Mejora de la eficiencia del uso de agua de riego de cultivos hortícolas, mediante el uso del modelo MOPECO.

El modelo MOPECO fue concebido para optimizar el margen bruto (GM) de explotaciones agrarias con riego, especialmente en zonas con escasez de agua y/o cultivos con altos costes de producción. En la actualidad, este modelo está siendo calibrando en varias zonas regables del mundo: Castilla-La Mancha (CLM) y País Vasco en España; Valle de la Bekaa en el Líbano; San Luis en Argentina; y Ceará y Rio de Janeiro en Brasil. El objetivo final es desarrollar un sistema de ayuda a la toma de decisión para aumentar la rentabilidad de las explotaciones de regadío a través de una mayor eficiencia en el uso de agua. Los objetivos de la tesis son: - Calibrar el modelo MOPECO en base a ensayos de campo ya realizados en tres importantes cultivos hortícolas de CLM (cebolla, ajo y melón, éste también para la región de Ceará en Brasil). -Determinar las estrategias de riego deficitario controlado óptimo (ORDI) que maximizan el margen bruto de estos cultivos para diferentes cantidades de agua de riego disponible. -Adaptar la metodología del "Año meteorológico típico" (TMY) para su uso en la estimación de las necesidades de agua de riego de los cultivos. -Desarrollar una metodología capaz de distribuir una cierta cantidad de agua de riego durante el período de crecimiento de un cultivo, minimizando la caída de rendimiento final en condiciones de escasez de agua. El documento está dividido en 6 capítulos: -Capítulo 1: situación de la agricultura de regadío en CLM, siendo las restricciones más importantes la baja disponibilidad de agua para el riego y el alto precio de la energía para bombeo de agua subterránea. -Capítulo 2: Procesos de calibración y validación para la simulación de un cultivo de cebolla (Himalaya cultivar) utilizando los datos de una experimentación de campo durante dos años bajo condiciones de riego de déficit en CLM. Además, se aplica la metodología ORDI para varios objetivos de déficit. Los resultados muestran que el modelo MOPECO es adecuado para simular el rendimiento frente al agua total recibida por el cultivo en las condiciones climáticas y de suelo de este estudio. Por otra parte, ORDI puede aumentar el rendimiento en un 3 a 7% y el margen bruto hasta un 30%, en comparación con una estrategia de riego deficitario contínuo (CDI), donde los niveles de estrés se mantienen constantes durante todo el ciclo de crecimiento del cultivo. Capítulo 3: Calibración y validación del MOPECO para la simulación de un cultivo de ajo (cultivar Mulvico) aprovechando los datos de campo de tres años de ensayo bajo condiciones de riego de déficit en CLM. Por otra parte, la metodología TMY fue adaptada para su uso en la estimación de las necesidades de agua de riego de los cultivos y combinada con ORDI para varios objetivos de déficit. Los resultados muestran que MOPECO es adecuado para simular el rendimiento frente al agua total recibida por el cultivo bajo el clima y las condiciones del suelo de este estudio. La combinación de ORDI con TMY pueden aumentar el rendimiento por 3 a 9% y el margen bruto hasta un 59% en comparación con una estrategia de la CDI. Capítulo 4: Calibración y validación de procesos para la simulación de un cultivo de melón, con cultivares Piel de Sapo (PiSa) y amarillo (YeMe) en dos regiones, utilizando ensayos de campo de dos años. Los experimentos de déficit de riego se llevaron a cabo en CLM y Ceará con agua de moderado nivel de salinidad. Además, se determinaron las estrategias más adecuadas de riego para las áreas de CLM y Ceará cuando se utiliza agua salina. Los resultados muestran que MOPECO es adecuado para simular el rendimiento frente al total de agua recibida por el cultivo en las condiciones de este estudio. Cuando se utiliza agua no salina, ORDI puede aumentar el rendimiento un 9 a 20% (PiSa) y hasta un 7% (YeMe) en comparación con laa estrategia de CDI. La combinación de ORDI con diferentes estrategias para el manejo de agua salina puede aumentar el uso eficiente del agua.Capítulo 5: En situaciones donde los agricultores tienen disponible solo una cantidad limitada de agua de riego para el ciclo completo de un cultivo, en los años secos tienen que buscar la manera de hacer frente a mayores requerimientos de agua de riego de lo esperado. Este hecho puede provocar una gran caída de rendimiento si el agua se agota demasiado pronto. Mediante la combinación de ORDI con TMY, una metodología para reducir al mínimo la caída de la producción debido a un déficit de agua ha sido desarrollada y aplicada a un cultivo de cebolla en las condiciones semiáridas de Albacete (España). El modelo MOPECO permite simular el rendimiento obtenido con la distribución del agua de riego disponible propuesta por ORDI. Los resultados indican que al comparar el rendimiento potencial para cada cantidad de agua disponible con el rendimiento obtenido por MOPECO, la caída del rendimiento promedio fue de 3%. -Capítulo 6: Conclusiones generales. Se concluye con la tesis que: MOPECO es una herramienta válida para simular las funciones Ya-TW de cebolla, ajo y melón bajo las condiciones climáticas de las zonas de estudio. Los valores calibrados de Kc y Ky son similares a los encontrados en la literatura, prueba de la solidez de esta metodología para simular el comportamiento de los cultivos herbáceos bajo diferentes escenarios de aporte de agua de riego. Comparando con una estrategia CDI, ORDI aumenta el rendimiento y el margen bruto de los cultivos hortícolas, justificando el uso de esta metodología. La distribución de déficit hídrico propuesta por ORDI es similar en los tres cultivos estudiados, induciendo mayor estrés durante el desarrollo vegetativo y etapas de maduración. Por otra parte, las etapas de formación de bulbos (cebolla y ajo) y floración (melón) deben protegerse contra el estrés de agua, así como garantizar un adecuado establecimiento del cultivo.La combinación de ORDI con diferentes estrategias de manejo de agua salina puede aumentar la eficiencia en el uso del agua a nivel de explotación. En áreas donde el agua de riego es escasa y presenta media o media-alta conductividad eléctrica, puede resultar interesante no aplicar fracción de lavado si la lluvia entre campañas de riego es capaz de lavar las sales aportadas por el agua de riego. Alcanzar el rendimiento potencial implica el uso de una gran cantidad de agua, lo que significa que no es recomendable aplicar fracción de lavado, salvo al inicio de los períodos más sensibles. Finalmente, la fracción de lavado no es recomendable cuando se pretende aplicar riego deficitario.El uso de la metodología TMY adaptada a la programación de riegos puede ser interesante para establecer los calendarios de riego en una zona regable. La serie climática generada por esta metodología se puede utilizar para estimar las necesidades medias de los cultivos y/o los rendimientos esperados bajo diferentes escenarios de escasez de agua.La combinación de ORDI con TMY puede aumentar la eficiencia en el uso del agua a escala de explotación cuenca, especialmente cuando la cantidad de agua de riego es limitada y menor que las necesidades de riego. En grandes zonas regables, los servicios de asesoramiento al regante pueden suministrar información relevante a los agricultores que pueden traducirse en una mayor rentabilidad y productividad de los cultivos.El análisis de las condiciones climáticas ocurridas antes de la siembra en términos de déficit acumulado (D = ETo ¿ P) puede ser un indicador adecuado sobre las condiciones climáticas que sucederán durante el período de crecimiento del cultivo en la zona.