas en los intervalos de profundidad 0-6 cm y 6-12 cm, bajo las coberturas de canopia de las diferentes especies arbóreas o arbustivas así como en los espacios abiertos entre las plantas (suelo sin cobertura). Se determinó el carbono orgánico del suelo (COS), el carbono de la biomasa microbiana a través del método de la fumigación incubación (C-BMS) y la respiración del suelo (RB), todo esto bajo condiciones de laboratorio. A partir de estos, se derivaron el cociente metabólico (qCO2), así como también el cociente microbiano y de mineralización (qMic y qM, respectivamente). Los mayores valores de COS fueron los encontrados en la formación menor perturbada (PEU, 8,04%, p≤0,05 respecto a ESP). Sin embargo los mayores valores de C-BMS, RB, qMic y qM fueron encontrados en la formación tipo sabana (ESP). No se observó una clara tendencia en el comportamiento del indicador qCO2. Se encontró una positiva y significante correlación lineal entre el COS y el C-BMS (valores de r entre 0,91 y 0,98; p≤0,001 para todas las formaciones) y particularmente cuando se contrastaba el COS con el C-BMS provenientes de una misma formación vegetacional, lo que sugiere que la cantidad y el origen de la materia orgánica del suelo juega un rol fundamental en el desarrollo microbiano. La composición vegetacional, la que está relacionada al grado de perturbación antrópica, parece ser un factor clave para el desarrollo microbiano en estos ecosistemas esclerófilos chilenos. / Soil biological indicators were evaluated under four types of sclerophyllous vegetation, each one affected by different degrees of long-term anthropogenic disturbances. Vegetation types considered peumo (Cryptocarya alba (Mol.) Looser) (PEU) forests, peumo–litre (Lithrea caustica (Mol.) Hook et Arn.)–quillay (Quillaja saponaria Mol.) (PLQ) forests, quillay–tevo (Retanilla trinervia (Gillies et Hook.) Hook. et. Arn.)–colliguay (Colliguaja odorifera Mol.) (QTC) shrub-type formations, and savannah-type formations composed of espino (Acacia caven (Mol.) Mol.) and annual grasses. Soil samples were extracted at depth intervals of 0-6 cm and 6-12 cm below the canopy cover of the different tree and shrub species as well as from the open spaces between plants. Soil organic C (COS), microbial biomass-C by the fumigation-incubation method (C-BMS) and soil basal respiration (RB) were determined under laboratory conditions. The derived metabolic quotient qCO2, as well as the microbial and mineralization quotients (qMic and qM, respectively) were also evaluated. Largest COS was found under the less disturbed formation (PEU, 8.04%, p≤0.05 as compared to ESP). However, largest values of C-BMS, RB, qMic and qM were found under savannah-type formation (ESP). No clear trend in qCO2 was observed. A positive and significant linear correlation was found between COS and C-BMS (r values between 0.91 and 0.98; p≤0.001 for all formations), particularly when contrasting COS and C-BMS under the same vegetal formation, suggesting that the amount and origin of soil organic matter (i.e. plant species source) play fundamental roles in microbial development. Plant species composition which is related to the degree of anthropogenic disturbance, seem to be a key factor for microbial development in these Chilean sclerophyllous ecosystems.

As propriedades das ligações do complexo com metal de transição Cu(II)-L-alanil-L-valina e do composto orgânico Taurina foram determinadas por difração de raios-X a alta resolução. A análise da densidade de carga foi feita com o modelo multipolar de Hansen-Coppens para o estudo topológico da densidade de carga e determinação de populações dos orbitais d do metal. Radiação síncrotron (0.394 Å) e temperatura de hélio vaporizado foram utilizados na coleta de dados de difração de raios-X do complexo metálico. Para o orbital dx2-y2, a população reduzida é descrita pelas zonas de fuga de carga com eixo de simetria 4 nos mapas de deformação estática da densidade e do Laplaciano. Os valores da densidade de carga e das curvaturas nos pontos críticos localizados nas ligações Cu-N e Cu-O, indicam o caráter não iônico dessas ligações. Foi desenvolvido um algoritmo para obter as orientações preferenciais dos orbitais d de metais de transição da primeira linha coordenados em sítios assimétricos. As cargas atômicas foram determinadas por integração da densidade no esquema de partição de átomos topológicos (basins). O estudo de densidade de carga da Taurina foi realizado com dados coletados no difratômetro KappaCCD, usando radiação K\'alfa\' -Mo à temperatura de N2 vaporizado e dados de nêutrons obtidas na literatura. Propriedades topológicas de \'rô\' (\'VET.r\') foram calculadas do modelo. Os valores dos monopólos são comparados com cargas calculadas pela integração de \'rô\' (\'VET.r\') dentro de basins e determinadas por cálculos ab initio. / The bonding properties of the transition metal complex Cu(I1)-L-alanyl-L-valine and the Taurine compound have been determined by high resolution x-ray diffraction. The charge density analysis is performed using the Hansen-Coppens multipole model for both, the topological study of the electron density p(f) and the orbital population\'s analysis of the transition metal. Short wavelength synchrotron radiation (0.394 \'angstrom\') and vaporized helium temperature were used in the x-ray diffraction data collection of the metal complex. For the dx2-y2 orbital, the half population obtained is shown by the 4-fold depletion region in the static deformation and negative Laplacian maps. Values of the charge density and its curvature in the critica1 points located at the Cu-N and Cu-O bonds show the non-ionic character of these interactions. We have derived an algorithm to perform preferencial orientation search for the first row transition metal d-orbitals in non-symmetric sites. Atomic charge integration was carried out applying topological atoms partitioning (basins). The charge density of Taurine has been studied with data collected with a KappaCCD diffractometer using K\'alfa\'-Mo radiation at vaporized N2 temperature and neutron diffraction data obtained from the literature. Topological properties of \'rô\' (\'VET.r\') were calculated from the fitted model. Atomic charges given by the monopole parameters have been compared with those obtained by integration of the atomic basins and theoretical molecular calculations.

As propriedades das ligações do complexo com metal de transição Cu(II)-L-alanil-L-valina e do composto orgânico Taurina foram determinadas por difração de raios-X a alta resolução. A análise da densidade de carga foi feita com o modelo multipolar de Hansen-Coppens para o estudo topológico da densidade de carga e determinação de populações dos orbitais d do metal. Radiação síncrotron (0.394 Å) e temperatura de hélio vaporizado foram utilizados na coleta de dados de difração de raios-X do complexo metálico. Para o orbital dx2-y2, a população reduzida é descrita pelas zonas de fuga de carga com eixo de simetria 4 nos mapas de deformação estática da densidade e do Laplaciano. Os valores da densidade de carga e das curvaturas nos pontos críticos localizados nas ligações Cu-N e Cu-O, indicam o caráter não iônico dessas ligações. Foi desenvolvido um algoritmo para obter as orientações preferenciais dos orbitais d de metais de transição da primeira linha coordenados em sítios assimétricos. As cargas atômicas foram determinadas por integração da densidade no esquema de partição de átomos topológicos (basins). O estudo de densidade de carga da Taurina foi realizado com dados coletados no difratômetro KappaCCD, usando radiação K\'alfa\' -Mo à temperatura de N2 vaporizado e dados de nêutrons obtidas na literatura. Propriedades topológicas de \'rô\' (\'VET.r\') foram calculadas do modelo. Os valores dos monopólos são comparados com cargas calculadas pela integração de \'rô\' (\'VET.r\') dentro de basins e determinadas por cálculos ab initio. / The bonding properties of the transition metal complex Cu(I1)-L-alanyl-L-valine and the Taurine compound have been determined by high resolution x-ray diffraction. The charge density analysis is performed using the Hansen-Coppens multipole model for both, the topological study of the electron density p(f) and the orbital population\'s analysis of the transition metal. Short wavelength synchrotron radiation (0.394 \'angstrom\') and vaporized helium temperature were used in the x-ray diffraction data collection of the metal complex. For the dx2-y2 orbital, the half population obtained is shown by the 4-fold depletion region in the static deformation and negative Laplacian maps. Values of the charge density and its curvature in the critica1 points located at the Cu-N and Cu-O bonds show the non-ionic character of these interactions. We have derived an algorithm to perform preferencial orientation search for the first row transition metal d-orbitals in non-symmetric sites. Atomic charge integration was carried out applying topological atoms partitioning (basins). The charge density of Taurine has been studied with data collected with a KappaCCD diffractometer using K\'alfa\'-Mo radiation at vaporized N2 temperature and neutron diffraction data obtained from the literature. Topological properties of \'rô\' (\'VET.r\') were calculated from the fitted model. Atomic charges given by the monopole parameters have been compared with those obtained by integration of the atomic basins and theoretical molecular calculations.