Herramientas digitales para optimizar la programación del riego en el cultivo de la patata

Herramientas digitales para optimizar la programación del riego en el cultivo de la patata

En el presente artículo se presenta cómo se ha evaluado la hidratación de la patata mediante el uso de sondas de humedad del suelo e imágenes de satélite, para adquirir, transformar y visualizar datos e información con el fin de mejorar la estimación de las necesidades netas de la planta.

Durante la campaña 2019, gracias a un convenio entre la Universidad de Burgos y la empresa LabFerrer, se realizó el seguimiento de una parcela comercial de patata para frito-chips (Solanum tuberosum, variedad Agria) en el término de Cabia (Burgos). La parcela tiene 5 hectáreas y se regó con un sistema por aspersión estacionario semifijo. El agua proviene del rio Arlanzón del que es bombeada a una balsa, la cual es gestionada por la Comunidad de Regantes ‘Canales del Río Arlanzón’ para el riego por gravedad de 637 hectáreas.

La parcela está situada en la plana aluvial del río Arlanzón, caracterizada por un suelo profundo (<60 cm), con un 3,3% de materia orgánica (0-30 cm) y de clase textural franca: 44% arena, 30% limo y 26% arcilla.

La parcela se sembró el 16 de abril de 2019, alcanzando la madurez el día 1 de septiembre (138 días después de siembra) y siendo cosechada el 8 de octubre (175 después). La emergencia de la planta ocurrió el 19 de mayo (34 después), el inicio de tuberización el 13 de junio (58 después) y el inicio del llenado de tubérculos el 30 de junio (75 días después de siembra).

El rendimiento comercial de la parcela fue de 60 t/ha con una distribución de calibres de: 23% de <40 mm), 72% de 40-80 mm) y 5% de >80 mm.

El objetivo del proyecto fue evaluar mediante sondas de humedad las prácticas de riego y fertilización y su efecto sobre el desarrollo y la cosecha en base a datos e información adquirida a través de herramientas digitales.

Se consideró la parcela como una única Unidad de Gestión Homogénea (UGH), sin entrar en la zonificación intraparcelaria, la modificación de la variabilidad, ni aplicaciones diferenciales de riego y fertilizante.

¿Qué significa programar el riego?

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Desde que se siembra una parcela, el cronómetro biológico empieza a contar y el técnico, ya sea el propietario de la finca, de empresa almacenista y transformadora o consultor, deberá ajustar el programa de riego a lo largo de la campaña, esto es: fijar la duración de los eventos de riego y tomar la decisión de si hay que regar o no.

El objetivo final es evitar situaciones de estrés y los efectos negativos sobre los componentes del rendimiento y la calidad.

Las comunidades autónomas de España disponen de un Sistema de Información Agroclimática para el Regadío (SIAR) con una Oficina del Regante que ofrece recomendaciones de riego (necesidades netas y brutas) adaptadas en más o menos grado a los cultivos y sistemas típicos de cada zona. Un buen ejemplo es InfoRiego en la Comunidad de Castilla y León. En general, la dosis de riego semanal o diaria real debe adaptarse y seguir el mismo patrón que las recomendaciones de riego, calculadas en base a la demanda hídrica atmosférica (ETo, Evapotranspiración de referencia) y al desarrollo del cultivo (Coeficiente de cultivo, Kc).

Complementariamente, se pueden instalar sondas de humedad en la parcela para realizar un seguimiento del Agua Disponible para la Planta (ADP). De esta manera se dispone de información suficiente como para ajustar el momento y la duración de cada riego, según el nivel de precipitaciones, las condiciones de calor y las fases críticas del cultivo. El objetivo es intentar mantener una buena disponibilidad de agua en la zona radicular y evitar periodos de estrés hídrico o de sobre-riego.

Herramientas digitales para programar el riego

Mapas satelitales de NDVI con Sentinel 2B

Se analizaron los datos de NDVI cada 18 días de promedio entre la siembra y la cosecha a partir de los datos obtenidos con Sentinel 2B, con un tamaño de píxel de 10×10 m. Utilizando la ecuación (Ecuación 1) descrita por Calera et al. (2016), se calcularon e interpolaron los valores del Coeficiente de Cultivo basal (Kcb) para cada día. Para el Coeficiente de Evaporación (Ke) se utilizó un valor constante de 0,05. La Evapotranspiración del Cultivo (ETc) se calculó según la metodología de Penman-Monteith (FAO, 2006).

Ecuación 1: Kc=1,44×NDVI-0,1

Sondas de humedad del suelo Teros 10

Se instaló un perfil de tres sondas de humedad Modelo Teros 10 (Meter Group, Pullman, WA, USA) a 15, 30 y 45 cm. Se conectaron a un datalogger Em60G (Meter Group, Pullman, WA, USA) con lectura cada 30 minutos y envío de datos a la nube cada hora. Se utilizó el software de visualización Zentra Cloud (Meter Group, Pullman, WA, USA). Las sondas se instalaron el día 2-5-19 (16 días después de siembra).

El Agua Disponible para la Planta (ADP) se calcula normalizando los valores de Contenido Volumétrico de Agua (CVA, % volumen) a Capacidad de Campo (CC) y Punto de Marchitez Permanente (PMP). El ADP de la zona radicular indica el nivel del depósito de agua: 100 indica CC (lleno) y 0 indica PMP (vacío). Tanto CC como PMP se determinan de forma dinámica, según Zotarelli et al. (2019).

Evaluación de la programación del riego en una parcela comercial de patata

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Figura 1. Evolución semanal del Coeficiente de Cultivo (Kc) estimado en base a los datos de NDVI satelitales y de las necesidades netas de riego. Expresado en Semanas después de siembra (SDS).

En la Figura 1 se muestra la evolución semanal del Coeficiente de Cultivo (Kc) calculado en base a los datos satelitales de NDVI y las necesidades de riego netas correspondientes. Se identifican 11 semanas de verano (del 24 de junio al 8 de septiembre) con necesidades netas de riego entre 30 y 45 mm por semana y un total de 546 mm (3 de mayo a 4 de octubre).

Si se considera una eficiencia de aplicación del riego por aspersión de un 80%, las necesidades brutas de riego serían de 682Vmm.

Se empezó a regar el día 3 de junio (48 DDS), una semana antes del inicio de tuberización, hasta el último riego dentro del periodo de maduración (21 de septiembre, 158 DDS). Se realizaron un total de 18 riegos, de 4-5 horas de duración cada uno (lo que correspondía entre 25 y 35 mm/riego), aplicando un volumen total de 652 mm. Por tanto, se habría aplicado una dosis total acumulada ligeramente inferior a las necesidades brutas de riego (5%), sin considerar el agua almacenada en el suelo a principios de campaña.

La pregunta inmediata es: ¿nos hemos quedado cortos con el riego?Figura 2. Evolución temporal del Agua Disponible para la Planta (ADP) en la zona radicular, a tres profundidades. La franja azul muestra el Agua Fácilmente Disponible (ADP), cuando la planta está bien regada. Los periodos en rojo indican estrés hídrico, cuando el ADP < 65%, y comprenden del 3-15 de junio (12 días), del 4-12 julio (8 días) y del 19-26 julio (7 días).

La Figura 2 muestra la evolución temporal del Agua Disponible para la Planta (ADP) en la zona radicular, a tres profundidades. La franja azul muestra el Agua Fácilmente Disponible (ADP), cuando la planta está bien regada. Los periodos en rojo indican estrés hídrico, cuando el ADP < 65%, y comprenden del 3-15 junio (12 días), del 4-12 julio (8 días) y del 19-26 julio (7 días).

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Figura 3. Evolución temporal del crecimiento vegetativo expresado como altura de la planta. Se muestra el periodo de estrés del 3 al 15 de junio donde se ralentizó la tasa de crecimiento.

En el primer caso, el estrés hídrico en la capa superficial de raíces ralentizó el crecimiento vegetativo tal y cómo muestra la Figura 3. Los periodos de estrés ocurridos el mes de julio afectaron a la acumulación de peso de los tubérculos tal y como muestra la Figura 4.

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Figura 4. Evolución temporal del crecimiento de los tubérculos. Se muestra la ralentización de la acumulación de peso en los tubérculos posiblemente debido a los periodos de estrés de julio.

Aunque la planta pudo compensar los efectos del estrés hídrico y el rendimiento no se vio afectado, las gráficas de Agua Disponible para la Planta muestran que, con una mejor adaptación del programa de riego, se hubieran evitado estos periodos de estrés.

Conclusiones

En muchas parcelas, es importante satisfacer las necesidades de riego, pero también hay que considerar cómo se reparte la dosis de riego a través de un programa de riego ajustado o riego de precisión. Dicho ajuste deberá tener en cuenta la pluviometría del sistema de riego, la demanda hídrica semanal, la profundidad de las raíces, la capacidad de retención de agua del suelo y las fases críticas del cultivo.

Para ello, es clave utilizar una combinación de conocimiento agronómico y experiencia, con datos de calidad proporcionados por herramientas digitales como son datos meteorológicos, mapas satelitales de NDVI y las sondas de humedad del suelo.

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