Caracterizacion espacial de un vinedo utilizando un espectroradiometro portatil

57 p.En el presente se caracterizó espacial y temporalmente un viñedo mediante la información obtenida por un Espectro-radiómetro portátil (CROPSCAN MSR 16R). El ensayo se ubicó en un viñedo comercial cv. Merlot de la comuna de San Clemente (Fundo el Maitén, Viña Calina, 35º 25’ LS; 71º 32’ LO; 136 m.s.n.m.), Región del Maule, Chile, durante la temporada 2008-2009. Así, se pudo cuantificar separadamente diferentes longitudes de ondas, tanto del espectro visible como del rango infrarrojo. Esto permitió discriminar espectralmente la cobertura vegetal del viñedo y su variabilidad espacial, todo esto a través del cálculo del Índice de vegetación de la diferencia normalizada (NDVI). Las mediciones se realizaron en una grilla regular de 20 x 20 m previamente geo-referenciada con un Sistema de Posicionamiento Global Diferencial (DGPS). Como resultado se obtuvo la generación de cartografías de NDVI en periodos claves del viñedo. Esta cartografía permitió dividir al cuartel vitícola en zonas de manejo homogéneo en base a áreas con crecimiento vegetativo diferenciado. Se observaron tres zonas, las cuales mostraron un patrón bastante dinámico entre floración y cuaja, mientras que entre pinta y cosecha el patrón espacial fue relativamente estable, pudiéndose establecer potenciales zonas de cosecha diferenciada

Desarrollo de índices fisiológicos para determinar el óptimo Estrés Hídrico en Olivo cv. Arbequina

37 p.Un estudio fue realizado en un huerto de olivos (Olea europaea L. cv Arbequina) para establecer relaciones entre los potenciales hídricos de antes del amanecer (Ψpd), de xilema (Ψx) y de hoja al medio día (Ψmd) con la tasa fotosintética (A), conductancia estomática (gs) y transpiración (E). El ensayo, ubicado en el valle Pencahue (Región del Maule, Chile), fue realizado sobre árboles de 7 años de edad, conducidos en monocono y regados por gotero. El diseño experimental fue completamente al azar, con cuatro tratamientos basados en mediciones de Ψx: T1 = nulo-leve (−1,75 MPa); T2 = leve-moderado (−3,5 MPa); T3 = moderado-severo (−4,8 MPa) y T4 = severo (−6,0 MPa). Los resultados indicaron que existieron correlaciones altamente significativas entre Ψx vs Ψmd (r2 = 0,85), Ψx vs Ψpd (r2 = 0,90) y Ψmd vs Ψpd (r2 = 0,87). Además, en el estudio se observa una alta correlación no lineal entre Ψpd vs A (r2 = 0,82); Ψpd vs gs (r2 = 0,78); Ψpd vs E (r2 = 0,76); Ψx vs A (r2 = 0,78); Ψx vs gs (r2 = 0,80); Ψx vs E (r2 = 0,77); Ψmd vs A (r2 = 0,73); Ψmd vs gs (r2 = 0,67) y Ψmd vs E (r2 = 0,72). Es importante indicar que estas correlaciones no lineales presentaron una disminución exponencial hasta los −3,0; −3,6 y −5,5 MPa de Ψpd, Ψx y Ψmd, respectivamente, para luego decrecer en forma lineal. Los resultados de este estudio sugirieron que los umbrales fisiológicos para determinar la óptima frecuencia de riego en olivo pueden ser −1,3, −2,1 y −3,6 MPa para Ψpd, Ψx y Ψmd, respectivamente. Palabras claves: Olea europaea, Estado hídrico, Potencial hídrico de hoja antes del amanecer, Potencial hídrico de xilema, Potencial hídrico de hoja al mediodía, Tasa fotosintética, Conductancia estomática, Transpiració

Estimation of vineyard water requirements using satellite-based surface energy balance

115 p.Since the 90's as a consequence of the Global Warming and the “La Niña” (ENSO) phenomena, the Chilean wine industry has been forced to increase irrigation systems investments, adopting new strategies of irrigation scheduling to improve the vineyard water use efficiency without affecting the grapes yield and quality. To develop an adequate irrigation strategy, the first step has been to estimate the vineyard water uptake or actual evapotranspiration ETa).Traditionally, vineyard ETa has been estimated by multiplying the reference evapotranspiration (ETo) by a single crop coefficient (Kc). Unfortunately, a major uncertainty in this approach is that many Kc values reported in literature are empirically determined from point-based measurements, and they are unable to describe the spatial variability of vineyard Kc, for each phenological stage. Recent advancements in using satellite remote sensing to determine ETa over space and time have made it possible to assess the variation in crop ETa at low-cost. One of the most cited remote sensing-based algorithms is METRIC (Mapping EvapoTranspiration at high Resolution with Internalized Calibration) which is a onedimensional surface energy based residual model that has been extensively customized for application in full covered crops. For sparse crops such vineyards, as far as we know the application of METRIC to estimate ETa and Kc is still unexplored. In this way, this thesis was developed with the aim of critically study the applicability of METRIC over a drip-irrigated Merlot vineyard. To meet this, a study was carried out during the 2006-2007, 2007-2008 and 2008-2009 growing seasons. METRIC-based estimations were compared against ground measurements of vegetation indexes, surface energy balance components and vineyard ETa. Results indicated that METRIC’s semi-empirical sub-models for estimate vegetation indexes should be calibrated before its direct application to vineyards (Chapter 2). On the other hand, in the evaluation of METRIC to estimate the different components of the vineyard surface energy balance, results indicated that the compensation between the instantaneous fluxes of net radiation, soil heat fluxes and latent heath fluxes produced acceptable estimations of latent heat luxes (error less than 10%) to extrapolate them to daily (24 h) evapotranspiration (ETa) (Chapter 3). Finally for the main phenological stages of the Merlot vineyard, METRIC overestimated the Kc by about 10% in relation to ground measurements. However, those errors did not significantly affect the overall performance of METRIC during the study period into the estimation of daily (24 h) ETa and Kc (Chapter 4). Results exposed from Chapters two to four suggest that it is possible to confirm that the METRIC model can be used for obtain relatively good estimations of the vineyard ETa during the complete growing season

Evaluacion de un modelo para estimular la conductancia estomatica de la hoja en vides (Vitis vinifera L. cv Cabernet Sauvignon)

26 p.Debido al fenómeno de cambio climático, se espera que las plantas varíen su conducta en cuanto a producción de biomasa y tasas transpiratorias. Al respecto, el intercambio gaseoso, y en particular, la transpiración, son reguladas por la conductancia estomática de la hoja (gs). La estimación de gs es un factor clave para el estudio del balance hídrico y energético por lo cual el objetivo del presente estudio fue evaluar el modelo acoplado de asimilación neta-conductancia de Jacobs (1994) para estimar la conductancia estomática de la hoja en vides cv. Cabernet Sauvignon creciendo al aire libre. Un ensayo fue realizado durante las temporadas 2003/04 y 2004/05 en un viñedo ubicado en el valle de Pencahue, conducido en espaldera simple (densidad de plantación de 3,0 x 1,2 m) y regado por goteo. El modelo de Jacobs fue evaluado a través de mediciones diurnas de A y gs usando un analizador infrarrojo de gases. Paralelamente, mediciones del potencial hídrico del xilema fueron realizadas para evaluar el estado hídrico de las plantas al momento de las mediciones de intercambio gaseoso. Los datos de asimilación neta de CO2 y gs junto a un grupo de parámetros obtenidos de literatura se usaron como información de entrada para el modelo. En una primera etapa de calibración del modelo, en condiciones controladas, se determinó que la conductancia del mesófilo (gm) fue de 1,148 mm s−1, el valor máximo de humedad específica a saturación (Dmax) fue de 52,308 g kg−1 y el factor f0 fue 0,90. Los datos fueron medidos bajo condiciones climáticas estables (días completamente despejados) y con potencial hídrico del xilema mínimo de −0,7 MPa durante el período de recolección de datos. En una segunda etapa de evaluación, el modelo permitió estimar la conductancia estomática y la asimilación neta con una eficiencia superior al 60 % y un error absoluto relativo inferior al 45%. Además permitió describir la variabilidad temporal de los datos observados a una escala diaria. Un análisis de sensibilidad para conocer las consecuencias de la incertidumbre en los parámetros de entrada del modelo A-gs mostró que este último es altamente sensible a tres parámetros: gm, f0 y Dmax

Desarrollo de modelos para la prediccion del peso fresco de frutos de manzano para distintos niveles de carga frutal

27 p.Para desarrollar y comparar los modelos logístico, expolinear y gompertz en la predicción de peso promedio de frutos ante distintos niveles de carga en árboles variedad "Royal Gala", se realizaron tres tratamientos a los 40 días después de plena flor (DDPF) durante las temporadas 2000/01 y 2001/02. Estos correspondieron a 1 - 2 frutos /cm2 de área de sección transversal de tronco (ASTT); 5 - 6 frutos /cm2 ASTT y 8 - 9 frutos /cm2 ASTT para carga baja, media y alta, respectivamente. Para lo anterior, se efectuaron evaluaciones semanales de peso fresco de los frutos (PF), a partir de 40 DDPF hasta cosecha comercial. Los tratamientos tuvieron un efecto significativo sobre el PF. De esta forma, se prob6 un modelo particular para cada carga frutal, usando la ecuación logística, gompertz y expolinear y relacionando el PF a los DDPF o los grados día acumulado (GDA). Tanto los modelos propuestos en función de GDA como los que emplearon DDPF presentaron un coeficiente de correlación (r2) que vario entre 0,97 y 0,99. La desviación estándar del error (DEE) promedio fue 6,36 g al emplear GDA y 7,38 g usando los DDPF. El modelo expolinear mostró el mejor ajuste tanto en función de GDA o DDPF. El parámetro que vario mas consistentemente a Ias distintas carga fue el peso inicial y final de frutos en el modelo logístico, mientras que en el expolinear este parámetro correspondió a la tasa de crecimiento absoluto. En el modelo gompertz, no se observo un parámetro que tuviera una tendencia clara en relación al aumento de carga

Efecto de distintas combinaciones de reposicion hídrica post-cuaja y post-pinta sobre la composicion quimica de mostos y vinos cv. Cabernet sauvignon.

39 p.Durante la temporada de crecimiento 2000-2001, se realizó un experimento para evaluar el efecto de tres niveles de reposición hídrica durante la etapa de post-cuaja y post-pinta, sobre la composición química de mostos y vinos. El ensayo se realizó en un viñedo comercial (cv. Cabernet Sauvignon) ubicado en el valle de Pencahue, Región del Maule, Chile (35° 22´ LS; 71° 47´ LW). El viñedo de 7 años de edad fue regado por goteo y conducido en un sistema de Espaldera Vertical Simple (VSP). Los tratamientos de riego consistieron en la reposición de 40%, 70 % y 100 % de la evapotranspiración real (Etreal) durante los peri dos de post-cuaja y post-pinta. Los resultados obtenidos en este estudio indicaron que la acidez titulable del mosto disminuye cuando ocurre una restricción hídrica de un 40 % durante los periodos de postcuaja y post-pinta. La concentración de sólidos solubles disminuye cuando se aplica una restricción hídrica de un 40 % o 70 % de la Etreal durante postcuaja y post-pinta, respectivamente. También, se observó que una restricción hídrica de un 40 % durante post-pinta incrementó la acidez titulable del vino, mientras que el azúcar residual disminuyó. La intensidad colorante del vino se incrementó con una restricción hídrica de 40% y 70 % durante los periodos de pre y post pinta. Por el contrario, la concentración fenólica se incrementó solo cuando se aplicaron tratamientos de restricción hídrica durante el periodo de post-cuaja

Relaciones entre información espectral y variables fisiológicas en hojas de olivo (cv. Arbequina)

28 p.Diversos autores han establecido criterios de riego en base a mediciones fisiológicas, principalmente de conductancia estomática (gs) y potencial hídrico de xilema (Ψx). Sin embargo, estas mediciones fisiológicas presentan problemas a la hora de ser utilizadas en la programación de riego (medición lenta y poco representativa). Por ello, es necesaria la búsqueda de otras alternativas de monitoreo para la programación del riego. La espectro-radiometría junto a la adquisición de firmas de reflectancia espectral ha permitido profundizar en el conocimiento de la respuesta espectral de materiales y superficies de las hojas (Milton et al., 2009). Para el caso de las superficies de las hojas varios índices de vegetación (IV) se han desarrollado durante los últimos años (Castro, 1999). Al respecto, la firma espectral de las hojas de olivo puede ser utilizadas para estimar variables fisiológicas de los árboles, pudiendo de esta forma ser utilizadas en la programación del riego.Se realizó un estudio en hojas de olivos (Olea europaea L. cv. Arbequina) para establecer relaciones entre los índices vegetacionales versus variables fisiológicas (para arboles de olivo sometidos a distintas condiciones de estrés hídrico). Los índices vegetacionales estudiados fueron el índice del agua (WI), índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) e índice de reflectancia fotoquímica (PRI) mientras que las variables fisiológicas fueron potencial hídrico de xilema (Ψx), tasa fotosintética (An) y conductancia estomática (gs). El ensayo, ubicado en el valle Pencahue (Región del Maule, Chile), fue realizado sobre árboles de 9 años de edad, conducidos en sistema monocono y regados por goteros de 2 L/h. El diseño experimental fue completamente al azar, con cuatro tratamientos; un tratamiento control (> -2,3 MPa) y 3 tramientos de déficit hídricos, los cuales consistieron en suspender por completo el riego desde cuaja y hasta alcanzar umbrales de potenciales hídricos de −3,5 MPa (leve), −5,0 MPa (moderado) y −6,0MPa (severo). Las mediciones de los índices vegetacionales (WI, NDVI y PRI), potencial hídrico de xilema (Ψx) e intercambio gaseoso (An, gs) se realizaron con un espectro- radiómetro, una cámara de presión y un analizador de gases infrarrojo, respectivamente. Los resultados de este estudio indicaron que existieron correlaciones altamente significativa entre Ψx vs WI (coeficiente de determinación (r2)= 0,46), Ψx vs NDVI (r2 = 0,39) y Ψx vs PRI (r2= 0,56). Para las variables del intercambio gaseoso se observó una menor correlación con valores de r2 que variaron entre 0,19 (Ψx vs NDVI) y 0,38 (Ψx vs PRI). Los resultados de este estudio sugirieron que PRI puede ser usado para estimar el estado hídrico en hojas de olivos sometidos a diferentes niveles de estrés hídrico. Palabras claves: Olea europaea, estado hídrico, potencial hídrico de xilema, tasa fotosintética,conductancia estomática , WI PRI, NDVI./ABSTRACT:Several authors have established irrigation strategies based on physiological measurements such as stomatal conductance (gs) and midday stem water potential (Ψx). However, these physiological measurements have problems when used in irrigation scheduling (measurement was slow and not very representative). Therefore, the search for new alternatives for irrigation management is required. The spectro-radiometry with the acquiring spectral reflectance signatures has allowed to study spectral response of material and leaf surfaces (Milton et al., 2009). For leaf surface, several vegetational cover vegetation indexes (IV) have been developed during the last years (Castro, 1999). In this regard, the spectral signature can be used to estimate physiological variables of olive leaves with the aim of irrigation management.A study was performed on leaves of olive trees (Olea europaea L. cv. Arbequina) to establish relationships between the vegetation indexes versus physiological variables (for olive trees under different conditions of water stress). The vegetation indexes studied here are the water index (WI), index of normalized difference vegetation index (NDVI) and photochemical reflectance index (PRI). The midday water potential (Ψx), photosynthetic rate (W) and stomatal conductance (gs) were measured as physiological variables. The study, carried out in the Pencahue valley (Maule, Chile) was conducted on 9 year-old trees trained on a monocone system and irrigated by emitters of 2 L/h. The experimental design was completely randomized using four treatments; control treatment (Ψx > -2.3 MPa) and 3 water stressed treatments which consisted of stopping the water application from setting until reaching the threshold values of Ψx equal to -3.5 MPa (mild), -5.0 MPa (moderate) and -6,0MPa (severe).Measurements of vegetation indexes (WI, NDVI and PRI), Ψx and gas exchange (An and gs) were performed with a spectrophotometer radiometer, a pressure chamber and infrared gas analyzer, respectively. The results of this study indicated that there were highly significant correlations between Ψx vs WI (coefficient of determination (r2)= 0.46), Ψx vs NDVI (r2 = 0.39) and Ψx vs PRI (r2 = 0.56). For variables of gas exchange, it was observed a lower correlation with r2 values ranging from 0.19 (Ψx vs NDVI) and 0.38 (Ψx vs PRI). The results of this study suggested that PRI can be used to estimate the water status in olive leaves under different levels of water stress.Keywords: Olea europaea, hydric state, xylem water potential, photosynthetic rate, stomatal conductance, WI, PRI, NDVI

Evaluacion del modelo aerodinamico simplificado para determinar la evapotranspiracion en soya (Glycine max cv. Paoki)

Resumen (Spanish, English)39 p.La evapotranspiración (ET) es importante en la determinación de las necesidades de agua de los cultivos, el diseño y operación de los sistemas de riego. Para estimarla se han desarrollado varios métodos los que además de presentar diferentes grados de error deben ser calibrados localmente. El Modelo Aerodinámico Simplificado (MAS), estima la ET en forma directa (no necesita de calibración) y se basa en el principio físico del balance de energía para un cultivo. La energía que recibe un sistema cultivo desde el sol se denomina radiación neta (Rn), y es la que emplea dicho sistema para realizar 3 procesos: incrementar la temperatura del suelo (flujo de calor del suelo, G), producir el calentamiento del ambiente (flujo de calor sensible, H), y el cambio de agua líquida a gaseosa (flujo de calor latente, LE), proceso conocido como ET. El objetivo de esta investigación fue evaluar el Modelo Aerodinámico Simplificado como estimador del flujo de calor latente (LE) sobre un cultivo de soya, empleando datos meteorológicos registrados por estaciones automáticas pertenecientes al Instituto Nacional de Investigación Agraria (INRA) en Francia; y comparados con los obtenidos por el modelo de Bowen, que es uno de los más exactos y simples usados en investigación. Los resultados mostraron que, en promedio, el MAS presentó una línea de regresión que pasa por el origen con pendiente estadísticamente uno (α = 0,05) y una desviación estándar del error de 46 W m-2. La principal dificultad del modelo se refiere a las propiedades aerodinámicas de los cultivos, las que debieron ser estimadas. Lo anterior revela que este modelo podría ser una herramienta eficaz en la estimación del calor latente y de la evapotranspiración

Efecto del despunte y dos niveles de riego en la concentracion de principios activos y rendimiento en matico (Buddleja globosa Hope)

Resumen (Spanish, English)41 p.En un cultivo de matico (Buddleja globosa Hope), ubicado en la estación experimental Panguilemo de la Universidad de Talca (35º 23’ 13” LS y 71º 40’42” LW), se evaluó, durante su primer año, el efecto de un despunte de ápices y dos niveles de riego en la concentración de principios activos y en los caracteres de rendimiento de las plantas. Para ello se utilizó un diseño de bloques al azar con arreglo factorial 2x2, donde el factor bloqueado fue el origen de las plantas y los factores evaluados fueron el riego (R1= suelo a 55%CC y R2= suelo a 20 % CC) y la poda (P1= plantas podadas y P2= plantas no podadas). El riego fue un factor determinante en los caracteres de rendimiento de las plantas, así como también en la concentración de taninos, encontrándose los valores mayores para estas variables en el sector R1. La realización de una poda tuvo un efecto positivo sólo para el área foliar de las hojas y el número de brotes emitidos por las plantas, mostrándose valores superiores en las plantas podadas pero sin producir un aumento del peso fresco de ellas. El factor poda no afectó la concentración de los principios activos presentes en las hojas

Caracterizacion termica en la adopcion de Chirimoyo y Papayo en la zona costera de la VII Region del Maule, mediante un estudio multitemporal de imagenes satelitales NOOAA/AVHRR

Resumen (Spanish, English)121 p.La preocupación por la escasez creciente de los recursos naturales y energéticos, crea la necesidad del hombre de conocer mejor el medio ambiente en que se desenvuelve. En este esquema y debido a la escasez de información meteorológica, la percepción remota satelital juega un rol muy importante para asistir una adecuada evaluación de los recursos. En el área agrícola, la información de los satélites NOAA los hacen de especial interés en el estudio de los recursos renovables. Este estudio pretende contribuir al desarrollo de técnicas que permita el procesamiento digital de imágenes para aplicaciones agrícolas. El objetivo de esta tesis fue detectar núcleos cálidos tipos de suelo y rangos de pendiente con distintas limitaciones para frutales subtropicales como papayos y chirimoyos en la zona costera de la Región del Maule, mediante el uso de temperaturas radiantes detectadas por las dos bandas termales del sensor AVHRR y asistido por un sistema de información geográfico. Para ello se utilizaron 15 imágenes satelitales entre los años 1987 a 1992, se digitalizaron las curvas de nivel para el posterior cálculo de pendiente y también el mapa geológico del área de estudio. Del contraste de imágenes satelitales con los mapas de pendiente y geológico, se obtuvieron cinco mapas ( dos de invierno, dos de primavera y uno de comportamiento térmico extremo ). Los resultados correspondientes al análisis sostiene que se encuentran nueve núcleos cálidos identificados en el litoral del mapa invierno frío, que posteriormente disminuyen en superficie en el mapa de invierno templado, debido a que registran temperaturas mayores a 6.0ºC lo que no les adjudica limitación térmica para las especies en estudio. El núcleo cálido de Iloca es el más propicio para incorporar papayos y chirimoyos, ya que mantiene mayores temperaturas en los dos mapas de invierno, está inserto en los valles del río Mataquito de alta productividad agrícola y también porque posee la mayor parte de su superficie con pendiente de leves limitaciones. Le siguen en importancia el sector Sur de los núcleos de Llico y Constitución. Se identificaron dos zonas frías: Junquillar ( cerca de Quivolgo ) y Chanco, estas dos zonas tienen serias limitaciones para incorpora subtropicales, ya sea porque no cumplen los requerimientos de temperatura y porque además se encuentran en suelo derivado de arrastres ocasionados por el viento que origina suelos pobres desde la perspectiva agrícola