Cómo modelizar el agua disponible en las plantas
El Dr. Gaylon Campbell, físico del suelo de renombre mundial, enseña lo que hay que saber para realizar modelos sencillos de los procesos hídricos del suelo.
Una buena gestión del riego requiere responder a dos preguntas: cuándo abrir el grifo y cuándo cerrarlo. Responder correctamente a esas preguntas es un asunto serio para los modernos gestores de viñedos. Con los conocimientos y las herramientas adecuadas, el riego puede gestionarse para controlar el crecimiento de la vid, maximizar el cuajado del fruto y regular su calidad. La gestión del agua en cultivos anuales, como la patata o la remolacha azucarera, requiere regar de modo que el cultivo nunca sufra estrés hídrico. La producción de vid es más complicada. El estrés debe evitarse durante la floración, pero se utiliza después para controlar la partición de asimilados y el crecimiento de las vides. El tamaño y la forma de la copa y diversos factores de calidad de la fruta dependen de que se mantengan unos niveles de estrés precisos. Pero, ¿cómo hacerlo cuando el suministro de agua y la demanda de evaporación varían enormemente?
Los cultivadores utilizan diversos métodos para decidir cuándo abrir el grifo. Algunos consisten en vigilar la planta. El estrés viene indicado por cambios en el ritmo de elongación de los brotes y de expansión de las hojas, por la reducción de la conductancia estomática (que provoca un aumento de la temperatura foliar) y por potenciales hídricos foliares más negativos. También puede inferirse a partir de las mediciones de humedad del suelo. Los cultivadores suelen utilizar estimaciones de la demanda evaporativa para decidir cuándo cortar el agua (o cuánta agua necesita el cultivo).
La demanda de evaporación suele calcularse como el producto de un coeficiente de cultivo, Kc, y la evapotranspiración potencial, PET. Los valores de PET pueden obtenerse (a veces como servicio de pago) de las estaciones meteorológicas locales. La interceptación de la luz, la velocidad del viento, el déficit de presión de vapor, el agua disponible y la temperatura del aire pueden afectar al Kc, pero el factor más importante es la interceptación de la luz por el cultivo. Estudios recientes muestran que la variación en la interceptación de la luz supone más del 85% de la variación en el coeficiente del cultivo (L.E. Williams, 2001; Johnson, 2000). Esto tiene sentido, ya que la evaporación requiere energía, y esa energía procede del sol.
Para que esto quede un poco más claro, la evapotranspiración es la pérdida total de agua por evaporación de un campo. Se compone de evaporación (pérdida desde el suelo) y transpiración (pérdida desde el cultivo o la vegetación). Para obtener una buena aproximación, la fracción de PET que es transpiración es igual a la fracción de radiación solar entrante que es interceptada por el cultivo. Cuando el suelo está húmedo, toda la fracción no interceptada se destina a la evaporación, pero cuando el suelo está seco, la evaporación del suelo es mucho menor que la tasa potencial. Cuando la superficie del suelo está húmeda, Kc se sitúa en torno a 1,0, pero cuando la superficie del suelo está seca y la cubierta es dispersa, Kc puede ser muy inferior a 1. Por tanto, el valor de Kc varía en función de si se utiliza el riego por goteo o el riego por aspersión y de la frecuencia de riego, pero depende principalmente de la interceptación de la radiación por la cubierta del cultivo.
Existen varios métodos para medir la interceptación. Williams (2001) midió fotográficamente el área sombreada bajo el dosel alrededor del mediodía y desarrolló correlaciones entre estos valores y Kc. Estos valores de mediodía son directamente proporcionales a la interceptación durante todo el día (véase el manual del operador). ACCUPAR LP-80 manual del operador). Otros métodos utilizan mediciones de la luz por encima y por debajo de la cubierta.
ACCUPAR es un instrumento para medir la luz en las cubiertas vegetales. Mide la radiación fotosintéticamente activa (PAR) en la banda de ondas de 0,4 a 0,7 micrómetros. Los ochenta sensores de una sonda de 80 cm de longitud se promedian, por lo que los niveles de luz muy variables bajo un dosel se promedian fácil y rápidamente. La interceptación se calcula como 1 - t, donde t, la transmisión fraccionada, es la relación entre una o más mediciones por debajo de la cubierta y una o más mediciones por encima.
El procedimiento para calcular el coeficiente de cultivo de un viñedo utilizando la correlación de ACCUPAR y Williams (2001) es el siguiente:
Para resumir, volvamos a las preguntas con las que empezamos: cuándo abrir el agua y cuándo cerrarla. Los gestores controlan las tasas de crecimiento de la vid, el potencial hídrico de las hojas o la conductancia estomática para decidir cuándo iniciar el riego. Deciden cuándo cortar el agua conociendo la tasa de aplicación de agua, la capacidad de almacenamiento del suelo y la tasa de uso de agua de la vid. La tasa de uso es el PET (potencial hídrico de la vid). La tasa de utilización es la PET (calculada a partir de los datos meteorológicos locales) multiplicada por el coeficiente de cultivo. El coeficiente de cultivo es directamente proporcional a la radiación interceptada, que se mide con ACCUPAR.
Nuestros científicos cuentan con décadas de experiencia ayudando a investigadores y cultivadores a medir el continuo suelo-planta-atmósfera.
Johnson, R. S., J. Ayars, T. Trout, R. Mead y C. Phene. "Los coeficientes de cultivo para melocotoneros maduros están bien correlacionados con la interceptación de luz del dosel al mediodía". Acta horticulturae (2000).(Enlace del artículo)
Williams, Larry E. "Irrigación de la vid en California". Practical Winery & Vineyard 23 (2001): 42-55.
Williams, L. E., y J. E. Ayars. "El uso de agua de la vid y el coeficiente de cultivo son funciones lineales del área sombreada medida bajo el dosel". Meteorología Agrícola y Forestal 132, no. 3 (2005): 201-211.(Enlace del artículo)
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El Dr. Gaylon Campbell, físico del suelo de renombre mundial, enseña lo que hay que saber para realizar modelos sencillos de los procesos hídricos del suelo.
Los investigadores pueden utilizar la información sobre la capacidad de las distintas plantas para interceptar y utilizar la PAR para diseñar modificaciones de la estructura del dosel que mejoren significativamente el rendimiento de los cultivos.
En todo momento, cuando la humedad relativa de la superficie del sensor (HR) es superior al 90%, los sensores de humedad de las hojas pintadas registran un falso positivo.
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