Integración de datos remotos en modelos de crecimiento y estimación de cosecha de cultivos herbáceos: Aplicación a escala local sobre trigo y maiz

Abstract

Estudios recientes muestran que la demanda total de alimentos se verá incrementada como mínimo durante los próximos 40 años debido al creciente aumento de la población mundial, que se estima alcance los 9 millones de habitantes para la mitad de este siglo. Sin embargo, se prevé una reducción de los recursos destinados a la agricultura, fundamentalmente agua destinada a riego, como consecuencia de la alta competencia entre sectores. Existe por tanto una clara necesidad de mejorar la gestión de los recursos hídricos, así como de predecir y estimar la cosecha de los cultivos, lo que permitiría a productores, gestores, cadenas comerciales y compradores tomar decisiones acerca del manejo, precios y disponibilidad en los mercados de los productos agrarios. En esta tesis se ha evaluado la utilidad de los índices de vegetación espectrales (IVs), obtenidos tanto en campo como mediante sensores a bordo de satélites, de estimar la evolución del crecimiento de los cultivos a través de cambio en parámetros biofísicos tales como la fracción de cobertura, el índice de área foliar, la fracción de radiación fotosintéticamente activa y coeficientes de cultivo. Estos parámetros proporcionan a su vez valiosa información de partida, de forma regular y distribuida espacialmente, para modelos de estimación de evapotranspiración (ET) y de cosecha. Ambos modelos han sido aplicados en los cultivos de maíz y trigo. El coeficiente de cultivo estimado a partir de medidas radiómetricas o imágenes satélite fue utilizado como variable de entrada en el modelo FAO de estimación ET y se evaluó su funcionamiento usando las medidas de ET realizadas con lisimetría (trigo) y con un sistema de covarianza de torbellinos (maíz). Los resultados han sido satisfactorios utilizado este procedimiento. Adicionalmente, las medidas radiométricas sobre parcelas experimentales de la Red de Experimentación Agraria de Andalucía de trigo y maíz, se han usado para evaluar la viabilidad de discriminar genotipos en programas de mejora genética de cultivos de regadío y de secano usando IVs. Además, estas parcelas experimentales se usaron para calibrar modelos más teóricos de estimación de biomasa y cosecha (Monteith-IC y GRAMI) y que posteriormente se usaron para realizar estimaciones a escala local y regional de ambos cultivos. Finalmente se propuso un nuevo modelo que combina las ventajas de las aproximaciones de Monteith y GRAMI, abordando además algunos aspectos nuevos relacionados con la ausencia de información clave en aplicaciones del modelo a escala regional, como la estimación de las fechas de siembra y cosecha. A modo de ejemplo, se ha realizado una aplicación a gran escala, estimando el rendimiento de las parcelas de trigo de regadío de la provincia de Córdoba y parte de Sevilla en la campaña 2008/2009.