京都大学 / 0048 / 新制・論文博士 / 博士(農学) / 乙第13181号 / 論農博第2860号 / 新制||農||1061(附属図書館) / 学位論文||H30||N5103(農学部図書室) / (主査)教授 小杉 緑子, 教授 北山 兼弘, 教授 舟川 晋也 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

Forestry has been found to increase the accumulation of methyl mercury (MeHg), a highly neurotoxic compound, in forest soils. However, little is known about how forestry influences catchment processes that governs the mercury (Hg) methylation process. Logging residues are used in harvested catchments in stick roads to reduce soil disturbances caused by forestry machinery. Logging residues left on site after harvest have been suggested to act as a source of high-quality organic matter that stimulates the activity of the microorganisms that carry out the methylation of Hg. In addition, logging residues might influence the activity and abundance of methylating bacteria by reducing the temperature fluctuations in soils below residues and by increasing the soil moisture content. To evaluate the impact of logging residues on the accumulation of MeHg, an experimental field study was carried out in three sites, one in Uppland and two in Västerbotten. The concentration of MeHg was compared between soils covered with residues and soils without residues, and between the lower and upper parts residue piles. Logging residues were not found to influence the levels of MeHg in soils. However, an increased accumulation of MeHg was found in the lower part of residue piles. The accumulation of MeHg in the lower parts was accompanied by a reduced temperature amplitude and an increased water content compared to the upper part of the piles. The increased formation of MeHg might have been mediated by an increased water content in the lower part of the residue piles, possibly by increasing the abundance and activity of Hgmethylating microorganisms due to suboxic/anoxic conditions within biofilms around decomposing needles. The dissolved organic matter composition in soil water differed in soils below residues compared to without residues, but the organic matter signature in soil water under residues was not found to be compliant with an elevated mercury methylation rate. As MeHg accumulated in the lower part of residue piles could become mobilized and transferred to surface water, the suitability of using logging residues in stick roads depends on the location within the catchment. The removal of logging residues could prevent the potential mobilization of MeHg from residue piles. Though, as soil disturbances may cause an increased Hg methylation rate and mediate MeHg export to surface waters, other form of protection, e.g. logging mats, should be used if logging residues are not used to protect soils. / Mänsklig aktivitet har lett till förhöjda halter av kvicksilver (Hg) i atmosfären. Genom långväga transport och deposition har detta orsakat förhöjda halter i svensk natur. Den huvudsakliga exponeringsvägen av Hg för människan sker genom konsumtion av fisk. Halterna av Hg i svensk insjöfisk överstiger EU:s gränsvärden för god kemisk status samt Världshälsoorganisationens riktlinjer för konsumtion i majoriteten av svenska vatten. Ackumuleringen av Hg i biota sker främst i form av metylkvicksilver (MeHg) som är starkt neurotoxiskt. Avverkning av skog tros bidra till en ökad bildning av MeHg i skogsmark genom att skapa miljöer som gynnar etableringen och aktiviteten av de mikroorganismer som omvandlar icke-organiskt kvicksilver (Hg(II)) till organiskt kvicksilver (MeHg). Dessutom kan skogsbruk bidra till en ökad export av MeHg till följd av ändrade hydrologiska förhållanden samt markskador. En ökad bildning av MeHg är oönskad då mobilisering sedermera kan ske till vattendrag där MeHg kan ackumuleras i akvatisk biota. Dock är kunskapen om hur skogsbruk påverkar specifika processer som är av betydelse för metyleringen av Hg begränsad. Inom skogsbruk används avverkningsrester, bestående av till exempel grenar och toppar, i rishögar för att skydda marken mot körskador. Avverkningsrester som lämnas kvar på området efter avverkning tros bidra till en ökad metylering genom att utgöra en källa av högkvalitativt organiskt material vilket kan stimulera bakteriell aktivitet. Dessutom kan avverkningsrester bidra till en ökad metylering av Hg genom att minska temperaturfluktuationerna i mark täckt med ris samt öka markens vattenhalt, vilket kan bidra till en ökad etablering samt att stimulera aktiviteten av Hg-metylerande mikroorganismer. För att utvärdera effekten av avverkningsrester på ackumuleringen av MeHg genomfördes en experimentell fältstudie där koncentrationen av MeHg jämfördes i mark täckt med ris och mark utan ris. Dessutom undersöktes huruvida en ökad metylering kan ske i den nedre delen av riset, vilket skulle kunna möjliggöras av bakterier i biofilmer kring ris under nedbrytning. Koncentrationen MeHg var högre i den nedre delen av rishögarna jämfört med den övre delen. I den nedre delen av riset var temperaturfluktuationerna lägre och vattenhalten högre än i den övre delen av riset. Ackumuleringen av MeHg kan ha skett via biofilmer i de nedre delarna av riset, där tillgången till hög kvalitativt organiskt material samt mer syrefria förhållanden kan ha gynnat etableringen och aktiviteten av de bakterier som utför metyleringen av Hg. Däremot hade typen av marktäcke, dvs mark täckt med ris och mark utan ris, inte någon påverkan på metyleringen av Hg. Karaktären av organiskt material i markvatten skiljde sig mellan typ av marktäcke, men visar inte på att avverkningsrester utgör en källa av högkvalitativt organiskt material. Vattenhalten i mark under rishögar skiljde sig inte jämfört med mark utan ris, men temperaturen var lägre med mindre variation i mark under rishögar. Därmed visar resultatet på att avverkningsrester kan bidra till en ökad bildning av MeHg. En potentiell mobilisering av MeHg som bildats i rishögarna skulle därför kunna bidra till en ökad export av MeHg från avverkade områden. Användningen av avverkningsrester, för att skydda marken vid körning med skogsmaskiner, anses ändå vara fördelaktig för att minimera utläckage av MeHg. Körskador kan skapa stående vattensamlingar där MeHg kan bildas samt kompaktera mark och skapa snabba ytliga flödesvägar i området. Däremot tyder resultatet på att användningen bör ske med hänsyn till att förhindra eventuell transport av MeHg till vattendrag. Ifall avverkningsrester inte används för att motverka markskador bör ett substitut användas, exempelvis stock-mattor, då körskador kan bidra till en ökad metylering och mobilisering av MeHg. Dock saknas kunskap om eventuell mobilisering av MeHg från rishögar till vattendrag och detta bör utvärderas i framtida studier.

]The scale difference between point in situ soil moisture measurements and low resolution satellite products limits the quality of any validation efforts in heterogeneous regions. Cosmic Ray Neutron Probes (CRNP) could be an option to fill the scale gap between both systems, as they provide area-average soil moisture within a 150-250 m radius footprint. In this study, we evaluate differences and similarities between CRNP observations, and surface soil moisture products from the Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2), the METOP-A/B Advanced Scatterometer (ASCAT), the Soil Moisture Active and Passive (SMAP), the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS), as well as simulations from the Global Land Data Assimilation System Version 2 (GLDAS2). Six CRNPs located on five continents have been selected as test sites: the Rur catchment in Germany, the COSMOS sites in Arizona and California (USA), and Kenya, one CosmOz site in New SouthWales (Australia), and a site in Karnataka (India). Standard validation scores as well as the Triple Collocation (TC) method identified SMAP to provide a high accuracy soil moisture product with low noise or uncertainties as compared to CRNPs. The potential of CRNPs for satellite soil moisture validation has been proven; however, biomass correction methods should be implemented to improve its application in regions with large vegetation dynamics.

As características hidráulicas do solo têm uma importância fundamental relacionada à disponibilidade de água para as plantas e ao transporte de solutos no solo. O modelo bifásico ou "móvel-imóvel" presume que o teor de água no solo (θ) pode ser dividido em duas frações: uma fração móvel (θm) e uma outra imóvel (θim). Define-se mobilidade μ da água no solo como a razão θm/θ. Correlações entre as funções θ(h), K(h) e μ(h) são esperadas, uma vez que essas três propriedades são relacionadas com a mesma estrutura do sistema poroso do solo. O objetivo do presente trabalho foi apresentar uma hipótese correlacionando a função mobilidade com a de condutividade, e testá-la através de dados obtidos segundo uma metodologia de laboratório desenvolvida. O experimento foi realizado em Piracicaba, SP e em Braunschweig, Alemanha. Amostras indeformadas de cinco solos (Latossolo Vermelho-Amarelo, no Brasil e Orthic Luvisol, Stagno-gleyic Luvisol, Dystric Podzoluvisol e Gleyic Podzoluvisol, na Alemanha) foram coletadas para a determinação das propriedades hidráulicas de retenção e mobilidade da água no solo. O método utilizado para a determinação da mobilidade da água consistiu na aplicação de um volume de água contendo o íon Cl- como traçador (um "pulso hidráulico") à amostra de solo sob sucção com o objetivo de simular eventos de chuva ou irrigação, que promovem uma alteração hidráulica rápida no solo. A difusão do íon entre as frações móvel e imóvel foi considerada desprezível, uma vez que o pulso hidráulico foi aplicado em uma única parcela e diretamente no solo, tornando o processo relativamente rápido. Resultados obtidos nos cinco solos avaliados indicam a existência de uma correlação linear entre μ e o valor de K/(dK/dθ), conforme hipotetizado. Utilizando o sistema de equações de Van Genuchten – Mualem, μ(h) pode portanto ser estimado por parâmetros da curva de retenção. A metodologia proposta permitiu a determinação da mobilidade da água em amostras de solo sob condições laboratoriais. A mobilidade da água mostrou ser uma função do volume relativo (v) aplicado podendo a relação μ – v ser parametrizada pelo ajuste de uma equação simples, com apenas um parâmetro. Não foi possível averiguar a existência de uma relação empírica entre esse parâmetro e os parâmetros da equação de Van Genuchten, possivelmente em função do número pequeno de dados disponíveis. / Soil hydraulic properties are essential for the determination of plant water availability and solute transport into the soil. The biphasic or mobile-immobile model concept assumes the soil water content (θ) to be divided in two fractions: a mobile fraction (θm) and an immobile fraction (θim). Soil water mobility, μ is defined as the ratio θm/&#952. Relationships between θ (h), K(h) e μ (h) are probable since these properties are related to the same soil pore structure. The objective of this study was to test a hypothesis regarding a correlation between the mobility function and the hydraulic conductivity function, using a new developed laboratory method to determine soil water mobility. The experiments were conducted in Piracicaba, Brazil and in Braunschweig, Germany. Undisturbed soil samples were collected in five soils (Oxisol, in Brazil, Orthic Luvisol, Stagno-gleyic Luvisol, Dystric Podzoluvisol e Gleyic Podzoluvisol, in Germany) to determine hydraulic properties and soil water mobility. The method used to determine water mobility consists in a water volume with Cl- ion as a tracer ("hydraulic pulse") applied to a soil sample under suction, simulating a rainfall or irrigation event leading to abrupt hydraulic changes. The ion diffusion between the mobile and immobile water fractions was negligible as the hydraulic pulse was applied directly to the soil in a relatively short process. Results of five evaluated soils indicate the existence of a linear correlation between μ and K/(dK/d θ), confirming the hypothesis. Using the Van Genuchten – Mualem equation system, μ(h) can therefore be estimated by retention curve parameters. The proposed laboratory method allowed determining soil water mobility in soil samples under laboratory. Soil water mobility showed to be a function of the applied relative volume (v), while the relationship μ – v could be modeled by a simple, one-parameter equation, however, it was not possible to verify the existence of an empirical relation between this parameter and parameters from the Van Genuchten equation, possibly due to small number of available data.

As características hidráulicas do solo têm uma importância fundamental relacionada à disponibilidade de água para as plantas e ao transporte de solutos no solo. O modelo bifásico ou "móvel-imóvel" presume que o teor de água no solo (θ) pode ser dividido em duas frações: uma fração móvel (θm) e uma outra imóvel (θim). Define-se mobilidade μ da água no solo como a razão θm/θ. Correlações entre as funções θ(h), K(h) e μ(h) são esperadas, uma vez que essas três propriedades são relacionadas com a mesma estrutura do sistema poroso do solo. O objetivo do presente trabalho foi apresentar uma hipótese correlacionando a função mobilidade com a de condutividade, e testá-la através de dados obtidos segundo uma metodologia de laboratório desenvolvida. O experimento foi realizado em Piracicaba, SP e em Braunschweig, Alemanha. Amostras indeformadas de cinco solos (Latossolo Vermelho-Amarelo, no Brasil e Orthic Luvisol, Stagno-gleyic Luvisol, Dystric Podzoluvisol e Gleyic Podzoluvisol, na Alemanha) foram coletadas para a determinação das propriedades hidráulicas de retenção e mobilidade da água no solo. O método utilizado para a determinação da mobilidade da água consistiu na aplicação de um volume de água contendo o íon Cl- como traçador (um "pulso hidráulico") à amostra de solo sob sucção com o objetivo de simular eventos de chuva ou irrigação, que promovem uma alteração hidráulica rápida no solo. A difusão do íon entre as frações móvel e imóvel foi considerada desprezível, uma vez que o pulso hidráulico foi aplicado em uma única parcela e diretamente no solo, tornando o processo relativamente rápido. Resultados obtidos nos cinco solos avaliados indicam a existência de uma correlação linear entre μ e o valor de K/(dK/dθ), conforme hipotetizado. Utilizando o sistema de equações de Van Genuchten – Mualem, μ(h) pode portanto ser estimado por parâmetros da curva de retenção. A metodologia proposta permitiu a determinação da mobilidade da água em amostras de solo sob condições laboratoriais. A mobilidade da água mostrou ser uma função do volume relativo (v) aplicado podendo a relação μ – v ser parametrizada pelo ajuste de uma equação simples, com apenas um parâmetro. Não foi possível averiguar a existência de uma relação empírica entre esse parâmetro e os parâmetros da equação de Van Genuchten, possivelmente em função do número pequeno de dados disponíveis. / Soil hydraulic properties are essential for the determination of plant water availability and solute transport into the soil. The biphasic or mobile-immobile model concept assumes the soil water content (θ) to be divided in two fractions: a mobile fraction (θm) and an immobile fraction (θim). Soil water mobility, μ is defined as the ratio θm/&#952. Relationships between θ (h), K(h) e μ (h) are probable since these properties are related to the same soil pore structure. The objective of this study was to test a hypothesis regarding a correlation between the mobility function and the hydraulic conductivity function, using a new developed laboratory method to determine soil water mobility. The experiments were conducted in Piracicaba, Brazil and in Braunschweig, Germany. Undisturbed soil samples were collected in five soils (Oxisol, in Brazil, Orthic Luvisol, Stagno-gleyic Luvisol, Dystric Podzoluvisol e Gleyic Podzoluvisol, in Germany) to determine hydraulic properties and soil water mobility. The method used to determine water mobility consists in a water volume with Cl- ion as a tracer ("hydraulic pulse") applied to a soil sample under suction, simulating a rainfall or irrigation event leading to abrupt hydraulic changes. The ion diffusion between the mobile and immobile water fractions was negligible as the hydraulic pulse was applied directly to the soil in a relatively short process. Results of five evaluated soils indicate the existence of a linear correlation between μ and K/(dK/d θ), confirming the hypothesis. Using the Van Genuchten – Mualem equation system, μ(h) can therefore be estimated by retention curve parameters. The proposed laboratory method allowed determining soil water mobility in soil samples under laboratory. Soil water mobility showed to be a function of the applied relative volume (v), while the relationship μ – v could be modeled by a simple, one-parameter equation, however, it was not possible to verify the existence of an empirical relation between this parameter and parameters from the Van Genuchten equation, possibly due to small number of available data.

The knowledge of the dynamics of soil water is essential in agricultural, hydrological and environmental engineering as it controls plant growth, key hydrological processes, and the contamination of surface and subsurface water. Nearby remote sensing can be used for characterizing non-destructively the hydrogeophysical properties of the subsurface. In that respect, ground penetrating radar (GPR) constitutes a promising high resolution characterization tool. However, notwithstanding considerable research has been devoted to GPR, its use for assessing quantitatively the subsurface properties is constrained by the lack of appropriate GPR systems and signal analysis methods. In this study, a new integrated approach is developed to identify from GPR measurements the soil water content and hydraulic properties governing water transfer in the subsurface. It is based on hydrodynamic and electromagnetic inverse modeling. Research on GPR has focused on GPR design, forward modeling of GPR signal, and electromagnetic inversion to estimate simultaneously the depth dependent dielectric constant and electric conductivity of the shallow subsurface, which are correlated to water content and water quality. The method relies on an ultrawide band stepped frequency continuous wave radar combined with an off-ground monostatic TEM horn antenna. This radar configuration offers possibilities for real time mapping and allows for a more realistic forward modeling of the radar-antenna-subsurface system. Forward modeling is based on the exact solution of Maxwell's equations for a stratified medium. The forward model consists in elementary linear components which are linked in series and parallel. The GPR approach is validated for simple laboratory and outdoor conditions. GPR signal inversion enables the monitoring of the soil water dynamics, which can be subsequently inverted for estimating the soil hydraulic properties. A specifically designed hydrodynamic inverse modeling procedure which requires only water content data as input is further developed and validated to obtain the soil hydraulic properties under laboratory conditions.

Orientador: Luís Henrique Bassoi / Banca: Sarita Leonel / Banca: Antonio Odair Santos / Resumo: A irrigação é uma prática importante no cultivo de espécies frutíferas no Semiárido brasileiro, devido à precipitação pluvial com baixa magnitude, distribuição temporal irregular e insuficiente para atender a demanda hídrica das culturas agrícolas. Assim, o presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar os efeitos de diferentes manejos de irrigação na videira de vinho cv. Syrah/1103P, no comportamento ecofisiológico da cultura e em seus aspectos quantitativos e qualitativos da produção de uvas. O experimento foi conduzido na Embrapa Semiárido, em Petrolina - PE, durante o primeiro ciclo de produção da cultura (13 de abril a 6 de agosto de 2010). O espaçamento da cultura foi de 3m entre linhas de plantas e 1 m entre plantas. O sistema de irrigação utilizado foi o de gotejamento, com emissores espaçados a 0,5 m na linha de plantio com vazão de 2,5 Lh-1. O delineamento estatístico foi o de blocos casualizados, com 4 repetições e 3 tratamentos: irrigação plena (IP) - irrigação durante todo o ciclo da cultura; irrigação deficitária (ID) - interrupção da irrigação a partir dos 45 dias após a poda de produção (dapp) até a colheita; e irrigação com déficit controlado (IDC) - interrupção da irrigação aos 45 dapp e irrigações eventuais para o aumento da umidade do solo na profundidade efetiva do sistema radicular (0,6 m). O manejo da irrigação foi baseado na evapotranspiração da cultura (ETc) estimada pela relação entre a evapotranspiração de referência (ETo) e coeficientes da cultura (Kc). A partir de 45 dapp e até a colheita (115 dapp), a umidade do solo até a profundidade de 1,20 m foi menor nos tratamentos IDC e ID em relação ao tratamento IP / Abstract: Irrigation is important practice in the fruit crop growing in the Brazilian Semiarid region, due to low magnitude raintall, with irregular time distribuition, which is not enough to supply water demand by plants. Hence, a research work was designed to evoluate the effects of different irrigation schedulings on wine grapevine, particularly on plant ecophysiological behavior and yield. The experiment was carried out at Embrapa Tropical Semi-Arid, in Petrolina, State of Pernambuco, Brazil, during the first crop growing season (April 13 to August 6, 2010) of grapevine cv. Syrah grafted on Paulsen 1103 rootstock, planted on grid spacing of 3 m between rows and 1m between plants. Drip irrigation system was used with 2.5 L.h-1 flow emitter spaced in 0.5 m. The experiment was designed in randomized blocks, with 4 replications and 3 irrigation treatments: full irrigation (FI) - irrigation throuhgtout the entire growing season; deficit irrigation (DI) - water application interrupted since 45 days after pruning (dap) until harvest; e regulated deficit irrigation (RDI) - irrigation interrupted since 45 dapp but occasionally performed to increase soil water storage in the effective root zone (0,6 m depth). Irrigation scheduling was performed based on crop evapotranspiration (ETc), which was estinated by the relationship between reference evapotranspiration (ETo) and crop coefficients (Kc). Soil water content at 1.2 m depth from 45 dap to 115 dap (harvest), was lower in DI and RDI treatments, when compared with FI treatment. Higher pre-daw leaf water potential values were found in RDI treatment at 56 dap (-4.2 MPa), and in DI treatment at 99 dap (-5 MPa) / Mestre

Submitted by Roberto Luvisutto Martins (rlmartins.agro@hotmail.com) on 2018-05-25T15:17:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Roberto Luvisutto Martins.pdf: 1862150 bytes, checksum: 7a9e99015cb69cd2a388498ceb3cc6ba (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-05-25T17:14:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_rl_me_botfca.pdf: 1862150 bytes, checksum: 7a9e99015cb69cd2a388498ceb3cc6ba (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-25T17:14:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_rl_me_botfca.pdf: 1862150 bytes, checksum: 7a9e99015cb69cd2a388498ceb3cc6ba (MD5) Previous issue date: 2018-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O trabalho teve como objetivo delimitar unidades de monitoramento da umidade do solo por meio da aplicação da análise geoestatística e multivariada em dados de textura do solo de um pomar de videira de vinho cv. Chardonnay / Paulsen 1103, de 1,1 ha, localizado em Espirito Santo do Pinhal, São Paulo. Em 54 pontos georreferenciados, foram coletadas 108 amostras de solo, nas camadas de 0-0,20 e 0,20-0,40 m, para determinação da textura do solo (areia, silte e argila) e estimativa do conteúdo de água disponível (AD) e água prontamente disponível (APD). Os dados de textura do solo, AD e APD foram submetidos à análise estatística descritiva e ao teste de Kolmogorov–Smirnov. Posteriormente, os dados de textura do solo foram submetidos à análise geoestatística e interpolação por krigagem ordinária, para determinação das unidades de monitoramento da umidade do solo por meio das análises de componentes principais e de agrupamento fuzzy c-means. O melhor número de unidades de foi determinado a partir de dois índices, sendo quatro o resultado obtido, para ambas as camadas, as quais apresentaram diferença significativa tanto para as três frações granulométricas do solo quanto para AD e APD. Unidades de monitoramento com os valores maiores de argila e menores de silte contribuíram para os menores valores de AD e APD. A utilização restrita dos dados de textura do solo permite o delineamento de unidades de monitoramento da umidade do solo com elevada representatividade do conteúdo de água disponível do solo. / The objective of this study was to delimit soil water monitoring zones through the application of geostatistical and multivariate analysis in soil texture data of a 1.1 ha wine vine orchard cv. Chardonnay / Paulsen 1103, located at Espirito Santo do Pinhal, State of São Paulo, Brazil. In 54 georeferenced points, 108 soil samples were collected in the 0-0.20 m and 0.20-0.40 m layers to determine the percentage of soil granulometric fractions (sand, silt and clay), available soil water content (AW) and readily available soil water content (RAW). Soil fractions, AW and RAW data were submitted to descriptive statistics and Kolmogorov– Smirnov test. Soil granulometric fraction data were submitted to geostatistical analysis to characterize the data spatial distribution and their interpolation. Then, principal component and fuzzy c-means cluster analyses were applied for the determination of the best number of soil water monitoring zones based on two indexes. Four zones for both soil layers were determined, and they showed significant difference for both soil granulometric fractions as for AW and RAW. Zones with the highest values of clay fraction and smallest values for silt fraction gave the lowest values of AW and RAW. The use of soil texture data allows the design of soil water monitoring units with high representativeness of the available soil water content.

Tesis por compendio / [ES] La escasez de agua se está convirtiendo en un problema en zonas áridas y semiáridas del mundo, donde se localiza parte de la producción de los principales cultivos hortícolas, como en el área mediterránea. La sequía es uno de los principales factores limitantes en la agricultura y está afectando gravemente a la producción de cultivos hortícolas. La mejora de la productividad del agua en la agricultura puede lograrse mediante la utilización de determinadas estrategias. El riego deficitario consiste en el aporte de agua por debajo de las necesidades de riego (NR) de los cultivos, de manera que se produce una reducción de la evapotranspiración. Puede realizarse de manera continua o sostenida (RDS) o controlada (RDC). Con el riego deficitario se puede mejorar la eficiencia del uso del agua de riego, manteniendo el rendimiento, e incluso en ocasiones, podría mejorarse la calidad de la cosecha. En este estudio, realizado en el Centro Experimental Cajamar de Paiporta (Valencia) se evalúa el efecto del riego deficitario en cuatro de los principales cultivos hortícolas cultivados al aire libre, en el área mediterránea: coliflor, cebolla, pimiento y sandía. En la evaluación se ha analizado: crecimiento y estado hídrico de las plantas, rendimiento, eficiencia del uso del agua de riego, calidad de la producción y rentabilidad de los cultivos. En la primera campaña se ensayó el RDS, lo que permitió establecer las diferentes etapas de crecimiento de cada cultivo, que se utilizaron en las siguientes campañas en el RDC. En los cuatro cultivos, las plantas control (100% NR) han mostrado un adecuado estado hídrico, tanto en el contenido relativo de agua como en el índice de estabilidad de la membrana, mientras que las sometidas a un RDS severo, han mostrado los menores valores de ambos índices. El efecto negativo del riego deficitario sobre el rendimiento ha resultado menos importante en los cultivos de otoño-invierno que en los cultivos de primavera-verano, especialmente en la coliflor. El RDS del 50% NR ha reducido drásticamente el rendimiento comercial y, consecuentemente, los ingresos brutos, aunque haya supuesto una mejora en la eficiencia del uso del agua de riego para los cultivos de otoño-invierno. Del análisis individual de los cultivos se deduce que el rendimiento en pellas de coliflor obtenidas con RDS al 75% NR o RDC al 50% NR durante la fase juvenil, se ha mantenido en niveles similares al control, mejorando la eficiencia del uso del agua de riego. En cebolla, en caso de restricción hídrica severa, sería aconsejable aplicar RDS con el 75% NR o RDC al 50% NR durante la maduración del bulbo, ya que estas estrategias han disminuido ligeramente el rendimiento, mejorando la eficiencia del uso del agua de riego. En condiciones menos restrictivas, RDC al 75% NR durante la maduración del bulbo ha dado lugar a un rendimiento satisfactorio, con un aumento de la eficiencia del uso del agua de riego. En pimiento dulce italiano, la aplicación de RDC al 75% NR durante la recolección ha dado lugar a una reducción considerable del rendimiento, y por tanto, de los ingresos brutos, aunque con importantes ahorros de agua y con un incremento en el contenido de sólidos solubles y de compuestos fenólicos de los frutos. Acortando el ciclo de cultivo hasta principios de septiembre, cuando ya se ha cosechado la mayor parte del rendimiento comercial, se conseguiría un importante ahorro de agua y permitiría utilizar la parcela en otros cultivos. El RDS al 75% y al 50% NR, o RDC al 50% NR durante la cosecha han dado lugar a una alta incidencia de frutos afectados por blossom-end rot. En sandía puede recomendarse la aplicación de RDC, tanto al 75% como al 50% NR durante la maduración del fruto, ya que ha conducido a rendimientos comerciales aceptables. De manera general se puede afirmar que la aplicación de RDS y de RDC en los cuatro cultivos, no ha afectado de manera importante a la calidad de la producción, / [CA] Resum L'escassesa d'aigua s'està convertint en un problema en zones àrides i semiàrides del món, on es localitza part de la producció dels principals cultius hortícoles, com és el cas de l'àrea mediterrània. La sequera és un dels principals factors limitants en l'agricultura i està afectant greument a la producció de cultius hortícoles. La millora de la productivitat de l'aigua en l'agricultura en general, i en l'horticultura en particular, es pot aconseguir mitjançant la utilització de determinades estratègies. El reg deficitari consisteix en l'aportació d'aigua per sota de les necessitats de reg (NR) dels cultius, de manera que es produeix una reducció de l'evapotranspiració. Es pot fer de manera contínua o sostinguda (RDS) o controlada (RDC). Amb el reg deficitari es pot millorar l'eficiència de l'ús de l'aigua de reg, mantenint el rendiment, i fins i tot de vegades, podria conduir a una millora de la qualitat de la collita. En aquest estudi, realitzat al Centre Experimental Cajamar de Paiporta (València, Espanya) s'avalua l'efecte del reg deficitari en quatre dels principals cultius hortícoles conreats a l'aire lliure, a l'àrea mediterrània: dos de cultiu de tardor-hivern (coliflor i ceba) i dues de cultiu primaveral-estival (pimentó i meló d'Alger). En l'avaluació s'han analitzat els següents paràmetres: creixement i estat hídric de les plantes, rendiment, eficiència de l'ús de l'aigua de reg, qualitat de la producció i rendibilitat dels cultius. A la primera campanya es va assajar el RDS, el que va permetre establir les diferents etapes de creixement de cada cultiu, que es van utilitzar en les següents campanyes en el RDC. En els quatre cultius, les plantes control (100% NR) han mostrat un adequat estat hídric, tant en el contingut relatiu d'aigua com en l'índex d'estabilitat de la membrana, mentre que les sotmeses a un RDS sever, han mostrat els menors valors d'ambdós índexs. L'efecte negatiu del reg deficitari sobre el rendiment ha resultat menys important en els cultius de tardor-hivern que en els cultius de primavera-estiu, especialment en la coliflor. El RDS del 50% NR ha reduït dràsticament el rendiment comercial i, conseqüentment, els ingressos bruts, encara que hagi suposat una millora en l'eficiència de l'ús de l'aigua de reg per als cultius de tardor-hivern. De l'anàlisi individual dels cultius es dedueix que el rendiment de coliflors obtingudes amb RDS al 75% NR o RDC al 50% NR durant la fase juvenil, s'ha mantingut en nivells similars al control, millorant l'eficiència de l'ús de l'aigua de reg. En ceba, en cas de restricció hídrica severa, seria aconsellable aplicar RDS amb el 75% NR o RDC al 50% NR durant la maduració del bulb, ja que aquestes estratègies han disminuït lleugerament el rendiment, millorant l'eficiència de l'ús de l'aigua de reg . En condicions menys restrictives, RDC al 75% NR durant la maduració del bulb ha donat lloc a un rendiment satisfactori, amb un augment de l'eficiència de l'ús de l'aigua de reg. En pimentó dolç italià, l'aplicació de RDC al 75% NR durant la recol·lecció ha donat lloc a una reducció considerable del rendiment, i per tant, dels ingressos bruts, encara que amb importants estalvis d'aigua i amb un increment en el contingut de sòlids solubles i de compostos fenòlics dels fruits. Retallant el cicle de cultiu fins a principis de setembre, quan ja s'ha collit la major part del rendiment comercial, s'aconseguiria un important estalvi d'aigua i permetria utilitzar la parcel·la en altres cultius. El RDS al 75% i al 50% NR, o RDC al 50% NR durant la collita han donat lloc a una alta incidència de fruits afectats per blossom-end rot. En meló d'Alger es pot recomanar l'aplicació de RDC, tant al 75% com al 50% NR durant la maduració del fruit, ja que ha conduït a rendiments comercials acceptables. De manera general es pot afirmar que l'aplicació de RDS i de RDC en els quatre cultius, no ha afectat de maner / [EN] Water scarcity is becoming a critical problem in arid and semi-arid areas of the world, where part of the production of the main horticultural crops is located, as is the case of the Mediterranean area. Drought is one of the main limiting factors in agriculture and it is seriously affecting the production of horticultural crops. The improvement of water productivity in agriculture in general, and in horticulture in particular, can be achieved through the use of certain strategies. Deficit irrigation consists of the supply of water below the irrigation water requirements (IWR), so that there is a reduction in evapotranspiration. It can be done continuously (CDI) or regulated (RDI). With deficit irrigation, the irrigation water use efficiency can be improved, maintaining yield, and it could even lead to an improvement in the quality of the harvest. This study, carried out at the Cajamar in Paiporta Experimental Center (Valencia, Spain), analyzes the effect of deficit irrigation on four of the main cultivated horticultural crops, open field cultivated in the Mediterranean area: two of autumnal-winter crops (cauliflower and onion) and two spring-summer crops (pepper and watermelon). In the evaluation, the following parameters have been analyzed: plant growth and water status, yield, irrigation water use efficiency, quality of production and crop profitability. In the first season the CDI was tested, which allowed to establish the different growth stages for each crop, which were used in the following season for the RDI. In the four crops, the control plants (100% IWR) have shown an adequate water status, in terms of both relative water content and membrane stability index, while those subjected to a severe CDI, have shown the lowest values of both indexes. The negative effect of deficit irrigation on yield has been less important in autumn-winter crops than in spring-summer crops, especially in cauliflower. The CDI at 50% IWR has drastically reduced the marketable yield and, consequently, the gross revenue, although it has supposed an improvement in the irrigation water use efficiency for the autumn-winter crops. From the individual analysis of the crops, it can be stated that cauliflower yield obtained with CDI at 75% IWR or RDI at 50% IWR during the juvenile phase, has remained at levels similar to the control, improving the irrigation water use efficiency. In relation to onion, in case of severe water restriction, it would be advisable to apply CDI with 75% IWR or RDI at 50% IWR during bulb ripening, since these strategies have slightly decreased yield, improving the irrigation water use efficiency. In less restrictive conditions, RDI at 75% IWR during the bulb maturation has led to a satisfactory yield, with an increase in the irrigation water use efficiency. In Italian sweet pepper, the application of RDI to 75% IWR during the harvesting has resulted in a considerable reduction of the yield, and therefore, of the gross income, although with important water savings and increasing the fruit soluble solids and phenolic compounds content. By shortening the cultivation cycle until the beginning of September, when most of the marketable yield has already been harvested, significant water savings would be achieved, and the land could be used in other crops. CDI at 75% IWR and 50% IWR, or RDI at 50% IWR at harvesting have resulted in a high incidence of fruit affected by blossom-end rot. In watermelon the RDI application can be recommended, both 75% and 50% IWR, during the fruit ripening, since it has led to acceptable marketable yields. In general terms, it can be affirmed that the application of CDI and RDI in the four crops has not significantly affected the product quality, in terms of the analyzed parameters. / My grateful thanks to the Cultural Affairs and Mission Sector, Egyptian Ministry of Higher Education for supporting me with a scholarship. / Abdelkhalik, AGA. (2019). Effect of continued and regulated deficit irrigation on the productivity of four vegetable crops in open-field conditions in the Mediterranean area [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/129868 / Compendio

Sendo a condutividade hidráulica do solo um parâmetro que traduz a facilidade com que a água se movimenta ao longo do perfil de solo, sua determinação, principalmente no campo, torna-se imprescindível, visto que o movimento da água no solo está diretamente relacionado à produção das culturas agrícolas. Com isso, a aplicação de um método confiável que quantifique a condutividade hidráulica versus umidade, a função ( ) q K , certamente contribuirá muito para uma correta avaliação dos resultados, principalmente tendo em conta a grande variabilidade dessa função devido à variabilidade natural das características do solo. Neste trabalho, testou-se o método do perfil instantâneo com o objetivo de avaliar a função ( ) q K com e sem a suposição de gradiente unitário e também o seu comportamento com relação aos os horizontes pedológicos do solo. A determinação da função foi feita usando tensiômetros com manômetros de mercúrio instalados às profundidades de 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1 e 1,2 m e curvas de retenção determinadas para as mesmas profundidades, num Latossolo Vermelho Distrófico argissólico A moderado textura média, localizado no campo experimental da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo. A análise dos resultados foi feita pelo teste F de análise de variância, a fim de testar o paralelismo, a igualdade dos interceptos e a coincidência entre as retas lnK versus q, considerando e não considerando a suposição do gradiente unitário. Além disso, foram feitos também testes de similaridade da função ( ) q K de cada profundidade do solo pelo índice de concordância de Willmott (1981). Com base na análise dos resultados pode-se dizer que, com os procedimentos utilizados de delimitação da área para inundação e redistribuição da água, podem ser empregados modelos simples que consideram unitário o gradiente de potencial total e que, pela comparação feita entre as profundidades, a separação do perfil do solo em horizontes pedológicos parece seguir a separação em camadas com funções ( ) q K semelhantes, apenas a partir da profundidade 0,6 m. / The soil hydraulic conductivity is a parameter that quantifies the ability of the soil to conduct water along the soil profile. Hence its field determination is indispensable, since soil water movement is directly related to the field crop productions. Thus, the use of an adequate method that assesses the hydraulic conductivity as a function of soil-water content, the ( ) q K function, certainly will very contribute to a proper evaluation of results, mainly if it is considered the great variability of this function as a result of the natural variability of the soil characteristics. In this work, the instantaneous profile method was tested with the objective to evaluate a) the ( ) q K function taking and not taking into consideration the assumption of unit gradient and b) the behaviour of the ( ) q K function with respect to the pedological horizons of the soil. The determination of the function was made using mercury manometer tensiometers installed at the depths of 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9; 1.0; 1.1 and 1.2 m and soil water retention curves determined for the same depths, in an Oxisol, located at experimental fields of Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, University de São Paulo, in Piracicaba (SP), Brasil (22 o 42’ 43,3’’ W and 47 o 37’ 10,4’’ S). The result analysis was made using an F-test in order to verify the paralelism, the intercept equality and the coincidence of the lnK versus q straight lines, taking and not taking account of the assumption of unit hydraulic gradient. Basides, similarity tests of the ( ) q K function were also made by the Willmott (1981) index. From the analysis of results, it could be concluded that, with the procedures used to delimit the experimental plots in this experiment to water the soil profile and to follow the water redistribuition, the unit gradient approches seem to be adequate to assess the field ( ) q K function and also that the pedological horizons seem to follow the layers of similar ( ) q K function, for depths greater than 0.6 m.