Rafael Baeza Cano 1 Pedro Gavilán Zafra 2 Juana Isabel Contreras París 1. Camino San Nicolás, nº1, La Mojonera, Almería.

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1 UTILIZACIÓN DE DATOS CLIMÁTICOS COMARCALES Y SU INFLUENCIA EN EL CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DE LOS CULTIVOS HORTÍCOLAS EN INVERNADERO DE LA PROVINCIA DE ALMERÍA Rafael Baeza Cano 1 Pedro Gavilán Zafra 2 Juana Isabel Contreras París 1 1 Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA), Centro La Mojonera, Camino San Nicolás, nº1, 4745 La Mojonera, Almería. rafaelj.baeza@juntadeandalucia.es 2 Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA), Centro Alameda del Obispo, Avda.Menendez Pidal, s/n, 144 Córdoba. Resumen El adecuado conocimiento de las necesidades hídricas en los cultivos hortícolas en invernadero es una herramienta necesaria para garantizar la sostenibilidad del sistema productivo. Actualmente es posible estimar de una manera bastante precisa la evapotranspiración de cultivos bajo abrigo mediante modelos basados en la radiación solar. En Almería las principales zonas productivas de cultivos en invernadero se sitúan en las Comarcas de Campo de Dalías, Nijar y Vega de Almería. El objetivo del presente estudio ha sido determinar la influencia de la zona de producción en el cálculo de la evapotranspiración para los cultivos de tomate y pimiento en invernadero. Los resultados no han mostrado diferencias significativas entre las diferentes zonas productivas, con excepción de la Comarca de Níjar que ha mostrado valores diferentes a las otras zonas, como consecuencia de su mayor lejanía respecto a la costa. 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS La horticultura intensiva bajo invernadero se ha consolidado como el principal sector agrícola en las zonas costeras del Sureste de Andalucía. Sólo en la provincia de Almería, la superficie asciende a hectáreas (Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural, 213), generando unos ingresos brutos de 1.596,4 millones de al año (Cajamar Caja Rural, 214), lo que ha convertido a este modelo productivo en motor económico provincial. Durante la expansión del sistema han ido surgiendo múltiples problemas (fitosanitarios, comerciales, etc.) ante los cuales el sector, gracias a su elevado dinamismo, ha sabido sobreponerse, ganando con ello fortaleza. Actualmente uno de los problemas mas complejos al que se enfrenta la horticultura intensiva en el litoral mediterráneo andaluz es la disponibilidad de agua. Existe un déficit hídrico estructural en las principales zonas productoras que, además de mermar las reservas subterráneas de agua, ha derivado en problemas adicionales como la salinización de los acuíferos más cercanos a la costa. Ante la gravedad del problema se plantean diferentes soluciones, destacando el empleo de nuevas fuentes no convencionales de agua, cuyo coste suele ser sensiblemente superior a las convencionales. En este contexto de déficit hídrico y de incremento de los costes del recurso, la mejora de la eficiencia en el uso del agua es una herramienta fundamental para garantizar la 1

2 sostenibilidad del sistema productivo. Un mejor conocimiento de las necesidades hídricas de los cultivos permite un uso más eficiente del agua de riego. El ajuste de las dotaciones de riego en cada instante del ciclo productivo, de acuerdo a las necesidades, conlleva un ahorro económico en los costes de explotación, así como una mejora de la producción agrícola, tanto cualitativa como cuantitativamente. Estudios previos desarrollados en las principales comarcas productivas de horticultura bajo abrigo de Almería muestran una alta eficiencia en el uso del agua. Sin embargo en esos mismos estudios se observa que en algunos cultivos (tal es el caso del pepino) o en algunos periodos del ciclo fenológico se realizan aportes excesivos de agua. Por otro lado se da la paradoja de que en momentos de máxima necesidad algunos productores no cubren las necesidades con la consiguiente merma productiva (Fernández et al. 27). Según información extraída a los técnicos asesores son varios los cultivos en los que se puede reducir las dotaciones de agua que se emplean actualmente y, en cualquier caso, opinan que existe un déficit de información al respecto (Baeza et al. 27). La metodología FAO basada en la evapotranspiración de referencia (ET o ) y los coeficientes de cultivo (K c ) ha sido usada ampliamente para determinar las necesidades de agua de los cultivos (ET c ) al aire libre (Allen et al., 1998), aunque esta metodología puede también ser aplicada a los cultivos en invernadero (Bonachela et al., 26). Así, los valores de K c han sido determinados para la mayoría de los cultivos hortícolas en invernadero en el sudeste de la costa mediterránea española (Orgaz et al., 25). Actualmente es posible estimar de una manera bastante ajustada la ET o en invernadero, haciendo uso de un limitado número de datos climáticos, mediante modelos basados únicamente en la radiación (Fernández et al. 21; Fernández et al., 21). El modelo permite trabajar tanto en tiempo real, como con avances de recomendaciones por campaña haciendo uso de series de datos climáticos históricos. Desde el año 21 el Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA) realiza recomendaciones de riego en cultivos hortícolas bajo abrigo con el objetivo de ayudar a los agricultores a regar más eficientemente. Para ello, se realiza un ajuste de las dotaciones de riego en cada instante del ciclo productivo a las necesidades del cultivo, con el consiguiente ahorro en los costes de producción, así como un uso más racional del agua de riego. Existen numerosas variables que afectan al clima interior del invernadero, por lo que la precisión de cualquier recomendación de riego está expuesta a la elevada variabilidad climática de las distintas estructuras y zonas de cultivo. En este trabajo se estudia la influencia de la localización de la explotación (dentro de la provincia de Almería) en la estimación de la ET c, calculada a partir del modelo de radiación, para los cultivos de pimiento y tomate en invernadero, mayoritarios en las principales áreas productivas de Almería. 2. MATERIALES Y MÉTODOS Las ET c se han estimado usando el software de riegos PrHo v 2. ( 28 Fundación Cajamar) para cultivos de pimiento y tomate en invernadero. El programa calcula la ET o utilizando una variante simplificada del modelo FAO- Radiación (Ecuaciones 1 y 2) (Fernández et al. 21). 2

3 Donde: Si DOY < 22 ET = ( DOY ) Rs inv Si DOY > 22 ET = ( DOY ) Rs inv (1) (2) ET o = Evapotranspiración de referencia DOY= Día del año R Sinv = Radiación solar dentro del invernadero Para simplificar el cálculo de la radiación solar dentro del invernadero, el programa utiliza el valor de radiación exterior, que multiplica por la transmisividad (τ) de la cubierta del invernadero (Ecuación 3) Rs inv = Rsext τ (3) El tiempo térmico acumulado (TTA) se obtiene a partir de las temperaturas máxima (T max ) y mínima (T min ) diarias en el interior del invernadero, y de tres valores de temperatura que definen la respuesta de cada cultivo, en el caso de solanáceas (como el tomate y el pimiento: la temperatura base (T b ) es 1ºC, la temperatura óptima (T op ) es de 3ºC y la temperatura umbral superior (T us ) es de 4ºC. Las expresiones para calcular el tiempo térmico diario (TT en ºC día -1 ) fueron: a) Si T max <T op y T min <T b b) Si T max <T op y T min >T b c) Si Tmax>Top Para el ajuste del coeficiente de cultivo el software utiliza el modelo K c -TTA (Fernández et al. 21) (Tablas 1 y 2). 3

4 TTA (ºC) K c <2,2 2<TTA<88,2 +,176 (TTA-2) TTA>88 (hasta 1 de enero) 1,4 TTA>88 (desde 1 de enero a 1 de marzo) K c dia anterior,8 TTA>88 (desde 1 de marzo),9 Tabla 1. Valores de Kc según el modelo Kc-TTA para el cultivo de pimiento. TTA = Tiempo Térmico Acumulado TTA (ºC) K c <2,2 2<TTA<722,2 +,268 (TTA-2) TTA>722 (hasta 1 de enero) 1,6 TTA>722 (desde 1 de enero a 1 de marzo) K c dia anterior,1 TTA>722 (desde 1 de marzo) 1, Tabla 2. Valores de Kc según el modelo Kc-TTA para el cultivo de tomate. TTA = Tiempo Térmico Acumulado. El trabajo se realizó durante la campaña en distintas zonas productoras de Almería. El cálculo de las necesidades para el cultivo de pimiento se ha realizado en las tres zonas productoras más representativas de la provincia: Dalías, Adra y El Ejido (Comarca del Campo de Dalías). Para el cultivo de tomate, igualmente se realizó en las zonas productoras con mayor importancia cuantitativa en cuanto a superficie y producción: La Cañada (Vega de Almería), Níjar, y la Comarca del Campo de Dalías (Figura 1). Adra Dalías Campo de Dalías La Cañada Níjar Figura 1. Mapa de localización de los invernaderos controlados por comarcas productoras. La temperatura interior del invernadero se midió con sensores climáticos (HOBO U12) instalados en los invernaderos comerciales de referencia (Foto 1). Se instalaron un total de 15 sensores en tres invernaderos por cada comarca productora de tomate y dos invernaderos por comarca productora de pimiento. La radiación solar exterior se midió con un piranómetro (Skye 4

5 SP111) instalado en las estaciones de Adra, Almería, La Mojonera y Níjar pertenecientes a la Red de Información Agroclimática de Andalucía (RIA). Foto 1. Detalle de la colocación del sensor de temperatura (HOBO U12) en el interior del invernadero. Existe una gran disparidad en los ciclos de cultivo de cada una de las zonas productoras, puesto que tanto el cultivo de tomate como el de pimiento tienen presencia permanente en los mercados de origen locales. Se realizan tanto ciclos cortos (5-6 meses de duración), como ciclos largos (9-1 meses de duración). No obstante, por su representatividad, para este estudio se han considerado los ciclos medios más frecuentes (Tabla 3). Tabla 3. Ciclos de cultivo desarrollados en el estudio. Cultivo Fecha de transplante Fin de ciclo Tomate 1/9/21 15/3/211 Pimiento 15/8/21 15/3/ RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1. Diferencias en los datos climáticos registrados Temperatura Como norma general, entre comarcas de producción no se observaron diferencias apreciables en los valores medios de temperatura registrados dentro de los invernaderos para los cultivos de pimiento (Dalías, Adra y Campo de Dalías) y tomate (Campo de Dalías, La Cañada y Níjar) (Figura 2). 5

6 Temperatura media (ºC) Adra La Cañada Níjar Dalías Campo de Dalías Figura 2. Evolución de la temperatura media registrada en el interior de los invernaderos para las distintas las comarcas productoras. Entre los meses de agosto y enero, si bien la evolución de la temperatura máxima fue similar para las distintas zonas, se observaron algunas diferencias. Así, la zona de Dalías presentó menor temperatura, mientras que Níjar registró los mayores valores. Las diferencias fueron del orden de 2-3ºC, diferencias que se acentuaron en verano, situándose en torno a 5ºC (Figura 3). A este respecto hay que resaltar que los invernaderos de Dalías están a mayor cota y la comarca de Níjar es interior, por lo que su clima puede presentar una menor influencia marina que las comarcas costeras. También hay que destacar la mayor temperatura máxima alcanzada en los invernaderos de Adra durante los meses finales del ciclo (febrero-marzo). No obstante esa diferencia no se corresponde con los valores de temperatura registrados al aire libre en las estaciones de la RIA, por lo que solo se puede achacar al diferente manejo del clima por parte de los agricultores. 6

7 6 5 Temperatura máxima (ºC) Adra La Cañada Níjar Dalías Campo de Dalías Figura 3. Evolución de la temperatura máxima registrada en el interior de los invernaderos para las distintas comarcas productoras. Las temperaturas mínimas siguieron patrones de evolución similares en todos los invernaderos (Figura 4). En este caso, al tratarse de invernaderos tipo parral con control climático pasivo, la posibilidad de actuar contra las temperaturas mínimas es baja y estas siguieron una evolución similar a la registrada al aire libre en las estaciones de la RIA Temperatura mínima (ºC) Adra La Cañada Níjar Dalías Campo de Dalías Figura 4. Evolución de la temperatura mínima registrada en el interior de los invernaderos para las distintas comarcas productoras. 7

8 A pesar de las diferencias intercomarcales observadas en las temperaturas máximas, no se pueden sacar conclusiones generales puesto que las diferencias entre invernaderos de la misma comarca pueden llegar a ser mayores (Figuras 5,6 y 7) Temperatura máxima (ºC) Invernadero 1 Invernadero 2 Figura 5. Evolución de la temperatura máxima registrada en el interior de dos invernaderos de la comarca de Dalías. 1 Dalías vs. Níjar Diferencia temperatura máxima (ºC) Figura 6. Diferencias en la temperatura máxima (ºC) en invernaderos de distintas comarcas (Dalías vs. Níjar). 8

9 Invernadero 1 vs. Invernadero 2 1 Diferencia temperatura máxima (ºC) Figura 7. Diferencia en la temperatura máxima diaria en el interior de dos invernaderos situados en el municipio de Dalías. Radiación solar Los datos de radiación diarios registrados en las cuatro estaciones de la RIA disponibles (Adra, Almería, La Mojonera y Níjar) siguen la misma tendencia paralela y no mostraron diferencias apreciables (Figura 8). Sin embargo la radiación en el interior de los invernaderos puede ser muy variable puesto que depende de la transmisividad de la cubierta que, a su vez, está influenciada por diversos factores: espesor y material de la lámina de plástico, presencia de suciedad en la misma, elementos de la estructura que sombrean y, sobre todo, del propio encalado que realizan los productores para reducir la radiación. 9

10 3 Radiación solar (MJ m -2 día -1 ) Adra Almería La Mojonera Nijar Figura 8. Evolución de la radiación solar en las distintas comarcas productoras Diferencias en la evapotranspiración de cultivo Pimiento En el caso del pimiento no se observaron diferencias en la ET c calculada en cada una de las zonas estudiadas (Figuras 9 y 1). La ET c acumulada durante la campaña fue de 285, 29 y 288 mm para Adra, Dalías y Campo de Dalías respectivamente. La similar ET c fue consecuencia del uso del modelo de radiación y de la cercanía entre las comarcas productoras. De acuerdo a los resultados obtenidos, en este cultivo no se recomienda realizar cálculos diferenciados de la ET c para las tres principales zonas productoras. 1

11 Pimiento 3,5 3, 2,5 ETc diaria (mm) 2, 1,5 1,,5, Etc Adra Etc Dalías Etc Campo de Dalías Figura 9. ET c diaria de un cultivo de pimiento en las distintas comarcas. Pimiento ETc acumulada (mm) Etc Adra Etc Dalías Etc Campo de Dalías Figura 1. ET c acumulada de un cultivo de pimiento en las distintas comarcas Entre invernaderos de la misma comarca, la ET c calculada también mostró un alto grado de uniformidad (Figuras 11 y 12). 11

12 3,5 Pimiento 3 2,5 ETc diaria (mm) 2 1,5 1,5 Invernadero 1 Invernadero 2 Figura 11. ET c diaria de un cultivo de pimiento en dos invernaderos de Dalías. 3 Pimiento 25 Etc acumulada (mm) Invernadero 1 Invernadero 2 Figura 12. ET c acumulada de un cultivo de pimiento en dos invernaderos de Dalías. Tomate Al igual que ocurre con el cultivo del pimiento no se observan diferencias apreciables entre las comarcas de Vega de Almería (La Cañada) y Campo de Dalías. Sin embargo, sí se observaron diferencias ente la Comarca de Níjar y 12

13 las dos anteriores. Éstas son debidas a la evolución más lenta del cultivo en Níjar al ser inferior el TTA respecto al del Campo de Dalías y La Cañada. Este menor TTA da lugar a un menor K c durante las primeras etapas del cultivo. Este retraso inicial en el desarrollo queda patente en la ET c acumulada del ciclo que fue de 227, 2 y 237 para La Cañada, Níjar y Campo de Dalías respectivamente (Figuras 13 y 3,5 Tomate 3, 2,5 ETc diaria (mm) 2, 1,5 1,,5, 14). La Cañada Níjar Campo de Dalías Figura 13. ET c diaria de un cultivo de tomate en las distintas comarcas. 25 Tomate 2 ETc acumulada (mm) La Cañada Níjar Campo de Dalías 13

14 Figura 14. ET c acumulada de un cultivo de tomate en las distintas comarcas 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se observó que la comarca de Níjar mostró ligeras diferencias de temperatura respecto a las otras zonas productoras. En el resto de comarcas los valores de temperatura registrados fueron similares. La radiación solar siguió patrones de evolución análogos en todas las zonas productoras. Como consecuencia de las diferencias térmicas registradas, el K c del tomate tuvo un desarrollo mas lento en la Comarca de Níjar respecto a las otras zonas productoras. En el cultivo del pimiento no se aprecian diferencias en la ET c diaria calculada para cada una de las comarcas Mientras que en el cultivo del tomate la ET c diaria calculada fue similar en las comarcas de Campo de Dalías y Vega de Almería y ligeramente inferior en la primera etapa de desarrollo del cultivo en el Campo de Níjar. A la vista de los resultados obtenidos sería necesario mantener monitorizados varios invernaderos por comarca para determinar la ET c de los cultivos de pimiento y tomate, ya que las diferencias entre invernaderos de la misma comarca pueden ser superiores a las diferencias entre comarcas. Bibliografía Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M., (1998). Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO irrigation and drainage paper 56. FAO, Roma. Baeza, R. Fernández, M.M. García, M.C., Gavilán, P. 27. Gestión del agua de riego en cultivos hortícolas bajo abrigo. Análisis del asesoramiento técnico a regantes en la provincia de Almería. XXXVII Seminario de Técnicos y Especialistas en Horticultura. Ministerio de Medio Ambiente Rural y Marino. Bonachela, S.,, González, A.M., Fernández, M.D., 26. Irrigation scheduling of plastic greenhouse vegetable crops based on historical weather data. Irrigation Science 25(1): Cajamar Caja Rural, 213. Análisis de la campaña hortofrutícola de Almería Campaña 212/213. Informes y monografías pp. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural (CAPDR) Boletín Final. Avance de la Valoración de Campaña 213/14. Hortalizas protegidas. Almería. 36 pp. Fernández, M.D., Bonachela, S., Orgaz, F., Thompson, R., López, J.C., Granados, M.R., Gallardo, M., Fereres, E., 21. Measurement and estimation of plastic greenhouse reference evapotranspiration in a Mediterranean climate. Irrigation Science 28: Fernández, M.D., González, A.M., Carreño, J., Pérez, C. y Bonachela, S. 27. Análisis of on-farm irrigation performance in Mediterranean Greenhouses. Agricultural Water Management 89 (27)

15 Fernández, M.D., Orgaz, F., Fereres, E., López, J.C., Céspedes, A., Pérez, J., Bonachela, S., Gallardo, M. 21. Programación del riego de cultivos hortícolas bajo abrigo en el sudeste español. Fundación Cajamar. Orgaz, F., Fernández, M.D., Bonachela, S., Gallardo, M., Fereres, E.,25. Evapotranspiration of horticultural crops in an unheated plastic greenhouse. Agricultural Water Management 72: