Programación del riego optimizada y seguimiento a tiempo real de una parcela comercial de patata

Artículo técnico

Programación del riego optimizada y seguimiento a tiempo real de una parcela comercial de patata

Bruno César Léllis, Francesc Ferrer, José María Tarjuelo y David Tous bruno@lab-ferrer.com 2019

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Patata

Programación del riego optimizada y seguimiento a tiempo real de una parcela comercial de patata Enero 2018 Bruno César Léllis Conceição, Francesc Ferrer Alegre, José María Tarjuelo Martín-Benito y David Tous

Índice 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Introducción La importancia de un buen seguimiento de la evolución fisiológica del cultivo de la patata La importancia de un buen seguimiento del balance hídrico del suelo en el cultivo de la patata Análisis de la cosecha y del margen bruto Conclusiones Referencias Cítanos

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1. Introducción La agricultura demanda una cantidad de agua muy elevada en comparación con otros sectores productivos, pudiendo llegar a consumir un 70% del agua dulce disponible (Evett y Tolk, 2009). En los últimos años la sobre explotación de los acuíferos y de las reservas de agua dulce han forzado a los organismos públicos a tomar medidas que regulen las dotaciones agrícolas y reduzcan el impacto en la naturaleza. Además de esto, los costes energéticos asociados a los sistemas de riego modernizados han subido significativamente, haciendo del uso eficiente del agua de riego y la gestión de la sequía un objetivo prioritario en el sector.

La patata (Solarum tuberosum L.) es uno de los cultivos más importantes del mundo, siendo el cuarto más cultivado con un área de 20 Mha y una producción media anual que llega a 368 Mt. En los últimos años la producción tuvo un crecimiento de 1,4 % en todo el mundo, aunque en España en las últimas décadas la producción sufrió una reducción de 60%, impulsada por una disminución del consumo, la limitación de las dotaciones por parte de las juntas centrales de regantes, los costes de insumo y semilla, y principalmente por el precio de venta de los tubérculos (FAOSTAT, 2014).

Por lo tanto, disponer de herramientas de apoyo a la decisión para minimizar los costos de producción y el impacto ambiental son básicas para garantizar la viabilidad económica de este cultivo.

Varios estudios han demostrado que aprovechamiento del agua suelo, hasta niveles que no generen un estrés hídrico, impuesto por técnicas de riego más eficientes inducen respuestas fisiológicas en la planta de patata, lo que produce un cierre parcial del estoma y un aumento en la eficiencia del uso de agua fotosintética (Jensen et al., 2010; Kiziloglu et al, 2006).

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Así, tener la posibilidad de utilizar sensores de humedad del suelo que permitan conocer el agua fácilmente disponible, además de poder relacionarla y ajustarla a la etapa fenológica del cultivo, amplía las ventajas competitivas de estos productores en el mercado de la patata. Estas técnicas se centran en aumentar la eficiencia del uso del agua de riego como una forma de aumentar los ingresos agrícolas al disminuir la presión sobre los recursos naturales.

Teniendo en cuenta todos los factores descritos anteriormente, el presente artículo pretende servir de guía para ayudar a realizar un seguimiento de la evolución fenológica del cultivo y del agua del suelo en la patata.

2. La importancia de un buen seguimiento de la evolución fisiológica del cultivo de la patata La parcela comercial escogida está ubicada en la población de Aguas Nuevas, en la provincia de Albacete, Castilla-La Mancha. La siembra fue realizada en el día 22 de marzo, utilizando una sembradora mecanizada, con espaciamiento entre líneas de 0,70 m y entre plantas de 0,25 m. La variedad de patata utilizada en esta campaña fue la Hermes.

Para el seguimiento de la evolución fenológica del cultivo fueron realizadas visitas a campo, en intervalos de 10 días, seguidas de muestreos de plantas para identificar los cambios de las etapas de crecimiento. Esto permitió determinar la evolución del desarrollo vegetativo y de las raíces. En cada visita fueron colectadas cuatro plantas representativas de toda la parcela para realizar el seguimiento fenológico y para medir parámetros de crecimiento que permitirán caracterizar la respuesta del cultivo al manejo aplicado por el productor.

Los parámetros analizados son la altura de la planta, el número de hojas, el número de tallos, la longitud total, la longitud emergida, la longitud de las raíces, el número de tubérculos, la biomasa fresca y seca, y el índice de área foliar (Fig. 1). http://www.bibliotecahorticultura.com

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Fig. 1: Medidas fisiológicas y morfológicas en laboratorio para el seguimiento del desarrollo vegetativo y productivo de la patata

Las plantas colectadas plantas para el seguimiento fenológico y del crecimiento, permitieron identificar claramente las etapas de desarrollo del cultivo, permitiendo relacionar con los factores ambientales y del manejo a los cuales fue sometida, posibilitando una mejor planificación de la campaña.

En cultivos como la patata, donde la etapa de desarrollo vegetativo es considerada un mesoestadio (según la clave BBCH), es decir, incluye dos o más estadios principales de crecimiento dentro de una misma etapa (floración e inicio de la tuberización hasta la senescencia de las hojas), tener controlado cuando se producen los cambios es muy importante para determinar los calendarios de riego y el manejo de plagas y enfermedades.

También es posible analizar la evolución fenológica del cultivo en función de los grados días de crecimiento acumulados, una vez que los tenga calibrado para la variedad utilizada. En el caso de la parcela de seguimiento, la fecha de siembra tardía hizo que el cultivo desarrollase precozmente, adelantando los cambios de estadio fenológico.

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Las temperaturas medias por encima de los 20°C y un fotoperiodo elevado generan un estímulo fisiológico en la planta, dando inicio a la translocación de los fotoasimilados a los tubérculos, si el cultivo no desarrolla correctamente la parte aérea, el acumulo de biomasa en los tubérculos es reducido, afectando el rendimiento final y la cantidad de patatas con diámetro comerciales.

Algunos autores, como Kooman et al. (1996a) discuten que la elevación de la temperatura media durante el periodo de desarrollo de las hojas y un fotoperiodo más largos hace que la acumulación diaria de biomasa si concentren en la parte aérea. Como podemos observar (Fig. 2), el desarrollo de los órganos aéreos tiene sus niveles de crecimiento más elevados coincidiendo con el periodo de mayor crecimiento de los tubérculos. Una vez que el cultivo alcanzó su punto más elevado de tuberización, la acumulación de biomasa en la parte aérea entra en descenso, dejando más una vez evidente el mecanismo de translocación de los fotoasimilados para el llenado de los tubérculos.

Fig. 2: Evolución del crecimiento de la biomasa fresca de la parte aérea y de los tubérculos de la patata

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De manera general el cultivo de la pata suele alcanza su nivel máximo de área foliar (LAI) y de biomasa de la parte área en la mitad y la campaña, una vez alcanzado el valor máximo el LAI decrece por pérdida de las hojas hasta el final del ciclo, donde toman valores cada vez más cercanos al cero. Como podemos observar, en la campaña de 2018, el cultivo alcanzo el pico de crecimiento apenas un mes antes de la cosecha, no siendo suficiente para lograr generar todo el rendimiento esperado (Fig. 3).

Fig. 3: Evolución del Índice de área foliar (LAI)

A pesar del crecimiento del cultivo estar muy influenciado por las condiciones climáticas y de temperatura, queda evidente que tener un sistema de control y seguimiento del agua del suelo en la parcela permitió reducir los efectos del clima sobre el rendimiento de la planta. Además, ha permitido adaptarse de adecuadamente a la demanda del cultivo, extrayendo el máximo rendimiento dentro de las condiciones climáticas que se encontraba. Esta afirmación puede ser respaldada por la comparación con ensayos realizados por el Centro Regional de Estudios del Agua-CREA (Universidad de Castilla-La Mancha), donde fueron probados los efectos de diferentes niveles de estrés hídrico en la patata, para las condiciones climáticas del año de 2018.

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Los rendimientos obtenidos por los investigadores del CREA, en los tratamientos en que fueron aplicados los mismos volúmenes de riego que en nuestra parcela de seguimiento, fueron muy similares a los obtenidos en este estudio, además de un porcentaje de patatas de calibre comercial prácticamente iguales.

3. La importancia de un buen seguimiento del balance hídrico del suelo en el cultivo de la patata Además de las características de la planta, también fue analizado la evolución del balance hídrico del suelo. Para esto fueron instalados sensores de humedad del suelo y una estación meteorológica en la parcela de seguimiento.

La instalación fue realizada dentro del marco seleccionado, estando posicionado en la tercera hilera de plantas a partir de la línea de aspersores.

Fueron instalados tres sensores de humedad del tipo FDR, modelo 10HS, a 10, 25 y 45 cm de profundidad. También fue instalado un medidor de potencial mátrico del suelo, modelo MPS6, a 30 cm de profundidad. Un sensor de humectación de hoja modelo LWS, fue posicionado de manera inicial, a una altura de 25 cm del suelo y posicionado justo por encima de una planta, para identificar valores positivos o negativos de humedad del aire elevados y rocío.

Una estación meteorológica fue instalada para obtener todos los datos referentes al clima y así permitir el cálculo de la ETo, además de obtener los valores de riego aplicados (Fig. 4).

Fig. 4: Instalación de los sensores y de la estación meteorológica

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Al terminar de realizar los muestreos de cosecha, fueron recogidos los sensores y la estación meteorológica anteriormente instalados en la parcela.

El equipamiento permitió un controle eficiente de la evolución del agua en el suelo, evitando riegos excesivos o que el cultivo llegase a tener algún estrés por déficit hídrico.

Segundo podemos observar (Fig. 5), durante toda la campaña el suelo tenia los niveles de agua en la capacidad de campo, estando fácilmente disponible al cultivo, propiciando un mejor desarrollo vegetativo y de los tubérculos. Es posible identifica la curva de los sensores dentro de la franja marcada de azul, que representa el porcentaje del agua del suelo que esta fácilmente disponible al cultivo.

Además, es posible ver que el potencial mátrico del suelo si ha mantenido significativamente elevado durante la campaña (más cercano al cero), indicando que la planta no tuvo resistencia para extraer el agua del suelo. De manera general, en suelos no saturados, el valor del potencial mátrico se expresa en valores negativos, pues indica la energía con la que el agua es retenida en la matriz del suelo, donde el suelo está más seco presenta valores más negativos.

Fig. 5: Evolución del agua disponible para el cultivo, riego acumulado, y potencial mátrico

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4. Análisis de la cosecha y del margen bruto Una vez detectado el punto de maduración en el cultivo (identificado por las características observadas en la parte aérea y en el tubérculo), fue dado inicio al proceso de cosecha. Para valorar el rendimiento general de la parcela del productor fue realizado el muestreo de tres pequeñas franjas de 3 m² dentro del marco de seguimiento, correspondientes a dos hileras con 2,0 m de largo.

De cada una de las muestras si determinaron los siguientes parámetros de campo: el número y peso de los tubérculos según el calibre. A partir de esas informaciones, se calculó el rendimiento total y comercial de la parcela.

Para la clasificación de los tubérculos según su calibre, fueron agrupados en tubérculos con calibre > 80 mm, entre 40 mm y 80 mm y calibre < 40 mm. Se clasifica los calibres comerciales aquellos que están comprendidos entre 40-80 mm de diámetro ecuatorial, y los calibres no comerciales los que están por debajo y por encima de estos (Tablas 1).

< 40 mm Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Suma total por diámetro Porcentaje por calibre %

27 20 8 55 18,15%

Calibres 40 – 80 mm > 80 mm Nº de Patatas por calibres 80 61 66 207 68,32%

9 22 10 41 13,53%

Tabla 1. Distribución de los tubérculos por calibres

Según el productor su rendimiento medio fue de 45.000 kg por hectárea en el año de 2018, cantidad inferior a lo que suelen obtener los productores de la zona para la variedad Hermes. Probablemente la causa de esto fue la fecha de siembra tardía, ocasionada por la grande cantidad de lluvias en inverno, principalmente a finales de febrero y principio de marzo.

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Las plantas no tuvieron tiempo de desarrollar lo suficiente para obtener el rendimiento próximo al potencial máximo esperado para la variedad (alrededor de 60.000 kg ha-1) (Tabla 2).

Rendimiento total (kg ha-1)

Rendimiento comercial (kg ha-1)

43763 47681 46519 45988

39387 42913 41867 41389

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 RENDIMIENTO PARCELA RENDIMIENTO PRODUCTOR

45.000

Tabla 2: Rendimientos totales y comerciales en la patata

Una vez cosechadas las patatas, son transportadas a las cámaras frigoríficas para pesaje y clasificación. Además, si realizan pruebas de almidón que garantizan la calidad de la patata para fritura o cocimiento, y valoran el color de la piel de los tubérculos. Las patatas quedan almacenadas en una temperatura entre 3° y 7° C, pudiendo ser diferenciadas para consumo (lavadas) o para industria.

Durante el tiempo de almacenamiento hay una gran preocupación con el control de plagas y enfermedades, que pueden dañar cantidades considerables de tubérculos. Otro factor que merma la calidad del producto es el tiempo que va a estar almacenado, una vez que ya es sabido que la patata tiene una elevada tasa de reducción del almidón a lo largo del tiempo, lo que puede ser perjudicial para un comprador que la necesita para freír.

Los costes asociados al cultivo de la patata, en función del rendimiento esperado, ponen de manifiesto que se trata de un cultivo que requiere de una elevada inversión por parte del productor (Tabla 3). Los principales costes en este cultivo son los abonados (químicos y orgánicos), el alquiler de la tierra y la semilla.

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Patata Precio

Costes calculados Semilla N-P-K (8-24-24) (kg) Potasa 50% Basura Metribuzina 50% Antara FMancozeb (45%) (l) Hora de tractor (h) Laboreo (h) Centrifugadora fertilizante (1,200 kg) (h) Cultivador (3.4 m) (h) Pulverizador (1,000 l) (h) Levantador de patata (h) Gasóleo Alquiler de tierra (ha) Coste del agua de riego (m3)

(€ unit1 ) 0,9 0,4 0,3 0,2 50 27 12,5 16 6,6 20,6 17,1 22,8 17 0,82 1000 0,11

Costes totales

Rendimiento 50.000 (kg ha-1) 1.620,00 320 162 2400 40 16,2 25 480 63,4 123,6 17,1 68,4 51 164 1000 550 7.100,70 €

Tabla 3: Costes variables para el nivel de rendimiento esperado para la patata (variedad Hermes) bajo las condiciones de Albacete, Castilla-La Mancha

Además de los costes para la implantación y manejo del cultivo, hay que tener en cuenta los gastos asociados al soporte técnico, a la compra del material y las posibles ayudas económicas del gobierno (Tabla 4).

CATEGORÍAS Ayudas gobierno (€ ha-1) Coste soporte técnico (campaña) Coste inicial de equipamiento (20 ha) Coste mantenimiento Coste plataforma online Coste instalación estación y sensores

Anuales 200,00 600,00 --250,00 180,00 150,00

Pagos únicos ----2940,00 -------

Tabla 4: Ayudas y costes adicionales en el cultivo de la patata

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En la patata, durante un ciclo productivo de 4 años en una parcela de 20 ha, los costes por hectárea para tener el sistema completo de seguimiento, con sensores de humedad, estación meteorológica, análisis y procesamiento de datos, seguimiento online de la información y mantenimiento es de 45,00 €/ha. Lo que no supone un gasto muy elevado teniendo en cuenta los beneficios potenciales del cultivo.

El margen bruto obtenido en la campaña es calculado restando los costes totales de los beneficios con la venta de la producción. El año de 2018, de acuerdo con lo observado en la zona, es un año en que la producción general de la patata estuvo afectada por las condiciones climáticas, reduciendo la oferta en el mercado. Esto hizo subir los precios considerablemente con relación a las dos campañas anteriores, en las cuales el precio de patata llego a 0,09 € Kg-1 (2016 y 2017) frente a los 0,26 € Kg-1 (2018), no siendo, en muchos casos, viable económicamente realizar la cosecha.

Considerando el rendimiento total obtenido por el productor (45.000 kg ha-1), su beneficio con la venta fue de aproximadamente 11.700,00 €. De este valor hay que restar los gastos totales y sumar las ayudas recibidas del gobierno, así que el margen bruto obtenido por el productor en el año de 2018 fue alrededor de 4.750,00 € ha-1. De este valor todavía hay que realizar descuentos de amortizaciones, de la parte de la producción destinada a la industria y de gastos indirectos, aunque según el hablado con el productor este valor se ajusta a las características de años de buen retorno financiero.

Este mismo rendimiento aplicado a condiciones de mercado no favorables, como lo visto en los años de 2016 y 2017, generaría un beneficio de venta de alrededor de 8.000,00 € ha-1, haciendo que prácticamente los beneficios si igualen a los costes productivos. Además, en estos años las condiciones climáticas fueron bastante secas, obligando al productor aportar mayores cantidades de agua de riego, que además de generar elevación en los costes de producción puede llevar a un lavado de los nutrientes del suelo. http://www.bibliotecahorticultura.com

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5. Conclusiones El consumo excesivo del agua genera una reducción en el nivel freático y en las zonas más áridas puede llevar a restricciones de su consumo. Esto puede crear a lo largo del tiempo limitaciones productivas y elevación de los costes de energéticos, factores que hacen elevar el coste total de la producción.

Por eso la utilización de sensores y estaciones de seguimiento climáticos, son favorables en la hora de planificar la campaña, por proporcionar al productor una mejor capacidad de reacción a las diferentes situaciones a las cuales puede estar sometidas el cultivo.

De esta manera siempre va a estar un paso por adelante y tendrá la posibilidad de elaborar mejores estrategias, escogiendo la que le traiga los beneficios más altos.

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6. Referencias Kooman, P.l., Fahem, M., Tegera, P., Haverkort, A.J., 1996. Effects of climate on different potato genotypes 1. Radiation Interception, total and tuber dry matter production, European Journal of Agronomy, V.5, 193-205.

Evett, S.R., Tolk, J.A. 2009. Can Water Use Efficiency Be Modeled Well Enough to Impact Crop Management? Agronomy Journal, 101, 423425.

FAOSTAT, 2014. FAOSTAT crop data. Food and Agriculture Organization of the United Nations. [on line: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC consulta: 01 de septiembre de 2018].

Jensen, C.R., Battilani, A., Plauborg, F., Psarras, G., Chartzoulakis, K., Janowiak, F., Stikic, R., Jovanovic., Z., Li, G., Qui, Z., Liu, F., Jacobsen, S.E., Andersen, M.N. 2010. Deficit irrigation based on drought tolerance and root signalling in potatoes and tomatoes Agricultural Water Management, 98 (3), 403-413.

Kiziloglu, F.M., Sahin, U., Tune, T., Diler, S., 2006. The effect of deficit irrigation on potato evapotranspiration and tuber yield under cool season and semiarid climatic conditions. J. Agron., 5, 284-288.

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7. Cítanos LÉLLIS CONCEIÇÃO, Bruno César; FERRER ALEGRE, Francesc; TARJUELO MARTÍN-BENITO, José María; TOUS, David. Programación del riego optimizada y seguimiento a tiempo real de una parcela comercial de patata [on-line].

Biblioteca Horticultura. València: Serveis per la producció editorial SPE3. Enero 2019. 18 pp. Disponible en http://publicaciones.poscosecha.com/es/489programacion-del-riego-optimizada-y-seguimiento-a-tiempo-real-de-una-parcelacomercial-de-patata.html ISBN

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Programación del riego optimizada y seguimiento a tiempo real de una parcela comercial de patata Enero 2019

Bruno César Léllis Conceição bruno@lab-ferrer.com

Francesc Ferrer Alegre

José María Tarjuelo Martín Benito Jose.Tarjuelo@uclm.es

David Tous

Un convenio entre Lab Ferrer, CREA-UCLM y Saf Sampling

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