Evapotranspiración y coeficientes de cultivo del girasol en condiciones semiáridas
EVAPOTRANSPIRACIÓN Y COEFICIENTES DE CULTIVO DEL GIRASOL EN CONDICIONES SEMIÁRIDAS López Urrea, R. , Martínez Molina, L. , Montoro, A. , López Fuster, P.
Resumen
El girasol (Helianthus annuus L.) se presenta como una alternativa de cultivo en algunas regiones españolas, habiéndose producido un aumento importante de la superficie dedicada al mismo en los últimos 5 años. Se trata de un cultivo principalmente de secano, sin embargo, el regadío aumenta considerablemente los rendimientos y asegura la calidad de la cosecha. En la finca de “Las Tiesas”, situada en Albacete (España), se realizó una experiencia para medir las necesidades hídricas (evapotranspiración, ET) del girasol sembrado el 21 de abril y cosechado el 17 de septiembre de 2009.
Se utilizó un lisímetro de pesada ubicado en el centro de una parcela de 100 x 100 m regada por aspersión.
El cultivo consumió 627 mm durante un ciclo de 150 días desde la siembra. Se obtuvieron los valores del coeficiente de cultivo (Kc) del girasol, calculado como el cociente de la ET medida en el lisímetro y la ETo estimada por el método de Penman-Monteith FAO56. Los valores obtenidos fueron: Kcinicial: 0.38, Kc-medio: 1,13 y Kc-final: 0,20. Asimismo, se obtuvieron los valores del coeficiente de cultivo basal (Kcb): Kcb-inicial: 0,19, Kcb-medio: 1,09 y Kcb-final: 0,15.
Para facilitar la extrapolación de estos resultados a otras zonas, se ha obtenido la relación entre los valores de Kc y Kcb y la fracción de suelo cubierta por vegetación (fc), obteniéndose una muy buena relación en ambos casos. Los resultados obtenidos indican la necesidad de hacer un ajuste local de los coeficientes de cultivo del girasol, para realizar una programación de riegos más precisa.
1- Introducción y Objetivos.
El girasol (Helianthus annuus L.) se cultiva en diferentes regiones españolas para obtener distintos aprovechamientos, que son: producción de aceite, alimentación de la ganadería a partir de los restos del procesado para el aceite y producción de combustible biológico (biodiésel). Éste último uso está en expansión en los últimos tiempos. En España se ha producido un incremento importante en la superficie dedicada a este cultivo, pasándose de 516.000 ha en 2005 a más de 850.000 ha en 2009, con unos rendimientos medios aproximados de 1.100 kg ha-1 (MARM, 2009). La región española con mayor rendimiento y producción es Andalucía, seguida de Castilla y León y Castilla- La Mancha. El principal problema es que apenas un 10% de la superficie dedicada a este cultivo se lleva a cabo bajo riego, produciéndose descensos muy importantes en los rendimientos.
Trabajos previos indican que deben evitarse las restricciones de agua durante la fase de floración (Robinson, 1971; Browne, 1977; Unger, 1990; Stone el al., 1996). Además, Unger (1990) indicó que el déficit hídrico puede afectar a la calidad de la cosecha.
La evapotranspiración (ET) del girasol sometido a diferentes tratamientos hídricos varía entre 300 y 700 mm (Karam et al., 2007). En Bushland (Texas), Unger (1982) obtuvo una ET media para un girasol bien regado de unos 580 mm. Un trabajo posterior realizado por este mismo autor (Unger, 1990) indicó que la ET para un girasol regado sin restricciones puede variar entre 600 y 950 mm, dependiendo principalmente de la fecha de siembra. En un trabajo reciente, Howell et al. (2010) indicaron que la ET del girasol varía entre 600 y 644 mm, medida con dos lisímetros de pesada.
Allen et al. (1998) indicaron que el valor del Kc del girasol durante la fase de establecimiento es de 0,35 (Kc-inicial: 0,35), posteriormente, el Kc va aumentando hasta llegar a su valor máximo (Kc-medio: 1,00-1,15) en el momento en que se llega al máximo del porcentaje de suelo cubierto por vegetación, que suele coincidir con el inicio del periodo de floración. Finalmente, el valor del Kc va disminuyendo conforme se va produciendo la senescencia del cultivo (Kc-final: 0,35). El valor de 1,00 para el Kc-medio corresponde a un girasol cultivado en secano con una menor densidad de plantas.
El valor del Kc varia durante el ciclo fenológico de un cultivo conforme las plantas crecen y se desarrollan, a medida que la fracción de suelo cubierta por vegetación y el contenido de humedad del suelo varía, y conforme la planta madura y llega a la senescencia (Allen et al., 2007). Se ha demostrado que el Kc y el Kcb (componente transpirativa) están altamente relacionados con diferentes parámetros biofísicos del crecimiento y desarrollo del cultivo (Calera, 2005), como son: el índice de área foliar (Ritchie y Johnson, 1990; Williams y Ayars, 2005), la fracción de suelo cubierta por vegetación (de Medeiros et al., 2001; López-Urrea et al., 2009a,b), la fracción de radiación interceptada por la cubierta (Ayars et al., 2003), el porcentaje de área sombreada (Williams y Ayars, 2005) y los índices de vegetación derivados de imágenes de satélite (Bausch y Neale, 1987; Campos et al., 2010).
Los objetivos de este trabajo fueron:
a) medir la ET del girasol cultivado en un ambiente semiárido y regado por aspersión,
b) determinar los valores del coeficiente de cultivo (Kc) para realizar una programación de riegos más precisa,
c) determinar los valores del coeficiente de cultivo basal (Kcb), y
d) obtener la relación entre los coeficientes de cultivo y la fracción de suelo cubierta por vegetación (fc).
2- Materiales y Métodos.
El estudio se realizó durante la campaña agrícola de 2009 (entre los meses de abril y septiembre), en la finca “Las Tiesas”, situada en los términos municipales de Albacete y Barrax (España). Sus coordenadas geográficas son: 2º 5’ 10’’ longitud Oeste, 39º 14’ 30’’ latitud Norte, y su altitud sobre el nivel del mar es de 695 m.
El clima se caracteriza por una acusada variación estacional que se corresponde con su continentalidad, con unas temperaturas medias del mes más frío (enero) de 4-6 ºC y del mes más cálido (julio) de 23-24 ºC aproximadamente. La precipitación media anual es de unos 320 mm, concentrada principalmente en primavera y otoño. Según la clasificación agroclimática de Papadakis el clima es Mediterráneo Templado (MeTE) con invierno tipo Avena fresco (av), verano Maíz (M), con régimen térmico Templado cálido (TE) y de humedad Mediterráneo seco (Me) (Papadakis, 1966).
Según el Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 2006), el suelo de la parcela donde se ha realizado el estudio se cataloga como Petrocalcic Calcixerepts. La profundidad media del suelo de la parcela experimental es de 40 cm limitado por el desarrollo del horizonte petrocálcico que se encuentra más o menos fragmentado. La textura es franco-arcillolimosa, con un 13,4 % de arena, un 48,9 % de limo y un 37,7 % de arcilla, con un pH básico. El suelo es pobre en materia orgánica y en nitrógeno, y tiene un alto contenido en caliza activa y potasio.
Para realizar las medidas lisimétricas se utilizó un lisímetro de pesada ubicado en el centro de una parcela de 100 x 100 m, que se sembró de girasol (Helianthus annuus L. 3 var. Oleko) el 21 de abril de 2009. La dosis de siembra fue de 80.000 semillas ha-1. La separación entre filas de plantas fue 0,70 m y entre plantas dentro de una fila 0,18 m. La nascencia del cultivo se produjo el 1 de mayo y la recolección el 17 de septiembre. Las fechas de los principales estados fenológicos fueron: inicio de desarrollo vegetativo (estado V5): 5 de junio, inicio de floración (estado R3): 24 de junio e inicio de maduración (estado R8): el 25 de julio. Para el seguimiento fenológico del cultivo se utilizó la escala propuesta por Schneiter y Miller (1981). La parcela está provista de un sistema automatizado de riego por aspersión mediante cobertura total enterrada. Con ello se ha evitado cualquier tipo de restricción hídrica y se ha mantenido un elevado contenido de agua en el suelo, próximo a la capacidad de campo. También se realizó una fertilización adecuada y los pertinentes tratamientos fitosanitarios, para que las medidas de evapotranspiración fuesen representativas.
Las dimensiones del recipiente del lisímetro son de 2,3 x 2,7 m de lado y 1,7 m de profundidad, conteniendo el cultivo de girasol en las mismas condiciones de desarrollo que el resto de la parcela de protección para que los datos sean plenamente representativos. Se ha pesado de manera continua con una precisión de 250 g, lo que equivale a 0,04 mm de agua. Los valores de ET del girasol se determinaron a partir de las pérdidas diarias de masa en el lisímetro (por evaporación y transpiración) menos las pérdidas por drenaje, dividido por el área del lisímetro (6,21 m2). Los registros en que se produjeron ganancias de peso en el lisímetro (por lluvia y riego), se eliminaron de los cálculos. Estos datos se recogieron de manera automática cada quince minutos en un datalogger (CR10X, Campbell Scientific Ltd., Logan, Utah, USA). También se registraron las medias horarias y diarias. Una descripción más detallada de las características técnicas del lisímetro pueden verse en López-Urrea et al. (2006).
El manejo del riego en el lisímetro y su parcela de protección se hizo siguiendo las prácticas habituales en la zona, con el fin de obtener un rendimiento máximo. Los riegos por aspersión se aplicaron cada 3-7 días, dependiendo del valor de la ET. La parcela del lisímetro recibió 27 riegos durante la campaña, y la cantidad aportada en cada riego varió entre 8 y 28 mm. En total se aplicaron 556 mm y se obtuvo un rendimiento de 3.300 kg ha-1. Éste fue superior a los rendimientos medios (2.500 kg ha-1) obtenidos en regadío en la provincia de Albacete. El rendimiento obtenido y el agua suministrada fue similar dentro y fuera del lisímetro.
Se dispuso de una estación agro-meteorológica, próxima al lisímetro, para medir la radiación solar, la velocidad del viento, la temperatura y humedad relativa del aire, y la precipitación. La evapotranspiración de referencia (ETo) se calculó utilizando la ecuación de Penman-Monteith FAO56 (P-M FAO56) (Allen et al., 1998). Los valores de Kc se obtuvieron dividiendo la ET medida en el lisímetro entre la ETo calculada por el método de P-M FAO56.
Para obtener la fracción de suelo cubierta por vegetación (fc) se realizaron fotografías del lisímetro y la parcela de protección semanalmente. Estas fotografías se clasificaron utilizando la técnica del algoritmo de máxima probabilidad (Calera et al., 2001; Montoro, 2008).
3- Resultados y Discusión.
4- Conclusiones y Recomendaciones.
En nuestras condiciones climáticas y ambientales, la ET del girasol medida en un lisímetro de pesada, sin ningún tipo de restricción hídrica y regado por aspersión, es de 627 mm.
Los valores de Kc y Kcb máximos se obtuvieron en la etapa de floración, coincidiendo con la máxima fracción de suelo cubierta por vegetación. Los resultados obtenidos indican la necesidad de hacer un ajuste local de los coeficientes de cultivo del girasol, para realizar una programación de riegos más precisa.
La buena relación obtenida entre la fracción de suelo cubierta por vegetación y los coeficientes de cultivo (Kc y Kcb) del girasol permitirá extrapolar los resultados obtenidos a otras zonas. Durante la campaña de 2011 se volverá a implantar el cultivo de girasol en el lisímetro, con el fin de que los datos obtenidos sean más consistentes.
5- Agradecimientos.
Los autores agradecen el soporte económico recibido del proyecto PAI07-0058- 5569, financiado por la Consejería de Educación y Ciencia de Castilla-La Mancha y del proyecto AGL2009-13124, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, España.
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Fuente: XXIX Congreso Nacional de Riegos - Córdoba - España - 7 - 8 de junio de 2011
EVAPOTRANSPIRACIÓN Y COEFICIENTES DE CULTIVO DEL GIRASOL EN CONDICIONES SEMIÁRIDAS López Urrea, R., Martínez Molina, L., Montoro, A., López Fuster, P.
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