Programación de riego y déficit hídrico controlado en frutales de hueso

Abstract

[SPA] La escasez y baja calidad de los recursos hídricos junto a la presión del desarrollo turístico, industrial y residencial hace que la agricultura en las regiones semiáridas afronte serias restricciones de forma casi permanente. Para mejorar esta situación se requiere un esfuerzo colectivo entre quién gestiona los recursos hídricos y quién los utiliza. Los primeros deben buscar nuevas políticas de gestión y sistemas de gobernanza participativa mientras que los segundos deben cambiar sus prácticas de modo que consigan producciones más elevadas y de mejor calidad con una menor utilización de recursos hídricos. Los agricultores, apoyados por los estudios de investigación y la introducción de nuevas tecnologías, pueden paliar las consecuencias de la escasez de agua mediante varias opciones complementarias: riego de precisión, riego deficitario y uso de aguas no convencionales. En los últimos años han cobrado gran importancia los estudios que abordan la aplicación de estrategias de riego deficitario controlado (RDC), las cuales además del ahorro hídrico que suponen, pueden incluso resultar en mejoras de algunos aspectos cualitativos de las cosechas obtenidas. La presente tesis se ha dividido en cuatro capítulos independientes pero relacionados entre sí. Los objetivos y resultados de cada capítulo se presentan a continuación: En el primer capítulo, se realizaron medidas de potencial hídrico de tallo (Ψt) y máxima contracción diaria del tronco (MCD) durante 3 años consecutivos en melocotoneros adultos de la variedad “Catherine” con el objetivo de obtener ecuaciones de referencia que permitan la programación del riego a partir de medidas automáticas de MCD. La MCD se relacionó con parámetros climáticos como la ET0, temperatura y déficit de presión de vapor (DPV) (máxima y al mediodía) así como con el t, el indicador del estado hídrico de la planta reconocido como estándar. Los resultados indicaron que los registros de MCD presentaban una mayor correlación con la temperatura, durante el período de crecimiento del fruto, y con el DPV en post-cosecha. Las relaciones entre la MCD y Ψt difirieron interanualmente, aunque se encontraron ecuaciones de referencia similares entre estaciones de crecimiento para los distintos períodos post-cosecha. Sin embargo, estas relaciones variaron en gran medida con el estado fenológico del árbol y la carga de frutos de cada año. En el segundo capítulo, los objetivos fueron, en primer lugar, cuantificar las necesidades hídricas de la planta, a partir de las medidas de MCD, y normalizar estas medidas respecto al tratamiento control, estableciendo una intensidad de señal de la MCD (ISMCD). Así, los tratamientos aplicados fueron 3: Un control sobre-regado, un control ajustado donde se mantuvieron los valores de ISMCD en torno a la unidad durante todo el ciclo de cultivo y un tratamiento RDC donde se mantuvo un valor de ISMCD en torno a la unidad en todos los estados fenológicos del cultivo excepto en los periodos no críticos durante los cuales se mantuvo en torno a 2. El ahorro hídrico del tratamiento deficitario se situó alrededor del 43-65% respecto a la ETc durante los 3 años de la experiencia y no se observaron diferencias significativas en el crecimiento de los frutos, aunque sí en el crecimiento vegetativo. El hecho de que el control ajustado presentara niveles de Ψt y MCD similares al control sobre-regado, además de una producción y calidad del fruto sin diferencias significativas, indicó que los melocotoneros bajo este tratamiento de precisión no fueron afectados por el protocolo de riego impuesto, por lo que, en ausencia de drenaje podría considerarse como una herramienta para estimar los valores de Kc cuando éstos no se conozcan a nivel local. En el tercer capítulo se procedió a evaluar el efecto del RDC en la respuesta fisiológica y productiva de melocotoneros de la variedad “Catherine” durante 3 años consecutivos. Para ello, el riego se programó mediante el empleo de valores umbrales de Ψt. Se establecieron tres tratamientos: Un control sobre-regado y dos tratamientos deficitarios: moderado (-1,5 MPa de Ψt durante fase II de crecimiento del fruto y post-cosecha, y severo, -1,8 MPa de Ψt durante fase II de crecimiento del fruto y -2 MPa en post-cosecha). Los resultados mostraron una reducción en el agua aplicada de entre 38 y 68% respecto a la ETc. El crecimiento vegetativo y la poda se vieron reducidos en ambos tratamientos de RDC respecto al control, efecto que no se observó en la evolución del tamaño del fruto ni en la cosecha. Se demostró que el uso de valores umbral de Ψt para programar el riego es una opción viable para ahorrar agua sin comprometer la producción. Sin embargo, estos efectos deben estudiarse a largo plazo para evaluar la sostenibilidad de estas estrategias, así como para adaptar los umbrales Ψt a otras condiciones de suelo y clima. En el último capítulo se evaluó el efecto del RDC en albaricoqueros adultos de la variedad “Búlida” durante 3 años consecutivos. Los tratamientos establecidos fueron dos: control regado al 100% de la ETc durante todo el ciclo de cultivo y un tratamiento de riego deficitario controlado (RDC) regado al 100% de la ETc durante los estados fenológicos críticos y cuyo porcentaje de riego aplicado en los periodos no críticos fue función del estado fenológico de la planta. Los resultados indicaron que el albaricoquero es una especie apropiada para el establecimiento de estrategias de RDC debido a la clara separación entre el crecimiento vegetativo y reproductivo. El déficit hídrico impuesto no afectó significativamente el crecimiento vegetativo ni reproductivo. Algunas características de calidad como el índice de madurez aumentaron bajo RDC, lo que según estudios previos puede influir favorablemente en las decisiones de mercado de esta fruta. Estas razones, junto con ahorros hídricos de alrededor del 33%, demuestran que el RDC es una estrategia de manejo del agua de riego adecuada para las zonas con escasez de recursos hídricos como el sureste español. [ENG] Water resources scarcity and low quality, together with the pressure of tourist, industrial and residential developments, makes that agriculture in semiarid regions must deal with water-limiting situations almost permanently. Irrigated agriculture consumes more than 70% of available water resources causing, in some cases, overexploitation of groundwater resources and the loss of water quality. However, it is difficult to tackle the problem due to several reasons such as: - The consequences of excessive water use and fertilizers in intensive agriculture are not taken into account at the medium and long terms. - The effective management of water resources is a collective task since its implementation requires the involvement of all the agents, both water resource managers and farmers or end users. - User limited awareness about the dimensions of the problem of water scarcity and its consequences, in some cases. - Low utilization of tools / techniques to save water in agriculture. In order to improve this situation, a collective effort between who manages water resources and who uses them is required. The first ones should seek new management policies and participatory governance systems, while the second ones must change their practices to get higher yields and better crop quality with a lower use of water resources. Farmers, supported by research studies and the introduction of new technologies, can mitigate the consequences of water shortages through several complementary options: 1) Precision irrigation: this strategy seeks to minimize water losses that usually occur during irrigation events. It requires an efficient system and an irrigation scheduling methodology that takes into account water relations in the soil-plant-atmosphere system. 2) Deficit irrigation: the fact that crop response to water deficit is variable depending on the plant growth stage allows for reducing water application through irrigation during non-critical phenological stages without causing losses in the final yield. 3) Use of unconventional water: municipal reclaimed water represents a considerable volume of total agricultural consumption, thus often occur in nearby agricultural areas. These water resources also contain a high concentration of minerals and organic matter that could partially cover plan nutritional needs. For these reasons, in recent years the studies that address the implementation of regulated deficit irrigation strategies (RDI) have become very important, due to the water savings they entail, which can even result in qualitative improvements in some aspects of the harvests obtained (Fereres and Soriano, 2007). Based on this, plant based water status measurements have gained interest because they integrate the effect of both the soil water availability and the evaporative demand and, therefore, provide more suitable information for determining the water restrictions effect on plant physiological activity and irrigation scheduling (Jones, 2004). These water status indicators may be distinguished in two groups, if they allow for continuous data collection (maximum daily trunk shrinkage, MDS) or not (stem water potential, Ψs), in order to automate irrigation.

[ENG] Water resources scarcity and low quality, together with the pressure of tourist, industrial and residential developments, makes that agriculture in semiarid regions must deal with water-limiting situations almost permanently. Irrigated agriculture consumes more than 70% of available water resources causing, in some cases, overexploitation of groundwater resources and the loss of water quality. However, it is difficult to tackle the problem due to several reasons such as: - The consequences of excessive water use and fertilizers in intensive agriculture are not taken into account at the medium and long terms. - The effective management of water resources is a collective task since its implementation requires the involvement of all the agents, both water resource managers and farmers or end users. - User limited awareness about the dimensions of the problem of water scarcity and its consequences, in some cases. - Low utilization of tools / techniques to save water in agriculture. In order to improve this situation, a collective effort between who manages water resources and who uses them is required. The first ones should seek new management policies and participatory governance systems, while the second ones must change their practices to get higher yields and better crop quality with a lower use of water resources. Farmers, supported by research studies and the introduction of new technologies, can mitigate the consequences of water shortages through several complementary options: 1) Precision irrigation: this strategy seeks to minimize water losses that usually occur during irrigation events. It requires an efficient system and an irrigation scheduling methodology that takes into account water relations in the soil-plant-atmosphere system. 2) Deficit irrigation: the fact that crop response to water deficit is variable depending on the plant growth stage allows for reducing water application through irrigation during non-critical phenological stages without causing losses in the final yield. 3) Use of unconventional water: municipal reclaimed water represents a considerable volume of total agricultural consumption, thus often occur in nearby agricultural areas. These water resources also contain a high concentration of minerals and organic matter that could partially cover plan nutritional needs. For these reasons, in recent years the studies that address the implementation of regulated deficit irrigation strategies (RDI) have become very important, due to the water savings they entail, which can even result in qualitative improvements in some aspects of the harvests obtained (Fereres and Soriano, 2007). Based on this, plant based water status measurements have gained interest because they integrate the effect of both the soil water availability and the evaporative demand and, therefore, provide more suitable information for determining the water restrictions effect on plant physiological activity and irrigation scheduling (Jones, 2004). These water status indicators may be distinguished in two groups, if they allow for continuous data collection (maximum daily trunk shrinkage, MDS) or not (stem water potential, Ψs), in order to automate irrigation.