aquacrop manual
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Modelización del crecimiento de los cultivos como herramienta para evaluar el manejo del p jagua para enfrentar los impactos del cambio
climático
MODELO AQUACROPQ
Ing. Ph.D. Magalí García Cárdenas
Modelización de la productividad de agua?Modelización de la productividad del aguag
R lid dRealidad
M d l F( )Model: F(x)
F(x) = (f1(x), f2(x), f3(x), ...)
¿Para qué?
Porque? investigar ‘escenarios’
¿ q
Porque? investigar escenarios
Realidad Productos
observados
nuevas situaciones;
INGRESOS FUTUROS
Productos
Simulados bajo
Modelo: F(x)
Simulados bajo condiciones presentes y futuras
Modelización de la productividad de agua? Para que?¿Porqué? investigar ‘escenarios’¿ q g
Realidad Productos observadosRealidad Productos observados
M h lid d d t d b j INSUMOS
Muchas realidades adaptadas bajo un clima cambiante: Estrategias de manejo
Productos
simulados
Model: F(x)
simulados
Modelización de productividad de agua de los cultivos
Especializados y muy poderosos:Enfoque 1: Modelos mecanísticos
- Para investigación fundamental- Generalmente para trabajo experimental o planta• requieren una alta experticia para ser usadosrequieren una alta experticia para ser usados• requieren elevada cantidad de datos de entrada• requieren elevada precisión de los datos de entrada
Modelos simples y robustos:Enfoque 2: Modelos funcionales
-Para planificación y evaluación-Uso a nivel de sistemas de riego y regional• Más fáciles de usar
BUDGET
5
Más fáciles de usar• Requieren menos datos • Los resultados son menos precisos
FAO-AQUACROP
En el caso de Aquacrop: Para evitar sobre o sub irrigar~ Función Ks y para reducir el tiempo de experimentación
6ETc adj = ETo * Kc * KS
Disminución del agua en la zona radicular (mm)
Bases del AquaCrop (FAO)7
irrigation (I)evapo- COg ( )rainfall (P)
evapotranspiration
(ET) H O2
CO2
il w
ater
(mm
)
field capacity
stor
ed s
o i
threshold
wilting point
capillaryrise deep
percolation(CR)
(DP)0.0
B l híd i P d i id d d Balance hídrico del suelo
Productividad de agua del cultivo+
EVAPOTRANSPIRACIÓNEVAPOTRANSPIRACIÓN
Transpiración Evaporación
ClimaCultivoManejoj
Evapotranspiración de referencia (mm día-1)Radiación neta en la superficie de referencia (MJ m-2 día-1)Densidad del flujo del calor del suelo (MJ m-2 día-1)Temperatura (ºC) media del aire a 2 m. de altitudPromedio horario de la velocidad del viento (ms-1)Presión de saturación del vapor (kPa)Presión de vapor real (kPa)Défi it d ió d t ió d l (kP )Déficit de presión de saturación del vapor (kPa)Pendiente de la curva de presión de saturación de vapor (kPaºC-1)Constante psicométrica (kPaºC-1)
Transpiración del cultivoEvapotranspiración de referencia
Coeficiente de cultivoCC = Cobertura del cultivo
EvapoTranspiración = Kc x ETo
= Transpiración potencial : [Kctop CC*] x ETo
+ Evaporación potencial: [Kcbare (1-CC*)] x ETo
10 Sin estrés hídrico
Transpiración del cultivo
11
Transpiración del cultivoMedida de las secciones de la sombra con una
Cobertura del cultivoregla a medio día
Cobertura del cultivo estimado a cultivo estimado a
simple vista
12
irrigation (I)rainfall (P)
)
evapo-transpiration
(ET)Transpiración del cultivo
s tor
ed s
oil w
ater
(mm
)
field capacity
threshold
Estrés hídrico
T i ió d l l i
Demanda evaporativa de la atmósfera
K
capillaryrise deep
percolation
s
wilting point
(CR)
(DP)0.0
Transpiración del cultivo= Kc x ETo
x cobertura del cultivo aj.Kctop
x Ks
Coeficiente de estrésjtop Coeficiente de estrés
tiempo
13
Productividad de agua de la biomasa: WP
3
g /m
² )
2ass
( kg
2
d b i
oma
(WP) water productivity
1
gro u
n d
productivity
abov
e-g
14
0a
Sum (Tr) (mm(agua))
WP: Demostrada relación conservativa y estable entre la biomasa y la transpiración del cultivo acumuladay p
Dividiendo entre la ETo se normaliza WP para eliminar la variabilidad climática
Los cultivos se agrupan en clases con similar WPsimilar WP
15Data from Steduto and Albrizio (2005)
3g/
m²)
WP*
2ass
(kg WP
1
26 – 30 g/m2 para cultivos C42
bio
ma
1
grou
nd
WP*2
0bove
-g 10 – 15 g/m2 para cultivos C3
0 20 40 60 80 100 120 140 1600ab
Suma (Ta/ETo)
16una normalización climática permite extrapolar simulaciones de crecimiento entre zonas y épocas
WP combinada de maíz
30000
35000 China99
Ghana01
Hawaii83
20000
25000
30000
g/ha
)
Hungary 0N
Hungary 175 kgN/ha
Gainesville irrigated 400N
Spain96Full irrigation
15000
20000
Bio
mas
s (k
Spain96Full irrigation
Spain96 50%irri
C4 29kg/ha
5000
10000B
00 20 40 60 80 100 120
Σ(Ta/ETo)
Maize
17
Σ(Ta/ETo)
from L. Heng et al. (unpublished)
Productividad de agua del cult.: WP
Ventaja en comparación de otros indicadores de eficiencia
• WP es muy constante incluso bajo estreses (agua, salinidad)WP li l li di i d l i t ió bi t l• WP se normaliza para el clima disminuyendo la interacción ambiental
• WP muestra diferencias entre grupos de cultivos (C3 & C4)
18
Esquema de AquaCrop (FAO)19
20
Posibles aplicaciones para evaluación de CC
Generación de calendarios de riego
Posibles aplicaciones para evaluación de CC
Evaluación de vulnerabilidad y opciones de adaptación
Posibles aplicaciones para evaluación de CC
Evaluación de opciones de vulnerabilidad y opciones de adaptación
Posibles aplicaciones para evaluación de CC
Evaluación de opciones de vulnerabilidad y opciones de adaptación
Posibles aplicaciones para evaluación de CC
Manejo de variedades y épocas de siembra
Rendimiento de quinua en diferentes épocas
2,5
3,0
ViachaPatacamayaUyuni
1,0
1,5
2,0
Tm/H
a
y
3.0
RENDIMIENTOS CON OPCIONESDE ADAPTACIÓN
0,0
0,5
Año Húmedo Año Normal Año Seco Año Húmedo Año Normal Año Seco
AÑO DE REFERENCIA 2050
2.0
2.5
a
Viacha Patacamaya Uyuni
0.5
1.0
1.5
Tm/H
a
Ahora AQUACROP incorpora
0.0Año Húmedo Año Normal Año Seco Año Húmedo Año Normal Año Seco
AÑO DE REFERENCIA 2050
D Cl di S d
escenarios A1B, A2, B1 y B2
26
Datos: Claudia Saavedra (Bolivia)
Rendimiento de quinua bajo diferentes estrategias de manejo
Función de producción de agua del cultivo de quinoa enPatacamaya (Altiplano Central) bajo a) cultivo a secano y b)bajo la estrategia de riego deficitario de referencia (RDo) con
27
bajo la estrategia de riego deficitario de referencia (RDo) conindicación de la curva logística (línea sólida) y el intervalo deconfianza del 95%.
condicionesConclusiones
Permite evaluar la influencia combinada de la elevación de CO2 y temperatura en forma realística
secano riego
Determina el déficit de agua, permitiendo la programación de riego suplementario.Permite la evaluación del impacto del calendario de riego de lamina fija o de intervalos
fijos y bajo diferentes métodos de riego.Ll b áli i d i li áti f tLleva a cabo análisis de escenarios climáticos futuros.Permite analizar estrategias de adaptación bajo condiciones de CC, como ser manejo de
variedades y/o épocas de siembra.LIMITACIONESLIMITACIONES
Su evaluación es puntual, no permitiendo análisis geográficos.No incluye muchos tipos de cultivos.No incluye módulos de plagas y enfermedades ni de salinidad de suelos.
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No incluye módulos de plagas y enfermedades ni de salinidad de suelos.
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