ARTICLE TÈCNIC | 25/09/2020  Joaquim Bellvert, Xavier Vallverdú i Mercè Mata

És rendible portar a terme un reg de precisió en viticultura?

En viticultura, el màxims ingressos no sempre s’aconsegueixen produint més, sinó mantenint un balanç entre producció i qualitat del raïm. Els beneficis de portar a terme un maneig del reg eficient en vinya són evidents, ja que ajuden a estalviar aigua, controlar el vigor vegetatiu, prevenir de certes malalties, i a millorar la qualitat del raïm (Chaves i altres, 2007).

Raimat vinya amb avió i satèl·lit

Durant molts anys s’ha demostrat que l’adopció d’estratègies de reg deficitari controlat (RDC) en vinya aporten una millora en la composició dels atributs dels raïms (Basile i altres 2011). Per això, però, cal conèixer el moment en què aplicar-lo, la intensitat i la duració. Actualment hi ha diferents sensors de planta que poden utilitzar-se com a indicadors de l’estat hídric del cultiu (ex. psicròmetres, dendròmetres, flux de sàvia, temperatura fulla, etc.), però la seva viabilitat tant tècnica com econòmica, encara està sota estudi. Per altra banda, encara que ha estat poc utilitzat en finques agrícoles, sobretot petites, l’ús del potencial hídric de Ytija segueix sent un dels indicadors més fiables per determinar l’estat hídric dels cultius. No obstant, cal tenir en compte que regar un cert nombre de sectors de reg en funció de la informació que ens aporta un sol sensor o una mesura de Ytija, pot arribar a ser arriscat.

La variabilitat en el sòl i orografia que pot arribar a tenir una finca, provoca que les necessitats hídriques del cultiu en les diferents subzones, siguin diferents. Per això, si el reg s’aplica de forma homogènia sense tenir en compte aquestes diferències espacials, hi ha el risc que aquelles zones amb sòls més superficials i per tant més sensibles a tenir estrès hídric, tinguin un estrès excessiu. De la mateixa manera, regar per sobre de les necessitats hídriques de la vinya, pot provocar que els nivells qualitatius del raïm no siguin els desitjats. Per tal de portar a terme un reg de precisió en vinya, cal disposar d’eines que t’estimin o mesurin les necessitats i l’estat hídric espacialment, i en base a aquesta informació i també coneixent els llindars d’estat hídric òptims i moment fenològic per tal de poder adoptar estratègies de RDC, que siguin capaces de calcular també les aportacions d’aigua de reg. Per això, la implementació del reg de precisió passa per l’ús d’una sèrie de protocols que integrin diferents tecnologies, tals com models de cultius i teledetecció, amb el coneixement fisiològic i agronòmic sobre el cultiu.

En els darrers anys, el programa Ús Eficient de l’Aigua en Agricultura de l’IRTA i bodegues Raimat han estat col·laborant en un Grup Operatiu anomenat VINECO, el qual tenia com a principal objectiu demostrar la viabilitat de portar a terme un reg de precisió en una vinya de 100 hectàrees utilitzant uns protocols que utilitzaven informació obtinguda de teledetecció, mesures fisiològiques i models de cultius.

Classificació dels sectors de reg en funció del vigor i Metodologia de Programació de Reg

El reg de la vinya es va gestionar de forma diferencial durant els anys 2016 i 2017. La vinya constava de 52 sectors de reg, d’entre 0.6 a 2.6 hectàrees on hi havia les varietats Tempranillo (12), Cabernet Sauvignon (38) i Syrah (2). Els sectors de reg es van classificar en funció del seu vigor vegetatiu promig, utilitzant l’índex de vigor vegetatiu NDVI, adquirit amb imatges aerotransportades (Figura 1). En funció del NDVI, es van classificar els sectors en les següents categories (vigor ALT, vigor MIG i vigor BAIX). En cada categoria de vigor vegetatiu i varietat, es va identificar un ‘smart point’ com a punt representatiu d’aquells sectors de reg que hi formaven part. En cadascun d’aquests ‘smart points’, s’hi van fer mesures de potencial hídric de tija (Ytija) i fracció de radiació interceptada (vigor vegetatiu), setmanalment. Aquestes mesures, s’entraven en un model de cultiu, capaç de predir les necessitats hídriques de la vinya i estimar la quantitat d’aigua a aportar tenint en compte uns llindars de Ytija pre-definits per a cada varietat i estadi fenològic, als quals es volia arribar. Els llindars de Ytija pre-definits, van ser aquells que van demostrar ser els més adients en estudis previs (Girona i altres,  2006, 2009) (Taula 1). Llavors, tots els sectors de reg de la mateixa categoria/varietat es programaven sota el mateix criteri.

                     

                   Figura 1. Zona d’estudi (Raimat), on es mostren els sectors de reg en funció de la seva categoria.                      

Taula 1. Llindars de potencial hídric de tija (Ytija) (MPa) pre-definits per a cada varietat i estadi fenològic

 

Any

Varietat

Fase I

(floració a quallat)

Fase II

(quallat a verol·lat)

          Fase III

(verol·lat a verema)

2016

Cabernet (CAB)

-0.6

-0.7

-1.2

Tempranillo (TMP)

-1.1

Syrah (SYR)

-1.0

2017

Cabernet (CAB)

-0.6

-0.8

-1.2

Tempranillo (TMP)

-0.9

-1.1

Syrah (SYR)

-0.8

-1.0

 

Anàlisis Cost-Benefici

La Taula 2 mostra el cost que va suposar portar a terme un reg de precisió en 100-ha de vinya a Raïmat utilitzant la metodologia de programació de reg establerta en aquest projecte. Així, el cost de portar a terme el RP en 100-ha de vinya, va ser de 5090 Euros, dels quals un 39.3% es deu al cost de l’adquisició de les imatges. Aquí cal emfatitzar que aquest cost actualment és significativament menor, degut a que la mateixa informació pot obtenir-se a través d’imatges de satèl·lit amb accés lliure. Poden veure’s les partides desglossades en la Taula 2.

Per altra banda, es va comparar l’adopció del reg de precisió (RP) amb un reg convencional (RC), el qual va consistir en simular la quantitat d’aigua que s’hauria aportat a les 100-ha si s’hagués regat tota la vinya de forma homogènia i aportant el 100% de les seves necessitats hídriques (Taula 3). Es va concloure que les aportacions d’aigua adoptant un reg de precisió, van ser entre 232 i 327 mm d’aigua/any, depenent de l’any, varietat i zona. En general, aquelles zones que tenien un major vigor vegetatiu, van transpirar més i per tant, les aportacions d’aigua també van ser majors, i viceversa. Les màximes diferències d’aigua aportada entre sectors de reg van arribar a ser de 84.1 mm (2016) i 79.8 mm (2017), el que va representar una diferència del 25.6% en la quantitat d’aigua aportada. Per altra banda, les simulacions van indicar que les aportacions d’aigua promig amb un RC haurien estat de 380.6 i 399.5 mm/any, respectivament al 2016 i 2017. Per tant, l’estalvi d’aigua entre l’adopció d’un reg de precisió i un convencional va ser entre un 20-32%.

Els càlculs globals de les 100-ha van indicar que en total es van aplicar uns 0.26 hm3 i 0.28 hm3 d’aigua de reg respectivament els anys 2017 i 2016, el que representa un cost total (aigua+energia) de 188.0 i 203 Euros/ha per els respectius anys. D’aquests, un 69% es corresponen al cost de l’aigua de reg i un 31% al cost energètic. Cal dir que aquests valors poden variar depenent de l’any, en funció de la demanda del cultiu. En total, els beneficis d’adoptar un RP respecte a un RC van ser de 7090 i 9960 Euros els anys 2016 i 2017, respectivament. Però, tenint en compte que el seu cost associat va ser de 5090 Euros (Taula 3), el benefici total net va ser de 2000 Euros (20 Euros/ha) al 2016 i 4870 Euros (48.7 Euros/ha) al 2017. Les diferències observades entre els dos anys s’expliquen per les diferències pluviomètriques i necessitats hídriques calculades entre anys.

Taula 2. Costs de portar a terme un reg de precisió en 100-ha de vinya, a través del model desenvolupat en aquest estudi. 

                            

Concepte

 

 

 

Cost (€ 100 ha-1)

Cost d’obtenir un mapa de NDVI (avioneta)1

 

 

 

2000

 

Cost processat imatges & locatització `smart points´

7 hores dia-1 x 1 dia x 20 € hores-1

140

 

Compra: camera de pressió Scholander2

4500 €

4503

 

Compra: ceptometre AccuPAR-80

3600 €

3604

 

Mesures de Ytija i fIRd

4 hores dia-1 x 15 dies x 20 € hora-1

1200

 

Cost desplaçaments

2 L dia-1 x 15 dies x 1.33 € L-1

40

 

Cost del model de cultiu: taxes i costs de manteniment5

3 € ha-1

300

 

Tècnic qualificat per utilizar el model6

2 hores dia-1 x 15 dies x 20 € hora-1

600

 

TOTAL

 

 

 

 

 

5090

 

 

1El cost actual aproximat d’obtenir un mapa de NDVI de 100-ha amb una avioneta és 20 € ha-1. No obstant, aquestes imatges actualment es poden obtenir a través de satèl·lit (ex. PlanetLab o Sentinel-2) a unes resolucions de 3-10 m per 5 € ha-1 o amb accés obert. 2Cost de la càmera de pressió SF-Pres35 (similar to Scholander). 3,4Amortització de l’equipament calculat en base a 10 anys. 5Preu aproximat que una empresa o bodega pagaria per a utilitzar el model. 6S’ha tingut en compte que el cost promig d’un tècnic de IRTA capaç de fer aquestes funcions és de 20 € hora-1.

Taula 3. Anàlisis comparatiu de regar una vinya de 100-ha utilitzant dues estratègies diferents: i) Reg de Precisió, utilitzant mesures de potencial hídric i vigor vegetatiu com a inputs del model desenvolupat en aquest estudi, i ii) Reg Convencional, on l’aigua s’ha aplicat de forma homogènia en tota la vinya aportant el 100% de les seves necessitats hídriques.

                  

Varietat

Cabernet Sauvignon

Tempranillo

Syrah

 

Nivell de vigor vegetatiu

ALT

MIG

BAIX

ALT

MIG

BAIX

BAIX

 

 

Area (ha)

36.4

28.8

5.8

3.3

6.8

14.9

3.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reg de Precisió (RP)

 

 

 

 

 

 

 

 

Aigua aplicada 2016 (mm)

262.0

282.3

279.8

312.9

327.5

313.0

243.5

 

Aigua aplicada 2017 (mm)

267.5

232.7

266.1

294.1

283.2

267.8

312.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reg Convencional (RC)

 

 

 

 

 

 

 

 

Aigua aplicada 2016 (mm)

359.1

351.7

323.7

439.7

400.6

407.8

381.3

 

Promig 2016 (mm)

380.6

 

Aigua aplicada 2017 (mm)

404.8

379.5

361.0

414.7

397.2

369.8

474.9

 

Promig 2017 (mm)

399.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Costs (100-ha)

RP 2016

RC 2016

RP 2017

RC 2017

 

 

 

 

hm3 aigua aplicada

0.28

0.38

0.26

0.40

 

 

 

 

Total kWh utilitzats

56390.6

76110

52223.2

79900.0

 

 

 

 

€ energia

6202.9

8372.1

5744.6

8789.0

 

 

 

 

€ aigua

14097.6

19027.5

13055.8

19975.0

 

 

 

 

Total €

20300.6

27399.6

18800.3

28764.0

 

 

 

 

€ ha-1

203.0

273.9

188.0

287.6

 

 

 

 

Estalvi (€ ha-1)

70.9

99.6

 

 

 

 

Estalvi (€ 100 ha-1)

7090.0

9960.0

 

 

 

 

 

Conclusió

Aquest estudi va demostrar la viabilitat de portar a terme un reg de precisió en 100-ha de vinya, i que l’adopció d’aquest va representar un benefici econòmic relacionat amb una reducció dels costs de l’aigua i energia. A més, cal tenir en compte, que l’adopció del reg de precisió també va millorar la qualitat del raïm. Segons Raïmat, la diferència en el preu del raïm ‘premium’ respecte a un estàndard, pot arribar a ser de 310 Euros/tonelada.

Actualment, en el marc dels projectes LISA (RIS3CAT) i IRRINTEGRAL (MINECO), IRTA està millorant la metodologia implementada en aquest estudi i està utilitzant imatges de satèl·lit (Sentinel-2 i Sentinel-3) per tal d’estimar l’estat hídric de la vinya i prendre decisions de reg utilitzant aquesta informació, conjuntament amb models de cultius.

Autoria:

Joaquim Bellvert, Xavier Vallverdú i Mercè Mata

Programa Ús Eficient de l’Aigua en Agricultura, IRTA

Més informació

Podeu ampliar la informació a través d’aquesta publicació:

J.Belvert, M.Mata, X.Vallverdú, C.Paris, J.Marsal (2019). Optimizing precision irrigation of a vineyard to improve water use efficiency and profitability by using a decision-oriented vine water consumption model. Precision Agriculture. https://link.springer.com/article/10.1007/s11119-020-09718-2
J.Bellvert, C.Jofre, A.Pelechá, M.Mata, H.Nieto (2020) Feasibility of using the two-source energy balance model (TSEB) with Sentinel-2 and Sentinel-3 images ro analyze the spatio-temporal variabiliyt of vine water status in a vineyard. Remote Sensing, 12, 14. https://www.mdpi.com/2072-4292/12/14/2299.
Basile, B., Marsal, J., Mata, M., Vallverdú, X., Bellvert, J., & Girona, J. (2011). Phenological sensitivity of Cabernet Sauvignon to water stress: Vine physiology and Berry composition. American Journal Enology and Viticulture, 62(4), 452–461.
Chaves, M. M., Santos, T. P., Souza, C. R., Ortuño, M. F., Rodrigues, M. L., Lopes, C. M., Maroco, J. P., & Pereira, J. S. (2007). Deficit irrigation in grapevine improves water-use efficiency while controlling vigour and production quality. Annals of Applied Biology, 150, 232–252.
Girona, J., Marsal, J., Mata, M., Del Campo, J., & Basile, B. (2009). Phenological sensitivity of Berry growth and composition of Tempranillo grapevines (Vitis Vinifera L.) to water stress. Australian Journal Grape & Wine Research, 15, 268–277.
Girona, J., Mata, M., del Campo, J., Arbonés, A., Bartra, E., & Marsal, J. (2006). The use of midday leaf water potential for scheduling deficit irrigation in vineyards. Irrigation Science, 24, 115–127.

Informació relacionada

El més llegit

Jornades tècniques en línia del 26 d’octubre a l’1 de novembre

El proper 5 de novembre es celebrarà la jornada en línia ‘Cafè amb la Recerca: Nano in food’

Es publica l’Informe anual sobre el mercat dels vins catalans amb Denominació d’Origen 2019