ARTICLE TÈCNIC | 09/02/2021  Joan Girona, Joaquim Bellvert i Jaume Casadesús

Oportunitats del reg de precisió

Un reg eficient, que s’ajusti a la demanda dels cultius i que asseguri una bona producció i qualitat del producte, al mateix temps que sigui molt respectuós amb el medi, és totalment necessari i de ben segur que el consumidor final ho valorarà.

Mesures d’humitat del sòl amb sonda de neutron

Mesures d’humitat del sòl amb sonda de neutrons. Foto: IRTA

  1. Introducció: importància del reg i necessitat d'optimitzar-lo

L’aigua destinada al reg és un recurs limitat que convé gestionar de forma intel·ligent per tal de treure’n el màxim rendiment (agronòmic, econòmic, social, ambiental...) al mínim cost possible (econòmic i ambiental). En un escenari on la pluviometria és insuficient per cobrir la demanda hídrica dels conreus i assegurar una producció acceptable, la disponibilitat d’aigua de reg és una font de riquesa que permet la competitivitat del sector primari i la persistència d’activitat econòmica lligada al territori. Al mateix temps, l’aigua de reg té un cost directe lligat al manteniment i l’amortització d’infraestructures de captació d’aigua, emmagatzematge, distribució i bombament, entre d’altres, i indirecte associat als efectes negatius que una inadequada gestió del reg pot aportar (un excés de reg pot implicar sobrecostos en adobs, fitosanitaris o mà d’obra, com per exemple, la necessària per al control d’un excessiu creixement vegetatiu d’algunes plantacions).

Una mala gestió hídrica dels cultius pot afectar la qualitat de la collita o l’estat fitosanitari d’aquests cultius. Ambientalment, un ús ineficient del reg pot arrossegar adobs i fitosanitaris cap al medi, reduint-ne l’eficiència a les explotacions i produint un efecte contaminant. Per a tot això, un reg eficient, que s’ajusti a la demanda dels cultius i que asseguri una bona producció i qualitat del producte, al mateix temps que sigui molt respectuós amb el medi, és totalment necessari i de ben segur que el consumidor final ho valorarà.

  1. Complexitat de programar bé el reg

La programació del reg seria fàcil si les necessitats teòriques dels cultius fossin clares, l’aigua fos barata i abundant i no tinguéssim altres limitacions que interactuïn amb el reg. Però sovint, a la pràctica, les coses no són tan senzilles. D’una banda, no sempre estem segurs de les necessitats teòriques d’aigua dels cultius. És a dir, no sabem quanta aigua consumirien si no hi hagués cap factor limitant, i hem de ser conscients que el nombre de factors que interactuen amb el reg és elevat. Per exemple, l’estructura de la vegetació (dimensions físiques dels arbres, marcs de plantació, porositat de la coberta vegetal, sistemes de formació o fins i tot orientació de les files) afecten la quantitat de llum interceptada pels arbres i, en conseqüència, la seva capacitat de transpiració i de fer fotosíntesi (Girona et al., 2011).

La càrrega de fruits també té un efecte directe sobre la demanda d’aigua dels cultius, ja que s’ha comprovat que la eliminació de fruits redueix de forma clara i sostinguda el grau d’obertura dels estomes (Marsal et al., 2008) i que això es relaciona amb reduccions en la transpiració de l’arbre. Però quan les disponibilitats d’aigua són inferiors als requeriments o per d’altres raons es volen aplicar estratègies de Reg Deficitari Controlat (RDC), el seguiment fenològic dels cultius és important, ja que cal conèixer la sensibilitat estacional de cada cultiu a l’estrès hídric i en funció d’aquesta escollir el moment i intensitat idonis per reduir les quantitats d’aigua a aportar per sota de la demanda hídrica. En aquest sentit, nombrosos estudis han demostrat que l’adopció d’estratègies de RDC té un efecte directe en la millora de la qualitat dels fruits com, per exemple, en vinya (Girona et al. 2009) o presseguer (Girona 2002, Gelly et al., 2004).

Moltes d’aquestes interaccions s’han estudiat abastament al llarg dels darrers anys, i aporten una gran bossa de coneixement agronòmic que ajuda a orientar la gestió del reg, a l’hora de com determinar i aplicar la quantitat d’aigua idònia en el moment i lloc adequats, tenint en compte tots els limitants comentats amb anterioritat a més de la pròpia variabilitat del sòl, que segueix sent un repte. Les parcel·les són variables i això fa que haguem de tractar-les com a tal, és a dir, si reguem de forma unitària una finca, existeix el risc de sobrerregar certes zones i estressar-ne d’altres. Per tant, a la hora de programar el reg, també hem de tenir en compte la capacitat d’emmagatzemament d’aigua del sòl, al mateix temps que disposar d’eines que ens aportin informació espai-temporal dels cultius i/o sòls i que ens ajudin a portar a terme un maneig del reg diferencial.

Tot aquest raonament es veu agreujat, i requereix encara més precisió en la gestió del reg quan es presenten condicions d’entorn desfavorables, com pot ser la utilització d’aigua de baixa o molt baixa qualitat o recursos hídrics molt limitats.

  1. Noció de reg de precisió

Amb el concepte de Reg de Precisió ens referim a la capacitat d’ajustar el reg de manera molt fina a unes necessitats hídriques del cultius, les quals canvien al llarg del temps i també en l’espai, tant entre parcel·les com a dins mateix d’aquestes. Canvien en el temps perquè els cultius creixen (es desenvolupen vegetativament) i varien les condicions meteorològiques. També, la sensibilitat de les plantes a la disponibilitat d’aigua, o els efectes en la qualitat del producte, canvien en diferents fases del cicle vegetatiu. I a més, la disponibilitat d’altres fonts d’aigua, complementàries del reg, com és l’aigua de pluja emmagatzemada al sòl, canvien amb el temps. La variabilitat en l’espai prové en bona part de la variabilitat natural del sòl, sovint relacionada amb la topografia i amb la història prèvia de les parcel·les.

                                       Sequera. Foto: IRTA                                                                                        Reg localitzat. Foto: IRTA

La variabilitat del sòl s’acostuma a reflectir en el creixement vegetatiu (Bellvert et al. 2012), però la vegetació, també pot variar en l’espai per ella mateixa, segons el material vegetal, el disseny de les plantacions, la seva gestió agronòmica o el seu historial. Partint de la definició d’Agricultura de Precisió que en fa la Societat Internacional d'Agricultura de Precisió (ISPA), i traslladant-ho a l’àmbit de la gestió hídrica dels conreus, podríem definir que el Reg de Precisió és una estratègia de gestió del reg que recull, processa i analitza dades temporals, espacials i individuals i les combina amb altres informacions per a donar suport a les decisions de maneig de reg d’acord amb la variabilitat estimada, i així millorar l’eficiència en l’ús de l’aigua, l’energia i altres recursos, la productivitat, la qualitat, la rendibilitat i la sostenibilitat de la producció agrícola. En aquests termes, el desenvolupament i l’ús d’eines integrades que ens permetin fer un reg de precisió és essencial per a poder maximitzar la productivitat de l’aigua de reg.

  1. Tecnologies de suport al reg de precisió

Com hem comentat, un reg de precisió demana poder anar ajustant sobre la marxa el reg en funció de l’estat dels cultius i de les seves necessitats hídriques. Captar informació de com es troben els cultius, actualitzar l’estimació de les seves necessitats d’aigua i de quina part d’aquesta s’ha d’aportar pel reg, per finalment, aplicar-ho. Això es podria fer manualment, però duria molta feina. A la pràctica, sol ser molt més viable recolzar-se en tecnologies que ho facilitin. D’una banda, tecnologies que captin informació sobre l’evolució del cultiu i el seu entorn immediat, com poden ser els sensors d’humitat al sòl o sensors de planta (e.g. temperatura, flux de sàvia, turgència, etc.).

El gran limitant d’aquest tipus de sensors, però, és que només mesuren una sola planta, o una porció molt limitada de sòl, i en base a la informació registrada es pren una decisió de reg per a tot el sector. Per això, integrar aquests valors dels sensors a models més complexos de gestió de l’aigua al sòl (Domínguez-Niño et al., 2020) o a aquells en què el sensor és un complement d’altres mesures (Casadesús et al., 2012) poden aportar solucions molt interessants.

És evident que les necessitats hídriques i l’estat hídric dels cultius acostuma a variar espacialment dins les mateixes parcel·les, i un complement o alternativa als sensors puntuals són les tècniques de teledetecció, les quals permeten obtenir informació espai-temporal de la parcel·la i no tan sols la porció sensoritzada. Totes aquestes dades requereixen algun tipus de processament per destriar-ne aquella informació que realment és rellevant i interpretar-la en termes de decidir com reajustar el reg.

Mesura de la temperatura foliar com indicador de l’estat hídric dels cultius. Foto: IRTA // Potencial hídric de tija amb càmera de pressió com a indicador de l’estat hídric dels cultius. Foto: IRTA

Tubs instal·lats al sòl d’una plantació d’ametller per a mesurar l’humitat a diferents profunditats. Foto: IRTA // Mapa de l’estat hídric a nivell d’arbre, adquirit amb imatge tèrmica aerotransportada. Foto: IRTA, IAS-CSIC

Els models de simulació dels cultius són molt útils per encaixar aquest tipus d’informació i recalcular els propers regs a aplicar. I finalment, aquesta informació ha de moure’s d’un lloc a un altre. Contretament des del camp fins al mòbil o ordinador del regant, passant pel ‘núvol’, que és on s’acostuma a integrar i processar actualment les dades, i de nou al camp. Per això que les telecomunicacions i el tractament digital de les dades en són també una part indispensable.

  1. Breu introducció al Dossier Tècnic nº 107: “Agricultura de precisió: aplicacions al reg”

En aquest Dossier es fa un repàs als conceptes generals que hi ha al darrera del reg de precisió, i, en general, del tractament digital del reg. Amb això volem apropar els regants a les oportunitats que van apareixent de poder practicar uns regs més precisos, més optimitzats, a les casuístiques de les seves explotacions, i de manera cada vegada més còmoda i accessible. També mostrar que les tecnologies que hi ha pel darrere no són ni màgia ni caixes negres que no sabem ben bé què fan.

Aplicació mòbil d’un sistema automatitzat de programació de reg. Font: IRTA

Al llarg d’aquest Dossier trobareu diversos articles que exposen en què es basen, com funcionen i quines oportunitats d’ús ofereixen diferents avenços tecnològics al voltant del reg i de les relacions hídriques dels cultius. Són visions actualitzades de temes que estan evolucionant de manera ràpida. Parlem de tecnologies que en els propers anys poden acabar formant part de la caixa d’eines del regant.

Per saber-ne més:

CASADESÚS, J.; MATA, M.; MARSAL, J.; GIRONA, J. (2012). “A general algorithm for automated scheduling of drip irrigation in tree crops”. Computers and Electronic in Agriculture 83:11-20.
BELLVERT, J.; MARSAL, J.; MATA, M.; GIRONA, J. (2012). “Identifying irrigation zones across a 7.5-ha ‘Pinot noir’ vineyard based on the variability of vine water status and multispectral images”. Irrigation Science 30:499-509.
DOMÍNGUEZ-NIÑO, J.M.; OLIVER-MANERA, J.; GIRONA, J.; CASADESÚS, J. (2020). “Differential irrigation scheduling by an automated algorithm of water balance tuned by capacitance-type soil moisture sensors”. Agriculturla Water Management 228. DOI: 10.1016/j.agwat.2019.105880.
GIRONA, J. (2002). “Regulated deficit irrigation in peach: a global analysis”. Acta Hort 592, 335-342.
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 of Grape and Wine Research, 15, 268–277.
GIRONA, J.; DEL CAMPO, J.; MATA, M.; LÓPEZ, G.; MARSAL, J. (2011). “A comparative study of apple and pear tree water consumption measured with two weighing lysimeters”. Irrigation Science 29:55-63.
GELLY, M.; RECASENS, I.; GIRONA, J.; MATA, M.; ARBONÈS, A.; RUFAT, J.; MARSAL, J. (2004). “Effects of stage II and postharvest deficit irrigation on peach quality during maturation and after cold storage”. Journal of the Science of Food and Agriculture 84(6):561 – 568.
MARSAL, J.; MATA, M.; ARBONÈS, A.; DEL CAMPO, J.; GIRONA, J.; LÓPEZ, G., (2008). “Factors involved in alleviating water stress by partial crop removal in pear trees”. Tree Physiology 28: 1375-1382.

Article extret del Dossier Tècnic nº 107: “Agricultura de precisió: aplicacions al reg”.

Autoria:

Joan Girona Gomis

IRTA Fruitcentre, Lleida Programa Ús Eficient de l’Aigua en Agricultura

joan.girona@irta.cat

Joaquim Bellvert Ríos

IRTA Fruitcentre, Lleida Programa Ús Eficient de l’Aigua en Agricultura

joaquim.bellvert@irta.cat

Jaume Casadesús Brugués

IRTA Fruitcentre, Lleida Cap del Programa Ús Eficient de l’Aigua en Agricultura.

jaume.casadesus@irta.cat

El més llegit

L’aplicació de purins i altres dejeccions ramaderes líquides ja no es pot fer amb vano o ventall

La FAO declara el 2021 l’Any Internacional de les Fruites i les Verdures

Publicada la fitxa estadística del sector de l’horta a Catalunya