Diego Intrigliolo's talk at the FERTINNOWA conference: Sharing fertigation best practices across Europe

1. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
Decision support system and weather forecast data
for open field vegetable crops (fert)irrigation
scheduling
J.S. Rubio-Asensio1
, J.M. Ramírez-Cuesta1
,J.F.
Maestre-Valero2
, J.M. Mirás-Avalos1,3
, D.S. Intrigliolo1*
.
1
Dept. Riego. Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC), Murcia, Spain
Unidad del IVIA asociada al CSIC “Riego en la Agricultura Mediterránea”
²Universidad Politécnica Cartagena, Escuela Superior de Ingeniería Agronómica, Cartagena, Spain
3
GI-1716, Proyectos y Planificación, Dpto. Ingeniería Agroforestal, Universidade de Santiago de
Compostela, Escola Politécnica Superior de Enxeñaría, Lugo, Spain
*Corresponding author: dintri@cebas.csic.es, Tel +34656682880
1
Dept. Riego. Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC), Murcia, Spain
Unidad del IVIA asociada al CSIC “Riego en la Agricultura Mediterránea”
²Universidad Politécnica Cartagena, Escuela Superior de Ingeniería Agronómica, Cartagena, Spain
3
GI-1716, Proyectos y Planificación, Dpto. Ingeniería Agroforestal, Universidade de Santiago de
Compostela, Escola Politécnica Superior de Enxeñaría, Lugo, Spain
*Corresponding author: dintri@cebas.csic.es, Tel +34656682880

2. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
National
Retos investigación: Nitrogrape (efficient use of water & nitrogen in grapvines)
Retos colaboración: RiegoAsesor, RiegoTeL, Preciriego, Phertilizer
GO Magrama (Citrus and horticulture)
International
JPI Water IRIDA, Life Climatree, Interreg RiskAquaSoil
Contrats with private companies
Agronauta (Azud), ValoraBobal (DO Utiel-Requena)
Cajamar. Uso eficiente del agua, cambio climático.
National
Retos investigación: Nitrogrape (efficient use of water & nitrogen in grapvines)
Retos colaboración: RiegoAsesor, RiegoTeL, Preciriego, Phertilizer
GO Magrama (Citrus and horticulture)
International
JPI Water IRIDA, Life Climatree, Interreg RiskAquaSoil
Contrats with private companies
Agronauta (Azud), ValoraBobal (DO Utiel-Requena)
Cajamar. Uso eficiente del agua, cambio climático.
The research team and the funding!
CEBAS-CSIC I. Buesa, JS. Rubio, M. Parra, A. Yeves, F. Sanz, D.
Guerra, D. Hortelano, J.J. Alarcón
IVIA-STR. Unidad Asociada “Riego en Agricultura Mediterránea” L.
Bonet, E. Badal, M.A. Martinez, J.M. de Paz, D. Roca
UPV M.A. Jiménez-Bello, J. Manzano
ITAP (Albacete): A. Montoro, R. López
UCLM (Albacete). M.A. Moreno
CEBAS-CSIC I. Buesa, JS. Rubio, M. Parra, A. Yeves, F. Sanz, D.
Guerra, D. Hortelano, J.J. Alarcón
IVIA-STR. Unidad Asociada “Riego en Agricultura Mediterránea” L.
Bonet, E. Badal, M.A. Martinez, J.M. de Paz, D. Roca
UPV M.A. Jiménez-Bello, J. Manzano
ITAP (Albacete): A. Montoro, R. López
UCLM (Albacete). M.A. Moreno

3. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
INTRODUCTION
THERE ARE SEVERAL REASON FOR INCREASING
Water/Nitrogen USE EFFICIENCY IN AGRICULTURE
• FOR THE FARMER: Increase benefits – left his land
useful for the next generation.
• FOR THE CONSUMER: Buy food cheaper – more
people access to basic foods
• FOR EVERYONE: Reduce water and air pollution
• Meets with the European Union and Regional
enviromental policies.

4. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
INTRODUCTION
Castejón-Porcel et al., 2018
PARTICULAR PROBLEMS IN OUR AREA

5. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
INTRODUCTION
Pérez-Ruzafa, 2015
PARTICULAR PROBLEMS IN OUR AREA
NO3
-
concentration in groundwater and lagoon (mg L-1
)

6. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
Goals of this study
Evaluation of two strategies
1. Water supply adjustment  Adjusment the irrigation
dose through a novel method for estimating ET
(Riego-Asesor Tool, patented and under
exploitation by the SME Hispatec1
)
2. Ammonium supply  Force crops to use more N-
NH4
+
(less leachable) and less N-NO3
-
.
In a field grown muskmelon and endive crops.
1
The Riego-Asesor project is funded by the Ministry of Science
(MINECO) with FEDER co-financing through the project Retos
Colaboración RTC-2015-3453-2: "Asesor virtual para la ayuda a la
toma de decisiones sobre estrategias de riego sostenibles"

7. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
• RA models evapotranspiration.
• Soil water balance:
RIEGO-ASESOR TOOL
SWt = SW0 + P + I – RO – E – T
SWt: soil water content, SWo: initial soil water content, P: precipitation, I: Irrigation, RO:
Surface runoff, E: evaporation, T: transpiration
• The model use weather forecast and the ground cover
and the height of the plant.
• Evaporation and transpiration separately  Cultivation
practices.

8. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
Muskmelon “Piel de sapo”
Mar-Jul : 90 days
ETo: 481 mm
P: 5.3 mm
EC: 3.82 dS m-1
GROWTH CONDTIONS
Endive “Cuartana”
Nov-Feb : 101 days
ETo: 210 mm
P: 58.7 mm
EC: 4.48 dS m-1

9. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
• Each trial included three treatments:
TREATMENTS
Treatment Irrigation
Dose
N Dose N Form
Farmer F FARMER FARMER FARMER
Riego-Asesor RA (Ni) RA tool FARMER FARMER
Riego-Asesor RA (Am) RA tool FARMER N-NH4+

10. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
EXPERIMENTAL DESIGN
B2
B3
B1
Torre Pacheco,
Murcia, SPAIN
Muskmelon: 3 rows
per block and per
treatment
Endive: 5 rows per
block and per
treatment
Clay loam soil

11. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
MEASUREMENTS AND DETERMINATIONS
•Fruit yield and shoot biomass.
•Total N and N-NO3
-
in leaf tissue.
•N-NO3
-
and N-NH4
+
in leaching at 25-30
cm depth.

12. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
1er
strategy  Water supply adjusment (F vs. RA)
Endive
30/10 13/11 27/11 11/12 25/12 08/01 22/01 05/02 19/02
Irrigationvolume-2)
0
10
20
30
40
F
RA
Muskmelon
27/03 10/04 24/04 08/05 22/05 05/06
Irrigationvolumeapplied(Lm-2)
0
10
20
30
40
F
RA
F RA
TotalIrrigationvolumeapplied(Lm-2)
0
50
100
150
200
250
300
22.83 kg N ha-1
22.83 kg N ha-1
N-NO3
-
N-NH4
+
F RATotalIrrigation-2)
0
50
100
150
200
250
14.36 kg N ha-1
14.36 kg N ha-1
N-NO3
-
N-NH4
+
F
RA
F
RA
Water suppliedNitrogen supplied
Water suppliedNitrogen supplied

13. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
1er
strategy  Water supply adjusment (F vs. RA)
Endive
F RA
Yield(Shootfresh-1)
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
Muskmelon
F RA
Yield(fruitfreshweight,Kgm-2)
0
2
4
6
8
F RA
Leaves+stemfreshweight(Kgm-2)
0
2
4
6
8
a
a
a
a
aa
F RATotalNleafconcentration(mgg
dw
-1)
0
5
10
15
20
25
30
35
F RA
PhysiologicalEfficiency(kg
dw
kgN
uptake
-1)
0
20
40
60
80
100
120
F RA
AgronomicEfficiency(Kg
dw
kgN
applied
-1)
0
50
100
150
200
250
300
350
a
a
F RA
TotalNleafconce
dw
-1)
0
5
10
15
20
25
30
35
F RA
PhysiologicalE
dw
kgN
uptake
-1)
0
10
20
30
40
F RA
AgronomicEffic
dw
kgN
applied
-1) 0
50
100
150
200
250
300
350
a
a

14. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
Concluderemarksfirst
strategy
• The Riego-Asesor treatment saved 320 and
180 m3
per ha in muskmelon and endive
respectively, with no loss in yield.
• The Riego-Asesor treatment may had improved
the plant water status regard to the Farmer
treatment, and this led to a higher physiological
N efficiency.
• An approach for increasing agronomic N
efficiency may be to reduce or increase N rate
accordly with the irrigation dose.
1er
strategy  Water supply adjusment (F vs. RA)

15. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
2nd
strategy  N-NH4
+
supply, RA(Ni) vs. RA (Am)
Endive
Ni Am
Yield(Shootfresh-1)
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
2000
Muskmelon
Ni Am
Yield(fruitfreshweight,Kgm-2)
0
2
4
6
8
Ni Am
Leaves+stemfreshweight(Kgm-2)
0
2
4
6
8
a
a
a a
a
b
Ni Am
TotalNleafconcentration(mgg
dw
-1)
0
5
10
15
20
25
30
35
Ni Am
PhysiologicalEfficiency(kg
dw
kgN
uptake
-1)
0
20
40
60
80
100
120
Ni Am
AgronomicEfficiency(Kg
dw
kgN
applied
-1)
0
50
100
150
200
250
300
350
a
a
Ni Am
TotalNleafconcen
dw
-1)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Ni Am
PhysiologicalEff
dw
kgN
uptake
-1)
0
10
20
30
40
Ni Am
AgronomicEfficie
dw
kgN
applied
-1)
0
100
200
300
400
a
a

16. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
Muskmelon
Final harvest15 days to final harvest
Endive
60 days to final harvest Final harvest
2nd
strategy  N-NH4
+
supply, RA(Ni) vs. RA (Am)
Total N N-NO3-
TotalNconcentrationinleaves(mgg
dw
-1)
0
10
20
30
40
50
N-NO
3
-concentrationinleaves(mggdw
-1)
0
5
10
15
20
RA (Ni)
RA (Am)
a
b
a
b
Total N N-NO3-
TotalNconcentrationinleaves(mgg
dw
-1)
0
10
20
30
40
50
N-NO
3
-concentrationinleaves(mggdw
-1)
0
5
10
15
20
RA (Ni)
RA (Am)
a
a
a a
Total N N-NO3-
TotalNconcentration
dw
-1)
0
10
20
30
40
50
60
N-NO
3
-concentrationinleaves(mgdw
-1)
0
5
10
15
20
RA (Ni)
RA (Am)
a
a
a
a
Total N N-NO3-
TotalNconcentration
dw
-1)
0
10
20
30
40
50
60
N-NO
3
-concentrationinleaves(mgdw
-1)
0
5
10
15
20
RA (Ni)
RA (Am)
a
a
n.d.

17. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
2nd
strategy  N-NH4
+
supply, RA(Ni) vs. RA (Am)
Concentration of N-NO3
-
and N-NH4
+
in the soil solution (25-30 cm depth)
Endive
11/12 25/12 08/01 22/01 05/02 19/02
Muskmelon
N-NO
3
-(µgmL-1)
0
5
10
15
20
25
30
35
RA (Ni)
RA (Am)
24/04 01/05 08/05 15/05 22/05 29/05 05/06 12/06
N-NH
4
+(µgmL-1)
0
1
2
3
4

18. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
Concluderemarkssecond
strategy
2nd
strategy  N-NH4
+
supply, RA(Ni) vs. RA (Am)
• Muskmelon performed like a NH4
+
sensitive plant and endive
like a NH4
+
tolerant plant.
• Ammonium feed plants were using actively N-NO3
-
.
• At 25-30 cm depth, the concentrations of both NO3
-
and NH4
+
did not reflect the treatments differences.
• The low soil NO3
-
concentration at 25-30 cm depth at the end of
the growth cycle may indicated that plants at this stage were
absorbing almost enterly all the NO3
-
supply or transformed
from NH4
+
.
• In base to our data we cannot be certain that the use of NH4
+
in
sustitution of NO3
-
will be a suitable strategy to reduce NO3
-
lixiviation.

19. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
Opportunities for continuing Reseach & Innovation
PRIMA Funding program
420 M€ for Research & Innovation for the Mediterranean sea basin
Check Annual calls at: www.prima-med.org
420 M€ for Research & Innovation for the Mediterranean sea basin
Check Annual calls at: www.prima-med.org

20. Centro de Edafología y Biología aplicada del Segura (CEBAS) Grupo Agua y Cultivos
Decision support system and weather forecast data
for open field vegetable crops (fert)irrigation
scheduling
J.S. Rubio-Asensio1
, J.M. Ramírez-Cuesta1
,J.F.
Maestre-Valero2
, J.M. Mirás-Avalos1,3
, D.S. Intrigliolo1*
.
1
Dept. Riego. Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC), Murcia, Spain
Unidad del IVIA asociada al CSIC “Riego en la Agricultura Mediterránea”
²Universidad Politécnica Cartagena, Escuela Superior de Ingeniería Agronómica, Cartagena, Spain
3
GI-1716, Proyectos y Planificación, Dpto. Ingeniería Agroforestal, Universidade de Santiago de
Compostela, Escola Politécnica Superior de Enxeñaría, Lugo, Spain
*Corresponding author: dintri@cebas.csic.es, Tel +34656682880
1
Dept. Riego. Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC), Murcia, Spain
Unidad del IVIA asociada al CSIC “Riego en la Agricultura Mediterránea”
²Universidad Politécnica Cartagena, Escuela Superior de Ingeniería Agronómica, Cartagena, Spain
3
GI-1716, Proyectos y Planificación, Dpto. Ingeniería Agroforestal, Universidade de Santiago de
Compostela, Escola Politécnica Superior de Enxeñaría, Lugo, Spain
*Corresponding author: dintri@cebas.csic.es, Tel +34656682880