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Root zone soil moisture Estimates at the daily and agricultural parcel scales for Crop irrigation management and water use impact – a multi-sensor remote sensing approach

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La medición directa de la humedad del terreno, un poco más cerca de hacerse realidad gracias a un nuevo algoritmo de detección remota

El aumento de la eficiencia del uso del agua en la agricultura está vinculado con la escasez de agua y la sequía. Se ha puesto en marcha una iniciativa de la Unión Europea para optimizar la gestión del riego en las explotaciones agrarias mediante su ajuste a los requisitos hídricos de los cultivos durante toda la temporada de cultivo.

Alimentos y recursos naturales

La región del Mediterráneo es una de las áreas más sensibles al cambio climático. El incremento de las temperaturas hará que disminuyan los recursos hídricos y el aumento de las precipitaciones pondrá en peligro los posibles planes de riego y expansión, además de aumentar la competencia y los conflictos asociados a la limitación de los recursos hídricos. Por otra parte, las evaluaciones del rendimiento del riego sobre el terreno muestran un desajuste entre los requisitos de riego y la cantidad de agua de riego que realmente se aplica. El riego excesivo de los cultivos implica un aumento del consumo de agua y de los contaminantes exportados, mientras que el riego insuficiente reduce el rendimiento de la cosecha. El proyecto financiado con fondos europeos REC ha propuesto «una solución innovadora a la necesidad de humedad de la zona radicular a nivel del terreno para la gestión del riego mediante el desarrollo de un algoritmo innovador y operativo», afirma la coordinadora del proyecto, la doctora María José Escorihuela. Por primera vez, este algoritmo calcula el momento y el volumen de riego necesario durante toda la temporada agrícola. «La monitorización del riego es fundamental para una gestión eficiente de los recursos hídricos en las regiones áridas y semiáridas».

Metodologías de detección remota y datos satelitales para gestionar mejor el riego de los cultivos

El equipo de REC llevó a cabo su investigación a partir de datos de detección remota recopilados por los satélites Soil Moisture Ocean Salinity (Satélite de Humedad terrestre y Salinidad en los Océanos), Sentinel 1, 2 y 3, y Landsat, entre otros. Validó los hallazgos en una moderna área de regadío en Segarra-Garrigues (España) y en un perímetro de regadío de la llanura de Al Hauz, que forma parte de la cuenta del Tensift (Marruecos). «La idea básica es obtener una primera aproximación de la humedad del terreno en la zona radicular, para integrar estas observaciones en un modelo que simule los flujos de agua del cultivo durante toda la temporada y obtener el riego necesario como la diferencia entre las estimaciones diarias de la humedad de la zona radicular», explica el doctor Olivier Merlin, investigador del proyecto. El modelo es muy eficiente (correlación de 0,9 y error de 40 mm) para la cantidad de riego acumulado durante la temporada (incluido el riego por goteo y por inundación), a la vez que se obtienen errores aceptables (0,5, 30 mm) para el riego acumulado a lo largo de dos semanas. Los valores de la humedad diaria de la zona radicular y la evapotranspiración del terreno (el retorno del vapor de agua a la atmósfera mediante la evaporación de las superficies terrestres y acuáticas) simulados a partir de los riegos obtenidos eran muy próximos a los estimados por los riegos realmente realizados. La investigación demuestra la utilidad de los datos satelitales para estimar el riego y, como consecuencia, para calcular mejor el balance hidrológico de las áreas agrícolas. También muestra que pueden esperarse mejoras significativas a escala entre diaria y semanal mediante la reducción del tiempo de revisión de los datos de detección remota.

Enfoques innovadores en respuesta a las necesidades de gestión del riego

Además, los socios del proyecto desarrollaron nuevas metodologías y mejoraron los métodos actuales para calcular la humedad de la superficie del terreno. Actualmente, se pueden obtener cada tres días datos de humedad de la superficie del terreno mediante detección remota de alta resolución con independencia de cuáles sean las condiciones climatológicas. Se llevaron a cabo intensivos experimentos de campo, que abarcaron una amplia variedad de entornos de riego y humedad del terreno, para validar completamente los flujos agua y de humedad del terreno. El doctor Escorihuela concluye: «El proyecto REC ha permitido realizar un importante avance en la estimación mediante detección remota de la humedad de la zona radicular a escala diaria y de parcelas agrícolas para la gestión del riego de los cultivos. En consecuencia, ha sentado las bases para un sistema completo de gestión del riego mediante detección remota que hace más fiables las decisiones relativas a la eficiencia del uso del agua en la agricultura». Esta investigación se ha llevado a cabo con el apoyo del programa Marie Curie.

Palabras clave

REC, humedad del suelo, cultivo, gestión del riego, humedad de la zona radicular, agricultura, algoritmo de detección remota

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