VINECO, el Grup Operatiu per a un reg de màxima eficiència hídrica en vinya

L’Associació Europea per la Innovació en matèria de productivitat i sostenibilitat agrícoles (EIP-Agri) pretén accelerar la innovació en el sector agrari, per aconseguir una agricultura competitiva que produeixi més amb menys recursos i disminuint l’impacte ambiental. Amb aquest instrument es vol millorar l’intercanvi i la transferència de coneixements des de l’àmbit de la recerca al de l’aplicació pràctica, en els següents àmbits:

• Productivitat agrícola, producció i eficiència en l’ús de recursos.

• Bioeconomia.

• Biodiversitat, serveis dels ecosistemes i funcionalitat del sòl.

• Productes i serveis innovadors en la cadena de subministre.

• Consumidors: qualitat i seguretat alimentària i estils de vida sans.

A efectes pràctics, els actors principals de la implementació de l’EIP són els Grups Operatius (GO), formats diferents entitats o empreses vinculades amb el sector agroalimentari. Els membres d’un GO treballen conjuntament per resoldre un problema específic, ja sigui sectorial i/o territorial, o aprofitar una oportunitat concreta.

El Grup Operatiu VINECO

Un dels principals condicionants de la producció agrícola en el Mediterrani és l’estat hídric del cultiu. Les previsions indiquen que fer un maneig eficient del reg serà un factor clau a conseqüència del canvi climàtic. Portar a terme una programació de reg adient, tenint en compte les necessitats hídriques del cultiu en cada moment és crucial per obtenir la quantitat i qualitat final del producte. En el cas de la vinya és desitjable controlar el nivell d'estrès hídric al llarg del cicle vegetatiu, dins uns límits, per obtenir un producte de qualitat. En viticultura per vinificació s’ha de mantenir un equilibri entre producció i qualitat, amb l’objectiu de maximitzar els ingressos. Un dels principals reptes però, és com adoptar les estratègies de reg de forma diferencial, ja que degut a la variabilitat intraparcel·la s’han de considerar les diferents necessitats hídriques per a cada sector de reg. La novetat i repte que es planteja consisteix en establir una nova metodologia integrada i basada en l’ús d’eines d’informació geogràfica, teledetecció, models de simulació de cultius i reg, per tal de facilitar al productor la gestió del reg d’una finca comercial i assolir el màxim d’eficiència hídrica. La integració d’aquestes eines permetrà un maneig del reg diferencial considerant criteris de sensibilitat de la vinya a l'estrès hídric. La seva implementació es portarà a terme perquè en un conjunt resulti d'un cost/benefici raonable i eficaç.

El GO VINECO està format per l’empresa Codorníu S.A., la Comunitat de Regants de Raïmat i l’IRTA (Programa Ús Eficient de l’Aigua) que actua com a centre de recerca i coordinador. Aquest GO ha estat finançat com a projecte pilot innovador a la convocatòria 2015.

Objectius del projecte

L’objectiu principal és demostrar com es pot solucionar, d'una forma efectiva i pràctica per al productor, el maneig diferencial del reg (reg de precisió) en una gran finca comercial per tal d'assolir el màxim d'eficiència hídrica i qualitativa.

Aquesta solució inclou els següents aspectes:

• Gestió del reg de forma diferencial per a cada sector de reg, calculant les necessitats hídriques de la vinya (Cabernet Sauvignon, Ull de llebre i Syrah) en el context d'una gran finca.

• Reducció de l’aplicació de fitosanitaris i fertilitzants mitjançant reconversió a producció de vi en ecològic, considerant la incidència d'aquest nou maneig del cultiu sobre les noves necessitats de reg.

Per assolir l’objectiu, s’utilitza:

• L’última tecnologia i coneixement acabat de desenvolupar en la ciència de la programació de regs, teledetecció i models de cultius.

• Millores en l’enginyeria de la xarxa de reg mitjançant protocols de sectorització parcel·lària basada en tècniques de teledetecció per a l’obtenció de zones més homogènies.

Tot això ha de permetre aplicar els recursos amb precisió millorada per tal d'evitar la incidència d'eutrofització de freàtics i rentats excessius del sòl.

Accions realitzades

Per programar el reg necessitem indicadors de l’estat hídric del cultiu. El seguiment del contingut d’aigua en el sòl pot arribar a ser més fàcil que fer el seguiment de l’estat hídric de la planta però, no s’obtenen els mateixos resultats ja que representa un pas intermedi. Els darrers anys, algunes tecnologies han avançat molt significativament i faciliten al productor accedir a nivells de gestió del reg que permeten assolir sostres d’eficiència hídrica abans inimaginable.

Perquè això sigui possible a nivell pràctic, s’han integrat diferents eines que consideren diversos paràmetres que interaccionen en la resposta del cultiu (heterogeneïtat espacial del sòl, clima, fenologia, sensibilitat estacional a l’estrès hídric, maneig del cultiu, tipus de varietat). La metodologia d’aquest estudi ha seguit les següents accions:

1) Localització dels punts de referència o ‘smart points’. En base a mapes de vigor vegetatiu adquirits amb imatges multiespectrals, s’han classificat les vinyes i sectors de reg de la finca en tres classes: vigor alt (blau), mig (groc) i baix (vermell). Per cada varietat (Cabernet, Ull de llebre i Syrah) s’han seleccionat tres punts representatius en funció de la varietat i l’objectiu productiu.

Figura 1: Mapa de localització dels ‘smart points’ de l’any 2016 basat en el mapa de vigor vegetatiu de l’any 2015. Els colors del mapa indiquen la vigorositat de la vinya: alta (blau), mitjana (groc) i baixa (vermell). 

2) Mesures de verificació per a les recomanacions de reg. Són mesures necessàries per fer el seguiment de l’evolució del cultiu i del maneig cultural que se li practica. Aquestes dades s’adquireixen de dues maneres: a) mesures in situ de potencial hídric de tija (indicador de l’estat hídric) i de fracció de radiació interceptada (indicador de vigor vegetatiu) i b) amb l’ús de la teledetecció d’alta resolució multiespectral i tèrmica.

 

Figura 2. Al mapa de vigor (imatges multiespectrals), els colors indiquen el vigor del cultiu: alta (blau), mitjana (verd-groc) i baixa (groc-vermell). A l'esquerra podem veure el potencial hídric de tija (imatges tèrmiques); les tonalitats indiquen la temperatura: alta (clara) i baixa (fosca)

3) Model de recomanacions i programació del reg. Setmanalment es realitzen recomanacions per a cada sector de reg en funció de la informació adquirida als ‘smart points’. El model desenvolupat per l’IRTA (en Matlab) té en compte els següents paràmetres: fenologia de cada varietat (graus dia acumulats), resposta estacional de la conductivitat hidràulica de la planta i el sòl, resposta estacional al nivell d’estrès hídric, dades climàtiques, i els mesurats tals com la fracció de radiació interceptada (vigor) i el potencial hídric de tija (estrès hídric).

Les sortides del model de recomanacions de reg són les següents: ETo, evapotranspiració de referència (obtinguda de l’estació climàtica); Kcb, coeficient basal del cultiu, el qual correspon amb la transpiració; Ke, coeficient d’evaporació d’aigua del sòl; Kc reg, que és Kcb + Ke i és el coeficient de cultiu corresponent al màxim potencial d’evapotranspiració; i ETc, evapotranspiració del cultiu.

 

Figura 4

Per fer un maneig acurat de la demanda hídrica de la vinya, el model permet aplicar diferents estratègies de reg en funció de la varietat i fase del cicle del cultiu. Aquest és un dels motius pels quals s’observen, a la Figura 4, diferents Kc en un mateix moment. Per exemple, el Cabernet es va sotmetre a un major estrès hídric a partir del verolat. En canvi l’Ull de llebre, una varietat amb major sensibilitat al dèficit hídric, se li van aplicar Kc més grans per disminuir l’estrès hídric en el mateix període. En la mateixa Figura 4 també es pot observar que, al mes de juny, es va realitzar un despampolat o esporga en verd. Aquest maneig del cultiu redueix la capacitat de transpirar de les plantes i per això, s’ha d’aportar menys aigua (els Kc passen a ser més baixos).

4) Verificació de l’aigua aplicada. Amb una freqüència setmanal es revisen els registres dels comptadors d’aigua instal·lats en els ‘smart points’ per certificar la correcta aplicació de les dosis de reg programades i detectar qualsevol possible anomalia.

La campanya 2016 es va aplicar menys aigua al Cabernet Sauvignon i al Syrah (Figura 5) per l’estratègia de reg practicada. Aquesta els hi marcava un major llindar d’estrès hídric en comparació a l’Ull de Llebre.

5) Producció. Es quantifica la producció per ‘smart point’. 

Figura 5. Evolució del volum d’aigua aplicat acumulat l’any 2016 per ‘smart point’. 

 

Figura 6. Mapa de vigor i producció absoluta per zona (any 2016). Els colors indiquen el vigor de la vinya: alt (blau-verd), mitjà (ocre) i baix (vermell)

Anàlisi de la variabilitat

Les primeres anàlisis de la variabilitat intra-sector, utilitzant imatges de vigor vegetatiu (NDVI) amb Landsat 8, indiquen que aquesta ha disminuït respecte a l’observada en imatges dels anys 2014 i 2015.

 

Figura 7. El mapa de vigor (NDVI) de la finca indica el vigor vegetatiu de la vinya: alt (verd) i baix (vermell). En el gràfic podem veure l’evolució de la desviació estàndard dels sectors de reg (anys 2014, 2015 i 2016)

De l’evolució d’aquests mapes de vigor vegetatiu s’interpreta que el maneig diferencial del reg, portat a terme durant l’any 2016, ha permès disminuir la variabilitat intraparcel·lària respecte els anys precedents, fet que pot indicar una producció i qualitat del raïm més homogènia.

Conclusions i consideracions del GO VINECO

La teledetecció es presenta com a una eina útil per obtenir informació geoespacial dels paràmetres biofísics i bioquímics dels cultius. Així, ens ajuda a analitzar la variabilitat espacial, i ens permet prendre decisions per zonificar les finques en base a paràmetres comuns, per posteriorment poder portar a terme recomanacions de reg de forma diferencial. Per assolir aquests resultats, anualment s’han de caracteritzar els sectors de reg utilitzant la teledetecció i tenint en compte els objectius de qualitat de la campanya.

És necessari executar un maneig diferencial del reg en funció de la varietat i considerant la seva resposta, qualitativa/productiva, a la sensibilitat de l’estrès hídric.

Els models de recomanacions de reg desenvolupats per l’IRTA, permeten ajustar el reg òptim per cada sector de reg i en cada una de les fases de desenvolupament del cultiu considerant els objectius productius i qualitatius del viticultor. Això ha permès estalviar fins a un 25% en l’ús de l’aigua de reg i s’ha estimat una disminució de la variabilitat intra-sector.

En resum, el primer any de projecte pilot del Grup Operatiu VINECO, s’ha posat de manifest que l’ús d’automatismes i eines basades en la integració de la teledetecció i la simulació del reg i del cultiu, han permès un maneig pràctic i altament eficient d’una parcel·la comercial de 100 ha de vinya ecològica i convencional optimitzant els consums i essent viable econòmicament.

Autors:
Xavier Vallverdú. IRTA – Programa Ús Eficient de l’Aigua
Joaquim Bellvert. IRTA – Programa Ús Eficient de l’Aigua
Xavier Bordes. Codorniu SA