Necesidades de agua de riego en una explotación comercial de almendro mediante teledetección

La superficie dedicada al cultivo del almendro (Prunus dulcis) en regadío se ha duplicado en España en los últimos 5 años. La alta respuesta del rendimiento de este cultivo a la cantidad de agua aplicada junto con su elevada rentabilidad ha propiciado que actualmente el cultivo del almendro se convierta en una alternativa al cultivo de cereales y otros leñosos en muchas zonas del territorio nacional. No obstante, la expansión del cultivo en zonas con escasez de agua hace necesario el desarrollo y la aplicación de herramientas que permitan conocer sus necesidades de agua con la suficiente precisión, resolución espacial y temporal, con el objetivo de optimizar los recursos hídricos, realizar una gestión más rentable y sostenible con el entorno. De esta manera, las series temporales de imágenes de NDVI de satélite surgen como una herramienta valiosa que permiten caracterizar la evolución espacial y temporal de la cubierta vegetal y estimar con precisión la evolución del coeficiente de cultivo a lo largo del ciclo de crecimiento siguiendo las relaciones establecidas en la literatura científica. El objetivo del presente estudio es determinar la evapotranspiración del cultivo del almendro y sus necesidades de agua de riego a través de la implementación del modelo de balance diario de agua en el suelo explorado por las raíces descrito en el manual de FAO 56 y asistido por teledetección. La metodología propuesta integra el coeficiente basal de cultivo (Kcb) derivado de la serie temporal de imágenes de satélite en el balance de agua. Dicha metodología está bien documentada en la literatura científica para otros cultivos, aunque permanece casi inexplorada y con escasa experiencia previa para el cultivo del almendro. El estudio se ha realizado en una explotación de almendro con riego localizado situada en el término municipal de Abarán (provincia de Murcia) durante la campaña 2019. Las necesidades de agua de riego estimadas con el modelo propuesto son evaluadas frente a datos reales de riego aplicados por el agricultor. Los resultados obtenidos revelan el desempeño de la metodología propuesta para estimar con precisión las necesidades de agua de riego del cultivo del almendro a lo largo de la campaña de estudio, capturando diferencias en los requerimientos de agua del cultivo entre las parcelas analizadas. La aplicación de la metodología en situaciones reales permite al agricultor ajustar el suministro de agua a las demandas del cultivo, y ampliar su conocimiento sobre el uso del agua realizado en la explotación. Esta información resulta de gran utilidad para la toma de decisiones orientadas a la mejora de la planificación de riegos, elaboración de estrategias de riego deficitario controlado (RDC) y a una optimización de la gestión y uso de los recursos hídricos

Estimación del rendimiento en cultivos de grano bajo estrés hídrico mediante el uso de series temporales de imágenes de satélite

La presente Tesis Doctoral se centra en el desarrollo y evaluación de una metodología operativa que permita la modelización del rendimiento final en los cultivos de grano desarrollados en parcelas comerciales bajo una amplia variedad de condiciones ambientales, y de manejo de agua y nutrientes. Dado que unos de los principales factores que limitan las producciones de los cultivos a nivel mundial es la escasez de agua, existe un especial interés en evaluar dicha metodología en cultivos que se desarrollan en condiciones de déficit hídrico. Para ello, se propone el desarrollo y evaluación del modelo MYRS (Mapping Yield Remote Sensing-based) basado en la integración de los datos meteorológicos y las medidas de reflectividad de la cubierta vegetal derivadas de las imágenes de satélite en las bases de los modelos de crecimiento de cultivo (CGMs) para la estimación de cada una de las componentes, biomasa seca total acumulada (B) e índice de cosecha (HI), que conforman el rendimiento final (Y) de los cultivos, y además, incluyendo el impacto del estrés hídrico en cada una de estas componentes. Un aspecto innovador del modelo propuesto es la inclusión de una metodología operativa basada en medidas de teledetección para la modelización del índice de cosecha (HI) en cultivos de trigo desarrollados en parcelas comerciales gestionadas en una amplia variedad de manejos de agua y nutrientes. Los resultados obtenidos revelan el desempeño del modelo MYRS para modelizar con precisión el rendimiento final y sus componentes (biomasa total acumulada e índice de cosecha) en cultivos desarrollados en distintos ambientes y sometidos a distintos grados de estrés hídrico. Aunque las series temporales de imágenes multiespectrales de satélite son capaces de recoger parcialmente el efecto del estrés hídrico sobre la cubierta vegetal, como la reducción en el ritmo de crecimiento de la cubierta y/o aceleración de la senescencia, el impacto del estrés hídrico que reduce el ritmo de transpiración requiere de la estimación del coeficiente de estrés hídrico (Ksw),que es modelado a través del balance diario de agua en el suelo explorado por las raíces siguiendo la metodología descrita en FAO-56 (Allen et al., 1998) y asistido por teledetección. Los resultados muestran que la inclusión de Ksw en la estimación de las variables acumuladas (APAR, T, Kt·Kst) es indispensable para conseguir modelar con precisión la acumulación de biomasa y el índice de cosecha en aquellos cultivos sometidos a condiciones de déficit hídrico. Los resultados conseguidos en la modelización de la distribución espacial del rendimiento final de los cultivos y sus componentes, indican la capacidad del modelo MYRS para reproducir con precisión la variabilidad intraparcelaria tanto en cultivos sometidos a estrés hídrico como manejados en condiciones óptimas de agua. Además, se abre la posibilidad de elaborar mapas de distribución espacial del rendimiento final de manera operativa, que sirven para la caracterización del potencial productivo de la parcela, y que constituyen una herramienta indispensable para la implementación de una agricultura de precisión que permita un manejo diferencial. Por otro lado, la aplicación del modelo MYRS en extensas áreas, permite comparar la evolución de los cultivos en diferentes campañas a escala comarcal y cuantificar los posibles daños en la producción final producidos por el efecto de una sequía prolongada. A partir de los resultados y análisis realizados se concluye que el modelo propuesto MYRS (Mapping Yield Remote Sensing-based) es una herramienta operativa valiosa y validada que permite la modelización del rendimiento final en cultivos de grano desarrollados en parcelas comerciales bajo un amplio rango de condiciones ambientales, y para diferentes manejos de agua y grados de estrés hídrico. Además, el modelo propuesto presenta una aplicabilidad que abarca desde la escala intraparcelaria, lo que posibilita el estudio de la distribución espacial del potencial productivo de la parcela, así como a escala de parcela y para extensas áreas, lo que permite la monitorización de la evolución del cultivo a escala de comarca y la posibilidad de cuantificar los daños producidos en el rendimiento final debido al impacto de la sequía