Aplicación de técnicas de tratamiento digital de imágenes para la estimación de las necesidades hídricas de lechuga (Lactuca sativa L.) en el Sureste español

[ESP] En regiones áridas y semiáridas, como el sureste español, la creciente competitividad por los recursos hídricos está causando importantes problemas de abastecimiento que afectan principalmente a la agricultura. Por tanto, uno de los objetivos prioritarios en el manejo y gestión de los recursos hídricos destinados al riego, debe ser el desarrollo e incorporación de nuevas tecnologías que permitan una mayor eficiencia del uso del agua. En este contexto, y enmarcada en el concepto agricultura de precisión, la aplicación de la fotografía digital y las diversas técnicas de tratamiento informático, en la obtención de soluciones agronómicas, constituye una herramienta de fácil y rápida aplicación tanto para la investigación como para la gestión de sistemas de riego. Además, estas técnicas se han consolidado como herramientas de precisión capaces de proporcionar información en tiempo real sobre diversos parámetros relacionados con el desarrollo y estado hídrico de los cultivos. En este trabajo y sus líneas de investigación derivadas, se empleó la fotografía digital y las técnicas de procesamiento informático de imágenes en la estimación de los requerimientos hídricos de cultivares de lechuga (Lactuca sativa L.) localizados en la zona de explotación más extensa de este cultivo en España. Concretamente, el área de estudio comprendió cultivares situados en las provincias de Albacete y Murcia. En cuanto cifras productivas, la Región de Murcia representa la principal zona productora nacional de lechuga. [ENG] In arid and semi-arid regions such as the southeast of Spain, increasing competitiveness for water resources is causing significant problems, mainly affecting agriculture. Therefore, one of the priority objectives in the handling and management of water resources for irrigation must be the development and incorporation of new technologies to increase the efficiency of water use. In this context, framed in precision agriculture concept, the implementation of digital photography and different computer processing techniques for obtaining agronomic solutions represents a tool of easy and quick application for both research and management irrigation systems. Furthermore, these techniques have been consolidated as precision tools capable of providing real-time information about various parameters related with developments and crop water status. In this work and its derived research lines, digital photography and techniques of computer image processing were used to estimate water requirements of cultivars of lettuce (Lactuca sativa L.) located in the more extensive farming area of this crop in Spain. Specifically, the study area included cultivars located in the provinces of Albacete and Murcia. Regarding production figures, the Region of Murcia is the main national producer of lettuce.Universidad Politécnica de Cartagen

Sensibilidad del método de Bowen para estimación de la evapotranspiración al empleo de RTD y termopares

El método de Bowen está basado en el balance energético aplicado sobre la superficie del cultivo, forzando su cierre mediante el empleo de la razón de Bowen, calculada en base a gradientes de temperatura y presión de vapor de agua. Los equipos comerciales desarrollados para este método emplean termopares para la medida de los gradientes de temperatura. Además, deben ir provistos de otro tipo de instrumentación para medir los gradientes de presión de vapor de agua. La existencia en el mercado de sondas combinadas de temperatura y humedad, consistentes en una resistencia metálica de platino –“Resistance Temperature Detector (RTD)”– y una sonda capacitiva de humedad, permite obtener los gradientes requeridos en la razón de Bowen con un instrumento más simplificado, económico y de menor mantenimiento. En el presente trabajo se evaluó la respuesta de ambos sistemas de determinación de los gradientes de temperatura, termopares y RTD, y su sensibilidad en los valores de evapotranspiración estimados por el método de Bowen. Se detectaron diferencias significativas entre ambos sistemas, presentando el empleo de RTD en la estimación de la ET el mejor ajuste, por lo que quedó demostrada una mayor idoneidad de las RTD para su empleo en la estimación de la ET mediante balance de energía, por presentar una mayor precisión y estabilidad frente a los termopares.Centro Universitario de la Defensa. Escuela de Turismo de Cartagena. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial UPCT. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT). Escuela de Ingeniería de Caminos y Minas (EICM). Escuela de Arquitectura e Ingeniería de Edificación (ARQ&IDE). Parque Tecnológico de Fuente Álamo. Navantia. Campus Mare Nostrum. Estación Experimental Agroalimentaria Tomás Ferr

Estimación de la profundidad radicular de cultivos hortícolas a partir de imágenes de la cubierta vegetal para su empleo en gestión del riego

El balance hídrico es una metodología ampliamente utilizada en diversos sistemas de programación automática del riego, básicamente en cultivos intensivos y sistemas de microirrigación. Un aspecto de gran importancia para la aplicación del balance hídrico es conocer la profundidad del sistema radicular de la planta, pues permite acotar el volumen de suelo a considerar en dicho balance. En la mayoría de ocasiones, la evolución real de este parámetro no es considerada, recurriéndose a utilizar valores fijos tabulados o propuestos por la bibliografía, hecho que provoca que los valores considerados no se correspondan con los reales, generando situaciones de estrés hídrico o sobresaturación del perfil del suelo, que afectan al normal desarrollo del cultivo. La profundidad radicular es un parámetro que puede ser estimado a partir de fotografías digitales del dosel vegetal, al observarse una excelente relación entre este parámetro y la fracción de cobertura vegetal, éste último directamente relacionado también con el desarrollo del cultivo y su demanda evapotranspirativa. En base a esta relación, se han obtenido modelos matemáticos para la estimación del espesor de la zona radicular de un cultivo de lechuga variedad ‘Little Gem’, utilizando la fracción de cobertura vegetal como variable de entrada en el modelo, obtenida a partir del procesamiento informático de imágenes digitales de la cubierta vegetal. Su implantación en un sistema automatizado de gestión del riego permitirá la optimización hídrica, al ajustar el contenido hídrico del suelo a la zona realmente explorada por la raíces.Los autores agradecen a la Fundación Séneca de la Región de Murcia la financiación de este trabajo de investigación mediante los proyectos 8729/PI/08 y 08754/PI/08

Procesamiento automático de fotografías digitales para la obtención de las necesidades de riego de un cultivo hortícola

[ESP] Por medio de la presente investigación se ha realizado un sistema novedoso que obtiene de forma desatendida y automática la cobertura vegetal de una forma sencilla a partir de una fotografía digital. Esto pérmite calcular las necesidades hídricas del cultivo por medio de una expresión matemática. Se quiere determinar la viabilidad del sistema, estimando el error en el coeficiente de cultivo de una plantación de lechuga (Lactuca sativa L. cv. ‘Hierro’). La aplicación está realizada en PHP con la librería IMagick, lo que facilita su instalación en un servicio Cloud Computing. [ENG] With this researching work a novelty system for obtaining the crop cover with easy, unattended and automated procedures from a digital photography has been developed. Moreover the crop water needs are calculated from this photography combined with a mathematical algorithm. The viability of the systems has to be determined estimating the error in the crop coefficient in a lettuce (Lactuca sativa L. cv. ‘Hierro’) orchard. The application is developed in PHP with the IMagick library. This allows installing in a 'cloud computing' service.Centro Universitario de la Defensa. Escuela de Turismo de Cartagena. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial UPCT. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT). Escuela de Ingeniería de Caminos y Minas (EICM). Escuela de Arquitectura e Ingeniería de Edificación (ARQ&IDE). Parque Tecnológico de Fuente Álamo. Navantia. Campus Mare Nostrum. Estación Experimental Agroalimentaria Tomás Ferr

Study of the Influence of Temperature on Boron Concentration Estimation in Desalinated Seawater for Agricultural Irrigation

After several decades, the incorporation of desalinated seawater into agricultural areas with scarce water resources has become one of the main water supply strategies. Compared to the several currently available desalination techniques, reverse osmosis (RO) is now the reference technology because it lowers energy uses and production costs. Nevertheless, its main limiting factor lies in the membranes used for this system not efficiently retaining boron, which is a problem because the concentration of this element in seawater is high. For 3 years, the present work analysed the impact of seawater temperature on the kinetic parameters of boron rejection in an RO system to establish their annual behaviour and the existing correlation between both parameters. A comparison was made using the values simulated in the projection software provided by the manufacturer of the membranes. The obtained results indicated a high correlation, and the R2 correlation coefficients came very close to the unity. Nonetheless, this correlation lowered with time due to typical membrane ageing and compaction because of the system’s continuous operation. Under the tested working conditions and by applying analysed temperature intervals, it was impossible to reach the 0.3 mg·L−1 boron concentration value that ensures lack of crop toxicity. Thus, incorporating other boron reduction techniques is necessary

Desarrollo y puesta en marcha de un equipo para la medida de la evapotranspiración real basado en la razón de Bowen

La estimación de los requerimientos de agua de los cultivos es un elemento indispensable para un uso eficiente del agua en la agricultura de regadío, especialmente en regiones áridas y semiáridas. Tradicionalmente esta estimación se realiza utilizando la aproximación de multiplicar una evapotranspiración de referencia (ETo) por un coeficiente de cultivo (Kc) que, se asume, comprende el estado del cultivo y el estado de humedad del suelo. No obstante, la utilización de este método suele estar condicionada por la disponibilidad de los coeficientes para diferentes regiones climáticas, lo que ha llevado al desarrollo y puesta en marcha de equipos que permitan encontrar el valor adecuado de Kc mediante la determinación de la evapotranspiración real del cultivo. En este sentido, el método de la Razón de Bowen-Balance de Energía (RBBE), en el cual está basado el equipo desarrollado, se muestra como un método robusto y de aceptable precisión, que ya sido utilizado en diferentes condiciones ambientales.Centro Universitario de la Defensa. Escuela de Turismo de Cartagena. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial UPCT. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT). Escuela de Ingeniería de Caminos y Minas (EICM). Escuela de Arquitectura e Ingeniería de Edificación (ARQ&IDE). Parque Tecnológico de Fuente Álamo. Navantia. Campus Mare Nostru

Estimación del coeficiente de cultivo en lechuga (Lactura sativa cv. "Hierro") mediante tratamiento digital de imágenes

En regiones áridas y semiáridas, con recursos hídricos limitados, es de suma importancia una gestión adecuada del agua de riego. La agricultura debe maximizar la eficiencia de uso del agua de riego, y para este fin, emplear herramientas o desarrollar otras nuevas que permitan una gestión más eficiente. En este sentido, el tratamiento digital de imagen es una técnica ya desarrollada en el campo de la agronomía, y que también encuentra su aplicación a nivel de parcela, pues junto a un sistema de procesamiento de imágenes permite determinar variables involucradas en la estimación de los requerimientos de agua de los cultivos, como la fracción de suelo cubierto por vegetación. Este parámetro está relacionado directamente con el coeficiente de cultivo. En este trabajo se propone el estudio del crecimiento la lechuga (Lactuca sativa L. cv. “Hierro”) por medio de la fracción de suelo cubierto por vegetación mediante fotografía digital y un software específico de tratamiento de imágenes, para su aplicación en la estimación del coeficiente de cultivo.Centro Universitario de la Defensa. Escuela de Turismo de Cartagena. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial UPCT. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT). Escuela de Ingeniería de Caminos y Minas (EICM). Escuela de Arquitectura e Ingeniería de Edificación (ARQ&IDE). Parque Tecnológico de Fuente Álamo. Navantia. Campus Mare Nostrum. Estación Experimental Agroalimentaria Tomás Ferro