Planificación de estrategias de riego deficitario en cultivos leñosos ante distintos escenarios de disponibilidad de agua de riego
[SPA] Esta tesis doctoral se presenta bajo la modalidad de compendio de publicaciones. La Región de Murcia, al igual que el resto de las regiones ubicadas en la cuenca mediterránea, se encuentra bajo una preocupante escasez e irregularidad de las precipitaciones que, junto a la alta demanda evaporativa de la zona, han causado un severo déficit hídrico estructural sobre la Cuenca Hidrográfica del Segura. Asimismo, las previsiones climatológicas en el corto y largo plazo señalan que, debido al cambio climático, esta situación será cada vez más compleja. En este contexto, el papel que desempeñan las comunidades de regantes adquiere una mayor relevancia, dada la enorme dificultad para adecuar el suministro de agua para el riego, en cantidad y calidad, a las necesidades hídricas de los cultivos. De esta forma, los agricultores se ven obligados a adoptar estrategias de riego enfocadas al ahorro de agua, con el menor impacto posible sobre el rendimiento de los cultivos, maximizando la eficiencia de su uso para garantizar la sostenibilidad económica y ambiental del sector. Por todo ello, el objetivo principal de esta Memoria de Tesis Doctoral fue la elaboración y validación de estrategias de riego deficitario controlado (RDI, regulated deficit irrigation) en tres de los cultivos leñosos más comunes de la zona mediterránea (uva de mesa, paraguayo y albaricoquero), a partir del uso de indicadores del estado hídrico de la planta y mediante modelización predictiva, para que estos protocolos más sostenibles obtenidos a nivel de parcela puedan extrapolarse a una zona regable más extensa. En uva de mesa, las estrategias de RDI aplicadas durante postenvero ocasionaron un estrés hídrico máximo de 0,22 MPa de ΨS con respecto a vides bien regadas, estableciéndose un protocolo de riego para un rango de disponibilidad de agua para el riego entre 4000 y 7000 m 3 ha -1 que no afectó el rendimiento. De esta forma, la eficiencia del uso del agua (WUE, water use efficiency) se incrementó en un 50% durante los dos primeros años y alrededor de un 81% durante el tercero, incluso mejorando la calidad de la baya. Además, con los datos recopilados durante el período de estudio, fue posible elaborar un modelo predictivo mediante el algoritmo de aprendizaje supervisado de regresión de procesos gaussianos (GPR, gaussian process regression), para predecir los requerimientos de riego del cultivo para condiciones no limitantes de riego y para RDI, según dos variables de fácil determinación como la temperatura máxima diaria y el día del año. De la misma forma, utilizando datos de 7 ciclos de cultivo consecutivos de estudio en que se aplicaron distintas estrategias de RDI en uva de mesa durante el postenvero que permitieron ahorrar un promedio de un 40% de agua de riego, mediante el uso de GPR fue posible predecir el efecto de la intensidad del estrés hídrico, basado en los valores de ΨS, y el número de racimos por parra sobre la calidad de las bayas, determinada como la firmeza y el color de éstas. A partir de estos resultados, fue posible determinar que WUE se incrementa linealmente hasta una acumulación de la integral de estrés hídrico de hasta 30 MPa día, mejorando el color y firmeza de las bayas. En paraguayo, mediante la aplicación de RDI durante los períodos no críticos al déficit hídrico: fase II de crecimiento rápido del fruto y postcosecha tardía, en que la programación del riego se realizó para satisfacer un 70 y 50% de la evapotranspiración del cultivo (ET C ), fue posible alcanzar una reducción del riego semanal en torno a 43 y 109 m 3 ha-1 en la fase II y postcosecha tardía respectivamente. Esto supuso un ahorro de agua del 33,6% en el tratamiento RDI respecto a árboles bien regados, y un incremento en torno al 45% de la WUE, alcanzando valores en torno a 4,16 kg m-3. Asimismo, se elaboraron modelos para la programación del riego en base a la fenología del cultivo y parámetros climáticos en base a umbrales de riego según el ΨS para árboles bien regados y para árboles con riego deficitario. Finalmente, para árboles bajo RDI y sin restricciones hídricas el valor umbral de ΨS durante la postcosecha fue de -1,4 y -1,1 MPa, respectivamente. En albaricoquero, se aplicaron dos estrategias de RDI durante los períodos fenológicos no sensibles a la reducción del riego con diferentes intensidades de estrés hídrico; durante las fases I y II de crecimiento del fruto, el riego se redujo un 20% respecto a árboles bien regados, y durante la postcosecha tardía se consideraron dos valores umbrales de ΨS para el inicio del riego, el primero, correspondiente a un estrés hídrico moderado de -1,5 MPa (RDI1) y por otra parte, un estrés severo de -2,0 MPa (RDI2). La programación del riego deficitario en ambos tratamientos no afectó al rendimiento ni a la calidad del fruto en cosecha, reduciendo los aportes de agua de riego en 1124 y 2133 m3 ha-1 e incrementándose WUE un 13,2 y un 25,6%, para RDI1 Y RDI2, respectivamente. Asimismo, una integral de estrés hídrico de 30,2 MPa día durante la postcosecha podría considerarse óptima ya que, al alcanzar en torno a 41 MPa día en el tratamiento RDI2, el crecimiento vegetativo se redujo en un 35%. Por tanto, ante la limitada disponibilidad de agua para riego, la elevada incertidumbre a la que se enfrentan los agricultores y la necesidad de reducir la presión por los recursos hídricos, se han desarrollado y validado protocolos de riego deficitario en tres cultivos representativos de la agricultura murciana, que permitieron incrementar significativamente la eficiencia del uso del agua de riego en condiciones semiáridas, teniendo en cuenta: i) la fenología del cultivo, para la delimitación más específica de los períodos no críticos en cada uno de ellos; ii) un nivel adecuado de estrés hídrico que no afecte negativamente al rendimiento del cultivo ni al crecimiento vegetativo, ya que podría alterar su futura producción; y iii) la obtención y validación de modelos predictivos con el fin de poder extrapolar los protocolos de riego a una zona regable más extensa.
Agua de riego, Riego deficitario controlado, Indicadores de estrés hídrico, Cultivos leñosos, Uva de mesa, Paraguayo, Albaricoquero
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