Determining of Crop Coefficients for Horticultural Crops in Cuba through Field Experiments and Water Balance Simulation

Inglés. Proper management of irrigation water provides an optimal balance. With this objective the water balance simulation model ISAREG was calibrated and validated for micro-sprinkler irrigated sweet pepper, garlic, onion, cabbage and carrots, using field observations performed in the Irrigation Station of Alquízar, south of La Havana. Model calibration and validation were performed using two independent data sets for each crop. The calibration referred to the crop coefficients (Kc) and the soil water depletion factor for no stress (p) and to the soil hydraulic properties of a Red Ferralitic compacted soil. The calibration procedure consisted of adjusting first the soil properties and then, through an iterative procedure, to determine the Kc and p values that minimize the differences between observed and simulated soil water content along the crop season. The model validation was performed using the calibrated Kc and p with a different climate and crop data sets. The following indicators of goodness of fitting were used to assess model calibration and validation: regression coefficient forced to the origin (b), determination coefficient (R²), root mean square error (RMSE) and average absolute error (AAE). Results show a good agreement between field observations and model predictions, with b close to 1,0; R² ranging 0,84-0,95 for the calibration and 0,78-0,90 for the validation for all the five crops. The RMSE and AAE are small. RMSE ranged 0,97-2,08 mm for the calibration and 1,07 to 2,82 mm for the validation. The Kc and p values are in the range suggested in FAO 56. Results allow to further use the ISAREG model to define alternative irrigation schedules and to generate those that may provide for improved water productivity in Cuba.

Español; castellano. Un manejo adecuado del riego proporciona un balance hídrico óptimo. Con este objetivo se simuló el balance hídrico con el modelo ISAREG el cuál fue calibrado y validado con las observaciones de campo obtenidas en la Estación de Riego de Alquilar al sur de la Habana en los cultivos pimiento, ajo cebolla, col y zanahoria utilizando riego localizado (microaspersión). La calibración y validación del modelo fue obtenida, usando dos series de datos independientes para cada cultivo. La calibración obtenida es referida a los coeficientes de cultivo (Kc), fracción de agotamiento del suelo (p) y propiedades hidráulicas del suelo en suelos Ferralíticos Rojos compactados. El procedimiento empleado consistió en ajustar primeramente las propiedades del suelo siguiendo un procedimiento interactivo para determinar valores de Kc y p que minimizaran las diferencias en el contenido de agua en el suelo, entre los valores observados y simulados durante el ciclo del cultivo. Los siguientes indicadores de ajuste y eficiencia de la validación fueron empleados para asegurar la calibración y validación del modelo: coeficiente de regresión forzado del original (b), coeficiente de determinación (R²), error cuadrático medio (RMSE) y error absoluto medio (AAE). Los resultados muestran un buen ajuste entre los valores observados en observaciones de campo y las predicciones del modelo, con valores de b cercanos a 1,0; R² en el rango de 0,84-0,95 para la calibración y 0,78-0,90 para la validación en todos los cultivos. El RMSE y AAE son pequeños, con valores de RMSE en el rango entre 0,97-2,08 mm para la calibración y 1,07-2,82 mm para la validación. Los valores de Kc y p en el rango sugeridos en el FAO 56. Dichos resultados permiten utilizar el modelo ISAREG como alternativa viable en la programación de riego y con esto incrementar la productividad del agua en Cuba.