Groundcover Influence on Physical and Chemical Soil Properties, Runoff and Nutrient Loss and Grape Yield and Quality in Semiarid
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DEPARTAMENTO DE PRODUCCIÓN AGRARIA ESCUELA TÉCNICA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA, ALIMENTARIA Y DE BIOSISTEMAS UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID Groundcover influence on physical and chemical soil properties, runoff and nutrient loss and grape yield and quality in semiarid Mediterranean vineyards Memoria presentada por: Andrés GARCÍA DÍAZ Licenciado en Ciencias Ambientales Para la obtención del título de Doctor por la Universidad Politécnica de Madrid Director: Dr. Ramón Arturo Bienes Allas; Doctor Ingeniero Agrónomo Madrid, 2017 Tribunal nombrado por el Magfco. y Excmo. Sr. Rector de la Universidad Politécnica de Madrid, el día de de Presidente: Vocal: Vocal: Vocal: Secretario: Suplente: Suplente: Realizado el acto de defensa y lectura de la tesis el día en la E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas de la Universidad Politécnica de Madrid. CALIFICACIÓN: EL PRESIDENTE LOS VOCALES EL SECRETARIO RAMÓN ARTURO BIENES ALLAS, Investigador del Instituto Madrileño de Investigación y Desarrollo Rural, Agrario y Alimentario (IMIDRA), CERTIFICA Que el trabajo presentado por ANDRÉS GARCÍA DÍAZ, Licenciado en Ciencias Ambientales por la Universidad de Alcalá de Henares, constituye un trabajo original de investigación y que ha sido realizado bajo nuestra dirección. Puesto que el mismo cumple con la Normativa vigente en materia de Doctorado, autorizamos su presentación. Madrid, de de 2017. Fdo. Ramón Arturo Bienes Allas A mis padres, a mi hermana, a mi abuelo, a mi compañera de vida. And it came about that owners no longer worked on their farms. They farmed on paper; and they forgot the land, the smell, the feel of it, and remembered only that they owned it, remembered only what they gained and lost by it. John Steinbeck. Grapes of Wrath. AGRADECIMIENTOS Como sé que me voy a dejar a mucha gente en el tintero, ya lo digo por adelantado: muchas gracias a todas las personas que han puesto su granito de arena para culminar este trabajo. Gracias a mi tutor Ramón Bienes, por trasmitirme su ética y sus conocimientos. Por la confianza depositada en mi todos estos años, por darme libertad e instrumentos para hacer y deshacer, para cometer mis propios errores y para no dejar de aprender. A Laura y Diana, por su buen hacer en el laboratorio y su aguante en el campo. A María, cuya enorme aportación en sus prácticas nos hizo querer “ficharla”. A Omar, por su trabajo en el laboratorio y su gran ayuda en el campo. A Sara, por su gran trabajo al frente del laboratorio esos dos años. Muchas gracias a todas las personas de prácticas que con su trabajo han colaborado enormemente en esta tesis. A José Vaquera, el hombre para todo, que me enseñó de fontanería, carpintería, bricolaje y de la vida en general. A Pepe, Rafa, Antonio (mantenimiento) y Antonio (jardinero) por echarme una mano en todo lo que he necesitado. Gracias a los agricultores y propietarios de viñedos que nos prestaron sus terrenos para realizar nuestros ensayos: Ricardo Benito, Felipe Ávila y Carlos Gosálbez. Gracias en especial a este último, por estar siempre dispuesto a ir más allá, a echar una mano, a aprender y a invertir parte de su tiempo en nuestros experimentos. Y cómo no, por enseñarme tantas cosas. Gracias a mi jefe de departamento, Alejandro Benito, por estar siempre pendiente de mí y ocuparse de que trabajara en las mejores condiciones. Gracias a Blanca Montalbán que me ayudó tanto en los inicios y con el papeleo. Gracias a Héctor, por tantos buenos ratos en la sala de becarios. Gracias a mis amigas precarias Julia, Marga y Judith, por las comidas, los almuerzos, las charlas y el apoyo. Gracias a Mariano Cabellos, por tantas charlas sobre vino y vida y por su asesoramiento en el capítulo cuarto. Gracias a Jesús Rodrigo por nuestros debates científicos y por su inestimable ayuda ayudándome a afinar este documento. Gracias a Gonzalo Gómez, por su ayuda con el inglés y sus ánimos constantes. Gracias a Blanca Sastre, que en estos años ha sido como una hermana mayor y cuyo apoyo en la última fase nunca podré agradecérselo lo suficiente. Gracias a los “…trices”, por estar siempre ahí. A Peral, por estar siempre dispuesto a tomar algo y relajar tensiones. Gracias a los “3…puro”, por tantas risas, basket, críticas constructivas y por preguntarme de vez en cuando qué tal llevo la tesis. Gracias a Carlos, por ser mi confesor desde tiempos inmemoriales y haber sufrido mis lloros durante toda la tesis y más. A mis padres, por darme todas las herramientas que me permiten ser la persona que soy. A mi hermana, por sus ánimos, su cariño y por intentar ayudar siempre. Gracias a mi abuelo, labrador y jornalero como ya no quedan, infatigable defensor del laboreo “tradicional”. Gracias a Débora, mi amiga, pareja y compañera de vida, gracias por todo, esta tesis también es tuya. INDEX INDEX INDEX ....................................................................................................................................................I ABBREVIATIONS ................................................................................................................................. V FIGURE INDEX ................................................................................................................................... VII TABLE INDEX ...................................................................................................................................... XI RESUMEN ........................................................................................................................................ XIII SUMMARY ........................................................................................................................................ XV GENERAL INTRODUCTION ...................................................................................................................1 GENERAL OBJECTIVES ....................................................................................................................... 11 CHAPTER 1. NITROGEN LOSSES IN VINEYARDS UNDER DIFFERENT TYPES OF SOIL GROUNDCOVER. A FIELD RUNOFF SIMULATOR APPROACH IN CENTRAL SPAIN ............................. 13 ABSTRACT ..................................................................................................................................... 15 1.1. INTRODUCTION ..................................................................................................................... 17 1.2. MATERIALS AND METHODS .................................................................................................. 20 1.2.1. Study area ....................................................................................................................... 20 1.2.3. Runoff simulator and experimental design .................................................................... 22 1.2.4. Soil and runoff measurements ....................................................................................... 23 1.2.5. Data analysis ................................................................................................................... 23 1.3. RESULTS ................................................................................................................................. 24 1.3.1. Analysis of variance ........................................................................................................ 24 1.3.2. Groundcover influence ................................................................................................... 25 1.3.3. Temporal runoff trends .................................................................................................. 25 1.3.4. Relationships between variables .................................................................................... 28 1.4. DISCUSSION ........................................................................................................................... 29 1.5 CONCLUSION .......................................................................................................................... 32 CHAPTER 2. LABILE AND STABLE SOIL ORGANIC CARBON AND PHYSICAL IMPROVEMENTS USING GC IN VINEYARDS FROM CENTRAL SPAIN ............................................................................. 35 ABSTRACT ..................................................................................................................................... 37 2.1. INTRODUCTION ..................................................................................................................... 39 2.2. MATERIALS AND METHODS .................................................................................................. 42 2.2.1. Study area ....................................................................................................................... 42 2.2.2. Experimental design ....................................................................................................... 43 2.2.3. Soil sampling and laboratory methods .......................................................................... 43 I Tesis doctoral de Andrés GARCÍA DÍAZ 2.2.4. Soil cores: macro, meso, microporosity, water holding capacity and bulk density ....... 45 2.2.5. Field tests and determinations ....................................................................................... 46 2.2.6. Data analysis ................................................................................................................... 46 2.3. RESULTS ................................................................................................................................