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Modelación de
Cultivos/CROPWAT
I Taller de Fortalecimiento de los actores del foro del clima
Julio 16, 2019 – San José, Costa Rica
Carlos Navarro-Racines
A. Esquivel, D. Agudelo, J. Ramírez, et al.
c.e.navarro@cgiar.org _cenavarro
Crop & Water
CONTEXTO
Modelación de Cultivos con CROPWAT; Requerimientos hídricos de cultivos - San José, Costa Rica - Jul 2019
Por qué decisiones climáticamente inteligentes?
________________________________________
[2] Total crop yield variability explained due to climate variability over the last three decades
(Ray et al., 2015)
[2]
Contexto
• El clima influencia ~32-39% de la productividad
• Nuestros sistemas son sensibles a él, no resilientes a él
Toma de decisiones en un ambiente de riesgo
Selección de cultivares
Preparación del suelo
Fecha de siembra
Cantidad de riego
Invertir en insumos
Fecha de cosecha
La variabilidad climática hace que estas
decisiones sean difíciles
Agricultores deben tomar decisiones sensibles al clima mucho antes del inicio
de la temporada de crecimiento.
Contexto
ContextoBrecha entre la información y el usuario
Servicios Climáticos
Producción - Traducción - Transferencia - Uso
________________________________________
[3] Climate Services Partnership
[3]
= Toma de decisiones informadas sobre el clima
¿Debería conducir
un plan de
vacunación en mi
region?
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resistentes a
sequía el próximo
ciclo?
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solar puedo
esperar en esta
área?
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la ciudad debido a
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pronósticadas?
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restringir el uso
del agua?
CS
Fortalecimiento de capacidades y co-diseño
Desempeño de modelos de predicción
climática (discusión, evaluación, casos de
estudio y retos) y vías para su mejora en
Colombia, Honduras, Guatemala y Perú
Aprendizaje con expertos
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[3] Esquivel et al. (2018). Climate Services. doi: 10.1016/j.cliser.2018.09.001
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CS
Pronósticos Agro-Climáticos
• Combinan información agrícola y climática, para luego proporcionar
recomendaciones adaptadas para la agricultura.
"Este clima esta tan extraño,
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variedades a un pronostico
CS
ARREGLO INTER-INSTITUCIONAL
“Las MTAs, permiten generar
espacios de discusión entre
actores para la gestión de
información agroclimática local,
con el fin de identificar las
mejores prácticas de
adaptación a los fenómenos
climáticos, que son transferidas
a técnicos y agricultores locales
por medio del Boletín
Agroclimático Local”
Mesas Técnicas Agroclimáticas CS
Lidera y financia MADR, coordina FAO. IDEAM
suministra información climática Nacional y los
equipo de agro-climatología de los gremios en las
MTAs locales. Reuniones y boletines mensuales.
Acuerdo de voluntades.
Lidera y financia SAG. COPECO suministra información
climática. Reuniones y boletines 3 veces al año.
Coordinadores locales en cada mesa. Acuerdos de
formalización y estatutos por cada mesa.
Lidera la mesa Cafenica, bajo el Proyecto de Fontagro,
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Lidera la Universidad publica CUNORI, Anacafé,
CDRO, MAGA-PMA e INSIVUMEH
COLOMBIA (9 MTAs)
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GUATEMALA (5 MTAs)
Lidera Ministerio de Agricultura de Chile
CHILE (1 MTAs)
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Lidera Ministerio de Desarrollo Agropecuario
PANAMÁ (5 MTAs)
Lidera Ministerio de Agricultura y Ganadería
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Mesas Técnicas Agroclimáticas CS
Datos de clima
• QA/QC
• Mejor pronóstico
climático
• Modelación y big
data
Predicción
rendimiento
• Variables
clave
• Gráficos y
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Servicios agro-climáticos CS
Métodos de predicción y consenso
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de CPT
Foro hidrológico
Modelo
HBV-lite
Discusión y
consenso
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perspectiva regional hidrológico
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Mesa de agricultura
Discusión y recomendaciones
generals por país
Actualmente
Métodos de predicción y consenso
Foro del clima
Foro de aplicaciones
Mesa de agricultura
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de CPT
Modelos de
cultivo (CropWat,
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Predicciones de:
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aptas
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adecuadas (e.g. ciclo
corto, ciclo largo)
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ASIS para areas a
mitad de ciclo
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perspectiva agroclimática regional
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sector agropecuario
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Propuesta
MODELOS
DE CULTIVO
Modelos de impacto
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Opciones de
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efectivas
Necesitamos modelos de clima, cultivos e hidrológicos para cuantificar
impactos y para diseñar opciones de adaptación efectivas.
Tipos de Modelos de Cultivos (Algunos…)
ModelosEmpíricos Son descriptivos, se
derivan de datos
observados sin involucrar
procesos fisiológicos.
Dependen de la
información de
rendimiento de grandes
áreas.
Representan la relaciones
entre rendimiento y
parámetros de clima.
Se expresan
generalmente como
ecuaciones de regresión
Modelosdinámicos
Describen el modo en el
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Permiten seguir la
evolución temporal de
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del sistema (ejemplo:
balance de nitrógeno e
hídrico en el suelo)
ModelosMecanísticos
Poseen capacidad
explicativa de la fisiología
del cultivo.
Consideran aspectos
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radiación
fotosínteticamente
activa, el índice de área
foliar, la fotosíntesis, la
respiración.
Intentan utilizar
mecanismos
fundamentales de los
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suelo para simular
resultados específicos.
Función de los modelos de cultivo
• Elemento importante para tomar decisiones en agricultura.
• Permiten definir estrategias de producción en la etapa de la
planificación o durante el ciclo del cultivo.
• Semillas
• Prácticas culturales
• Fertilización
• Riego
• Uso de plaguicidas.
• Cuantificar, interpretar y predecir las necesidades hídricas de los
cultivos y el desarrollo de estos y sus rendimientos.
Función de los modelos de cultivo
• Modificando la escala de espacio y tiempo, los modelos nos permiten
evaluar el riesgo climático a través del pronóstico del tiempo
• Preparar estrategias de adaptación para minimizar los impactos
negativos del cambio climático.
• Entender como fenómenos de variabilidad inciden sobre la
productividad de los cultivos, resultado difícil de obtener a partir de
análisis estadísticos clásicos o experimentos agronómicos
tradicionales.
• Se puede utilizar para realizar experimentos de “qué pasaría si”, para
optimizar la gestión.
CROPWAT
1era Parte
Qué es CROPWAT?
• CROPWAT
• (crop = cultivo; wat = agua)
• Es un programa que utiliza el
método de la FAO Penman-
Monteith para determinar la
evapotranspiración de los
cultivos (ET) en base a datos
climáticos y de cultivo.
• Los valores de ET son utilizados posteriormente
para estimar los requerimientos de agua de los
cultivos y el calendario de riego (nuevos o
existentes).
Limitaciones
Ventajas
CROPWAT
CROPWAT El programa CROPWAT se organiza en 8 módulos diferentes, de los cuales 5 son
módulos de datos de entrada y 3 son módulos de cálculo
Clima/ETo: datos medidos de ETo o datos
climáticos que permitan el cálculo de la ETo
Penman-Monteith
Precipitación: datos de precipitación y
cálculo de la precipitación efectiva
Cultivo: datos del cultivo y de la fecha de
siembra
Suelo: datos de suelo
Patrón de cultivo: ingreso de un patrón de
cultivos para calcular el esquema de entrega
de agua
RAC: cálculo de los requerimientos
de agua de los cultivos
Programación (cultivos no
inundados o arroz): cálculo de los
calendarios de riego
Esquema: cálculo del régimen de
la oferta de agua sobre la base de
un patrón de cultivo
Primeros Pasos
• Descargar/instalar CROPWAT
• http://www.fao.org/land-water/databases-and-software/cropwat/es/
• GDrive/CROPWAT/Software
• Definir lenguaje
• Calcula Evapotranspiración
Penman-Monteith
• Desde datos de estación
• Desde CLIMWAT
• Evapotranspiración del cultivo (FAO)
• GDrive/CROPWAT/Referencias
Evapotranspiración < ET > • Combinación de 2 procesos
separados
• Evaporación
La evaporación es el proceso por el cual
el agua líquida se convierte en vapor de
agua (vaporización) y se retira de la
superficie evaporante (remoción de
vapor).
Qué variables influyen? Veamos FAO
• Transpiración del cultivo
Vaporización del agua líquida contenida en
los tejidos, de la planta y su posterior
remoción hacia la atmósfera.
Cómo pierden agua los cultivos? FAO
Evapotranspiración < ET >
• La evaporación y la
transpiración ocurren
simultáneamente y no hay
una manera sencilla de
distinguir entre estos dos
procesos.
• En las primeras etapas del
cultivo, el agua se pierde
principalmente por
evaporación directa del
suelo. Luego transpiración
principalmente.
Factores que afectan la Evapotranspiración
• ETo pérdida de agua de una
superficie cultivada estándar.
• ETc demanda evaporativa de la
atmósfera sobre cultivos que
crecen en áreas grandes bajo
condiciones óptimas.
• Cuando las condiciones de campo difieran de las condiciones
estándar, son necesarios factores de corrección para ajustar ETc (ETc
aj). Estos factores de ajuste reflejan el efecto del ambiente y del
manejo cultural de las condiciones de campo.
Ecuación de FAO Penman-Monteith ETo
La Ecuación determina la
evapotranspiración de la
superficie hipotética de
referencia.
Proporciona un valor
estándar con el cual se
puede comparar la
evapotranspiración
en diversos periodos del año
o en otras regiones así como
también puede relacionarse
con la evapotranspiración de
otros cultivos.
Más detalle Capítulo 4 FAO
CLIMWAT & CROPWAT
• Descargar/instalar CLIMWAT
• Desplegar/exportar datos de CLIMWAT
• Importar datos de clima de CLIMWAT (.pen) a CROPWAT
• Datos climatológicos
• Configurar unidades
• Guardar datos Rad/Eto
• Importar precipitación (.cli)
• Exportar precipitacion efectiva (Método USDA)
Fracción de la precipitación total utilizada para satisfacer las necesidades de agua del cultivo
• Otros métodos de precipitación efectiva (o no tener en cuenta)
• Graficar
Evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar ETc
• Evapotranspiración de un cultivo que:
• Se desarrolla libre de enfermedades
• Buena fertilización
• Crece en un campo extenso
• Bajo condiciones óptimas de humedad en el suelo
• Alcanza su producción total bajo ciertas condiciones climáticas.
• Los efectos de las distintas condiciones del tiempo atmosférico fueron
incluidos en la ETo. Los efectos de las características que distinguen la
superficie cultivada de la superficie de referencia se integran en el
coeficiente del cultivo. Para determinar ETc se multiplica ETo por el
coeficiente del cultivo.
• ETc = Kc ETo
• Kc de cultivos
Evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar ETc
• El coeficiente del cultivo es
basicamente el cociente entre la
evapotranspiracion del cultivo ETc y
la evapotranspiracion del cultivo de
referencia, Eto.
• Cuál es la diferencia con el pasto
(ETo)?
• Altura del cultivo
• Albedo (reflectancia) de la superficie del
cultivo y suelo.
• Resistencia del cultivo
• Evaporacion que ocurre en el suelo
(parte expuesta)
Evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar ETc
Miremos el manual de CROPWAT p22
Etapas del cultivo
• Etapa inicial: desde la fecha de plantación hasta que el cultivo cubre
aproximadamente el 10% de la cubierta del suelo.
• Etapa de desarrollo del cultivo: desde que el cultivo cubre el 10% del
suelo hasta la plena cobertura. La cobertura completa para muchos
cultivos se produce al inicio de la floración.
• Etapa de mediados de temporada: desde la cobertura plena hasta el
inicio de la madurez. El inicio de la madurez es a menudo percibido por
el comienzo de la madurez del cultivo, color amarillento o la
senescencia de hojas, caída de hojas, o madurez de los frutos.
• Etapa final: desde el inicio de la madurez hasta la cosecha o la plena
senescencia.
Datos de cultivo
• Kc cultivo (Cuadro 12, p110)
• Etapa días (Cuadro 11, p104)
• Profundidad radicular (Cuadro 22, p163)
• Profundidad efectiva
• Altura del cultivo: opcional
Ejemplo Maíz grano
Datos de cultivo
• Agotamiento crítico (p162, 166)
• ADT (agua disponible total): Capacidad
de un suelo de retener el agua
disponible para las plantas
• CC (Capacidad de campo): cantidad de
agua que un suelo bien drenado retiene
• PMP: contenido de humedad en el suelo
en el cual las plantas se marchitan
permanentemente
• Agua fácilmente aprovechable (AFA):
fracción de ADT que un cultivo puede
extraer de la zona radicular sin
experimentar estrés hídrico. AFA = p ADT
Ejemplo Maíz grano
Datos de cultivo
• Factor de respuesta del
rendimiento (Ky)
• Representa el efecto de una
disminución de la evapotranspiración
sobre las pérdidas de rendimiento.
• El factor de respuesta del rendimiento
(Ky) capta la esencia de las complejas
relaciones que existen entre la
producción y el uso del agua en un
cultivo, donde ocurren procesos
biológicos, físicos y químicos
Datos Suelo
• Tipo de suelo [Triangulo textural]
• Humedad del suelo disponible: Capacidad de
CAMPO – Punto de Marchitez Permanente
• Tasa máxima de infliltración del suelo:
Infiltración es igual es a la conductividad del
suelo.
• Profundidad radicular máxima (Cuadro 22)
• Agotamiento inicial de humedad del suelo (%
de Agua Disponible Total)
• Humedad inicial del suelo: calcula
automáticamente
Manos a las ‘sobras’
Resultado
Ejercicio en parejas
• Tomar datos de la estación Cereté con climatología y
climatología+pronóstico ASONDE. Calcular ETo y PE..
• Seleccionar un cultivo de interés
con ciclo corto (menor a 6 meses;
buscar datos en internet de ser
necesario) y calcule los
requerimientos hídricos normales
y pronosticados (Segundo
semestre) teniendo en cuenta el
siguiente suelo.
• Analice las diferencias entre los requerimientos normales del cultivo y
aquellos mostrados en el Segundo semestre de 2019. Socialice con el
grupo.
Programación del riego – Algunas opciones de riego
• Regar en intervalos
definidos por el
usuario
• Regar en
agotamiento
crítico:
• Regar por debajo o
por encima del
agotamiento crítico
• Regar en intervalos
fijos por etapa
CROPWAT
2da Parte
Patrón del cultivo
El módulo de patrón de
cultivos es un dato
primario de entrada,
requiriendo la información
sobre los cultivos (1 a 20)
que forman parte del
esquema. Con referencia a
cada cultivo, los siguientes
datos son necesarios:
• Archivo de cultivo
• Fecha de siembra
• Área
Módulo de abastecimiento del sistema
• Los requerimientos de
riego para cada cultivo del
sistema
• Requerimientos netos de
riego del esquema
• Superficie irrigada como
porcentaje de la superficie
total
• Requerimiento de riego
para el área real
El Módulo de abastecimiento del sistema incluye esencialmente los cálculos
para hallar:
Ejercicio en parejas
• Tomar datos de una la climatología de la estación de ejemplo y su
pronóstico. Guardar en dos archivos de clima diferentes. Calcular ETo y PE.
Idealmente usar zona con estrés hídrico.
• Seleccionar 4 cultivos (puede
usar datos de FAO) de interés con
ciclo menor a 1 año y calcule los
requerimientos hídricos normales
y pronosticados. Use los
parámetros de suelo mostrados a
continuación:
• Guarde los resultados.
• Establezca un partrón de cultivo asignando fechas de siembra congruentes
y porcentajes de área.
• Evalue y discuta los requerimientos hídricos del sistema en general.
Reflexiones
¡Gracias!
Contacto
Carlos Navarro-Racines
c.e.navarro@cgiar.org
Alejandra Esquivel
a.esquivel @ciar.org
Diego Agudelo
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Modelación de Cultivos con CROPWAT; Requerimientos hídricos de cultivos - San José, Costa Rica - Jul 2019

  • 1. Modelación de Cultivos/CROPWAT I Taller de Fortalecimiento de los actores del foro del clima Julio 16, 2019 – San José, Costa Rica Carlos Navarro-Racines A. Esquivel, D. Agudelo, J. Ramírez, et al. c.e.navarro@cgiar.org _cenavarro Crop & Water
  • 4. Por qué decisiones climáticamente inteligentes? ________________________________________ [2] Total crop yield variability explained due to climate variability over the last three decades (Ray et al., 2015) [2] Contexto • El clima influencia ~32-39% de la productividad • Nuestros sistemas son sensibles a él, no resilientes a él
  • 5. Toma de decisiones en un ambiente de riesgo Selección de cultivares Preparación del suelo Fecha de siembra Cantidad de riego Invertir en insumos Fecha de cosecha La variabilidad climática hace que estas decisiones sean difíciles Agricultores deben tomar decisiones sensibles al clima mucho antes del inicio de la temporada de crecimiento. Contexto
  • 6. ContextoBrecha entre la información y el usuario
  • 7. Servicios Climáticos Producción - Traducción - Transferencia - Uso ________________________________________ [3] Climate Services Partnership [3] = Toma de decisiones informadas sobre el clima ¿Debería conducir un plan de vacunación en mi region? Necesito plantas resistentes a sequía el próximo ciclo? ¿Cuánta energía solar puedo esperar en esta área? ¿Necisito evacuar la ciudad debido a las Fuertes lluvias pronósticadas? ¿Necesitamos empezar a restringir el uso del agua? CS
  • 8. Fortalecimiento de capacidades y co-diseño Desempeño de modelos de predicción climática (discusión, evaluación, casos de estudio y retos) y vías para su mejora en Colombia, Honduras, Guatemala y Perú Aprendizaje con expertos ________________________________________ [3] Esquivel et al. (2018). Climate Services. doi: 10.1016/j.cliser.2018.09.001 [3] CS
  • 9. Pronósticos Agro-Climáticos • Combinan información agrícola y climática, para luego proporcionar recomendaciones adaptadas para la agricultura. "Este clima esta tan extraño, No sé qué variedad Sembrar " Respuesta de algunas variedades a un pronostico CS
  • 10. ARREGLO INTER-INSTITUCIONAL “Las MTAs, permiten generar espacios de discusión entre actores para la gestión de información agroclimática local, con el fin de identificar las mejores prácticas de adaptación a los fenómenos climáticos, que son transferidas a técnicos y agricultores locales por medio del Boletín Agroclimático Local” Mesas Técnicas Agroclimáticas CS
  • 11. Lidera y financia MADR, coordina FAO. IDEAM suministra información climática Nacional y los equipo de agro-climatología de los gremios en las MTAs locales. Reuniones y boletines mensuales. Acuerdo de voluntades. Lidera y financia SAG. COPECO suministra información climática. Reuniones y boletines 3 veces al año. Coordinadores locales en cada mesa. Acuerdos de formalización y estatutos por cada mesa. Lidera la mesa Cafenica, bajo el Proyecto de Fontagro, Heifer, CIAT. Lidera la Universidad publica CUNORI, Anacafé, CDRO, MAGA-PMA e INSIVUMEH COLOMBIA (9 MTAs) HONDURAS (7 MTAs) NICARAGUA (2 MTAs) GUATEMALA (5 MTAs) Lidera Ministerio de Agricultura de Chile CHILE (1 MTAs) +25 57 Lidera Ministerio de Desarrollo Agropecuario PANAMÁ (5 MTAs) Lidera Ministerio de Agricultura y Ganadería EL SALVADOR (1 MTAs) Mesas Técnicas Agroclimáticas CS
  • 12. Datos de clima • QA/QC • Mejor pronóstico climático • Modelación y big data Predicción rendimiento • Variables clave • Gráficos y formatos Servicio climático Servicios agro-climáticos CS
  • 13. Métodos de predicción y consenso Predicciones de CPT Foro hidrológico Modelo HBV-lite Discusión y consenso Predicciones, discusión, recomendaciones y boletín perspectiva regional hidrológico Foro del clima Foro de aplicaciones Mesa de agricultura Discusión y recomendaciones generals por país Actualmente
  • 14. Métodos de predicción y consenso Foro del clima Foro de aplicaciones Mesa de agricultura Predicciones de CPT Modelos de cultivo (CropWat, DSSAT, ORYZAv3, CAF2014) Predicciones de: • Requerimientos hídricos • Estrés de sequía • Fechas de siembra más aptas • Variedades mas adecuadas (e.g. ciclo corto, ciclo largo) • Efectos en rendimiento ASIS para areas a mitad de ciclo Discusión de resultados y opciones, y recomendaciones Recomendaciones y boletín perspectiva agroclimática regional Actores locales y regionales sector agropecuario (e.g. MTAs / MAPs) Propuesta
  • 16. Modelos de impacto Datos biofísicos y de clima Opciones de adaptación efectivas Necesitamos modelos de clima, cultivos e hidrológicos para cuantificar impactos y para diseñar opciones de adaptación efectivas.
  • 17. Tipos de Modelos de Cultivos (Algunos…) ModelosEmpíricos Son descriptivos, se derivan de datos observados sin involucrar procesos fisiológicos. Dependen de la información de rendimiento de grandes áreas. Representan la relaciones entre rendimiento y parámetros de clima. Se expresan generalmente como ecuaciones de regresión Modelosdinámicos Describen el modo en el cual el sistema cambia en el tiempo Permiten seguir la evolución temporal de cada una de las variables del sistema (ejemplo: balance de nitrógeno e hídrico en el suelo) ModelosMecanísticos Poseen capacidad explicativa de la fisiología del cultivo. Consideran aspectos como la temperatura, la radiación fotosínteticamente activa, el índice de área foliar, la fotosíntesis, la respiración. Intentan utilizar mecanismos fundamentales de los procesos de la planta y el suelo para simular resultados específicos.
  • 18. Función de los modelos de cultivo • Elemento importante para tomar decisiones en agricultura. • Permiten definir estrategias de producción en la etapa de la planificación o durante el ciclo del cultivo. • Semillas • Prácticas culturales • Fertilización • Riego • Uso de plaguicidas. • Cuantificar, interpretar y predecir las necesidades hídricas de los cultivos y el desarrollo de estos y sus rendimientos.
  • 19. Función de los modelos de cultivo • Modificando la escala de espacio y tiempo, los modelos nos permiten evaluar el riesgo climático a través del pronóstico del tiempo • Preparar estrategias de adaptación para minimizar los impactos negativos del cambio climático. • Entender como fenómenos de variabilidad inciden sobre la productividad de los cultivos, resultado difícil de obtener a partir de análisis estadísticos clásicos o experimentos agronómicos tradicionales. • Se puede utilizar para realizar experimentos de “qué pasaría si”, para optimizar la gestión.
  • 21. Qué es CROPWAT? • CROPWAT • (crop = cultivo; wat = agua) • Es un programa que utiliza el método de la FAO Penman- Monteith para determinar la evapotranspiración de los cultivos (ET) en base a datos climáticos y de cultivo. • Los valores de ET son utilizados posteriormente para estimar los requerimientos de agua de los cultivos y el calendario de riego (nuevos o existentes).
  • 23. CROPWAT El programa CROPWAT se organiza en 8 módulos diferentes, de los cuales 5 son módulos de datos de entrada y 3 son módulos de cálculo Clima/ETo: datos medidos de ETo o datos climáticos que permitan el cálculo de la ETo Penman-Monteith Precipitación: datos de precipitación y cálculo de la precipitación efectiva Cultivo: datos del cultivo y de la fecha de siembra Suelo: datos de suelo Patrón de cultivo: ingreso de un patrón de cultivos para calcular el esquema de entrega de agua RAC: cálculo de los requerimientos de agua de los cultivos Programación (cultivos no inundados o arroz): cálculo de los calendarios de riego Esquema: cálculo del régimen de la oferta de agua sobre la base de un patrón de cultivo
  • 24. Primeros Pasos • Descargar/instalar CROPWAT • http://www.fao.org/land-water/databases-and-software/cropwat/es/ • GDrive/CROPWAT/Software • Definir lenguaje • Calcula Evapotranspiración Penman-Monteith • Desde datos de estación • Desde CLIMWAT • Evapotranspiración del cultivo (FAO) • GDrive/CROPWAT/Referencias
  • 25. Evapotranspiración < ET > • Combinación de 2 procesos separados • Evaporación La evaporación es el proceso por el cual el agua líquida se convierte en vapor de agua (vaporización) y se retira de la superficie evaporante (remoción de vapor). Qué variables influyen? Veamos FAO • Transpiración del cultivo Vaporización del agua líquida contenida en los tejidos, de la planta y su posterior remoción hacia la atmósfera. Cómo pierden agua los cultivos? FAO
  • 26. Evapotranspiración < ET > • La evaporación y la transpiración ocurren simultáneamente y no hay una manera sencilla de distinguir entre estos dos procesos. • En las primeras etapas del cultivo, el agua se pierde principalmente por evaporación directa del suelo. Luego transpiración principalmente.
  • 27. Factores que afectan la Evapotranspiración • ETo pérdida de agua de una superficie cultivada estándar. • ETc demanda evaporativa de la atmósfera sobre cultivos que crecen en áreas grandes bajo condiciones óptimas. • Cuando las condiciones de campo difieran de las condiciones estándar, son necesarios factores de corrección para ajustar ETc (ETc aj). Estos factores de ajuste reflejan el efecto del ambiente y del manejo cultural de las condiciones de campo.
  • 28. Ecuación de FAO Penman-Monteith ETo La Ecuación determina la evapotranspiración de la superficie hipotética de referencia. Proporciona un valor estándar con el cual se puede comparar la evapotranspiración en diversos periodos del año o en otras regiones así como también puede relacionarse con la evapotranspiración de otros cultivos. Más detalle Capítulo 4 FAO
  • 29. CLIMWAT & CROPWAT • Descargar/instalar CLIMWAT • Desplegar/exportar datos de CLIMWAT • Importar datos de clima de CLIMWAT (.pen) a CROPWAT • Datos climatológicos • Configurar unidades • Guardar datos Rad/Eto • Importar precipitación (.cli) • Exportar precipitacion efectiva (Método USDA) Fracción de la precipitación total utilizada para satisfacer las necesidades de agua del cultivo • Otros métodos de precipitación efectiva (o no tener en cuenta) • Graficar
  • 30. Evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar ETc • Evapotranspiración de un cultivo que: • Se desarrolla libre de enfermedades • Buena fertilización • Crece en un campo extenso • Bajo condiciones óptimas de humedad en el suelo • Alcanza su producción total bajo ciertas condiciones climáticas. • Los efectos de las distintas condiciones del tiempo atmosférico fueron incluidos en la ETo. Los efectos de las características que distinguen la superficie cultivada de la superficie de referencia se integran en el coeficiente del cultivo. Para determinar ETc se multiplica ETo por el coeficiente del cultivo. • ETc = Kc ETo • Kc de cultivos
  • 31. Evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar ETc • El coeficiente del cultivo es basicamente el cociente entre la evapotranspiracion del cultivo ETc y la evapotranspiracion del cultivo de referencia, Eto. • Cuál es la diferencia con el pasto (ETo)? • Altura del cultivo • Albedo (reflectancia) de la superficie del cultivo y suelo. • Resistencia del cultivo • Evaporacion que ocurre en el suelo (parte expuesta)
  • 32. Evapotranspiración del cultivo en condiciones estándar ETc Miremos el manual de CROPWAT p22
  • 33. Etapas del cultivo • Etapa inicial: desde la fecha de plantación hasta que el cultivo cubre aproximadamente el 10% de la cubierta del suelo. • Etapa de desarrollo del cultivo: desde que el cultivo cubre el 10% del suelo hasta la plena cobertura. La cobertura completa para muchos cultivos se produce al inicio de la floración. • Etapa de mediados de temporada: desde la cobertura plena hasta el inicio de la madurez. El inicio de la madurez es a menudo percibido por el comienzo de la madurez del cultivo, color amarillento o la senescencia de hojas, caída de hojas, o madurez de los frutos. • Etapa final: desde el inicio de la madurez hasta la cosecha o la plena senescencia.
  • 34. Datos de cultivo • Kc cultivo (Cuadro 12, p110) • Etapa días (Cuadro 11, p104) • Profundidad radicular (Cuadro 22, p163) • Profundidad efectiva • Altura del cultivo: opcional Ejemplo Maíz grano
  • 35. Datos de cultivo • Agotamiento crítico (p162, 166) • ADT (agua disponible total): Capacidad de un suelo de retener el agua disponible para las plantas • CC (Capacidad de campo): cantidad de agua que un suelo bien drenado retiene • PMP: contenido de humedad en el suelo en el cual las plantas se marchitan permanentemente • Agua fácilmente aprovechable (AFA): fracción de ADT que un cultivo puede extraer de la zona radicular sin experimentar estrés hídrico. AFA = p ADT Ejemplo Maíz grano
  • 36. Datos de cultivo • Factor de respuesta del rendimiento (Ky) • Representa el efecto de una disminución de la evapotranspiración sobre las pérdidas de rendimiento. • El factor de respuesta del rendimiento (Ky) capta la esencia de las complejas relaciones que existen entre la producción y el uso del agua en un cultivo, donde ocurren procesos biológicos, físicos y químicos
  • 37. Datos Suelo • Tipo de suelo [Triangulo textural] • Humedad del suelo disponible: Capacidad de CAMPO – Punto de Marchitez Permanente • Tasa máxima de infliltración del suelo: Infiltración es igual es a la conductividad del suelo. • Profundidad radicular máxima (Cuadro 22) • Agotamiento inicial de humedad del suelo (% de Agua Disponible Total) • Humedad inicial del suelo: calcula automáticamente
  • 38. Manos a las ‘sobras’
  • 40. Ejercicio en parejas • Tomar datos de la estación Cereté con climatología y climatología+pronóstico ASONDE. Calcular ETo y PE.. • Seleccionar un cultivo de interés con ciclo corto (menor a 6 meses; buscar datos en internet de ser necesario) y calcule los requerimientos hídricos normales y pronosticados (Segundo semestre) teniendo en cuenta el siguiente suelo. • Analice las diferencias entre los requerimientos normales del cultivo y aquellos mostrados en el Segundo semestre de 2019. Socialice con el grupo.
  • 41. Programación del riego – Algunas opciones de riego • Regar en intervalos definidos por el usuario • Regar en agotamiento crítico: • Regar por debajo o por encima del agotamiento crítico • Regar en intervalos fijos por etapa
  • 43. Patrón del cultivo El módulo de patrón de cultivos es un dato primario de entrada, requiriendo la información sobre los cultivos (1 a 20) que forman parte del esquema. Con referencia a cada cultivo, los siguientes datos son necesarios: • Archivo de cultivo • Fecha de siembra • Área
  • 44. Módulo de abastecimiento del sistema • Los requerimientos de riego para cada cultivo del sistema • Requerimientos netos de riego del esquema • Superficie irrigada como porcentaje de la superficie total • Requerimiento de riego para el área real El Módulo de abastecimiento del sistema incluye esencialmente los cálculos para hallar:
  • 45. Ejercicio en parejas • Tomar datos de una la climatología de la estación de ejemplo y su pronóstico. Guardar en dos archivos de clima diferentes. Calcular ETo y PE. Idealmente usar zona con estrés hídrico. • Seleccionar 4 cultivos (puede usar datos de FAO) de interés con ciclo menor a 1 año y calcule los requerimientos hídricos normales y pronosticados. Use los parámetros de suelo mostrados a continuación: • Guarde los resultados. • Establezca un partrón de cultivo asignando fechas de siembra congruentes y porcentajes de área. • Evalue y discuta los requerimientos hídricos del sistema en general.

Notas del editor

  1. Contexto Agricultura es una actividad de nicho, depende de las condiciones del nicho. Desafío inherente para agricultores: Sus medios de vida dependen de las condiciones ambientales. Cambio climático afecta la extensión y la intensidad de riesgos en agricultura. El clima influencia ~32-39% de la productividad Nuestros sistemas son sensibles a él, no resilientes a él
  2. Agricultores deben tomar decisiones sensibles al clima mucho antes del inicio de la temporada de crecimiento. Muchos agricultores planean sus cultivos con base a lo que ocurrió el año anterior La variabilidad climática hace que estas decisiones sean difíciles Entender la variabilidad climática y dar a conocer puede ayudar a producir información accionable por los agricultores. Qué variedad planto?, cuando lo hago?, cuando cosecho? y qué rendimiento voy a obtener?
  3. Las decisiones se toman a nivel nacional, regional, pero las decisiones en la realidad son tomadas a nivel local. Hay una brecha entre la información que se genera y quién realmente la necesita. Con mejor información el agricultor puede tomar mejores decisions.
  4. Datos no son información Sericios climático no solo involucra producIr mejores datos, sino traducirlos, transferirlos y usarlos. Funciona en diversos sectores Finalmente los servicios climáticos ayudan a tomar decisions informadas sobre el clima
  5. Trabajo con expertos para entender qué tan bien funciona y pronostico y como mejorarlo
  6. Gestionar el riesgo climático significa no solo evitar el riesgo que afecta negativamente a los medios de vida, sino también aprovechar los buenos años climáticos que permiten a los agricultores maximizar el rendimiento de sus insumos. Si los agricultores deciden sembrar después del 15 de junio, la mejor opción será la variedad Fedearroz 733. Recomendación: cambio de variedad resultó en un incremento de cerca de 2 tons/ha de arroz. Además de saber cuándo sembrar, Usted también puede saber la mejor variedad para sembrar!
  7. Escalamiento  Fortaleciendo capacidad a nivel regional Foros regionales, incluir puntos Son una forma innovadora para que las partes interesadas locales estén informadas acerca de las variaciones climáticas esperadas en su región, y cómo estas pueden afectar sus cultivos. Los MTAs permiten diálogos abiertos y claros sobre pronósticos climáticos estacionales y ayudan a diseñar medidas para reducir la pérdida de cultivos     Sin duda, las mesas técnicas constituyen un avance exitoso en “aterrizar” la información agroclimática a otras escalas. Persiste el reto de cómo llevar el boletín agroclimático a los agricultores y, cómo esta información que se publica cada mes ha generado cambios en el conocimiento, las prácticas y la actitud hacia un nueva toma de decisiones.
  8. Construir capacidades en modelación agronómica en personal de grupos técnicos de unidades cambio climático de Ministerios de Agricultura, y en servicios meteorológicos CropWat (corto plazo) DSSAT, ORYZAv3, CAF2014 (mediano plazo –requieren mayor calibración) Escalamiento de herramientas CIAT/CCAFS/IRI en mejoras de método actual de CPT que ya implementó COPECO Llenado de datos Área predictora y R-CPT Remuestreo para generación de escenarios para modelos agronómicos Asegurar participación presencial al menos 1-2 veces al año en Foro Regional del Clima de representantes de grupos técnicos para realizar simulaciones y boletín perspectiva agroclimática regional Fortalecer participación virtual en Foro de Aplicaciones (Mesa Agroclimática) incluyendo lideres de MAPs / MTAs
  9. Pag 65 Ecuación Penman Monteith Si cuenta con estación se puede pegar table Para calcular la humedad relativa, se puede estimar usando temperature de bulbo húmedo y seco, con lo cual se calcula la presión de vapor y luego la humedad relative Insolación, horas de sol
  10. Pag 65 Ecuación Penman Monteith Si cuenta con estación se puede pegar table Para calcular la humedad relativa, se puede estimar usando temperature de bulbo húmedo y seco, con lo cual se calcula la presión de vapor y luego la humedad relative Insolación, horas de sol
  11. Pag 65 Ecuación Penman Monteith Si cuenta con estación se puede pegar table Para calcular la humedad relativa, se puede estimar usando temperature de bulbo húmedo y seco, con lo cual se calcula la presión de vapor y luego la humedad relative Insolación, horas de sol
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  14. Pag 65 Ecuación Penman Monteith Si cuenta con estación se puede pegar table Para calcular la humedad relativa, se puede estimar usando temperature de bulbo húmedo y seco, con lo cual se calcula la presión de vapor y luego la humedad relative Insolación, horas de sol
  15. Agotamiento inicial de humedad del suelo (Agua Disponible Total)
  16. Agotamiento inicial de humedad del suelo (Agua Disponible Total)
  17. Agotamiento inicial de humedad del suelo (Agua Disponible Total)