Els sistemes de reg per degoteig es consideren com un mètode apropiat per a la reutilització d’aigües regenerades, ja que disminueixen els riscos sanitaris. No obstant això, el problema més important en l’aplicació dels efluents en els sistemes de reg localitzat és l’obturació dels filtres i degoters, el que disminueix la uniformitat de distribució del aigua. L’objectiu principal d’aquesta tesi doctoral va ser comparar el comportament hidràulic d’un sistema de reg per degoteig superficial (DI) i un d’enterrat (SDI) aplicant un efluent terciari amb tres freqüències de rentat dels laterals (sense rentat, un rentat al final de cada temporada de reg i un rentat mensual) amb dos tipus d’emissors (autocompensant i no autocompensant). Altres objectius han estat investigar la influència de la qualitat de l’efluent en el procés de filtració i calcular la pèrdua de càrrega i la durada dels cicles de filtració en el filtre de sorra mitjançant l’anàlisi dimensional. Els resultats van demostrar que la durada del cicle de filtració va dependre principalment de la qualitat de l’efluent aplicat i del diàmetre efectiu de la sorra utilitzada. També es va constatar que l’eficàcia del procés de filtració va ser deguda al diàmetre efectiu de la sorra del filtre i que quan menor va ser el diàmetre efectiu de la sorra utilitzada, més eficaç va ser la filtració. L’anàlisi dimensional va ajudar a desenvolupar un model matemàtic per a descriure la pèrdua de càrrega en el filtre amb un alt coeficient de determinació ajustat i una bona distribució del residus. A més, es va trobar que el cabal del lateral va dependre significativament del tipus de degoter, sistema de reg, la temporada de reg i la freqüència de neteja. En el sistema de DI, el cabal de l’emissor no autocompensant es va incrementar significativament durant l’experiment a causa d’un desgast de l’emissor i es va disminuir significativament en el sistema de SDI degut a l’obturació del degoters. El cabal del degoter autocompensant va augmentar durant l’experiment en els sistemes de DI i SDI. També es va observar que la causa principal de l’obturació de l’emissor en el sistema de DI va ser el desenvolupament de biofilm, mentre que en el SDI es va correspondre a una combinació de factors biològics i físics. Finalment, es va trobar que rentar els laterals una sola vegada al final de cada temporada de reg va ser la millor opció de maneig per assolir la major eficiència de distribució de l’aigua després de 1620 h de reg, tant en DI com SDI. / Los sistemas de riego por goteo se consideran como un método apropiado para la reutilización de aguas regeneradas, ya que disminuyen los riesgos sanitarios. Sin embargo, el problema más importante en la aplicación de los efluentes en sistemas de riego localizado es la obturación tanto de filtros como de goteros, lo que disminuye la uniformidad de distribución del agua. El objetivo principal de esta tesis doctoral es comparar el comportamiento de un sistema de riego por goteo superficial (DI) y otro enterrado (SDI) aplicando un efluente terciario con tres frecuencias de lavado de los laterales (sin lavado, un lavado al final de cada temporada de riego y otro mensual) con dos tipos de emisores (autocompensante y no autocompensante). Otros objetivos fueron investigar la influencia de la calidad del efluente en el proceso de filtración y calcular la pérdida de carga y la duración de los ciclos de filtración en filtro de arena mediante el análisis dimensional. Los resultados demostraron que la duración del ciclo de filtración dependió principalmente de la calidad del efluente aplicado y del diámetro efectivo de la arena utilizada. También se constató que la eficacia del proceso de filtración fue debida al diámetro efectivo de la arena del filtro, pues cuanto menor era el diámetro efectivo de la arena utilizada, más eficaz fue la filtración. El análisis dimensional ayudó a desarrollar un modelo matemático para describir la pérdida de carga en el filtro con un alto coeficiente de determinación ajustado y una buena distribución de los residuos. Además, se encontró que el caudal del lateral dependió significativamente del tipo del gotero, sistema de riego, temporada de riego y la frecuencia del lavado. En el sistema de DI, el caudal del emisor no autocompensante se incrementó significativamente durante el experimento debido a un deterioro del gotero y se disminuyó significativamente por culpa de la elevada porcentaje de los emisores obturados. El caudal del gotero autocompensante aumentó durante el experimento en los sistemas de DI y SDI. También se observó que la causa principal de la obturación del emisor en el sistema de DI fue el desarrollo de un biofilm, mientras que el de SDI se correspondió a una combinación de factores biológicos y físicos. Sin embargo, se encontró que lavar los laterales una sola vez al final de cada temporada de riego fue la mejor opción de manejo para lograr la mayor eficiencia de distribución del agua después de 1620 h de riego tanto en el sistema de riego por goteo superficial como en el enterrado. / Microirrigation is considered as an appropriate method for reclaimed wastewater reuse because it diminishes the health risks. However, the most important problem when applying reclaimed effluents in microirrigation systems is emitter and filter clogging, which lead to low system distribution uniformity. The main target of this PhD dissertation is to compare the performance of a surface (DI) and a subsurface (SDI) drip irrigation systems when applying a tertiary treated effluent under three flushing frequency (no flushing, seasonal flushing and monthly flushing) using two emitter types (pressure and non-pressure compensating). In addition, the study aimed to investigate the influence of effluent quality on the sand filtration process. Another purpose was to compute head loss across the sand media filter and time between backwashing in a sand filter media through dimensional analysis. The results revealed that sand filtration cycle duration depended mainly on the applied effluent quality and sand filter effective diameter. It was also found that the effectiveness of filtration process was significantly due to sand effective diameter, being the smaller the effective diameter the more effective the filtration process. The dimensional analysis helped to develop a mathematical model to calculate head loss across sand filter with a high adjusted coefficient of determination and a good distribution of residuals. Besides, it was found that lateral flow rates depended significantly on emitter type, irrigation system, irrigation season and flushing frequency. In DI system, lateral flow of the non-pressure compensating emitter was significantly increased throughout the experimental time due to emitter failure and significantly decreased in SDI one due to the elevated percentage of clogged emitters. The pressure compensating emitter lateral flow was increased during the experiment for DI and SDI systems. The study, as well, showed that emitter clogging in DI system was primarily due to biological factors and in the SDI one was due to a combination of biological and physical factors. However, it was found that the seasonal flushing frequency was the best management practice for achieving the highest system distribution uniformity after 1620 h of irrigation for both DI and SDI systems.

La fenologia del cultiu està àmpliament reconeguda com el factor més important que determina l'adaptació de cultivars de blat i ordi a ambients determinats. El control genètic de la floració ha sigut extensament estudiat, encara que se sap molt menys sobre les diferències en el control genètic de diferents fases en pre- espigat. L'objectiu d'aquesta tesi va ser estudiar el control genètic de la durada de diferents fases de pre- espigat (iniciació de fulles i espiguetes, LS, i encanyat, SE) e identificar loci particulars responsables de la variabilitat genotípica independent en LS i SE, així com estudiar el possible impacte que el canvi en la ràtio SE/LS podria tenir en caràcters relacionats amb l'aparició de fulles i fillols, i altres característiques agronòmiques com l’acumulació de biomassa i N, i components del rendiment, entre d'altres. Dues poblacions de doble-haploides d'ordi i dos de blat es van conrear en diversos ambients mediterranis. La població d'ordi Steptoe x Morex (S x M), que se sap que segrega per alguns gens importants de floració, es va conrear en dues dates de sembra diferents i dos tractaments de fotoperíode. Es va identificar variabilitat genotípica independent entre LS i SE a cada població, i diversos loci de caràcters quantitatius (QTLs) responsables d'aquestes diferències també van ser identificats en cadascuna d'elles. Cap dels QTLs amb efectes diferents entre LS i SE a la població d'ordi Henni x Meltan (H x M) semblen ser gens majors de floració coneguts. Alguns gens majors de floració foren responsables de part de les diferències en la ràtio SE/LS en les altres poblacions En l'experiment amb S x M, tot i les interaccions significatives genotip x ambient i QTL x E, tant per LS com per ES, les diferències entre genotips pel ràtio SE/LS es mantingueren bastant entre ambients (h2 de 0,82). Escurçar LS, per tal d'allargar SE, no tindria un impacte negatiu en el vigor inicial, encara que alguns caràcters de l’afillolament podrien resultar afectats. Per al QTL amb els majors efectes sobre la ràtio SE/LS (significatiu sobretot per SE en 2HS) en H x M, una major ràtio SE/LS estava associada a una reducció en la tasa d’afillolament, el nombre màxim de fillols, espigues/m2 , grans/m2, el rendiment de gra, i la partició de biomassa tant a espigat com a collita. Algunes correlacions entre la durada de fases en pre-espigat i diversos caràcters agronòmics variaren en funció de l'ambient, el que podria suggerir que l'augment en la ràtio SE/LS podria ser més beneficiós en alguns ambients que en d’altres. Dos dels QTLs més importants per rendiment de gra en H x M no estigueren relacionats amb la durada de fases en pre-espigat, sinó amb el vigor inicial, en línia amb la seva importància en condicions mediterrànies, o amb més espigues/m2 i altres caràcters d’afillolament, d'acord amb la seva importància en l'ordi de dues carreres. En la població S x M la majoria de caràcters relacionats amb l’afillolament co- localitzaren amb QTLs per la duració de fases (principalment LS i HD), i tres de les regions més importants per aquests caràcters contenien tres dels QTLs més importants per la ràtio SE/LS. Altres QTLs per la ràtio SE/LS en SxM i HxM no estigueren relacionats amb efectes negatius sobre els caràcters estudiats. Els possibles efectes de loci particulars responsables de les diferències genètiques entre LS i SE, sobre aspectes importants com la partició de la biomassa, l’afillolament, i la generació d’espiguetes, entre d'altres, així com les interaccions amb l’ambient, s'haurien de tenir també en compte, ja que poden contrarestar els avantatges que una major ràtio SE/LS podria tenir en la generació del rendiment. / Crop phenology is widely recognized as the most important factor determining adaptability of wheat and barley cultivars to particular environments. The genetic control of flowering time has been extensively studied, although much less is known about differences in the genetic control of pre-heading phases. The aim of the present thesis was studying the genetic control of the duration of different pre-heading phases (leaf and spikelet initiation, LS, and stem elongation, SE) and identifying particular loci responsible for independent genotypic variability in LS and SE, as well as studying the possible impact that changing the ratio SE/LS could have on traits related to leaf appearance, tillering and other agronomic traits such as biomass and N accumulation and yield components among others. Two barley and two wheat double- haploid populations were grown in several Mediterranean environments. The Steptoe x Morex population (S x M), which is known to segregate for some major genes regulating flowering time, was grown under two different sowing dates and two photoperiod treatments. Independent genotypic variability in the duration of LS and SE was found in each population, and several quantitative trait loci (QTLs) responsible for these differences were also identified in each of them. None of the QTLs with different effects between LS and SE in the barley population Henni x Meltan (H x M) seemed to be major genes. Some major flowering genes were responsible for part of the differences in the ratio SE/LS in the other populations. In the S x M experiment, in spite of significant genotype x environment and QTL x E effects for both LS and SE, differences between genotypes in the ratio SE/LS were quite well maintained across environments (h2 of 0.82). Shortening LS, so as to lengthen SE, would not have a negative impact on early vigour, although some tillering traits could result affected. For the QTL with the highest effects on the ratio SE/LS (significant mainly for SE on 2HS) in H x M, a higher ratio was associated to lower rate of tillering, maximum number of tillers, spikes/m2, grains/m2, grain yield, and biomass partitioning both at heading and at harvest. Some correlations between duration of pre-heading phases and several agronomic traits varied depending on the environment, which could suggest that increasing the ratio SE/LS might be more beneficial in some environments than others. Two of the most important QTLs for grain yield in H x M were not related with duration of pre-heading phases, but were associated to early vigour, in line with is importance under Mediterranean conditions, or with higher spikes/m2 and other tillering traits, in line with the importance of tillering in 2-rowed barley. In the S x M population most tillering traits co-localised with QTLs for durations of phases (mainly LS and HD), and three of the most relevant regions for these traits contained three of the most important QTLs for the ratio SE/LS. Other QTLs significant for the ratio SE/LS in both HxM and SxM were not associated to negative effects for the studied traits. Effects on important aspects as tillering, biomass partitioning and spikelet generation, among others, from particular loci responsible of genetic differences between LS and SE, as well as interactions with the environment, should be considered since they may offset the advantages that a higher ratio SE/LS could have on yield generation. / La fenología del cultivo está ampliamente reconocida como el factor más importante que determina la adaptación de cultivares de trigo y cebada en ambientes determinados. El control genético de la floración ha sido extensamente estudiado, aunque se sabe mucho menos acerca de las diferencias en el control genético de distintas fases en pre-espigado. El objetivo de la presente tesis fue estudiar el control genético de la duración de diferentes fases de pre-espigado (iniciación de hojas y espiguillas, LS, y encañado, SE) e identificar loci particulares responsables de la variabilidad genotípica independiente en LS y SE, así como estudiar el posible impacto que el cambio en el ratio SE/LS podría tener en caracteres relacionados con la aparición de hojas, hijuelos y otras características agronómicas como la acumulación de biomasa y N, y los componentes del rendimiento, entre otros. Dos poblaciones de doble-haploides de cebada y dos de trigo se cultivaron en varios ambientes mediterráneos. La población de cebada Steptoe x Morex (S x M), que se sabe que segrega para algunos genes importantes de floración, se cultivó en dos fechas de siembra diferentes y dos tratamientos de fotoperiodo. Se identificó variabilidad genotípica independiente entre LS y SE en cada población, y varios loci de caracteres cuantitativos (QTLs) responsables de estas diferencias también fueron identificadas en cada una de ellas. Ninguno de los QTL con efectos diferentes entre LS y SE en la población de cebada Henni x Meltan (H x M) parecen ser genes mayores de floración conocidos. Algunos genes mayores de floración fueron responsables de parte de las diferencias en el ratio SE/LS en las otras poblaciones. En el experimento con S x M, a pesar de significativas interacciones genotipo x ambiente y QTL x E, tanto para LS como para SE, las diferencias entre genotipos para el ratio SE/LS se mantuvieron bastante entre ambientes (h2 de 0,82). Acortar LS, con el fin de alargar SE, no tendría un impacto negativo en el vigor inicial, aunque algunos caracteres del ahijamiento podrían resultar afectados. Para el QTL con los mayores efectos en el ratio SE/LS (significativo sobre todo para SE en 2HS) en H x M, un mayor ratio SE/LS estuvo asociado a una reducción en la tasa de ahijamiento, el número máximo de hijuelos, espigas/m2, granos/m2, el rendimiento de grano, y la partición de biomasa tanto en espigado como en cosecha. Algunas correlaciones entre la duración de fases en pre-espigado y varios caracteres agronómicos variaron en función del ambiente, lo que podría sugerir que el aumento en el ratio SE/LS podría ser más beneficioso en algunos ambientes que otros. Dos de los QTLs más importantes para rendimiento de grano en H x M no estuvieron relacionados con la duración de fases en pre-espigado, sino con el vigor inicial, en línea con su importancia en condiciones mediterráneas, o con más espigas/m2 y otros caracteres del ahijamiento, en consonancia con la importancia de éste en la cebada de dos carreras. En la población SxM la mayoría de caracteres relacionados con el ahijamiento co-localizaron con QTLs para la duración de fases (principalmente LS y HD), y 3 de las regiones más significativas para estos caracteres incluían 3 de los QTLs más importantes para el ratio SE/LS. Otros QTLs para el ratio SE/LS en HxM y SxM no estuvieron asociados a efectos negativos en los caracteres estudiados. Los posibles efectos de loci particulares responsables de las diferencias genéticas entre LS y SE, sobre aspectos importantes como la partición de la biomasa, el ahijamiento, y la generación de espiguillas, entre otros, así como las interacciones con el medio ambiente, se deberían tener también en cuenta, ya que pueden contrarrestar las ventajas que un mayor ratio SE/LS podría tener en la generación del rendimiento.

Este trabajo analiza el clima nocturno del invernadero. EL objeto del estudio es el invernadero de plástico sin calefacción, cuyo clima se estudia utilizando modelos CFD, modelos basados en los balance de energía (ES) y s datos experimentales. El fin es doble, por un lado se trata de analizar y comprender el clima nocturno del invernadero, y proponer soluciones a los problemas relacionados con las altas tasas de humedad. Por otro lado se investigan nuevos métodos de simulación del clima del invernadero, métodos basados en el uso conjunto o acoplamiento de modelos CFD y ES , y también basados en la técnica de optimización. El Capitulo 1 introduce el contexto general y los objetivos que plantea el trabajo. El Capitulo 2 estudia el clima nocturno en un invernadero de capa sencilla. Para ello desarrolla un modelo CFD que incluye una UDF (User Define Function) para calcular la tasa de condensación. Una vez validado el modelo se analiza el comportamiento del invernadero bajo distintas condiciones de contorno.. El Capitulo 3 analiza una solución para combatir las bajas temperaturas nocturnas, la pantalla térmica. Los efectos de la pantalla se analizan mediante el uso del CFD. Se lleva a cabo una comparación completa entre el invernadero de capa sencilla y el invernadero con pantalla. El capitulo proporciona información detallada sobre el clima del invernadero y presenta un estudio paramétrico del efecto de la temperatura equivalente del cielo y la cesión de calor desde el suelo en el clima del invernadero con pantalla térmica. EL Capitulo 4 presenta un nuevo método para optimizar el diseño del invernadero. El método se basa en el acoplamiento de dos algoritmos de optimización que operan con el modelo ES. A su vez el modelo ES está conectado con el modelo CFD. El objetivo es doble, por un lado introducir una nueva manera de optimizar el diseño del invernadero, y por el otro lado tratar de resolver uno de los problemas evidenciados en el capítulo 2. El resultado muestra que un material de cubierta de alto poder de reflexión del infrarrojo lejano aportaría mejorías relevantes al clima del invernadero. El Capitulo 5 presenta un modelo acoplado para el estudio del clima del invernadero. EL CFD se utiliza para proporcionar las tasas de ventilación y los coeficientes convectivos al modelo ES. Esta técnica se utiliza para estudiar los efectos de diferentes estrategias de ventilación sobre el régimen de humedad con diferentes condiciones externas. Finalmente, el Capitulo 6 resume las conclusiones y propone algunos temas para futuras investigaciones / This work studied night-time greenhouse climate. The focus was on unheated plastic greenhouses and analyses were carried out using CFD models, Energy balance (ES) models and experimental data. The aims were twofold: on the one hand, it was intended to analyse and understand night-time greenhouse climate and propose solutions to the high-humidity issue. On the other hand, the aim was to investigate novel simulation approaches based on the coupling of CFD and ES models as well as the use of optimisation algorithms to study greenhouse climate. Chapter 1 is an introductory chapter which includes the general context and overall research objectives. Chapter 2 studies night-time climate in single-layer greenhouses by means of CFD. The model is validated and condensation User Defined Function (UDF) is introduced which accounted for the condensation rate found on the inner face of the greenhouse cover. Chapter 3 studies a commonly used solution to the issue of low night-time temperature. A thermal screen was analysed by means of CFD simulations. A thorough comparison was made between single-layer and screened greenhouses and detailed information was provided in order to build a framework for taking decisions as to whether to use a screen or not. Chapter 4 introduces a novel approach to optimizing greenhouse design; the approach relies on two optimization algorithms linked to an ES model which was coupled to a CFD model. The aim of the study was twofold: on the one hand to introduce a method offering a general approach for optimizing greenhouse design and on the other, to attempt to solve one of the issues highlighted in Chapter 2. It was shown that using a highly reflective covering material would have a theoretically significant impact on greenhouse performance. Chapter 5 introduces a coupled model for studying greenhouse climate. The CFD was used to provide the ventilation rate and convective coefficients for the ES model. This approach was applied to study the effects of different ventilation strategies on humidity under different outside air conditions. Finally Chapter 6 summarizes the conclusions and proposes themes for future research.

This study, carried out in vineyards of high quality wine production in Catalonia (Spain), aims to determine the suitability of very detailed soil surveys, based on Soil Taxonomy, for viticultural zoning purposes, and quantifies the effects of soil and climate on grape and wine quality in some representative soil map units. After an introductory chapter, this objective is developed in different chapters. Chapter 2 analyses the suitability of soil map units, determined at a 1:5,000 scale according to Soil Taxonomy classification, to determine important edaphic properties for vineyard growing. Chapter 3 discusses the implications of soil forming processes on very detailed soil surveys. Chapter 4 analyses the suitability of Soil Taxonomy to characterize the soil moisture regime for viticultural zoning purposes. Chapter 5 focuses on the influence of soil and climate on vintage variability. Chapter 6 determines the effects of climate and soil on grape ripening and wine quality of Cabernet Sauvignon. As a final conclusion, very detailed soil surveys based on Soil Taxonomy are valuable sources of information for viticultural zoning studies. Moreover, although climate explains most of the vintage variability, soil type is decisive in determining the vineyard potential for wine quality. / L’objectiu d’aquest estudi, dut a terme en vinyes destinades a la producció de vi de qualitat a Catalunya (Espanya), és determinar si un mapa de sòls molt detallat, basat en la Soil Taxonomy, és apte per estudis de zonificació vitícola i quantificar els efectes del sòl i el clima sobre la qualitat del raïm i del vi, en unitats cartogràfiques representatives. Després d’un capítol introductori, aquest objectiu es desenvolupa en diferents capítols. El capítol 2 analitza l’aptitud d’unitats cartogràfiques de sòls, classificades segons la Soil Taxonomy, per reflectir la variabilitat de propietats edàfiques importants per al cultiu de la vinya. En el capítol 3 es discuteixen les implicacions dels processos formadors del sòl en la cartografia de sòls molt detallada. El capítol 4 analitza l’aptitud de la Soil Taxonomy per caracteritzar el règim d'humitat del sòl en estudis de zonificació vitícola. El capítol 5 se centra en la influència del sòl i del clima sobre la variabilitat de la verema. El capítol 6 determina els efectes del clima i el sòl en la maduració del raïm i la qualitat del vi de Cabernet sauvignon. Com a conclusió final, els mapes de sòls molt detallats basats en la Soil Taxonomy són una font valuosa d’informació per a estudis de zonificació vitícola. D'altra banda, encara que el clima explica la major part de la variabilitat de la verema, el tipus de sòl és decisiu en la determinació del potencial d’una vinya per a la producció de vi de qualitat. / El objetivo de este estudio, llevado a cabo en viñas destinadas a vino de calidad en Cataluña (España), es determinar si un mapa de suelos muy detallado, basado en la Soil Taxonomy, es apto para estudios de zonificación vitícola y cuantificar los efectos del suelo y el clima sobre la calidad de la uva y del vino, en unidades cartográficas representativas. Tras un capítulo introductorio, este objetivo se desarrolla en diferentes capítulos. El capítulo 2 analiza la aptitud de unidades cartográficas determinadas según la Soil Taxonomy, para reflejar la variabilidad de propiedades edáficas importantes para la vid. En el capítulo 3 se discuten las implicaciones de los procesos formadores del suelo en la cartografía de suelos. El capítulo 4 analiza la aptitud de la Soil Taxonomy para caracterizar el régimen de humedad del suelo en estudios de zonificación vitícola. El capítulo 5 se centra en la influencia del suelo y del clima sobre la variabilidad de la vendimia. El capítulo 6 determina los efectos del clima y el suelo en la maduración de la uva y la calidad del vino de Cabernet Sauvignon. Como conclusión final, los mapas de suelos muy detallados basados en la Soil Taxonomy son una fuente valiosa de información para estudios de zonificación vitícola. Por otra parte, aunque el clima explica la mayor parte de la variabilidad de la vendimia, el tipo de suelo es decisivo en la determinación del potencial de un viñedo para la producción de vino de calidad.

Después de siglos de uso y abuso del suelo, durante los cuales ha sido concebido como un simple sustrato pasivo destinado a satisfacer las necesidades humanas, parece surgir un movimiento de concienciación colectiva sobre el papel que éste representa en la biosfera y su importancia vital como sistema dinámico en constante evolución. El suelo o edafoesfera debe ser considerado como un sistema complejo y heterogéneo, donde interactúan la atmósfera, la litosfera, la hidrosfera y la biosfera, a través de elementos activos tales como el agua, aire, minerales y rocas, y organismos vegetales y animales. Este sistema permanece constantemente en equilibrio dinámico mediante una serie de procesos de tipo químico o químico-físico (solubilización, precipitación, hidrólisis, redox, intercambio iónico, etc.), físicos (disgregación,agregación, etc.) e incluso biológicos (mineralización, humificación, etc.) y está condicionado en su formación y desarrollo por ciertos factores básicos como la roca madre, el clima, la topografía, los organismos vegetales y animales, y el tiempo. Es pues necesario, conocer al máximo los procesos químico- físicos implicados en la dinámica del suelo, sus condiciones de equilibrio y su posible grado de evolución y alteración, a fin de poder actuar sobre el mismo con un criterio racional (acorde con el uso a que deba ser destinado) y sin alterar irremisiblemente sus condiciones edáficas naturales que repercutirían indirectamente sobre el conjunto de la biosfera. Debido a la heterogeneidad del suelo, integrado por fases de tipo sólido, líquido y gaseoso, así como a la especial y diversa naturaleza de las sustancias que lo forman, se establecen en él importantes fenómenos de intercambio iónico que pueden hacerse extensivos al sistema suelo-planta. Sin embargo, las diferencias en cuanto a las propiedades químicas y físicas que caracterizan a cada uno de sus componentes (materia orgánica, arcillas, óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio, etc.), obligan a considerar el fenómeno de intercambio en suelos como un proceso global y complejo de índole químico-física, integrado por acciones de distinta naturaleza tales como desplazamiento químico, adsorción superficial, complejación o quelación, etc., utilizándose de una forma generalizada (aunque poco correcta) los términos de "adsorción" e "intercambio" indistintamente, para referirse al proceso. Si bien el fenómeno puede tener lugar en el suelo para especies catiónicas y aniónicas, en general el intercambio de cationes motivado por la presencia de materia orgánica y arcillas, tiene una mayor extensión y trascendencia en la dinámica del suelo, que el intercambio de aniones capaz de producirse fundamentalmente en presencia de óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio y alumino-silicatos amorfos. Los cationes así retenidos por el suelo, lo son en su mayor parte en forma reversible o intercambiable, lo que supone el establecimiento de un equilibrio entre el suelo y la disolución salina que puede expresarse de forma simple mediante una ecuación de equilibrio químico. El alcance y evolución del fenómeno de intercambio catiónico en suelos depende de la composición y del estado actual y potencial del denominado "complejo de cambio" (integrado básicamente por materia orgánica, arcillas, óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio, y alumino-silicatos amorfos), pudiendo ser éste evaluado a través de ciertos parámetros característicos del suelo, como la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC). Definida como número de miliequivalentes (meq) de una determinada especie catiónica capaz de ser intercambiados por el suelo, expresada en meq por 100 g de muestra seca a los 105-110 ºC. A pesar de ciertas reservas implícitas en la definición de algunos de estos parámetros, mediante la determinación experimental de un par de ellos (especialmente de la CIC) y el uso de las correspondientes ecuaciones, puede ser definido el estado del complejo de cambio de un suelo y consecuentemente deducir información sobre la composición mineralógica, génesis, dinámica y potencial nutritivo del mismo. En definitiva, la capacidad de intercambio catiónico (CIC) de un suelo es uno de los fenómenos más directamente relacionados con las propiedades químico-físicas del mismo y con la nutrición mineral de los vegetales.

La aprobación sucesiva de normativas acerca de la contaminación de suelos (RD 9/2005) y los cambios en el uso del suelo, están aumentando la demanda en la descontaminación de suelos. Sin embargo, aún existen áreas necesitadas de investigación como son el estudio de las poblaciones microbianas implicadas en los procesos de biorremediación; estudiar el destino de los contaminantes y evaluar la ecotoxicidad de los procesos de biorremediación. Se ha llevado a cabo una caracterización catabólica de tres consorcios microbianos no definidos, obtenidos mediante procesos de enriquecimiento con diferentes familias de hidrocarburos, para su utilización en la biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos. Para ello, se han incubado tres consorcios (TD, F1AA y AM) con crudo de petróleo ligero (Casablanca). Los resultados obtenidos muestran que la capacidad catabólica de los tres consorcios está en consonancia con el sustrato utilizado para su obtención. Asimismo, la amplificación de los consorcios en medio rico para su utilización en experiencias reales de bioaumento, no disminuye su potencial degradador. La adición de los ramnolípidos MAT10, producidos por Pseudomonas aeruginosa AT10 incrementa la biodegradación del crudo Casablanca por el consorcio AM, tanto la tasa de biodegradación como la degradación de algunos componentes como los isoprenoides de la fracción saturada y los HAPs alquilados de la fracción aromática.. Se ha realizado una caracterización de la diversidad microbiana del consorcio AM, degradador de HAPs, mediante métodos dependientes e independientes de cultivo. Para ello se han aislado cepas heterotrofas y degradadoras de HAPs, se han construido librerías de clones de genes 16S y 18S rRNA y se ha estudiado la población de genes 16S rRNA por DGGE. Se han identificado un total de 19 componentes microbianos diferentes pertenecientes al grupo filogenético de las Proteobacterias (16/19), Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides (CFB) (2/19) y Ascomicota (1/19). Los resultados obtenidos indican que es necesario realizar estudios polifásicos para conocer más profundamente la composición de un consorcio microbiano.Se ha diseñado un protocolo de ensayos de biotratabilidad, a escala de laboratorio, previo a la biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos, que consta de 2 fases de estudio. La primera fase evalúa la presencia de poblaciones microbianas, su actividad metabólica real y potencial y la biodegradabilidad de los contaminantes presentes en el suelo. La segunda fase estudia la optimización de las condiciones fisicoquímicas (humedad, aireación, nutrientes inorgánicos, biodisponibilidad) y biológicas (posibilidad de inocular poblaciones microbianas alóctonas) que pueden condicionar el proceso de biodegradación durante la biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos. Se han aplicado los ensayos de biotratabilidad para la biorremediación de un suelo contaminado por creosota y se ha profundizando en la caracterización microbiológica, química y ecotoxicológica del proceso de biodegradación. Los resultados obtenidos en la fase I, indican que el suelo es apto para la aplicación de la biorremediación. La aireación y la humedad del 40% de la capacidad de campo han sido los factores claves para alcanzar una importante biodegradación de los TPH y de los HAPs de 3 y 4 anillos, por parte de la población autóctona del suelo. El análisis por DGGE combinado con el análisis de componentes principales muestra que la estructura y la composición de las comunidades microbianas cambia de forma muy distinta con la adición de nutrientes, así como también a lo largo de todo el proceso de biodegradación. El proceso de biorremediación disminuye la toxicidad y la teratogenicidad de los lixiviados evaluados por los ensayos de Microtox® y FETAX, así como también la genotoxicidad potencial de los TPH analizada por microscopía de fuerzas atómicas (AFM), pero no disminuye la letalidad del suelo entero frente a Eisenia foetida. ENGLISH / Successful application of bioremediation technology to contaminated soil requires knowledge of the characteristics of the site and the parameters that affect the microbial biodegradation of pollutants.Three microbial consortia were obtained by sequential enrichment using a variety of oil products. The three consortia (TD, AM, F1AA) were incubated with a crude oil to assess their metabolic capacity and to identify possible differences in their pattern of biodegradation. Metabolic capacity was found to depend on the carbon source used in the enrichment procedures. Amplification of the consortia by subculture in rich media did not affect this capacity. Addition of rhamnolipids produced by Pseudomonas aeruginosa AT10 increased biodegradation by consortium AM,. A microbial consortium (AM) used for the aerobic degradation of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) was examined by a triple approach based on various cultivation strategies, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and screening of 16S and 18S rRNA gene clone libraries. 19 microbial components were identified. Proteobacteria were the dominant group (16/19), whilst the Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides group (CFB) was 2/19, and the ascomycota fungi 1/19. The results indicate that polyphasic assessment is necessary for a proper understanding of the composition of a microbial consortium. A protocol for biotreatability assays in two phases was proposed. In the first phase we examined the type and metabolic activity of the soil indigenous microorganisms, the presence of possible inhibitors and the biodegradability of contaminants. In the second phase several parameters affecting bioremediation were evaluated in microcosms. The application of this protocol to 2 hydrocarbon-contaminated soils is described. The information obtained from the results in the first phase of the protocol indicates whether a biological treatment of contaminated soil is appropriate, whereas in the second phase the most appropriate treatment is evaluated. Biotreatability assays, bacterial community dynamics and biodegradation processes were investigated in a highly creosote-contaminated soil. Moisture content and aeration were established as the key factors of PAH bioremediation. TPH, three- and four-ringed PAHs were degraded significantly in all treatments (72-79% and 83-87% respectively). Enumeration of heterotrophic and PAH-degrading populations, DGGE analysis and Principal Component Analysis corroborated a dramatic shift in bacterial community, due to both the addition of nutrients and the biodegradation process. Acute toxicity and teratogenicity were evaluated by MicrotoxTM, Eisenia foetida and FETAX assays, and potential genotoxicity was assayed by atomic force microscopy (AFM).

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

Los sistemas de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal (HCFSS) constituyen una tecnología válida para la depuración de aguas residuales urbanas. Uno de los principales objetivos de estos sistemas es eliminar la materia orgánica, los sólidos y los nutrientes presentes en el agua residual decantada. La materia orgánica mineral contenida en el agua residual se compone de una mezcla compleja de sustancias de diferentes tamaño y composición química. En sistemas de tratamiento convencionales se ha demostrado que la istribución de tamaños de partículas del agua residual afluente puede afectar la eficiencia del tratamiento. Sin embargo, muy pocos estudios han sido llevados a cabo en HCFSS para determinar si los factores como la distribución de tamaño o características de la materia orgánica afectan la eficiencia del tratamiento. Por lo tanto, la hipótesis inicial de este trabajo está basada en la suposición de que en HCFSS, las características de la materia orgánica disuelta y particulada pueden afectar la eficiencia de eliminación de materia orgánica (DQO) y amonio. Los estudios realizados para probar esta hipótesis, fueron desarrollados utilizando pequeños contenedores experimentales poco profundos (0.27-0.3 m) con un área superficial de 0.54-0.77 m2. Estos sistemas fueron plantados con Phragmites australis y en la mayoría de los experimentos fueron alimentados de forma intermitente. El agua residual utilizada fue de dos tipos, sintética y agua residual urbana decantada. El agua residual sintética fue preparada con agua de grifo y compuesta de glucosa (materia orgánica fácilmente biodegradable), almidón (materia orgánica lentamente biodegradable) y nutrientes. En los capítulos 2 y 3 se hace una descripción sobre la eficiencia de los HCFSS experimentales. Estos sistemas tuvieron excelente eliminación de DQO con eficiencias entre 70 y 94% independiente del tipo de sustrato (glucosa o almidón) y de la carga orgánica superficial suministrada (5-6 g DQO/m2.d y 20-22 g DQO/m2.d). La eliminación de amonio en estos sistemas fue moderada, el sistema alimentado con glucosa tuvo mayor eficiencia (45-57%) con respecto al sistema alimentado con almidón (40-43%). La conductividad hidráulica fue menor en el sistema alimentado con glucosa, probablemente debido a un mayor crecimiento del biofilm.En los HCFSS que operaron con agua residual urbana decantada, la aplicación de un pretratamiento físico-químico no mejoró la concentración de DQO en el efluente comparado con el sistema que no recibió tratamiento físico-químico (82 vs 88%), pero redujo la turbiedad y la concentración de DQO en el afluente. La eliminación de amonio fue alta y similar en ambos sistemas con un rango entre 63 y 94%. La conductividad hidráulica fue mayor (28 m/d) en el sistema con agua residual tratada que en el sistema que no recibió tratamiento (20 m/d). Los resultados de este estudio sugieren que un pretratameinto físico-químico podría evitar la acumulación de sólidos en la zona de entrada de los HCFSS.El capítulo 5 describe un estudio diseñado para evaluar la eficiencia de eliminación en dos sistemas experimentales que operaron en forma intermitente y continua. Las tasas de eliminación de DQO fueron altas y similares en los dos sistemas con un valor promedio de 78%. La eliminación de amonio fue significativamente mas alta (P<0.05) en el sistema alimentado en intermitente comparado con el sistema alimentado en continuo (87 vs 69%).El capítulo 6 proporciona información sobre la cantidad y calidad de sólidos acumulados en el medio granular de 6 humedales construidos a escala comercial. Los resultados de este estudio indicaron que la mayor cantidad de sólidos fue depositada en la zona de entrada (3-57 kg/m2) con diferencia significativa para la zona de salida (2-16 kg/m2). Esta alta cantidad de sólidos acumulada en la zona de entrada fue variable y estuvo relacionada con la carga orgánica y de sólidos recibida (3.1-17.5 g DQO/m2.d; 2.6-10 g SST/m2.d). El contenido de materia orgánica de los sólidos acumulados fue bajo (20%) y de difícil biodegradación tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Los valores de conductividad hidráulica en estos sistemas fueron bajos (0-4 m/d) cerca de la zona de entrada con respecto a la zona de salida (12-200 m/d).Por último, en el capítulo 7 se enumeran las principales conclusiones de cada uno de los aspectos estudiados y se mencionan algunas sugerencias para futuras investigaciones. / Subsurface-flow constructed wetlands (SSF CWs) constitute a proven technology for treatment of urban wastewater. One of the principal objectives of CW treatment is to remove organic matter, suspended solids and nutrients from the settled wastewater. The organic and mineral matter contained in urban wastewater is composed of a complexity of substances of different sizes and chemical compositions.In conventional treatment systems it has been demonstrated that the particle size-frequency distribution of the influent wastewater can affect treatment efficiency. However, very few studies have been conducted in SSF CW to determine whether factors such as the size-frequency distribution or organic matter characteristics affect treatment efficiency. Thus the initial hypothesis of this work is based on the supposition that in SSF CW systems, the characteristics of the dissolved and particulate organic matter can influence the removal of COD and ammonium of wastewater. The designed studies were conducted in small experimental SSF CW units that were shallow (0.27 and 0.3 m), and with a surface area of 0.54-0.77 m2. The SSF CWs were planted with Phragmites australis and in most of the studies the treatments received wastewater on an intermittent basis. Wastewater used in these studies was either synthetic or settled urban wastewater. The synthetic wastewater was prepared with tap water and composed of glucose (organic matter easily biodegradable), starch (organic matter slowly biodegradable) and nutrients. In Chapters 2 and 3, details are provided to illustrate that shallow SSF CW provided excellent removal of COD, with average removal rates ranging from 70 to 94% irrespective of the type of organic ubstrate (glucose vs starch) or organic loading rates (5-6 g COD/m2.d to 20-22 g COD/m2.d). The ammonium-N removal in these systems was moderate, with the glucose-fed SSF CW providing marginally better removal (45 to 57%) as compared to the starch-fed system (40 to 43%). The hydraulic conductivity was low in the system fed with glucose due to the presence of a greater growth of biofilm.In experimental SSF CW treating urban wastewater, the application of the physico-chemical pretreatment did not improve COD effluent concentrations as compared to the no-pretreatment control (82 vs 88%), but did reduce turbidity and COD concentration in the influent. The removal rates of ammonium-N were similar in both systems and ranged from 63 to 94%.The hydraulic conductivity was higher (28 m/d) in the system with treated wastewater as compared to the control (20 m/d). These results indicate that the pretreatment could possibly help to reduce pervasive solids accummulation in the inlet zone (Chapter 4).Chapter 5 describes a study designed to evaluate treatment efficiency in experimental SSF CW that were operated with either intermittent or continuous feeding. The COD removal rates were relatively high and merely identical in both systems, with an average value of 78%. Ammonium-N removal was significantly higher (P<0.05) in the intermittently fed system as compared to the continuously fed system (87 vs. 69%). The enhanced removal of COD and ammonium-N observed in the present studies were attributed to several factors including shallow wetland beds, macrophyte aboveground biomass, and more oxidizing conditions in the root zone.Chapter 6 provides survey-type information for six full-scale SSF CW. The data indicated that the greatest amount of solids were deposited within the inlet zone (3-57 kg/m2), with significantly less solids near the outlet (2-16 kg/m2). It was apparent that the amount of solids deposited near the inlet was highly variable and was correlated with respective loading rates (3.1-17.5 g COD/m2.d; 2.6-10 g TSS/m2.d). Analyses of the accumulated solids showed them to be approximately 20% organic matter, extremely recalcitrant and difficult to degrade under either aerobic or anaerobic conditions. Hydraulic conductivity values were significantly lower near the inlet zone (0-4 m/d) as compared to the outlet zone (12-200 m/d).Chapter 7 lists the main conclusions for each of the chapters and provides suggestions for future investigations.

El objeto de estudio de esta tesis doctoral se centra en torno a las representaciones creadas, a los discursos y saberes construidos sobre un hecho social total como es la alimentación, en el contexto de un país como Túnez; poniendo de manifiesto la existencia de un modelo hegemónico coincidente con el patrón occidental que, por un dispositivo de poder, invisibiliza otros conocimientos o modos alimentarios locales y los convierte en “ausentes”. El trabajo que presentamos se encuadra en un marco temporal concreto, como es el momento actual de la globalización, pero incide también en el proceso diacrónico anterior, que contempla la colonización y la posterior independencia, pues la vertiente histórica resulta indispensable para comprender la dinámica actual del país. En este contexto, proponemos un análisis comparativo que permita estudiar la incidencia diferencial que ha tenido este fenómeno global en el ámbito urbano y rural tunecino, teniendo también en cuenta las estrategias que desarrollan los individuos frente a él. / The main object of study in this thesis, focuses on how the representations created, the speeches and the knowledge built around a total social fact, such as food, in the context of a country as Tunisia, highlights the existence of an hegemonic model similar to the Western pattern which, by a power device, invisibilise other knowledge or local food ways by turning them in "absent". The present paper is in line with a particular temporal context, at the present time of globalization, but also affects the previous diachronical process, such as the colonization and postcolonization, because the historical aspect is essential to understand the current dynamics of the country. In this context, we propose a comparative analysis to study the differential impact that this global phenomenon has had both in urban and rural areas of the country, bearing in mind the strategies that the individuals developed to face them.

La disponibilidad de agua es una de las mayores limitaciones en la productividad vegetal (Boyer, 1982) y es uno de los principales factores en la distribución de las especies vegetales. La tolerancia de un cultivo al estrés hídrico esta esencialmente vinculada a su capacidad de acceder al agua del suelo y utilizarla de manera más eficiente. El cultivo del tomate destaca tanto por su importancia económica como por representar un elevado consumo de recursos hídricos, de manera que cualquier mejora en el uso eficiente del agua (WUE) tendría un gran impacto socioeconómico y medioambiental. Se estima que un incremento de un 10% en el WUE en este cultivo podría suponer, en la Región de Murcia, un ahorro de más de 1.1 hm3 de agua de riego, cantidad equivalente a los requerimientos anuales de una población de 20.000 habitantes La sección experimental del manuscrito se ha dividido en dos partes diferenciadas. En primer lugar, con el objetivo de estudiar el papel de las invertasas en la respuesta al estrés hídrico en tomate (Solanum lycopersicon L.), se generaron plantas transgénicas que sobreexpresaban un gen de una invertasa extracelular de Chenopodium rubrum (CIN1) bajo el control de un promotor de invertasa vacuolar de Solanum pimpinellifolium (InvLp6g). En segundo lugar, se realizó una aproximación genética con objeto de identificar y explotar caracteres hídricos y hormonales implicados en la mejora del WUE en tomate mediante el uso de líneas recombinantes (RILs) de tomate procedentes de un cruce entre S. lycopersicum cv Moneymaker y S. pimpinellifollium acc. TO-937. La sobreexpresión del gen CIN1 dio lugar a una disminución de la transpiración acumulada y a un incremento de la tasa fotosintética, resultando, por tanto, en un incremento del WUE en relación a las plantas no transformadas, al final del periodo de estrés hídrico (9 días). Esto parece estar relacionado con una mejor regulación de las relaciones fuente-sumidero a través del mantenimiento del flujo metabólico. Además, se observó una mejora en los mecanismos antioxidativos de las plantas CIN1. Los cambios observados en el metabolismo primario se asociaron con cambios en el balance hormonal: incremento de las concentraciones de la CK más activa en tomate, trans-zeatina (t-Z), y disminución en los niveles del precursor del etileno ACC. De este modo, la invertasa extracelular actúa como punto integrador entre el metabolismo primario y las fitohormonas en respuesta al estrés hídrico, postulándose como una nueva estrategia para superar los efectos adversos del estrés hídricos sobre la fisiología y la productividad final del cultivo. Por otra parte, mediante una aproximación genética se pudieron identificar aquellas señales hídricas y hormonales implicadas en la regulación del WUE a través del control de la biomasa foliar y de la capacidad fotosintética. La explotación de dichos caracteres mediante la tecnología del injerto ha demostrado tener una utilidad directa sobre la mejora de la productividad final de la planta a través de la comunicación raíz-parte aérea. El precursor del etileno ACC y el ABA parecen ser señales hormonales implicadas en el crecimiento foliar principalmente al final del periodo de cultivo, cuando la tasa de transpiración era más elevada. El ACC se asoció positivamente con el WUEaY (en base a producción de fruto) y negativamente con el WUEav (en base a biomasa vegetativa) a través de una regulación negativa del área foliar. Otros factores hormonales, como las CKs, SA, ACC y JA también parecen ser señales (positivas) en la regulación del crecimiento foliar y por tanto del WUEa. Por tanto, mediante una aproximación funcional, se ha puesto de manifiesto el papel de las invertasas en la tolerancia al estrés hídrico a través de una modificación del balance hormonal. Por otro lado, mediante una aproximación genética usando líneas RIL se han identificado caracteres hormonales (principalmente ACC y CKs), implicados en la regulación del WUE en tomate, y que han sido explotados para mejorar la productividad mediante la tecnología del injerto. / Water availability is one of the major constraints on plant productivity (Boyer, 1982) as well as one of the main factors for the distribution of plant species. The tolerance of a crop to drought stress is essentially related to its ability to access to soil water and its efficiency use. In Spain, tomato is an important and high water consuming crop. Any improvement in water use efficiency (WUE) would imply a significant socioeconomic and environmental impact (e.g. an improvement of 10% in WUE of the greenhouse tomato crop in the Region of Murcia would save is equivalent to the water consumption of a population of 20.000 inhabitants). The experimental section of this thesis has been divided into two parts. Firstly, with the aim of studying the role of invertase in response to drought stress in tomato (Solanum lycopersicon L.), we generated transgenic plants overexpressing the cell wall invertase (cwInv) gene CIN1 from Chenopodium rubrum under the control of a promoter of vacuolar invertase from Solanum pimpinellifolium (InvLp6g). Secondly, we applied a genetic approach to identify and exploit water and/or hormonal-related traits associated with WUE through the use of a population of recombinant inbred lines (RIL) derived from a cross between Solanum lycopersicum and Solanum pimpinellifolium. CIN1 overexpression resulted in a decrease in accumulated transpiration and higher carbon assimilation, thereby increasing WUE compared to wild-type (WT) plants at the end of the drought period (9 days). This seems to be related to a better regulation of source-sink relations by maintaining metabolic fluxes. In addition, anti-oxidative mechanisms were improved in the CIN1 plants. Changes observed in primary metabolism were associated with changes in the hormonal balance. The concentration of the most active cytokinin (CK) in tomato trans-zeatin (t-Z) increased while the ethylene precursor 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) decreased in the CIN1 plants respect to WT. Thus, cwInv critically functions at the integration point of metabolic, hormonal and stress signals, providing a novel strategy to overcome drought -induced limitations to crop yield, without negatively affecting plant fitness under optimal growth conditions. Moreover, by using a genetic approach we could identify water- and hormonal-related traits directly involved in WUE regulation. These physiological traits can be directly transferred from the root to the scion through the use of selected RILs as rootstocks, improving crop productivity through root-to-shoot communication. Both the ethylene precursor ACC and ABA concentrations seem to be hormonal signals involved in leaf growth at the end of the experiment with higher transpiration rate. ACC was positively associated with WUEaY (base on fruit yield) and negatively with WUEav (based on vegetative biomass) through down-regulation of leaf area. Additionally, CKs, salicylic acid, ACC and jasmonic acid seem to be positive hormonal parameters regulating leaf growth and WUEa. Therefore, by using a functional approach it has been demonstrated that invertases play an important role in abiotic stress adaptation through a regulation in the hormonal balance. On the other hand, by using a genetic approach employing RIL lines we identified hormonal characters (mostly ACC and CKs), involved in the regulation of WUE in tomato and, thereafter, we exploited those characters to improve productivity crop thought the use of grafting.