Manual de Usuario - Predireg
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Manual de Usuario
Autores: Dr. Omar García Tejera. Departamento de Uso Eficiente del agua en Agricultura (IRTA) Sr. Jordi Virgili Gomà. Departamento de Uso Eficiente del agua en Agricultura (IRTA)
1 ÍNDICE 2 Introducción .................................................................................................................................... 4 3 Predicciones .................................................................................................................................... 4 3.1 Tabla y gráficos de predicción................................................................................................. 5 3.1.1 Campos: .......................................................................................................................... 5 3.1.2 Tabla: ............................................................................................................................... 6 3.1.3 Gráfico de Meteorología: ................................................................................................ 6 4 Personalizar ..................................................................................................................................... 8 5 Histórico XEMA ............................................................................................................................. 10 6 ANEXO I. ........................................................................................................................................ 13 6.1 Estimación de las horas de riego .......................................................................................... 13 6.2 Estimación de la fracción de suelo humedecido................................................................... 15 7 ANEXO II ........................................................................................................................................ 17 7.1 Gestión de olas de Calor ....................................................................................................... 17 8 ANEXO III ....................................................................................................................................... 18 8.1 Estimación de la fracción de sombreo .................................................................................. 18
2 INTRODUCCIÓN La web de PrediReg, permite obtener recomendaciones de riego en base a predicciones meteorológicas con un horizonte temporal de 72h. Se trata de una web interactiva, lo que significa que el usuario no debe registrarse para obtener las recomendaciones, simplemente debe hacer la consulta a la web. 3 PREDICCIONES Imagen 1. Página de inicio de la Web de PrediReg Al acceder a la web de PrediReg, lo primero que nos encontramos es la pestaña de predicciones. En esta pestaña observaremos varios campos. - Elige una estación. Desplegable que nos permite seleccionar la estación meteorológica de interés. Por defecto aparece la estación de Raimat. Para seleccionar otra estación simplemente haga click con el botón izquierdo sobre el desplegable - Enviar consulta: Al hacer click con el botón izquierdo nos genera un cuadro y un gráfico, tal y como se muestra en la imagen 2 - Generar Excel: Al hacer click con el botón izquierdo nos genera un Excel para descargar con los valores de la predicción. Ésta acción nos permite guardar los datos de la predicción para hacer cálculos de manera personalizada.
Imagen 2. Tabla y gráficos generados al hacer click sobre el botón enviar consulta 3.1 TABLA Y GRÁFICOS DE PREDICCIÓN Al hacer click en el botón enviar consulta, veremos que nos aparecen una serie de campos con datos, una tabla y un gráfico. 3.1.1 Campos: Los campos que aparecen hacen referencia a la situación geográfica de la estación meteorológica (latitud y longitud). El momento en el que se ha hecho la consulta (en el ejemplo de la imagen 3 para el 13 de Mayo de 2021) y el cultivo asociado a la estación (En la sección Personalizar veremos cómo realizar la consulta para un cultivo distinto). La imagen 3 resalta la sección campos
Imagen 3. Campos descriptivos 3.1.2 Tabla: La tabla contiene 4 columnas: o Date: hace referencia a las fechas de predicción. El formato de fecha es Año/Mes/Día o ETo: Evapotranspiración de referencia calculada según el método propuesto en el manual de FAO 56 (Allen et al., 1998). Expresada en milímetros de agua (mm) evapotranspirada. o Necesidades de Riego: Estás son las necesidades de riego para un cultivo que transpire a sus necesidades potenciales, es decir, las necesidades de riego para que el cultivo no sufra estrés. Las necesidades de riego se expresan en milímetros de agua (mm). En el Anexo I se explica cómo convertir las necesidades de riego de nuestro cultivo a horas de riego. o Temperatura máxima del cultivo: Temperatura máxima del dosel vegetal si se encontrara en condiciones de estrés severo. Ésta temperatura debe tomarse como una alarma ya que nos da indicaciones de si el cultivo podría estar padeciendo una situación de estrés térmico y por tanto es necesario aumentar la dosis de riego. Sólo se debe tener en cuenta en situaciones en las que estemos aplicando riego deficitario El Anexo II muestra cómo gestionar el riego en caso de olas de calor. Las unidades de temperatura son grados Celsius (ºC). 3.1.3 Gráfico de Meteorología: El gráfico de meteorología es interactivo, y contiene las principales variables de interés para gestionar labores en nuestra parcela de cultivo. Por orden de aparición tenemos las siguientes variables:
o Temperatura: Temperatura del Aire en grados Celsius o Humedad relativa: Humedad relativa del aire en porcentaje o Velocidad viento: Velocidad del viento a una altura de 10 m en metros por segundo o Dirección viento: Dirección del viento en grados. 0º equivale al Norte. o Precipitación acumulada: Precipitación acumulada para el periodo de predicción en milímetros de agua. o Radiación Global: Radiación solar global en watios por metro cuadrado de suelo. o Déficit de presión de vapor: Diferencia entre la presión de vapor del aire a saturación y la presión de vapor actual del aire. Las unidades son kilo Pascales. El déficit de presión de vapor es una variable de especial interés para el cáclulo de las necesidades de riego ya que se relaciona directamente con la transpiración del cultivo. A medida que el déficit de presión de vapor incrementa, tambíen lo hace la transpiración. o Precipitación: Precipitación instantánea para el periodo de predicción en milímetros de agua. o Diá del año: Día según calendario juliano. Varía desde 1 a 365 (o 366 en años bisiestos). Como se comenta anteriormente, el gráfico que se despliega en la página principal (Imagen 3) es interactivo. La imagen 4 muestra lo que ocurre al mover nuestro cursor sobre el gráfico. Imagen 4. Interacción con el cursor sobre el gráfico. Nótese la aparición de valores para las distintas variables meteorológicas. Al situar el cursor sobre nuestro gráfico aparecen los valores correspondientes de las variables de interés. Nótese que en la imagen 4 se muestra únicamente el gráfico para los valores de temperatura. Para mostrar otra variable simplemente haremos click en el cuadrado a la izquierda de la leyenda de la variable, tal y como se muestra en la imagen 5.
Imagen 5. Cambio de variable. El gráfico muestra la evolución del déficit de presión de vapor en las próximas 72 h. Es posible mostrar varias variables de manera simultánea. Simplemente haremos click sobre las que nos interesan y se mostrarán los gráficos correspondientes. Por último, podremos hacer zoom sobre un periodo concreto de predicción que nos interese. Para ello, nos situaremos sobre la barra inferior, que muestra las horas y las fechas de predicción y la desplazaremos a izquierda o derecha según nos convenga. La imagen 6 muestra un ejemplo de ampliación del gráfico de déficit de presión de vapor para el día 14 de Mayo. Imagen 6. Ampliación del gráfico de déficit de presión de vapor para el día 14 de Mayo. Nótese la franja gris entre las fechas 14 y 15 de Mayo. La longitud de la franja se puede modificar también para hacer zoom a valores horarios. 4 PERSONALIZAR La pestaña personalizar nos permite obtener las necesidades de riego ajustadas a nuestro cultivo y zona. Para ello será necesario rellenar los distintos campos que se muestran en la imagen 7. Éstos son: - Elige una estación: Desplegable que nos permite seleccionar la estación meteorológica de interés. Por defecto aparece la estación de Raimat. Para seleccionar otra estación simplemente haga click con el botón izquierdo sobre el desplegable. - Altura sobre el nivel del mar: el usuario debe indicar la altura sobre el nivel del mar de su parcela. Las unidades son metros sobre el nivel del mar
- Fracción humedecida: Fracción de humedecimiento del suelo en tanto por uno. Para un sistema de riego a manta el valor debe ser igual a 1. Para sistemas de riego por goteo o aspersión, la fracción se calculará como el cociente entre la superficie humedecida y el marco de plantación. Ver, ejemplo de cálculo en el Anexo I. - Elige una textura. Desplegable que nos permite seleccionar la textura promedio de nuestro suelo. Para suelos con más de una textura, seleccionar la más superficial. - Elige un cultivo: Desplegable que nos permite seleccionar entre los cultivos disponibles para estimar las necesidades de riego - Porcentaje de área sombreada: Valor en tanto por uno de la fracción de sombreo del cultivo. En el Anexo III se explican distintas metodologías para su determinación. Imagen 7. Campos de inicio para la pestaña Personalizar Una vez rellenados todos los campos haremos click en el botón izquierdo sobre la pestaña generar consulta y obtendremos la tabla y el gráfico descritos anteriormente pero con los datos actualizados de acuerdo a las especificaciones de nuestro cultivo (Imagen 8, ejemplo de parcela en Maials de Almendro).
Imagen 8. Ejemplo de consulta de necesidades de riego para una plantación de Almendros en la zona de Maials. Está plantación posee un sistema de riego por goteo que humedece un 20 % (0.2) del marco de plantación. Los primeros 30cm de suelo son de textura Franco Arenosa. Se trata de una plantación adulta con una formación en vaso libre que sombrea un 60% del marco de plantación En la imagen 8 observamos el resultado al hacer click sobre el botón enviar consulta. Vemos que obtenemos una tabla y un gráfico análogos a los que se observan en la pestaña. Predicciones. Sin embargo, los valores se encuentran ajustados a nuestro cultivo y las características de nuestra parcela. Al igual que para la pestaña Predicciones, el gráfico es interactivo y nos permite realizar todas las funcionalidades descritas en el apartado anterior, cambiar de variable, obtener valores al moverse por el gráfico y hacer zoom sobre periodos concretos. 5 HISTÓRICO XEMA En la pestaña de Histórico Xema, obtendremos los valores reales de distintas variables meteorológicas registrados por la red de estaciones XEMA del Serveis Meteorologic de Catalunya. La red de estaciones . Se puede consultar los datos para cualquiera de estas estaciones a través de la dirección: https://es.meteocat.gencat.cat/xema. En PrediReg, sin embargo, sólo están disponibles aquellas
estaciones en las principales zonas de los cultivos disponibles para el cálculo de las necesidades hídricas incluidas dentro del proyecto. Para seleccionar un periodo concreto de una estación, haremos click en el desplegable de las estaciones y seleccionaremos la que nos interese. A continuación, seleccionaremos en la pestaña inicio, la fecha de inicio desde la que queremos obtener los valores meteorológicos. En la pestaña fin seleccionaremos la fecha final para la que deseamos obtener los valores. Imagen 9. Ejemplo selección fecha inicial para la estación de Raïmat Tras seleccionar el botón “Enviar Consulta”, se nos desplegará una tabla con las distintas variables disponibles. La frecuencia de registro de datos es de 30 min. Podremos descargar estos datos en un archivo Excel haciendo click sobre la pestaña “Generar Excel”.
Imagen 10. Selección de datos medidos en la estación de Raïmat para el periodo comprendido entre el 17 de Mayo de 2021 al 19 de Mayo de 2021. En la imagen sólo se muestra una fracción de la tabla
6 ANEXO I. 6.1 ESTIMACIÓN DE LAS HORAS DE RIEGO Para determinar las horas de riego en nuestra parcela, aplicaremos la siguiente fórmula: í = El valor del caudal total por árbol se obtiene multiplicando el número de elementos que aportan agua a nuestra planta por el caudal unitario de cada elemento. Hagamos un ejemplo práctico Ejemplo I: Suponemos que tenemos una parcela de Almendros adultos en Maials con un porcentaje de área sombreada del 60% (ver Anexo III para la determinación de la fracción de área sombreada), a 100 metros de altura sobre el nivel del mar. La textura de los primeros 30 cm de nuestro suelo es Franco Arenosa. La parcela, la regamos usando una doble línea de goteros y tenemos 3 goteros por planta y línea. Es decir, en total, 6 goteros por planta ( 3 goteros por planta y línea X 2 líneas = 6 goteros por planta). Cada gotero tiene un caudal unitario de 2 litros por hora. El marco de plantación es de 6 m entre plantas y 7 metros entre filas de árboles. Lo primero que vamos a hacer es acceder a la pestaña Personalizar en la web PrediReg e introducir los datos en los distintos campos, tal y como se muestra en la imagen A1 y hacer click con el botón izquierdo sobre la pestaña “Enviar Consulta”. Como se ha explicado anteriormente, ésta acción nos generará un desplegable con una tabla en la que podremos observar las necesidades de riego en mm y un gráfico (no incluido en la imagen A1) con las variables meteorológicas predichas.
Imagen A1. Características de la plantación de Almendros usada en el ejemplo I. Una vez hemos obtenido las necesidades de riego, vamos a calcular el tiempo de riego de nuestro sistema. Lo primero que tenemos que hacer el calcular el caudal total por planta. En el enunciado, hemos visto que la parcela del ejemplo tiene 6 goteros por planta de 4 litros hora cada uno, por lo tanto: = 6 4 ℎ = 24 ℎ Ahora que sabemos que cada planta recibe 12 litros a la hora, calculemos el tiempo total para aportar las necesidades de riego para el día 14 de Mayo de 2021 (2021/05/14). Para ello aplicaremos la ecuación de tiempo de riego que se muestra en la página anterior. Distancia entre líneas = 7 m entre línea de plantas Distancia entre plantas = 6 m entre plantas Necesidades de riego = 4.4 mm Caudal total por planta = 24 litros por hora y planta 7 6 4,4 = = 7,7 ℎ = 7 ℎ 42 24
Para el resto de días, el tiempo de riego será Date Necesidades de riego (mm) Tiempo de riego (horas) 2021/05/14 4,4 7,7 2021/05/15 4,5 7,9 2021/05/16 5,0 8,75 6.2 ESTIMACIÓN DE LA FRACCIÓN DE SUELO HUMEDECIDO Para determinar la fracción de suelo humedecido, calcularemos el cociente entre la zona de suelo humedecida por nuestro sistema de riego y el marco de plantación. ℎ ó = Vamos a ver los siguiente ejemplos. a) Zona humedecida forma 3 círculos aislados 3m 4m Diámetro=0.75m A1.2. Ejemplo de un cultivo con 3 goteros que forman una zona humedecida con un diámetro de 0.5m. La distancia entre plantas es 3m y la distancia entre filas de plantas es 4m. Para éste caso calcularemos primero el área humedecida por cada gotero. Al tener forma circular, usaremos la fórmula del área del círculo. á 2 0,752 Á í = = = 0,442 2 4 4 Á ú í 0,442 3 ó = 100 = 100 = 11% Á 3 4
b) Zona humedecida forma una franja continua 3m Largo = 2m Ancho = 1 m 4m A1.2. Ejemplo de un cultivo con 3 goteros que forman una zona humedecida con un diámetro de 0.5m. La distancia entre plantas es 3m y la distancia entre filas de plantas es 4m. En éste ejemplo asumiremos que la franja continua humedecida tiene una forma rectangular. Por lo tanto, para determinar su área, mediremos el ancho y el largo de la franja. ℎ ℎú ℎú 1 2 ó = 100 = 100 = 17% Á 3 4
7 ANEXO II 7.1 GESTIÓN DE OLAS DE CALOR La web PrediReg, también nos permite hacer un ajuste del riego en situaciones en las que se prevea un incremento de la temperatura del cultivo por encima de un valor crítico. Por defecto, éste valor crítico lo situaremos por encima de los 35ºC, ya que, por encima de ésta temperatura se empieza a limitar la fotosíntesis y el desarrollo en la mayoría de los cultivos. Los avisos por olas de calor los obtendremos de la columna Temperatura máxima del cultivo, tal y como se muestra en el recuadro rojo de la imagen A2.1. A2.1. Valores para la temperatura máxima del cultivo. La temperatura máxima del cultivo está calculada para plantas en estrés hídrico. En otras palabras, es el valor que tendría un cultivo que haya agotado una fracción importante de las reservas de agua del suelo y se encuentre transpirando por debajo de su valor potencial. Si usted, está regando su cultivo para satisfacer las necesidades de transpiración, de manera que la planta no sufra estrés, el valor de la temperatura de copa será más bajo que el que se muestra en la tabla. Sin embargo, si está aplicando riego deficitario, es muy probable que el valor de su temperatura de copa se aproxime al valor que se muestra en la tabla. En éste caso, la recomendación será, regar a condiciones potenciales mientras dure la ola de calor. Es decir, aplicar la cantidad de agua que se muestra en la columna de Necesidades de riego, mientras la temperatura máxima del cultivo esté por encima de los 35ºC. Si usted aplica riego deficitario, es recomendable hacer un monitoreo de algún indicador de déficit hídrico para evaluar el grado de estrés de la planta.
8 ANEXO III 8.1 ESTIMACIÓN DE LA FRACCIÓN DE SOMBREO La web de PrediReg, usa la fracción de sombreo como un sustituto de la fracción de radiación interceptada por el cultivo. Siempre que se disponga del dato, se deberá usar la fracción de radiación interceptada. Sin embargo, en situaciones donde el usuario no posea las herramientas para la estimación de la fracción de radiación interceptada, se podrán aplicar las metodologías que se proponen a continuación. Para la estimación de la fracción de sombreo aplicaremos dos metodologías distintas dependiendo de si nuestro cultivo es viña o si se trata de otro frutal. a) Frutales: Para los frutales evaluaremos la fracción de área sombreada al mediodía. En las horas centrales del día observaremos la sombra que nuestro cultivo proyecta sobre el suelo. En general observaremos que la sombra no es uniforme, sino que es una mezcla de zonas iluminadas y sombreadas. Consideraremos como valor de porcentaje de área sombreada de nuestro cultivo como el área total sombreada, respecto al marco de plantación (100% sombreado), corregido por el % de zonas iluminadas. Veamos un ejemplo en Almendro:
A.3.1 Sombra proyectada al mediodía por una plantación de Almendro en vaso libre con un marco de plantación de 3.5 m entre plantas y 5.5 m de calle. La línea roja representa el diámetro de la sombra proyectada. En la imagen A.3.1, observamos la sombra proyectada por un almendro en vaso libre. El marco de plantación es de 3.5 x 5.5 m. La línea roja representa una hipotética medida de diámetro de sombra. El valor de dicho diámetro (de la línea roja) es de 3m. Vamos a calcular la fracción de área sombreada: En éste caso, al tratarse de un árbol en vaso libre, la forma de la sombra proyectada al medio día es circular. En la imagen A.3.1, el círuclo azul representa la forma circular de la sombra proyectada. Calcularemos pues, el área de la fracción sombreada usando la fórmula del área del círculo; tal y como hicimos en el Anexo I para determinar la fracción humedecida en el caso de goteros aislados. á 2 32 Á = = = 7,06 2 4 4 El valor del diámetro corresponde a la medida de la línea roja. En el ejemplo, este valor es de 3m. Por tanto, al aplicar la fórmula anterior el área sombreada total es 7,06 m2. Una vez que hemos calculado nuestra área sombreada, podemos obtener la fracción de área sombreada como Á 7,06 ó á = = = 0,37 ó 3,5 5,5 b) Viña: Para el caso de la viña procederemos de manera distinta. En éste caso calcularemos el cociente entre el ancho de la sombra proyectada a las 10:00 am respecto a la longitud de la calle. Es importante hacer las mediciones siempre a la misma hora. Veamos un ejemplo práctico.
A3.2. Sombra proyectada por una plantación de vid en Marzo. La línea roja representa el ancho de la calle ( 3 m) y la línea azul en ancho de la sombra poryectada a las 10:00 am (0.5m). En la imagen A.3.2, vemos un viñedo en una fase inicial de crecimiento. La distancia de la calle viene marcada por la línea roja y es de 3m. La longitud de la sombra proyectada viene marcada por la línea azul y es de 0.5m. Por tanto, para este ejemplo la fracción de área sombreada será: 0.5 ó á = = = 0.16 3
Referecnias Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. and Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements. FAO irrigation and drainage paper. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.
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