Dpto. Ciencias del Medio Natural - Natura Ingurunearen Zientziak Saila
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Publication Open Access Actions for the restoration of the biodiversity of forest ecosystems in Cuba(InTech, 2015) González Izquierdo, Eduardo; Blanco Vaca, Juan Antonio; Geada López, Gretel; Sotolongo Sospedra, Rogelio; González González, Martín; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakThe Earth is threatened daily by the degradation of its ecosystems due to fragmentation. One of the main consequences is biodiversity loss. Despite the economic progress and conservation actions carried out in many countries, the planet is losing genuine tropical forest due to diverse reasons. This chapter presents the results obtained during the restoration of three tropical forests in Cuba: 1) the mesophyll semi-deciduous forest in the western sector of the Biosphere Reserve 'Sierra del Rosario' (BRSR); 2) the riverside forest of the Cuyaguateje River in western Cuba; and 3) the exploited native rainforests of the sector Quibiján-Naranjal of the River Toa in eastern Cuba.Publication Open Access Ammonia and GHG emission from environmental techniques in livestock farms based on modelization(2017) Aguilar Ramírez, Maite; Merino Pereda, Pilar; Calvet Sanz, Salvador; Aparicio Tejo, Pedro María; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakActualmente, los sistemas agro-ganaderos tienen que hacer frente a desafíos ambientales, técnicos y económicos para tratar de responder a las demandas de desarrollo sostenible de la sociedad, lo cual requiere de soluciones innovadoras. En este sentido, las explotaciones avícolas y porcinas de gran tamaño deben obtener una autorización ambiental basada en la implementación de las Mejores Técnicas Disponibles (MTD) de acuerdo a la Directiva de Emisiones Industriales IED 2010/75 / EU. Esta tesis aborda el desarrollo de un modelo (modelo BATFARM) para la selección de técnicas ambientales en granjas comerciales de ganado porcino, avícola y de vacuno leche. Su objetivo es identificar las etapas clave que contribuyen a la emisión de amoniaco y de gases de efecto invernadero (GEI) en las explotaciones ganaderas, así como la comparación de diferentes escenarios de implementación de MTD. Diseñado con rigor metodológico y como una herramienta fácil de usar, calcula la producción y composición de los estiércoles y purines, las emisiones, los consumos y la producción animal. El modelo combina diferentes metodologías incluyendo factores de emisión y ecuaciones, tanto empíricas como basadas en procesos. Las pruebas realizadas parecen indicar que tanto las interacciones como el efecto de los factores con un impacto relevante en las emisiones, son considerados por el modelo. Sin embargo, los resultados deben ser interpretados como indicativos de la reducción relativa lograda y no como valores absolutos de emisión. La disponibilidad de estudios de investigación aplicada en granjas para determinar factores de emisión es fundamental en la modelización. En el marco de esta tesis se ha llevado a cabo la evaluación de un lavador de aire húmedo en una explotación comercial de ganado porcino, cuyos resultados se han incorporado en el modelo. Los lavadores húmedos parecen ser, también en nuestras condiciones climáticas, muy eficaces en la reducción de amoniaco. Sin embargo, es una técnica costosa que además puede perder su eficacia si no se aplican medidas adicionales en las subsiguientes etapas. Precisamente, los modelos permiten realizar este tipo de evaluaciones a lo largo de todas las fases de producción ganadera, clave para la selección de las técnicas que permitan alcanzar los objetivos de reducción de emisión requeridos en cada caso de la forma más eficaz.Publication Open Access Bosques, suelo y agua: explorando sus interacciones(Asociación Española de Ecología Terrestre, 2017) Blanco Vaca, Juan Antonio; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakMiles de millones de personas sufren los efectos de un acceso inadecuado al agua (Mekonnen y Hoekstra 2016). En muchas regiones del mundo la explotación excesiva de los recursos hídricos disponibles, el mal de uso de los mismos o su contaminación representan una amenaza cada vez mayor para la disponibilidad y la calidad del agua para usos agrícolas, industriales o urbanos (FAO 2009). El cambio climático puede exacerbar la escasez de agua y amenazar la seguridad alimentaria, pudiendo ser una de las causas de migraciones masivas, aumentando la conflictividad social y política (Kelley et al. 2015). Los bosques juegan un papel integral en el suministro de agua de calidad para distintos usos, y también en estabilizar y proteger los suelos de la erosión. La mayoría del agua dulce mundial se proporciona a través de cuencas arboladas, y los bosques protegen muchos embalses y presas del colmatado por sedimentos. Además, los bosques protegen las aguas subterráneas de contaminantes por medio de la labor filtrante de los suelos forestales (FAO 2009). Tanto el suelo como el agua son condicionantes esenciales en el crecimiento y salud de los árboles, y también del resto de organismos que componen los sistemas forestales. Sin embargo, debido a una demanda creciente de agua para usos urbanos, agrícolas e industriales, así como de terreno urbanizable debido a una población humana que aumenta tanto su número como su calidad de vida, los bosques están con frecuencia bajo fuertes presiones. En muchas regiones del mundo estas presiones se exacerbarán debido al cambio climático (IUFRO 2017)Publication Open Access Both foliar and residual applications of herbicides that inhibit amino acid biosynthesis induce alternative respiration and aerobic fermentation in pea roots(Wiley, 2016) Armendáriz García, Óscar; Gil Monreal, Miriam; Zulet González, Amaia; Zabalza Aznárez, Ana; Royuela Hernando, Mercedes; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen Zientziak; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate PublikoaThe objective of this work was to ascertain whether there is a general pattern of carbon allocation and utilisation in plants following herbicide supply, independent of the site of application: sprayed on leaves or supplied to nutrient solution. The herbicides studied were the amino acid biosynthesis-inhibiting herbicides (ABIH): glyphosate, an inhibitor of aromatic amino acid biosynthesis, and imazamox, an inhibitor of branched-chain amino acid biosynthesis. All treated plants showed impaired carbon metabolism; carbohydrate accumulation was detected in both leaves and roots of the treated plants. The accumulation in roots was due to lack of use of available sugars as growth was arrested, which elicited soluble carbohydrate accumulation in the leaves due to a decrease in sink strength. Under aerobic conditions, ethanol fermentative metabolism was enhanced in roots of the treated plants. This fermentative response was not related to a change in total respiration rates or cytochrome respiratory capacity, but an increase in alternative oxidase capacity was detected. Pyruvate accumulation was detected after most of the herbicide treatments. These results demonstrate that both ABIH induce the less-efficient, ATP-producing pathways, namely fermentation and alternative respiration, by increasing the key metabolite, pyruvate. The plant response was similar not only for the two ABIH but also after foliar or residual application.Publication Open Access Branched-chain amino acid biosynthesis inhibitors: herbicide efficacy is associated with an induced carbon–nitrogen imbalance(Elsevier, 2013) Zabalza Aznárez, Ana; Zulet González, Amaia; Igal Díaz de Cerio, María; Gil Monreal, Miriam; Royuela Hernando, Mercedes; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakAcetolactate synthase (ALS; EC 4.1.3.18) and ketol-acid reductoisomerase (KARI; EC 1.1.1.86) are two consecutive enzymes in the biosynthesis of branched-chain amino acids. Several commercial herbicides inhibit ALS as their primary site of action. KARI has also attracted attention as a potential target for herbicides. Although potent and selective inhibitors of KARI have been discovered, these inhibitors display less herbicidal activity than ALS-inhibiting herbicides. To obtain a better understanding of these findings, we have compared the physiological effects induced in pea plants after KARI or ALS inhibition. Although, both types of inhibitors induce growth arrest and photosynthesis inhibition, plant death occurs more rapidly under ALS inhibition than KARI inhibition. Carbohydrates accumulated in the leaves and roots following treatments with both inhibitors. The carbohydrate accumulation in the leaves occurred as a consequence of a decrease in sink strength. In contrast, the free amino acid content was only affected through ALS inhibition. These results indicate that although KARI and ALS inhibition block the same biosynthetic pathway and exert common effects on carbon metabolism, nitrogen metabolism is more affected via ALS than KARI inhibition. Thus, metabolic alterations in nitrogen metabolism induced through ALS inhibitors might contribute to the increased efficacy of these chemicals as herbicides.Publication Open Access Bringing the natives back: identifying and alleviating establishment limitations of native hardwood species in a conifer plantation(MDPI, 2018) Li, Yu-Tsen; Lo, Yueh-Hsin; Lin, Yi-Ching; Guan, Biing T.; Blanco Vaca, Juan Antonio; You, Chi-How; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakTo facilitate the reintroduction of five native late-successional Taiwanese Fagaceae species into Japanese cedar (Cryptomeria japonica (D.) Don) plantations, we experimented with methods to alleviate their establishment limitations. We tested different combinations of tree species, seedling development stages, and site preparation techniques. First, we directly sowed both fresh and germinated acorns under both closed and opened (thinned) canopies. Both fresh and germinated acorns survived only six months at most. Wildlife consumption was the most critical factor hindering their survival. We subsequently experimented with different methods for increasing establishment rates, such as thinning in combination with understory control, applying chemical animal repellents to seeds, using physical barriers against seed predators, and using seedlings of different ages. Among the methods experimented, none was effective. The effects of silvicultural treatments to deter seed consumption lasted only the first few weeks after sowing, whereas the effects of physical barriers were inconsistent. We also tested planting 3-month and 1-year-old seedlings. Seedling survival after 9 months was about 20% on average for 3-month-old seedlings but reached 80% for 1-year-old seedlings. Our results suggest that planting seedlings older than six months or establishing physical obstacles to prevent seed predation will be the most effective strategies to reintroduce late-successional hardwood Fagaceae species into Japanese cedar plantations.Publication Open Access Caracterización de opus tesselatum procedentes de Ávila, España(Universidad Autónoma de Madrid, 2014) Soto García, María de los Reyes de; Petit-Domínguez, M. Dolores; De Soto García, I. S.; García Giménez, Rosario; Rucandio, Isabel; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakSe han estudiado diversas muestras de Opus tesselatum procedentes de excavaciones arqueológicas de urgencia en Ávila (España) para determinar su origen y las tecnologías de producción utilizadas en su fabricación. Las teselas se han caracterizado por Espectrometría de Masas con fuente de Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-MS), Difracción de Rayos X (XRD) y Espectrofotometría. Las muestras se corresponden con diferentes materiales con orígenes dispares (vidrios y rocas de varias áreas de aprovisionamiento). El color rojo en algunas teselas se debe principalmente a la presencia de cinabrio en su composición, lo que indica un movimiento comercial de materiales desde otras zonas de España ya que este mineral no está presente en las rocas de la provincia de Ávila.Publication Open Access Caracterización microbiológica de los quesos con denominación de origen Roncal e Idiazabal elaborados en Navarra(Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa, 1995) Arizcun Biurrun, Cristina; Torre Hernández, Paloma; Barcina Angulo, Yolanda; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakPublication Open Access Carne de vacuno enriquecida con n-3 y CLA y actitud de los consumidores frente a alimentos funcionales. Aptitud tecnológica para la elaboración de nuevos productos saludables.(2014) Gómez Bastida, Inmaculada; Beriain Apesteguía, María José; Mendizábal Aizpuru, José Antonio; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakLa innovación es un factor clave para impulsar y consolidar el sector cárnico, incrementando la competitividad en la cadena de carne de vacuno y garantizando a los consumidores los mejores productos, sanos y de calidad. El objetivo general planteado en la presente Tesis Doctoral ha sido estudiar el efecto de la incorporación de ingredientes ricos en ácidos grasos poliinsaturados n-3 y CLA en las dietas de cebo de terneros con objeto de mejorar la calidad nutricional y organoléptica de su carne en función de las preferencias de los consumidores nacionales y posibilitar la obtención de nuevos derivados cárnicos saludables. Se utilizaron 48 machos enteros Holstein de 150 kg de peso vivo que fueron alimentados con 4 dietas experimentales (12 animales por tratamiento): 1. CONTROL: pienso concentrado comercial enriquecido. 2. LINO: CONTROL con un 10% de lino. 3. CLA: CONTROL con un 2% de CLA. 4. LINO+CLA: CONTROL con un 10% de semilla de lino y 2% de CLA. El sacrificio se realizó cuando los animales alcanzaron 450 kg de peso vivo (10- 11 meses de edad). A las 24 horas del sacrificio se procedió a la toma de muestras del músculo Longissimus Dorsi, que posteriormente fueron congeladas hasta la realización de los diferentes análisis y experimentos que se han llevado a lo largo de la tesis. El enriquecimiento con un 10% de semilla de lino y 2% de CLA de las dietas, que no ha afectado a los parámetros productivos ni metabolismo del tejido adiposo, ha mejorado el perfil de ácidos grasos de la carne, adecuándose más a los requerimientos nutricionales de los consumidores. Asimismo, esta carne enriquecida ha mejorado su calidad organoléptica en función de las preferencias de los consumidores nacionales y ha presentado una buena aptitud tecnológica. Finalmente, se puede concluir que la inclusión de semilla de lino y CLA en las dietas de terneros Hosltein puede mejorar la calidad nutricional y sensorial de la carne, sin afectar negativamente al metabolismo del animal ni a la aptitud tecnológica de las carnes obtenidas.Publication Open Access Casting activity of scherotheca gigas in no-till Mediterranean soils: role in organic matter incorporation and influence of aridity(Hindawi / Wiley, 2010) Bescansa Miquel, Paloma; Virto Quecedo, Íñigo; Fernández Ugalde, Oihane; Imaz Gurruchaga, María José; Enrique Martín, Alberto; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakThe behaviour of earthworms, their role in organic matter incorporation into the soil, and the influence of aridity in such processes in arid and semiarid regions have scarcely been studied. In this study, physico-chemical analyses of the casts and the surrounding no-till agricultural soils of three experimental sites representing an aridity gradient in Navarre (NW Spain) were done. The casts were formed by the activity of the only anecic species, Scherotheca gigas (Dug`es, 1828), ubiquitous in no-till soils in this region.We observed a significant depletion of clay and higher concentration of total organic C and labile C in the form of particulate organic matter (POM) in the casts as compared to the surrounding soil, suggesting selective ingestion of soil by S. gigas. This, together with the observation of increased concentration in POM with increasing aridity, suggests a major role of this species in the observed progressive gains of organic C stocks in no-till soils in the region.Publication Open Access The CCAAT box-binding transcription factor NF-YA1 controls rhizobial infection(Oxford University Press, 2014) Laporte, Philippe; Lepage, Agnes; Fournier, Joëlle; Catrice, Olivier; Larrainzar Rodríguez, Estíbaliz; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakSymbiosis between legume plants and soil rhizobia culminates in the formation of a novel root organ, the 'nodule', containing bacteria differentiated as facultative nitrogen-fixing organelles. MtNF-YA1 is a Medicago truncatula CCAAT box-binding transcription factor (TF), formerly called HAP2-1, highly expressed in mature nodules and required for nodule meristem function and persistence. Here a role for MtNF-YA1 during early nodule development is demonstrated. Detailed expression analysis based on RNA sequencing, quantitiative real-time PCR (qRT-PCR), as well as promoter–β-glucuronidase (GUS) fusions reveal that MtNF-YA1 is first induced at the onset of symbiotic development during preparation for, and initiation and progression of, symbiotic infection. Moreover, using a new knock-out mutant, Mtnf-ya1-1, it is shown that MtNF-YA1 controls infection thread (IT) progression from initial root infection through colonization of nodule tissues. Extensive confocal and electronic microscopic observations suggest that the bulbous and erratic IT growth phenotypes observed in Mtnf-ya1-1 could be a consequence of the fact that walls of ITs in this mutant are thinner and less coherent than in the wild type. It is proposed that MtNF-YA1 controls rhizobial infection progression by regulating the formation and the wall of ITs.Publication Open Access Characterization of the Amaranthus palmeri physiological response to glyphosate in susceptible and resistant populations(ACS Publications, 2016) Fernández Escalada, Manuel; Gil Monreal, Miriam; Zabalza Aznárez, Ana; Royuela Hernando, Mercedes; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen Zientziak; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate PublikoaThe herbicide glyphosate inhibits the plant enzyme 5-enolpyruvylshikimate3-phosphate synthase (EPSPS) in the aromatic amino acid (AAA) biosynthetic pathway. The physiologies of an Amaranthus palmeri population exhibiting resistance to glyphosate by EPSPS gene amplification (NC-R) and a susceptible population (NC-S) were compared. The EPSPS copy number of NC-R plants was 47.5-fold the copy number of NC-S plants. Although the amounts of EPSPS protein and activity were higher in NC-R plants than in NC-S plants, the AAA concentrations were similar. The increases in total free amino acid and in AAA contents induced by glyphosate were more evident in NC-S plants. In both populations, the EPSPS protein increased after glyphosate exposure, suggesting regulation of gene expression. EPSPS activity seems tightly controlled in vivo. Carbohydrate accumulation and a slight induction of ethanol fermentation were detected in both populations.Publication Open Access Climate-forest-water-people relations: seven system delineations(2018) Noordwijk, Meine van; Creed, Irena F.; Jones, Julia A.; Wei, Xiaohua; Gush, Mark; Blanco Vaca, Juan Antonio; Sullivan, Caroline A.; Bishop, Kevin; Murdiyarso, Daniel; Xu, Jianchu; Claassen, Marius; McNulty, Steven G.; Ellison, David; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakIn this chapter, we review current scientific understanding and hypotheses at seven system delineations that build up from the level of a ‘tree’ interacting with water, to that of a social-ecological system at the scale of landscapes. A system delineation separates internal entities that interact dynamically from external entities that may have a one-way influence but are not significantly influenced by feedback from within the system boundaries. Each system level has its characteristic outcomes or results.Publication Open Access Complementary evaluation of iron deficiency root responses to assess the effectiveness of different iron foliar applications for chlorosis remediation(Frontiers Media, 2018) Fuentes, Marta; Bacaicoa, Eva; Rivero Marcos, Mikel; Zamarreño, Ángel M.; García Mina, José M.; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen Zientziak; Gobierno de Navarra / Nafarroako GobernuaIron deficiency in plants is caused by a low availability of iron in the soil, and its main visual symptom is leaf yellowing due to a decrease in chlorophyll content, along with a reduction in plant growth and fruit quality. Foliar sprays with Fe compounds are an economic alternative to the treatment with expensive synthetic Fe-chelates applied to the soil, although the efficacy of foliar treatments is rather limited. Generally, plant response to Fe-foliar treatments is monitored by measuring chlorophyll content (or related parameters as SPAD index). However, different studies have shown that foliar Fe sprays cause a local regreening and that translocation of the applied Fe within the plant is quite low. In this context, the aim of this study was to assess the effects of foliar applications of different Fe compounds [FeSO4, Fe(III)-EDTA, and Fe(III)-heptagluconate] on Fe-deficient cucumber plants, by studying the main physiological plant root responses to Fe deficiency [root Fe(III) chelate reductase (FCR) activity; acidification of the nutrient solution; and expression of the Fe deficiency responsive genes encoding FCR, CsFRO1, Fe(II) root transporter CsIRT1, and two plasma membrane H+-ATPases, CsHA1 and CsHA2], along with SPAD index, plant growth and Fe content. The results showed that the overall assessment of Fe-deficiency root responses improved the evaluation of the efficacy of the Fe-foliar treatments compared to just monitoring SPAD indexes. Thus, FCR activity and expression of Fe-deficiency response genes, especially CsFRO1 and CsHA1, preceded the trend of SPAD index and acted as indicators of whether the plant was sensing or not metabolically active Fe due to the treatments. Principal component analysis of the data also provided a graphical tool to evaluate the evolution of plant responses to foliar Fe treatments with time.Publication Open Access Complex climate constraints of upper treeline formation in the Pyrenees(Springer, 2015) González de Andrés, Ester; Camarero, Jesús Julio; Büntgen, Ulf; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakAlpine treelines are often induced by a threshold of minimum temperatures above which tree growth is generally not possible anymore. However, this worldwide pattern may not account for more drought-prone mountains, where changes in precipitation can also affect ecosystem functioning and productivity at higher elevations. Here, we aim to determine if tree-ring formation in ecotones along the Pyrenees indeed primarily depends on temperature means or also reflects hydroclimatic changes. The mean duration of the growing season at Pyrenean treelines was 177 days, lasting from mid-May to early November, which corresponds to a mean root-zone temperature of 8.2 °C. Temperatures during the early and late growing season were most critical for mountain pine growth at highest elevations, and above average spring temperatures also contributed to radial enlargement of tracheids. Sites showing more similar soil temperatures also presented more similar long-term growth trends indicating that local conditions trace regional influences on growth. Nevertheless, more wet conditions in summer enhanced growth at treelines subjected to more Mediterranean influence and therefore having a higher summer water deficit. A broader perspective reveals that soil moisture availability during spring and summer, however, also influence ring width formation at other treelines located in mid-latitude mountains separating temperate and semi-arid biomes. Our results suggest re-evaluating the idea of purely temperature-limited treelines, especially in mid-latitude mountains that experience moisture seasonality or where precipitation decreases with increasing elevation.Publication Open Access Compost de FORM con restos de alimentos cárnicos como componente de sustratos de cultivo(Sociedad Española de Ciencias Hortícolas, 2014) Storino, Francesco; Irigoyen Iriarte, Ignacio; Ollo Alcasena, María Arantzazu; Aparicio Tejo, Pedro María; Muro Erreguerena, Julio; Producción Agraria; Ciencias del Medio Natural; Nekazaritza Ekoizpena; Natura Ingurunearen ZientziakLa utilización de compost de FORM como fertilizante es una práctica inocua y segura ampliamente implantada en la unión europea y que presenta gran cantidad de ventajas desde un punto de vista agronómico y medioambiental. La utilización de este tipo de compost como materia prima para la elaboración de sustratos de cultivo genera ciertas dudas por sus características, especialmente cuando provienen de sistemas de compostaje descentralizado en los que se han compostado restos de alimentos entre los que se incluyen alimentos de origen animal (carne y/o pescado). El objetivo del este trabajo es evaluar compost domésticos como componente de sustratos para cultivo de ornamentales que incluyen distintas proporciones de restos de alimentos cárnicos. Para este fin se compararon 3 compost domésticos (uno vegetal y dos con 15% carne) y uno comercial. Los compost fueron caracterizados mediante análisis de su composición elemental, pH y CE. Cada compost fue mezclado al 25 y 75 % v/v con sustrato a base de turba (utilizado puro como control). Además las dos mezclas con mayor CE fueron sometidas a lavados sucesivos, monitorizando el descenso de salinidad tras cada lavado y la composición elemental del líquido drenado. Plantas de pensamientos fueron cultivadas en macetas de 2 L con cada uno de los 11 sustratos indicados. Durante seis semanas de cultivo se midió la biomasa vegetal, la altura y el número de tallos, el número de flores y el contenido en clorofila mediante índice colorimétrico SPAD. Las diferencias entre los distintos tratamientos fueron pequeñas. El lavado previo de los sustratos no modifico significativamente la respuesta del cultivo. Se concluyen que los sustratos con compost de FORM que contiene hasta un 15% de restos de alimentos de origen animal no afectan negativamente al cultivo de pensamientos bajo las condiciones del presente ensayo.Publication Open Access Compostaje descentralizado de residuos orgánicos domiciliarios a pequeña escala: estudio del proceso y del producto obtenido(2017) Storino, Francesco; Irigoyen Iriarte, Ignacio; Aparicio Tejo, Pedro María; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakLas más recientes políticas europeas en materia de residuos contemplan un sistema jerárquico de opciones de gestión, en el cual las acciones de prevención constituyen la más alta prioridad. Desde los años noventa el compostaje "in situ" a escala doméstica o comunitaria (autocompostaje) se está afirmando como vía de reducción de la generación de residuos en origen, presentando claras ventajas en términos medioambientales, económicos y sociales. Sin embargo, la literatura científica sobre los aspectos operativos del compostaje a pequeña escala cuenta todavía con un número exiguo de publicaciones. El objetivo de la presente tesis doctoral es profundizar en el estudio de aspectos operativos de las técnicas del compostaje a pequeña escala para favorecer su sostenibilidad y difusión como instrumento de prevención de residuos. En la primera parte de la tesis se realizó un "estudio de potencialidades" para identificar los aspectos técnicos a investigar en la parte experimental. Este estudio ha sido desarrollado a través de una revisión bibliográfica de trabajos de investigación, reports de entidades públicas y memorias de proyectos, con especial atención a aspectos medioambientales y económicos, y mediante la posterior realización de un análisis SWOT (DAFO). En este último se identificaron, a través de opiniones de expertos, técnicos gestores, educadores ambientales y participantes en iniciativas de autocompostaje recogidas en conferencias encuestas y entrevistas, los principales elementos de Fortaleza, Debilidad y posibles Amenazas y Oportunidades. Los resultados obtenidos en este estudio han puesto de manifiesto una serie de elementos de incertidumbre, problemas de carácter técnico y dudas sobre el manejo del proceso a pequeña escala, que son objeto de los diferentes ensayos desarrollados en la parte experimental de la tesis. El primer aspecto técnico abordado en la parte experimental ha sido el de determinar en qué difiere el compostaje doméstico del compostaje a escala industrial. Para este fin, se realizaron 4 ensayos comparando el compostaje del mismo tipo de residuo a escala industrial en pilas(> 1300 t) y doméstico en composteras (320 L), en términos de desarrollo del proceso y características del compost obtenido. Los primeros dos ensayos fueron realizados, respectivamente, con residuos agroindustriales y fracción orgánica de residuos municipales (FORM), utilizando el mismo material estructurante y la misma frecuencia de volteo. Durante estos primeros ensayos se observó un limitado desarrollo del proceso de compostaje a escala doméstica, ya que el tamaño del estructurante utilizado era demasiado grueso y la frecuencia de volteo insuficiente para el compostaje en composteras. Posteriormente, se realizaron un tercer y un cuarto ensayo compostando FORM a ambas escalas, modificando, en la escala doméstica, el tamaño del estructurante empleado y la frecuencia de volteo adoptada. En estos 4 ensayos se ha observado una mayor intensidad del proceso en las primeras fases de compostaje en composteras domésticas, afectando positivamente a la evolución del compost, mientras las características químico-fisicas y la madurez de los compost obtenidos al final del proceso fueron similares en ambas escalas. Asimismo se observó una mayor dependencia de la temperatura externa del compostaje en composteras, respecto al proceso realizado en pilas de grandes dimensiones. Adecuando el calendario de volteo y el tamaño de estructurante a escala doméstica se pudieron conseguir prestaciones incluso superiores al compostaje industrial, en términos de desarrollo de temperatura, reducciones de peso y volumen, madurez y composición del compost final. Posteriormente, se han realizados ensayos específicos sobre el proceso de compostaje en composteras domésticas: Por un lado se han evaluado distintos regímenes de alimentación de las composteras, comparando distintas frecuencias con la que se realizan los aportes y distintas cantidades de material orgánico adicionado con cada aporte. Se ha observado un mayor desarrollo de la temperatura y una mayor actividad microbiana durante el compostaje con aportes de mayor tamaño. Por otro lado, se han estudiado los efectos de la aportación de alimentos cárnicos, comparando diferentes mezclas de restos orgánicos iniciales obtenidas combinando dos proporciones distintas de carne/vegetal con dos dosis diferentes de estructurante. La presencia de restos cárnicos ha aumentado la temperatura durante el proceso, mejorando la madurez y el grado de humificación del compost, sin afectar negativamente a su conductividad eléctrica, pH, contenido en metales pesados ni a su fitotoxicidad. Un adecuado manejo del proceso es efectivo para reducir el riesgo microbiológico. A su vez, en otro ensayo se han evaluado cuatro materiales (3 vegetales y 1 mineral) para su utilización como estructurante en composteras domésticas. Las propiedades de los diferentes materiales estructurantes influyeron sobre el desarrollo del proceso afectando a la evolución de las características del compost. Los restos de poda triturados, habitualmente empleados en la práctica del autocompostaje, han sido los que proporcionaron mejores prestaciones en términos de calidad del compost y desarrollo del proceso. Paralelamente, se ha evaluado la capacidad de control del proceso de compostaje a escala doméstica sobre la vitalidad de semillas, mediante dos experimentos. En el primer experimento, se colocaron en el interior de las composteras unos contenedores metálicos con semillas de distintas plantas que fueron retiradas al término del proceso de compostaje para ponerlas a germinar. En el segundo experimento, se incubó compost doméstico en condiciones óptimas para poder observar la eventual germinación de semillas. Se concluye que el proceso de compostaje en composteras, alcanzando temperaturas termófilas, ha sido capaz de controlar la germinación de semillas. No obstante, son necesarios volteos suficientes, que aseguren que todo el material compostado sea sometido a condiciones de proceso. Con el material obtenido en los anteriores experimentos de compostaje se han realizado ensayos de cultivo en macetas, evaluando diferentes compost domésticos como fertilizante (en lechuga y espinaca) y como ingrediente para sustrato de cultivo (en pensamiento). A la luz de los resultados obtenidos en ambos ensayos, es posible concluir que el compost producido a nivel doméstico puede ser utilizado con toda seguridad como fertilizante o en la formulación de sustratos de cultivos, incluso en dosis más elevadas con respecto a compost industriales. Además, se investigó si la trituración de restos de poda, empleados como estructurante, puede constituir una fuente de metales pesados presentes en el compost. Para ello, se ha analizado el material triturado con 15 biotrituradoras móviles (con distintos tamaños, sistemas de corte y alimentación) y se han calculado las posibles concentraciones finales en el compost obtenido. Los materiales triturados presentaron bajos contenidos de metales pesados y su utilización no constituye una fuente significativa de contaminantes para el compost producido a nivel doméstico o comunitario. Finalmente, se ha realizado el seguimiento de un proyecto piloto de compostaje comunitario asistido por gallinas realizado en Noáin (Navarra) en colaboración con el ayuntamiento y 30 familias de dicha localidad. A la luz de los resultados obtenidos en los primeros tres años de funcionamiento, ha sido posible concluir que el manejo del compostaje ha sido técnicamente válido, con un correcto desarrollo del proceso y una alta calidad del compost producido. El sistema propuesto ha conseguido reducir satisfactoriamente una cantidad considerable de residuos orgánicos municipales destinados a la recogida y tratamiento centralizado, proporcionando, además, beneficios económicos, medioambientales y sociales. El autocompostaje en composteras de pequeñas dimensiones se ha revelado como herramienta eficaz para la prevención de residuos orgánicos domiciliarios, presentando, desde un punto de vista técnico, un correcto desarrollo del proceso. El compost obtenido presentó características adecuadas para su utilización doméstica. No obstante, para avalar y potenciar su difusión, sería interesante abordar en futuros estudios también aspectos sociales, demográficos, políticos, económicos y medioambientales asociados a estas prácticas.Publication Open Access Conservation agriculture on irrigated gravelly soils. Assessment of the effect of stoniness on the soil water flow and soil properties(2017) Arias Fariñas, Nerea; Bescansa Miquel, Paloma; Virto Quecedo, Íñigo; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakLos suelos que contienen fragmentos de roca (partículas > 2 mm de diámetro) se denominan suelos pedregosos, y sólo en la región mediterránea cubren más del 60% de la superficie. Su uso para la producción de alimentos y fibras ha aumentado durante los últimos años debido a una mayor demanda de estos productos y a la expansión del regadío. Sin embargo, los estudios realizados no han prestado mucha atención a esta fracción gruesa, o a la influencia que ejerce sobre las diferentes propiedades del suelo. Por otra parte, se requiere que los agricultores practiquen una agricultura más sostenible y a este respecto la adopción de los principios de la Agricultura de Conservación podría ser una estrategia válida. Sin embargo, el efecto de su adopción en suelos pedregosos bajo condiciones de regadío no es del todo conocido. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue ampliar el conocimiento sobre estos aspectos. Esta tesis se divide en diferentes capítulos enfocados a la caracterización de la pedregosidad y al efecto de la introducción de técnicas de Agricultura de Conservación en las propiedades de suelos pedregosos en condiciones de regadío. Además, se aborda el efecto que la presencia de fragmentos de roca ejerce sobre las propiedades tanto químicas como hidráulicas del suelo. En resumen, el trabajo realizado bajo la presente tesis supone un avance en la comprensión de los suelos pedregosos y su interacción con las prácticas de Agricultura de Conservación bajo condiciones de regadío. Específicamente, se ha incrementado el conocimiento sobre los aspectos que hay que considerar cuidadosamente al evaluar los cambios de manejo en estos suelos y también las implicaciones que conlleva una correcta cuantificación de los fragmentos de roca, así como su efecto sobre la fertilidad del suelo, la materia orgánica, la calidad del suelo y las propiedades hidráulicas.Publication Open Access Determinants of the forest-water relationship(2018) McNulty, Steven G.; Archer, Emma; Gush, Mark; Noordwijk, Meine van; Ellison, David; Blanco Vaca, Juan Antonio; Xu, Jianchu; Bishop, Kevin; Wei, Xiaohua; Vira, Bhaskar; Creed, Irena F.; Mukherji, Aditi; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakOur analysis of forest-water relations addresses four important subsystems of a linked planetary social-ecological system: climate, forests, water and people. In this chapter, we consider how each of these subsystems is changing (trend) and what is causing the change (’determinant’). We discuss the critical determinants of change in forests as they relate to water quality and quantity. Chapter 4 then presents the impacts of these changes on water quality and quality.Publication Open Access Determining suitable selection cutting intensities based on long term observations on above-ground forest carbon, growth, and stand structure in Changbai Mountain, Northeast China(Taylor & Francis, 2014) Liu, Yang; Blanco Vaca, Juan Antonio; Wei, Xiaohua; Kang, Xingang; Wang, Weifeng; Guo, Yanrong; Ciencias del Medio Natural; Natura Ingurunearen ZientziakWe studied the effects of different cutting intensities (0%, 5-10%, 15%, and 20% basal area removal) on stand growth, structure, and net carbon storage in spruce-fir (Picea asperata Mast.-Abies fabri Mast. Craib) and broadleaf mixed forests on Changbai Mountain (Northeast China) over 19 years. At this site, inventory-based low-intensity selection cutting was used to maintain a continuous forest canopy. After two cutting events, results showed significant differences in growth, structure, and carbon storage among cutting intensities. When increasing cutting intensity, the growth rate of average diameter, basal area, and volume significantly increased, with the highest increment rates found in the plots with 20% basal area removal. Tree diameters for all plots showed a roughly inverse J-shaped distribution before cutting and a left-skewed unimodal distribution after two cuttings. Volume ratio (the relative amount of volume contained in different diameter classes) for small (6-14 cm), medium (14-26 cm), large (26-36 cm), and very large (>38 cm) diameters remained unchanged in the plots with 5 and 10% basal area removal, but increased in the plots with 15 and 20% basal area removal, reaching approximately a 1:2:3:4 ratio in the plots with 20% basal area removal after two selection cuttings. Net carbon storage increased when increasing cutting intensity, reaching maximum storage in the plots with 20% basal area removal (cutting intensity and net C storage increase: 0%, 7.21 Mg C ha-1, 5-10%: 11.68 Mg C ha-1, 15%: 21.41 Mg C ha-1, 20%: 26.47 Mg C ha-1). Therefore, our results show the potential of low-intensity selection cutting to meet demands of both timber production and maintenance of forest cover for biodiversity values.