Proyecto de puesta en riego por goteo y manejo de los cultivos de lechuga y melón en el Campo de Cartagena

La redacción del actual proyecto se ha realizado por requerimiento de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica de Cartagena, para su presentación y defensa como Trabajo Fin de Grado del grado de Ingeniería Agroalimentaria y de los Sistemas Biológicos. El objeto del presente proyecto es describir y justificar las obras, instalaciones y maquinaria, mediante la realización de sus estudios, para la puesta en riego por goteo y manejo de una explotación agrícola. Las mejoras a realizar serán: - Diseño y cálculo de una red de riego para cubrir las necesidades hídricas de los cultivos a implantar. - Diseño y cálculo de un embalse regulador, de acuerdo a la época de máxima demanda de los cultivos, capaz de garantizar un caudal de riego constante. - Diseño y manejo la plantación proporcionando la secuenciación de las labores necesarias para la gestión eficiente y rentable de la explotación. - Diseño y cálculo de una nave que sirva para la instalación del cabezal de riego, el resguardo de la maquinaria agrícola y los productos fitosanitarios a utilizar en la explotación. - Diseño y cálculo de la instalación eléctrica para el correcto funcionamiento del sistema de riego, así como la iluminación necesaria para la nave.Escuela Técnica superior de Ingeniería AgronómicaUniversidad Politécnica de Cartagen

Vegetative and reproductive response of 'Prime Giant' sweet cherry trees to regulated deficit irrigation

The agronomic response of sweet cherry (Prunus avium L.) 'Prime Giant' to a 4 year-long experiment involving deficit irrigation strategies in a Mediterranean climate was studied in a commercial orchard located in the southeast of Spain (Jumilla, Spain). Four drip irrigation treatments were imposed: (i) control treatment (CTL), irrigated without restrictions at 110% of seasonal crop evapotranspiration (ETc); (ii) sustained deficit irrigation (SDI) treatment irrigated at 85% ETc during pre-harvest and post-harvest periods and at 100% ETc during floral differentiation; (iii) regulated deficit irrigation (RDI) treatment irrigated at 100% ETc during pre-harvest and floral differentiation and at 55% ETc during post-harvest, and (iv) farmer treatment (FRM), irrigated according to the farmer's normal practice. The crop's response to the different irrigation treatments was analyzed in relation to tree water status. Soil water deficit reduced tree midday stem water potential (Psi(stem)), stomatal conductance (gs) and net photosynthesis (Pn). Branch maximum daily shrinkage (MDS) responded rapidly to irrigation changes during pre-harvest and post-harvest. The lowest Psi(stem), values were reached by SDI during pre-harvest and by RDI and FRM during post-harvest. RDI did not lead to Psi(stem),, water potentials falling to below the threshold of -1.6 MPa in any season, although, FRM caused, Psi(stem) to fall below 1.8 MPa in 2017. RDI reduced vegetative growth and did not cause significant lower yields or fruit quality. However, with SDI there was a trend towards smaller fruits and a slightly higher soluble solid content. Post-harvest deficit irrigation increased water productivity without penalizing fruit yield or the quality parameters studied, and allowed water savings of 39% compared to CTL at a time when other fruit tree species require more water. Moreover, RDI and SDI led to significantly less cracking incidence and a lower cracking index, which could extend fruit shelf life.This work was supported by the Spanish Economy and Competitiveness Ministry (MINECO) and the European Agricultural Funds for Rural Development. Reference: AGL2013-49047-C2-1-R, AGL2016-77282-C3-3-R and the "Fundacion Seneca, Agencia de Ciencia y Tecnologia" of the Region of Murcia under the Excelence Group Program 19895/GERM/15. Victor Blanco acknowledges the research initiation grant received from the Technical University of Cartagena (UPCT). The authors are grateful to Pedro and Agustin Carrion-Guardiola, "Finca Toll." farm owners, for letting them use their facilities to carry out the tests

Assessment of plant water indicators for regulated deficit irrigation management in sweet cherry

[SPA] Un experimento de dos años en cerezo (P. avium L. cv “Prime Giant”) sometido a riego deficitario fue realizado para determinar cuál de los indicadores hídricos comúnmente utilizados es más efectivo en la programación del riego: las medidas discretas de t (potencial hídrico de tallo a mediodía) y gs (conductancia estomática) o las medidas continuas de las fluctuaciones del diámetro de rama, MCD (máxima contracción diaria de rama). MCD fue el indicador que primero detectó los cambios en el riego y mostró una alta intensidad de señal. Además, se propone el umbral de -1,3 MPa como límite para el manejo del cerezo de acuerdo con la MCD. [ENG] A two-year experiment with sweet cherry (P. avium L. cv “Prime Giant”) trees under regulated deficit irrigation conditions was carried out to ascertain which of the following commonly used plant water indicators is most effective for irrigation scheduling: discrete measures of t (midday stem water potential) and gs (stomatal conductance) or continuous measurements of the branch diameter fluctuations, MCD (maximum daily branch shrinkage). MCD first identified irrigation changes and showed high signal intensity. Moreover, a threshold of -1.3 MPa is proposed in cherry trees irrigation management according to MCD.Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España y por fondos FEADER. Referencia: AGL2013-49047-C2-1-R. Víctor Blanco agradece la beca de iniciación a la actividad investigadora recibida de la UPCT. Los autores agradecen a Pedro y Agustín Carrión-Guardiola, propietarios de “Finca Toli” todas las facilidades puestas a nuestro alcance para el correcto desarrollo de los ensayos

Effect of regulated deficit irrigation on vegetative growth and yield of sweet cherry

[SPA] Se realizó un ensayo de riego deficitario controlado (RDC) de dos años de duración en cerezo (P. avium L. cv “Prime Giant”) con el objetivo de evaluar el efecto de RDC sobre el rendimiento y crecimiento vegetativo del árbol. El déficit hídrico moderado aplicado en RDC en poscosecha no afectó al rendimiento pero sí al vigor de los árboles resultado en un menor peso de poda. RDC supuso un ahorro de agua del 35% con respecto al tratamiento control. [ENG] A two-year experiment in sweet cherry (P. avium L. cv “Prime Giant”) trees under regulated deficit irrigation (RDI) was carried out to evaluate the effect of RDI on vegetative growth and yield. The moderate water stress during postharvest achieved significantly lower pruning wood and not involving a lower yield. RDC resulted in water saving of 35% compared to the control treatment.Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad del Gobierno de España (MINECO) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Ref. AGL2016-77282-C3-3-R). Víctor Blanco agradece a la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) la beca de iniciación a la actividad investigadora que le fue concedida. Los autores agradecen a Pedro y Agustín Carrión-Guardiola de “Finca Toli” todas las facilidades dadas para llevar a cabo los ensayos realizados

Low-Cost infrared thermography for water stress detection in almond trees

[SPA] En la cuenca mediterránea, donde el principal factor limitante de la producción es el agua, la aplicación precisa de los volúmenes de riego es clave. En este sentido, el uso de las nuevas tecnologías puede contribuir a la mejora de la eficiencia de uso del agua y sostenibilidad de la agricultura. El objeto de este trabajo fue evaluar la idoneidad de la termografía infrarroja para la determinación del estado hídrico de almendros ‘Marta’. Para ello, se llevó a cabo un ensayo de riego en 2018 que constó de tres tratamientos: i) un control, CTL, regado al 115% de la evapotranspiración del cultivo (ETc) y ii) dos tratamientos de riego deficitario controlado, RDC45 y RDC30, regados al 100% ETc, a excepción de la fase de llenado de grano, fase IV (junio – mediados de agosto), cuando se aplicó el 45 y 30% ETc, respectivamente. Los índices térmicos derivados de la temperatura de la copa, Tc, fueron indicadores sensibles del estado hídrico del almendro originado bajo las diferentes condiciones hídricas impuestas. [ENG] In the Mediterranean basin, where water is the main limiting production factor, accurate and careful application of irrigation volumes is key. In this sense, the use of deficit irrigation strategies linked to the use of technologies can contribute to improving the efficiency and sustainability of irrigated agriculture. The aim of this study was to assess the adequacy of infrared thermography for water status detection in 'Marta' almond trees. For that purpose, an irrigation experiment was conducted in 2018 that consisted of three treatments: ii) a control, CTL, irrigated at 115% of the crop evapotranspiration (ETc) and iii) two regulated deficit irrigation treatments, RDC45 and RDC30, both irrigated at 100% ETc, except during kernel-filling period, stage IV (June – mid-August), when they were irrigated at 45 and 30% ETc, respectively. Thermal-water stress indexes derived from canopy temperature, Tc, were sensitive indicators almond trees water status under different water-stress conditions.Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad del Gobierno de España, MINECO (Ref. AGL2016-77282-C3-3-R) y la Fundación Séneca de la Región de Murcia (Grupo de excelencia 2016-2019, Ref. 19895/GERM/15)

Analysis of plant and soil water status indicators and its application to automatic deficit irrigation scheduling of fruit trees

[SPA] En regiones áridas y semiáridas donde el principal factor limitante de la producción es el agua, la utilización de estrategias de riego deficitario unido al uso de las nuevas tecnologías puede contribuir a la mejora de la eficiencia de uso y sostenibilidad de la agricultura de regadío. La presente propuesta de tesis doctoral pretende profundizar en el estudio de los diferentes indicadores del hídricos del suelo y planta a diferentes regímenes hídricos, establecimiento de valores umbrales para la optimización y programación automática y remota del riego en árboles frutales, así como la relación de los indicadores estudiados con la respuesta agronómica del cultivo. [ENG] In arid and semiarid regions where water is the main limiting factor of production, the use of deficit irrigation strategies linked to the use of new technologies can contribute to improving the efficiency and sustainability of irrigated agriculture. The present PhD Thesis’ proposal aims at analysis of the different soil and plant status indicators in different water regimes, establishing threshold values for the optimization and automatic and remote scheduling of irrigation in fruit trees, just as the relationship of indicators studied with the agronomic response of the crop.Este trabajo será financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad del Gobierno de España, MINECO (Ref. AGL2016-77282-C3-3-R) y la Fundación Séneca de la Región de Murcia (Grupo de excelencia 2016-2019 Ref. 19895/GERM/15)

Changes in the photosynthetic capacity of cherry trees during drought-recovery cycles

[SPA] La fotosíntesis neta (An) de los cultivos está supeditada a las variables climáticas y disponibilidad hídrica. Con el objetivo de evaluar la capacidad fotosintética de cerezos ‘Lapins’ sometidos a distintos niveles de estrés hídrico se llevó a cabo un ensayo de supresión-reanudación del riego en 2019 que constó de dos tratamientos: i) un control, CTL, regado para satisfacer las necesidades hídricas y ii) otro de déficit hídrico severo, SS, regado como CTL hasta finales de junio, momento a partir del cual se alternaron 2 ciclos consecutivos de supresión-reanudación del riego. El potencial hídrico de tallo (stem) y An se vieron afectados por la intensidad y duración de los periodos de supresión - recuperación. Durante el estudio, no se observó fotoinhibición; sin embargo, An requirió menor radiación para saturar los cloroplastos que los árboles CTL. Los árboles de SS precisaron de un periodo de recuperación de 7-10 d después de cada ciclo de supresión para alcanzar valores de stem similares a árboles CTL. [ENG] Net photosynthesis (An) in plants is conditioned by meteorological variables and soil water availability. With the aim of assessing the photosynthetic capacity of 'Lapins' sweet cherry trees exposed to cycles of drought - recovery, an irrigation study was carried out in 2019. The study involved two irrigation treatments: i) control, CTL, irrigated to ensure non-limiting soil water conditions, and ii) severe water deficit, SS, irrigated as CTL until the end of June, and from that moment on, two consecutive drought - recovery cycles were applied. Stem water potential (stem) and An were affected by both intensity and duration of the two drought - recovery cycles. Although during the study photoinhibition was not observed in SS trees, their chloroplasts resulted light-saturated at lower An values than those of CTL trees. Regarding stem, SS trees required a recovery time of 7-10 days after each drought event to reach similar stem values to those measured in CTL trees.Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad del Gobierno de España, MINECO (Ref. AGL2016-77282-C3-3-R) y la Fundación Séneca de la Región de Murcia (Grupo de excelencia 2016-2019, Ref. 19895/GERM/15)

Estimating stomatal conductance in sweet cherry trees using thermal imaging

[SPA] Durante el verano de 2019 se realizó un ensayo de supresión-reanudación del riego en cerezos jóvenes (Prunus avium L.), con el objetivo de evaluar el uso de la termografía infrarroja para detectar estrés hídrico y estimar el nivel de conductancia estomática a partir de medidas de temperatura de copa. Para ello, se ensayaron tres tratamientos de riego: un control, regado para asegurar condiciones no limitantes de agua en el suelo, y dos tratamientos de riego deficitario. Ambos tratamientos deficitarios se sometieron a dos ciclos de supresión-reanudación del riego con diferente duración e intensidad de modo que uno alcanzase un nivel de estrés moderado (MS) y otro de estrés severo (SS). Los árboles sometidos a MS y a SS respondieron diferente, aunque en ambos casos disminuyeron la conductancia estomática (gs), y aumentaron la temperatura de copa (Tc), la diferencia de temperaturas copa-aire (ΔT) y el índice de estrés hídrico del cultivo (CWSI). La estimación de gs fue más precisa al realizarla a partir de los índices ΔT y CWSI que de la variable Tc. [ENG] An experiment of withholding and resuming irrigation was carried out in young cherry trees (Prunus avium L.) during the summer of 2019. The aim of this experiment was to assess the use of infrared thermography to detect water stress and estimate stomatal conductance based on canopy temperature. Three irrigation treatments were evaluated: a control treatment, irrigated to ensure non-limiting soil water conditions, and two deficit irrigation treatments. Both deficit treatments were subjected to two withholding and resuming irrigation cycles of different duration and intensity, up to reach moderate water stress (MS) and severe water stress (SS). The trees submitted to MS and SS resulted in different response, however, both deficit treatments decreased stomatal conductance (gs), and increased canopy temperature (Tc), canopy-air temperature difference (ΔT) and crop water stress index (CWSI). gs estimation based on ΔT and CWSI indices was more accurate than the one based on Tc.Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad del Gobierno de España, MICIIN (Ref. AGL2016-77282-C3-3-R) y la Fundación Séneca de la Región de Murcia (Grupo de excelencia 2016-2019, Ref. 19895/GERM/15)

Estudio de indicadores de suelo y planta para la programación del riego en cerezos jóvenes. Póster

En zonas áridas y semiáridas existe una necesidad constante de mejorar la eficiencia del uso del agua. En este sentido, el empleo de indicadores puede convertirse en una herramienta eficaz para confeccionar programas de riego más precisos. Durante el verano de 2018 y 2019, con el objetivo de estudiar la sensibilidad y la variabilidad de distintos indicadores de suelo y planta, se llevó a cabo un ensayo en cerezos jóvenes (Prunus avium L. ‘Lapins’). Tres tratamientos de riego aplicados fueron: con-trol ( CTL) regado para asegurar condiciones no limitantes de agua en el suelo, y dos tratamientos defi-citarios, MS y SS, los cuales fueron regados como CTL hasta finales de junio, momento a partir del cual se alternaron 2 ciclos consecutivos de supresión - reanudación del riego. Los árboles fueron recupera-dos cuando el potencial hídrico de tallo (Ψstem) alcanzó valores durante el primer y segundo ciclo de supresión de -1,3 y -1,7 MPa para MS y -1,6 y -2,3 MPa para SS. Los indicadores de suelo y planta estudiados fueron afectados por el déficit hídrico impuesto. La tasa de crecimiento diaria del tronco (TGR) y la máxima contracción diaria del tronco (MDS) mostraron una respuesta rápida al cambio de riego; sin embargo, ambos indicadores tuvieron una alta variabilidad. En este sentido, MDS mostró la mayor intensidad de señal, aunque la sensibilidad de este indicador fue mitigada por su coeficiente de variación (CV). Por otro lado, el contenido volumétrico de agua del suelo (θv) y la temperatura de la copa (Tc) exhibieron una alta sensibilidad debido a la baja variabilidad. Ψstem, indicador usado como referencia, mostró una estrecha relación con el resto de los indicadores estudiados, excepto con TGR. La relación observada entre MDS y Ψstem fue lineal hasta alcanzar valores de Ψstem de -1,3 MPa. Los resultados obtenidos sugieren que Ψstem es un indicador sensible al estrés con un bajo CV; Tc, la dife-rencia de temperatura de la copa y del aire y el índice de estrés del cultivo pueden ayudar a determinar, de forma rápida y sencilla, el estado hídrico del cultivo; y MDS podrías ser utilizado hasta valores de estrés moderados para la elaboración de programas de riego en cerezos jóvenes

Riego deficitario en granado. Relaciones hídricas y crecimiento del fruto

Con la convicción de que los agrosistemas mediterráneos tienen que afrontar la necesidad de convivir con la escasez de agua, y que resulta muy difícil, si no imposible, poder satisfacer las necesidades máximas de agua de la mayoría de los cultivos; diseñamos un ensayo de riego deficitario (RD) en granado “Wonderful” bajo malla, para estudiar las relaciones hídricas y poder ajustar los volúmenes de riego y elegir la estrategia de manejo más adecuada bajo las condiciones de cultivo. El ensayo se inició en 2021 en una plantación de granado “Wonderful” bajo malla de sombreo 30%, perteneciente al Grupo Paloma (Mazarrón). Los árboles formados en vaso abierto y a marco de 5 m x 3,5 m, presentaban un diámetro de tronco entre 11,5 – 12,2 cm y un porcentaje de área sombreada del 43%. El riego por goteo constó de un único lateral por hilera de árboles y 3 emisores autocompensantes de 4 L/h por árbol. El agua de riego, de pozo, presentó un pH de 7,9, CE25ºC de 2,6 dS m-1 y una concentración de cloruros y sodio de 10,9 y 11,9 meq L-1 , respectivamente. Los tratamientos en curso son: i) control (CTL) con riego al 115% ETc, ii) riego deficitario sostenido (RD) regado al 75% CTL, iii) riego deficitario controlado (RDC) con riego al 40 – 100 – 70% CTL durante las fases: floración, cuajado y crecimiento inicial del fruto (junio) – tramo II de la fase de rápido crecimiento del fruto - fase final del período de crecimiento y maduración del fruto, y iv) finca (FCA) regado de acuerdo al criterio del técnico de la empresa. El diseño experimental es de bloques al azar y tres repeticiones por tratamiento. Los resultados de la campaña de riego actual, periodo marzo-primera semana de julio, indican un ahorro de agua respecto a CTL del 20; 25 y 53% para FCA, RD y RDC, respectivamente. La evolución del fruto y diámetro medio es similar en los cuatro tratamientos (d = 62 mm-DDA 187). Aunque no hubo diferencias de potencial matricial del agua en el suelo (m), debido a su alta variabilidad, si se dieron de potencial de tallo a mediodía (t) para RDC desde principios de junio hasta el cambio de riego al 100% de CTL, primera semana de julio. De igual modo que en m, no se observaron diferencias de conductancia estomática (gs) a excepción de los días previos al cambio de riego en RDC. Aunque son resultados preliminares y se requiere de los resultados que deriven de los años posteriores, éstos sugieren una buena adaptabilidad del granado al déficit hídrico, al mantener una evolución y tamaño de fruto similar, el cual es una de las principales características de calidad de la granada a nivel comercial. Dada la excelente aceptación de la variedad Wonderful para exportación, tanto el volumen de riego actualmente aplicado como las características principales del fruto son resultados alentadores