Development of methodologies to quantify spatial-temporal variability of arable crops for irrigation and fertilization management

Abstract

La creciente preocupación por el papel de la agricultura en la gestión sostenible de los recursos naturales (agua, tierra y atmósfera), combinada con la necesidad de satisfacer la demanda mundial de alimentos, crea una necesidad inmediata de mejorar los sistemas de producción. La conversión de los biosistemas agrícolas en elementos productivos altamente eficientes, económicamente rentables y sostenibles requiere la adopción de tecnología y el uso de datos veraces, repetibles y procesables. En los últimos años, ya se están aplicando e implementando sobre el terreno importantes avances tecnológicos, como los sistemas de posicionamiento globales (GPS), los monitores de rendimiento, las tecnologías de tasa variable (VRT) y otros sensores. Esta tecnología se está incorporando a la producción de cultivos en todas sus fases: siembra, fertilización, control de plagas y malas hierbas, riego, recolección, etc., para obtener la máxima información posible de cada una de ellas y permitir un manejo preciso y específico. Los avances en las diferentes estrategias y decisiones que se toman diariamente en los sistemas de producción son claves para obtener la máxima rentabilidad al menor coste posible, que es el principal objetivo de cualquier productor. El objetivo principal de esta tesis doctoral es desarrollar nuevas metodologías de información de manejo específico para caracterizar la variabilidad espacial y temporal en rasgos clave del suelo y del cultivo en dos cultivos herbáceos de gran importancia económica en Andalucía, la remolacha azucarera de siembra otoñal y el trigo duro de invierno. Dado que la remolacha azucarera es un cultivo de regadío y el trigo duro es normalmente un cultivo de secano, este trabajo se ha centrado en el desarrollo de herramientas para optimizar la gestión del riego de la remolacha azucarera y la fertilización del trigo duro. Por un lado, se ha evaluado la viabilidad de utilizar un sensor óptico portátil y económico para (1) estimar la respuesta del rendimiento del trigo a la fertilización con N y (2) generar mapas de prescripción de las recomendaciones de aplicación de N para los campos de trigo comerciales. Por otra parte, las imágenes capturadas con una cámara térmica montada en un vehículo aéreo no tripulado (UAV) se utilizaron para evaluar su potencial para caracterizar la variabilidad espacio temporal del estado hídrico de la remolacha azucarera cuando se cultiva en condiciones heterogéneas de gestión del suelo y del agua.