LISTA DE FIGURAS. Figura 1.1: Estructura de la tesis 16

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1 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1: Estructura de la tesis 16 Figura 2.2: Región de estudio con la localización geográfica de los 10 lotes monitoreados en el centro y oeste del departamento Río Segundo, Córdoba, Argentina 35 Figura 2.3: Variación que experimentó la cobertura (%C) en 10 lotes de maíz a lo largo del ciclo en Córdoba, Argentina. La barra vertical por encima del valor medio indica el valor positivo de la desviación estándar.. 45 Figura 2.4: Relación de los indicadores de vegetación producidos por AQUA- MODIS (NDVI y EVI) y los valores de reflectividad registrados (banda azul (BLUE), roja (RED), infrarroja cercana (NIR) e infrarroja media (MIR)), respecto de la cobertura del suelo (%C), en 10 lotes de maíz durante el ciclo en Córdoba, Argentina 46 Figura 2.5: Relación entre la cobertura de maíz (%C) y el NDVI discriminado los valores anteriores y posteriores a la cobertura máxima durante el ciclo en Córdoba, Argentina 48 Figura 2.6: Relación entre el NDVI y la cobertura del cultivo del maíz en Córdoba, Argentina, durante el ciclo para distintas condiciones de humedad del suelo. La humedad del suelo promedio de cada lote se encuentra por encima (Grupo 1) y por debajo (Grupo 2) del valor medio general 51 Figura 2.7: Relación entre valores observados a campo de cobertura de maíz (%C) y estimados a partir de distintas alternativas de cómputo de origen satelital: (a) Baret; (b) WDRVI; (c) SAVI; (d) TSAVI; (e) Maas (la función ajustada corresponde al promedio); (f) SDVI. En todos los casos, la línea continua corresponde a la recta identidad (1:1) y la de guiones al modelo de mejor ajuste lineal, durante el ciclo en Córdoba, Argentina. 56 Figura 2.8: Diagrama de dispersión de los valores de reflectividad para los canales rojo e infrarrojo ( ) durante el ciclo de maíz y los propios del suelo sin vegetación ( ) utilizados para calcular la línea de suelo, en Córdoba, Argentina.. 57 Figura 3.9: Ubicación geográfica de los seis lotes de maíz monitoreados el ciclo próximos a la localidad de Pilar, en Córdoba, Argentina, sobre un imagen Landsat 7 ETM+ del 28/11/2005 presentada en una composición de falso color. El número de identificación de los lotes coincide con el de la Tabla 3.6. La imagen muestra un error de bandeo 70 Figura 3.10: Ubicación geográfica de los cuatro lotes de maíz del ciclo próximos a las localidades de Villa del Rosario (1 y 2), Matorrales y Las Junturas (5 y 8), en Córdoba, Argentina, sobre un imagen Landsat 7 ETM+ del 28/11/2005 presentada en una composición de falso color. El número de identificación de los XV

2 lotes coincide con los de la Tabla 1. La imagen muestra un error de bandeo 71 Figura 3.11: Ubicación geográfica de diez lotes de maíz (en verde) monitoreados el ciclo , seis próximos a la localidad de Pilar (el sector se indica por una elipse con línea de puntos) y cuatro cercanos a Villa del Rosario (sector indicado por una elipse con línea continua), en Córdoba, Argentina, sobre un imagen AQUA- MODIS del producto MYD13Q1 correspondiente al periodo centrado por el día juliano 321 (17/11/2005), presentada en una composición de falso color (con la banda NIR en el rojo, la banda roja en el verde y la banda azul en el verde) 72 Figura 3.12: Valores de NDVI de AQUA-MODIS para los 4 píxeles (P fila, columna) más cercanos al lugar de muestreo en el lote 4 durante el ciclo en Córdoba, Argentina, y cobertura del cultivo (COB) hasta el mes de enero cuando el lote estuvo ocupado con maíz 75 Figura 3.13: Nivel de correspondencia (%) alcanzado a nivel de lote y para el conjunto completo (todos y media) obtenido del cociente entre el número de píxeles de correlación estadísticamente aceptable (P < 0,05) entre la cobertura de maíz y el NDVI respecto del número total de píxeles del lote, durante el ciclo en Córdoba, Argentina 77 Figura 4a.14: Región de estudio con la localización de los lotes en el centro y oeste del departamento Río Segundo, Córdoba, Argentina 89 Figura 4a.15: Variación de la cobertura del suelo (%C) y el NDVI con respecto a los días después de la siembra y del estado fenológico del cultivo de maíz en cada día de visita de los lotes 1 (arriba) y 9 (abajo). La barra sobre el valor medio de %C indica su desvío estándar. Córdoba, Argentina, Figura 4a.16: Relación entre las etapas fenológicas de maíz, observadas en cinco lotes de la región de Córdoba, Argentina, durante , y distintas escalas de tiempo: días después de la siembra (arriba) y sumas térmicas: GDD con Tb=8 C (al medio) e Índice General de Temperatura (GTI (1/2) ) tomando el 1 de febrero como fecha de cambio de las funciones vegetativa y reproductiva (abajo). 101 Figura 4a.17: Verificación de los modelos utilizados para estimar la ocurrencia de las etapas fenológicas de maíz durante el ciclo , en Córdoba, Argentina. 102 Figura 4a.18: Relación entre el Índice General de Temperatura (GTI (1/2) ) y las etapas fenológicas observadas en los 10 lotes de maíz del ciclo en Córdoba, Argentina. Se incluyen las funciones de ajuste polinomial, exponencial y bilineal obtenidas para el conjunto. 103 Figura 4a.19: Variación de la tasa de cambio del NDVI respecto al tiempo térmico ( NDVI/ GTI), del NDVI y la etapa fenológica (EF) estimada con el modelo exponencial respecto a la acumulación de tiempo térmico (GTI) a lo largo del ciclo de maíz, en para el lote 1 en Córdoba, Argentina 104 XVI

3 Figura 4a.20: Relación entre el NDVI y las etapas vegetativas observadas del cultivo del maíz en Córdoba, Argentina, durante el ciclo , separando los registros fenológicos que provienen de lotes cuya condición de humedad de suelo fue superior (Grupo 1) e inferior (Grupo 2) al valor medio Figura 4a.21: Etapas fenológicas de maíz observadas y estimadas a partir de las bandas azul (B) e infrarroja cercana (NIR) con el modelo bilineal para el grupo de verificación, en Córdoba, Argentina, Figura 4b.22: Variación del NDVI MODIS de 250 m a lo largo del ciclo, tasa de cambio del NDVI obtenida como la pendiente lineal de una ventana móvil de cinco periodos y las etapas fenológicas estimadas (EFest), para el lote 1 en Córdoba, Argentina. Los días julianos corresponden al final de un año y comienzo del siguiente de manera consecutiva 127 Figura 4b.23: Variación temporal de las etapas fenológicas de maíz observadas (EFobs) y estimadas (EFest) por el procedimiento satelital para el lote 1 (arriba) y el lote 2 (abajo) durante , en Córdoba, Argentina. EFobsi son las etapas fenológicas observadas interpoladas Figura 5a.24: Región de estudio con la localización de los 10 lotes en el centro y oeste del departamento Río Segundo, Córdoba, Argentina. También se incluye la posición geográfica de las localidades de Pilar y Villa del Rosario, y de la estación experimental Manfredi INTA 146 Figura 5a.25: Contenido de agua de la vegetación (CAV m ) en 10 lotes de maíz de la región central de Córdoba, Argentina, con respecto la índice general de temperatura (GTI 1/2 ) durante el ciclo Figura 5a.26: Relación entre el contendido de agua del suelo a dos profundidades (0,40 m y 0,80 m) y el contenido de agua de la canopia de maíz (CAV m ) (arriba) y la biomasa producida (abajo) en 10 lotes de Córdoba, Argentina, durante el ciclo En la figura de arriba se ha agregado el rótulo con la designación de los lotes para los valores de humedad a 0,40 m Figura 5a.27: Coeficientes de correlación (r) entre el contenido de agua de maíz (CAV m ) y distintos índices de vegetación elaborados a partir de los datos radiométricos de MYD09A1 y MYD13Q1, en Córdoba, Argentina, durante el ciclo La línea de guiones señala el r crítico y la barra de puntos al NDVI. 160 Figura 5a.28: Relación entre el NDVI y el contenido de agua en maíz a dos escalas de resolución espacial: 250 (MYD13Q1) y 500 m (MYD09A1) en 10 lotes de Córdoba, Argentina, durante el ciclo Figura 5a.29: Relación entre distintos IV (NDVI, NDWI y MI3) y el contenido de agua de la canopia de maíz (CAV m ) en dos grupos de lotes clasificados de acuerdo al contenido de agua durante el ciclo en Córdoba, Argentina. sel 1 (sel 2) se refiere al grupo de lotes con mayor (menor) contenido de agua XVII

4 Figura 5a.30: Valores observados del contenido de agua de la vegetación en maíz (CAV m ) y estimados a partir de distintos modelos que utilizan IV como variables independientes para los lotes 1 y 3, en Córdoba, Argentina, durante Los modelos se obtuvieron utilizando la técnica piecewise de pendientes parciales y un punto de quiebre de 4,5 kg m Figura 5a.31: Relaciones entre los contenido de agua en maíz (CAV m ) y del suelo (HS) a 0,80 m, con respecto a la suma térmica desde la siembra para el conjunto de lotes del estudio, divididos en dos grupos, durante el ciclo en Córdoba, Argentina. Grupo 1 (Grupo 2) con valores de humedad del suelo por encima (debajo) de la media general Figura 5a.32: Relación entre el contenido de agua del suelo (0-0,80 m) y de la vegetación, tanto observados como estimados con los modelos de la Tabla 5a.20, en los lotes 1 (Grupo 1) y 3 (Grupo 2) 174 Figura 5a.33: Variación del contenido de agua estimado (ASe) y observado (ASo) a distintas profundidades con respecto a la suma térmica desde la siembra en los lotes 1 (Grupo 1) y 3 (Grupo 2) 175 Figura 5a.34: Diagrama de dispersión de la relación entre NIR y SWIR correspondiente a los días de las mediciones de FMC en Córdoba, Argentina, durante el ciclo EG y EF son los segmentos utilizados para obtener el valor del índice de estrés de acuerdo a la expresión EG/EF Figura 5a.35: Relación entre el índice de sequía VWSI y el estado de hidratación de la canopia de maíz, expresado como contenido de humedad del combustible (FMC = ((PF-PS)/PS) 100) y contenido de agua de la vegetación ((PF-PS)/A). 178 Figura 5b.36: Región de estudio con la localización de los 10 lotes de maíz en el centro y oeste del departamento Río Segundo, Córdoba, Argentina, durante el ciclo También se incluye la posición geográfica de las localidades de Pilar y Villa del Rosario, y de la estación experimental Manfredi INTA. 188 Figura 5b.37: Diagrama del árbol de regresión y resultados que se obtienen en cada nodo del modelo para estimar el contenido de agua en maíz a partir del conjunto completo de datos observados a campo en Córdoba, Argentina, durante el ciclo Los nodos terminales con línea continua. %C es la cobertura; MS es la materia seca; AS80; AS20; AS05 es la humedad de suelo a 0,8, 0,2 y 0,05 m; Región es una variable categórica: 1 para Pilar y 2 para Villa del Rosario; N es el número de casos, Mu el valor medio y Var la varianza del grupo 193 Figura 5b.38: Contenido de agua en maíz (CAV m ) observados y estimados, tanto en la etapa de estimación como de validación, en Córdoba, Argentina, durante el ciclo En el gráfico de arriba se presentan los resultados del modelo desarrollado a partir del conjunto completo de datos observados a campo (incluida Región), y en el de abajo se utilizan sólo 3 variables: cobertura del follaje, materia XVIII

5 seca y humedad del suelo a 80 cm. 194 Figura 5b.39: Diagrama del árbol de clasificación y resultados obtenidos en cada nodo del modelo desarrollado para estimar el contenido de agua en maíz a partir del conjunto de datos relevados a campo (excluyendo la materia seca) en Córdoba, Argentina, durante el ciclo Los nodos terminales con línea continua. %C es la cobertura; EFo es la etapa fenológica; Región es una variable categórica: 1 para los lotes de Villa del Rosario con el lote 7 y 2 para los de Pilar; AS80 y AS40 es la humedad de suelo a 80 y 40 cm; ETP_PM es la evapotranspiración de referencia; N es el número de casos, Mu el valor medio y Var la varianza del grupo 195 Figura 5b.40: Contenido de agua en maíz (CAV m ) observados y estimados, tanto en la etapa de estimación como de validación, en Córdoba, Argentina, durante el ciclo En el gráfico de arriba se presentan los resultados del modelo desarrollado a partir del conjunto de datos observados a campo sin incluir la materia seca, y en el gráfico de abajo cuando tampoco se utiliza la variable complementaria Región 196 Figura 5b.41: Diagrama del árbol de clasificación y resultados que se obtienen en cada nodo del modelo desarrollado para estimar el contenido de agua en maíz a partir del conjunto de datos radiométricos de AQUA-MODIS y Región, en Córdoba, Argentina, durante el ciclo Los nodos terminales con línea continua. Red, Blue, NIR y EVI son las bandas roja, azul, infrarroja cercana y el índice de vegetación mejorado, respectivamente; Región es una variable categórica: 1 para los lotes de Villa del Rosario con el lote 7 y 2 para los de Pilar; N es el número de casos, Mu el valor medio y Var la varianza del grupo. 197 Figura 5b.42: Valores de contenido de agua en maíz observados y estimados, de acuerdo al conjunto de predictores utilizados en la etapa de estimación y de validación, en Córdoba, Argentina, durante el ciclo En el gráfico de arriba se presentan los resultados del modelo desarrollado a partir del conjunto completo de datos radiométricos y en el de abajo cuando Región se excluye a priori Figura 6a.43: Región de estudio con la localización de los 10 lotes en el centro y oeste del departamento Río Segundo, Córdoba, Argentina Figura 6a.44: Evolución que presentaron los valores observados (puntos) y estimados de carácter máximo (líneas) de la biomasa aérea en 4 lotes de maíz durante el ciclo en Córdoba, Argentina. Entre paréntesis se indica el sector de procedencia: Villa del Rosario (VR) o Pilar Figura 6a.45: Relación entre los valores observados de biomasa al final del ciclo y estimados con el modelo de productividad máxima en 10 lotes de Córdoba, Argentina, durante la temporada Figura 6a.46: Relación entre el rendimiento en granos observado y estimado a partir del modelo de disminución del rendimiento ocasionado por la merma de la radiación XIX

6 fotosintéticamente activa interceptada (RFAI), la eficiencia en el uso de la radiación (EUR) y el índice de cosecha (IC) para 10 lotes de maíz durante el ciclo en Córdoba, Argentina. El valor estimado se obtiene haciendo la diferencia entre el rendimiento observado y la pérdida de rendimiento asociada al respectivo factor de merma: primero RFAI, luego RFAI y EUR y, por último, RFAI, EUR e IC 223 Figura 6a.47: Relación entre la biomasa área acumulada y el rendimiento en granos en 10 lotes de maíz de la campaña La pendiente de la relación corresponde al índice de cosecha (IC) del experimento. 224 Figura 6a.48: Relación entre la humedad del suelo promedio del perfil (0-80 cm) con la radiación fotosintéticamente activa interceptada (RFAI), la eficiencia en el uso de la radiación (EUR) y el índice de cosecha (IC) en 10 lotes de maíz de Córdoba, Argentina, durante el ciclo Figura 6a.49: Relación entre el contenido volumétrico de agua observado en el perfil (0-0,80 m) y el correspondiente valor estimado a partir del modelo de balance de agua calibrado para las condiciones regionales, en Córdoba, Argentina, durante el ciclo Se discrimina la información indicando se proximidad geográfica de los lotes a Pilar o Villa del Rosario Figura 6a.50: Relación entre el contenido de agua del suelo estimado a dos profundidades con el modelo de balance hidrológico y la eficiencia en el uso de la radiación (EUR) en 10 lotes de maíz de Córdoba, Argentina, durante el ciclo Figura 6a.51: Relación entre los rendimientos de maíz observados en 10 lotes de Córdoba, Argentina, durante el ciclo , y estimados con sendos modelos: uno que utiliza sólo mediciones de campo y otro que utiliza valores de NDVI (AQUA-MODIS) y la eficiencia de conversión de la luz es evaluada según el contenido de agua estimado por un modelo de balance hidrológico ajustado a las condiciones regionales Figura 6b.52: Región de estudio con la localización de los 10 lotes en el centro y oeste del departamento Río Segundo, Córdoba, Argentina. También se incluye la posición geográfica de las localidades de Pilar y Villa del Rosario, y de la estación experimental Manfredi INTA 249 Figura 6b.53: Variación de los valores de cobertura observada (%C) y estimada por AquaCrop antes (CCcal) y posterior a la simulación (CCv) para distintas condiciones de escurrimiento de acuerdo al valor del número de curva (CN) en el lote 2 (arriba) y en el lote 3 (abajo), en Córdoba, Argentina, durante el ciclo Figura 6b.54: Relación entre los valores observados de la biomasa final de maíz y estimados por AquaCrop, con sus respectivas curvas de ajuste, para distintas condiciones de profundidad de raíces (PR) y una CN=75, en 10 lotes de la región central de Córdoba, Argentina, en También se indica la función de XX

7 identidad. 260 Figura 6b.55: Relación entre valores observados y estimados por AquaCrop de biomasa final (arriba) y rendimiento (abajo) de maíz, con sus respectivas curvas de ajuste, para una profundidad de raíces de 1,2 m y distintas condiciones de escurrimiento en 10 lotes de la región central de Córdoba, Argentina, en También se presenta la función identidad Figura 6b.56: Variación de la humedad del suelo observada (HS; puntos) y estimada (HSe; línea continua) para el perfil superficial de 0,40 m en los lotes 2 y 3 de la región central de Córdoba, Argentina, durante el ciclo de maíz Figura 6b.57: Relación entre la cobertura de maíz observada (arriba) y el NDVI escalado (NDVIe) (abajo) con los valores de cobertura estimados por AquaCrop antes (CCcal) y después de la simulación (CCv CN75; PR1.2 ), para el conjunto de lotes monitoreados en la provincia de Córdoba, Argentina, durante el ciclo Figura 6b.58: Relación entre la cobertura de maíz observada (arriba) y el NDVI escalado (NDVIe) (abajo) con los valores de cobertura estimados por AquaCrop, antes (CCcal) y después de la simulación (CCv (CN75; PR1.2), para dos subconjuntos de lotes en Córdoba, Argentina, de acuerdo a la condición de humedad de suelo durante el ciclo : por encima (s1) y por debajo (s2) del promedio. 272 Figura 6b.59: Relación entre los valores de cobertura verde estimados por AquaCrop (CCv CN75; PR1.2) y los producidos por el modelo CCv NDVIe y HS =- 65,4885+4,622*x *y-0,0811*x*x-0,016*x*y-0,0007*y*y, donde x es el contenido de agua volumétrico observado en el perfil 0-40 cm, en tanto y es el valor de NDVI escalado (NDVIe) XXI