¿Cuánta agua aplicar?

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Para determinar cuánta agua regar, los expertos recomiendan medir las condiciones atmosféricas en el entorno del cultivo.

Para este propósito, una estación meteorológica es el instrumento más idóneo.

Balance hídrico del suelo

A través de las condiciones atmosféricas, podemos realizar un balance hídrico, es decir, registrar las pérdidas y las ganancias de agua en el suelo.

La principal pérdida se produce por la transpiración de las plantas y la evaporación desde el suelo. La suma de estas dos pérdidas se conoce como Evapotranspiración.

Esta pérdida de agua debe ser compensada ya sea por lluvia o por riego, siendo la función principal del riego compensar la pérdida que no pueda suplir las precipitaciones.

En el caso de la lluvia, se contabilizan las por encima de los 5 milímetros, ya que las de menor intensidad no llegan a la zona de raíces.

¿Que mide la estación meteorológica?

La estación meteorológica no mide directamente la evapotranspiración del cultivo.

Más bien, la calcula de forma indirecta, relacionándola a la cantidad de agua perdida hacia la atmósfera por transpiración y evaporación, utilizando como referencia una pradera de pasto de festuca de entre 8 a 15 centímetros.

Es importante tener en cuenta que este es un cultivo de referencia y no refleja el cultivo presente en el lugar.

Por este motivo, no debemos aplicar directamente la evapotranspiración de una estación meteorológica como el agua a reponer.

La evapotranspiración depende de cuatro variables:

• La radiación solar

• La temperatura

• La humedad del aire

• La velocidad del viento

Aumenta con mayor radiación solar (días despejados), temperaturas elevadas, baja humedad relativa y con mayor velocidad del viento.

Para medir directamente la evapotranspiración del cultivo, se utilizan los lisímetros de pesada, actualmente disponibles para cultivos en maceta. Un ejemplo es el que ofrece la empresa Paskal para invernaderos.

En campo abierto, se recurre a las estaciones meteorológicas. Estas estaciones utilizan la ecuación desarrollada por los científicos franceses Penman y Monteith para determinar la evapotranspiración de referencia (ETo).

Luego, la evapotranspiración de referencia debe transformarse a la del cultivo específico. Para ello, se utiliza un coeficiente de cultivo (Kc) que ajusta el valor desde el cultivo de referencia al cultivo real en esa parcela.

Aunque estos coeficientes de cultivo se publicaron como valores referenciales en el antiguo manual FAO 56, hoy en día se emplea una metodología diferente basada en el uso de imágenes satelitales.

Numerosas publicaciones científicas en Estados Unidos y España respaldan el uso del índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) para determinar el coeficiente de cultivo. Se calcula el NDVI promedio del sector de riego y se aplica una función matemática lineal para obtener el Kc.

En la siguiente imagen vemos en color rojo el cálculo del Kc teórico de FAO-56 y en color azul el real medido por el índice NDVI.

Si hubiéramos aplicado el riego de acuerdo a FAO 56 habríamos desperdiciado riego a fines de Noviembre y aplicado menos riego del necesario desde diciembre hasta febrero.

Aquí es donde podemos empezar a aplicar el concepto de “riego de precisión”. Ya no necesitas utilizar una tabla que define el coeficiente para ese cultivo, sino que se obtiene un valor diferente y adaptado por cada sector u operación de riego.

Cada bloque de riego tiene un NDVI distinto según el estado de desarrollo de su vegetación, generando un Kc único para cada sector de acuerdo a su desarrollo vegetativo.

En 2006 una publicación del investigador Tasumi realizada para distintos cultivos, mostraba una alta correlación con el coeficiente de cultivo de tipo lineal.

Posteriormente un estudio del investigador español Calera en 2017 mostró una alta correlación entre las mediciones realizadas con lisímetros y el coeficiente basado en NDVI.

Un beneficio del uso de NDVI es que esta medición es independiente del cultivo, ya que mide la actividad fotosintética de las plantas que están transpirando en un momento dado, sin importar el tipo de cultivo.

Incluso, algunas investigaciones recientes en cultivos bajo cobertura de mallas en cerezos también han permitido establecer una correlación directa con el NDVI bajo estas condiciones, reflejando la disminución en la demanda transpiratoria.

¿Cómo se calcula el Kc satelital?

Hoy en día, se trabaja con 2 modelos, uno para satélites y otro para drones.

El modelo satelital, creado por el español Calera en 2014 (inicialmente propuesto por Campos en 2010) es el siguiente:

1. Para cultivos con baja cobertura de suelo, como la cebolla, el ajo o cultivos anuales en sus primeros estadíos donde la evaporación del suelo es más relevante que la transpiración de las plantas se utiliza la siguiente función:

Kc = 0,85 x NDVI + 0,47

2. En cultivos con alta cobertura de suelo, donde la componente de transpiración es mucho mayor que la evaporación del suelo, se utiliza la siguiente función:

Kc = 1,25 x NDVI + 0,1

3. Para frutales se utiliza la siguiente función:

Kc = 1.44 x NDVI - 0.1

En algunos frutales puede haber un factor importante de evaporación del suelo, dependiendo de la densidad de plantación y edad de los árboles. Si este fuera el caso, se deben hacer algunos ajustes.

El segundo modelo fue desarrollado por el investigador norteamericano Kamble en 2013.

Se usa para imágenes multiespectrales capturadas por drones o radiómetros instalados en el cultivo. La fórmula utilizada es la siguiente:

Kc = 1,4571 x NDVI - 0,1725

También existen estaciones meteorológicas equipadas con un espectroradiómetro que pueden medir directamente y en línea el NDVI del cultivo en ese lugar.

Arable Mark 3 es un ejemplo de estas estaciones y una de las más avanzadas.

En resumen, para medir la frecuencia de riego, el instrumento más adecuado son las sondas, idealmente una combinación de sondas volumétricas y de potencial mátrico.

Mientras que para determinar la cantidad o dosis de agua, el instrumento más adecuado es una estación meteorológica y el coeficiente de cultivo satelital.

Un estudio realizado en 2010 por investigadores italianos evaluó diversas estrategias de riego, concluyendo que la combinación de uso de sondas potencial mátrico y la evapotranspiración estimada con una estación meteorológica es la mejor metodología, logrando ahorrar hasta un 53% del agua que se estaba aplicando.

Este correo ha sido preparado por el Equipo de ViLab | www.vilab.cl