CITRA CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y TRANSFERENCIA EN RIEGO Y AGROCLIMATOLOGÍA MEMORIA 1996 - 2012
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CITRA CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y TRANSFERENCIA EN RIEGO Y AGROCLIMATOLOGÍA MEMORIA 1996 - 2012
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ÍNDICE
PRESENTACIÓN DOCENCIA MEMORIAS Y TESIS TRANSFERENCIA SERVICIOS INVESTIGACIÓN LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN PUBLICACIONES
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PRESENTACIÓN
La optimización en el uso de los recursos agronómicos y las ventajas comparativas para la producción agrícola moderna, lleva implícita la necesidad de aplicar un manejo agronómico de alto nivel tecnológico, tanto para la obtención de altos rendimientos y calidad de los productos agrícolas, como por la necesidad de reducir los costos de producción frente a un mercado cada vez más competitivo. Para lograr estos objetivos se requiere el uso de tecnologías modernas, dentro de las cuales destacan el uso de sistemas alerta agroclimática, que utilizan modelos biomátematicos y redes de estaciones meteorológicas automáticas (EMAS) para el pronóstico de plagas y enfermedades, la programación del riego y prevención de riesgos agroclimáticos (heladas, sequías, exceso de lluvia o anomalías en los grados días y horas de frío). Esta tecnología, iniciada en los años ochenta en los países desarrollados (USA, Israel, Canadá, Francia y Australia), ha tenido un gran impacto económico en el sector agrícola, pues ha permitido reducir sustancialmente los costos del control fitosanitario, mayor eficiencia en el uso del agua y minimizar los efectos negativos de los fenómenos climáticos anormales (sequía, exceso de lluvias y heladas). Paralelamente ha contribuido, directa o indirectamente, a incrementar la calidad y rendimiento de los productos agrícolas de exportación como también reducir la contaminación ambiental debido a una disminución de las aplicaciones de pesticidas. Por lo anterior, en el año 1997, la Universidad de Talca creó el Centro de Investigación y Transferencia en Riego y Agroclimatología (CITRA), el cual ha tenido como tarea prioritaria, realizar investigación científica y aplicada en el área del riego y la agroclimatología, principalmente en viticultura y fruticultura. En este con
texto el CITRA, ha desarrollado y validado diferentes modelos bio-matemáticos principalmente utilizados en: (1) programación del riego, (2) control de enfermedades en manzanos, (3) pronóstico de cosecha de manzanas y (4) predicción de fenología y evolución de madurez en vides viníferas. Durante el período, se han desarrollado y algunos en ejecución, un total de 25 Proyectos; 80 publicaciones; participación en 105 congresos nacionales e internacionales; se han desarrollado 77 Memorias de pregrado y 11 de postgrado. Entre los principales resultados concretos obtenidos por el CITRA en el sector Hortofrutícola durante los años 1997 y 2007, se pueden mencionar: (1) reducciones en las aplicaciones de fungicidas para el control de venturia entre un 20% y 50%, (2) disminución en los volúmenes de agua aplicado en tomate bajo invernadero de 150%, con importantes incrementos en la calidad de los frutos, (3) ahorros en la aplicación del agua de riego en vides para vinificación de 30 y 60% en sistemas de riego por goteo y tendido, respectivamente, sin afectar los rendimientos e incrementando la calidad entre un 20 a 30 % (4) aumentos entre un 14 y 36% en los rendimientos de maíz semillero bajo programación del riego. Los resultados obtenidos durante estos años avalan la apuesta efectuada al momento de la creación de este centro y nos alientan para continuar en la misma senda de la Investigación y la Transferencia Tecnológica. Samuel Ortega Farías Ph D. Director CITRA
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DOCENCIA
Como centro tecnológico de la Universidad de Talca, los docentes que constituyen el CITRA han sido parte de la educación de generaciones de profesionales, los cuales han enriquecido su formación con la orientación y rigor científico que son característicos del centro.
Cursos de Pregrado impartidos en la Escuela de Agronomía
Cursos impartidos en Programas de Magíster y Doctorado de la Facultad de Ciencias Agrarias
- Fundamentos de Riego: Profesores: Samuel Ortega F. Eugenio Rodríguez H.
- Relaciones Hídricas: Profesor: Samuel Ortega F.
Desde un inicio, se han dictado cátedras de pregrado en la carrera de Agronomía de la Facultad de Ciencias Agrarias. Estos se han enfocado al ámbito de la agroclimatología y el riego con un fuerte énfasis en la incorporación de las ciencias básicas como cimiento del proceso de aprendizaje.
- Métodos de Riego: Profesor: Eugenio Rodríguez H.
Luego, comenzaron a rendirse cursos de postgrado de formación básica y electiva para el Área de Postgrado de la Facultad de Ciencias Agrarias con el inicio del Magister en Horticultura y posteriormente en el Doctorado en Ciencias Agrarias. Además, se han ofrecido cursos a las Facultad de Ciencias Forestales y otras, principalmente en el área de los recursos naturales.
- Topografía: Profesor: Eugenio Rodríguez H.
- Agroclimatología: Profesores: Patricio González C. Samuel Ortega F.
- Taller de Agroclimatología: Profesor: Samuel Ortega F. - Biomodelamiento Matemático: Profesor: Samuel Ortega F. - Curso de Agricultura de Precisión: Profesor: César Acevedo
- Agricultura y Geografía de Chile: Profesor: César Acevedo
- Seminario Doctorado II: Profesores: César Acevedo Héctor Valdés Carlos Poblete
- Módulo de Conservación de Suelo para el curso de Edafología: Profesor: César Acevedo
Curso impartido en Programa de Magister en Gestión Ambiental Forestal de la Facultad de Ciencias Forestales
- Módulo de Variabilidad espacial de Suelos para el curso de Edafología: Profesor: César Acevedo
- Bioclimatología: Profesor: Patricio González C.
- Módulo de Integración Agrícola: Profesor: César Acevedo Cursos de Pregrado impartidos en la Escuela de Ingeniería Forestal - Climatología: Profesor: Patricio González C. www.citra.cl
MEMORIAS Y TESIS
Memorias y Tesis Como parte de la función de los docentes del CITRA se han desarrollado de trabajos de tesis y memoria de pre y postgrado. Muchos de estos han sido efectuados en el marco de los proyectos de investigación ejecutados por el CITRA, mientras otros han sido realizados en forma independiente, para desarrollar el conocimiento científico en las áreas de interés. El número y temática de estas iniciativas han variado con los años diversificándose según las áreas que ha ido abarcando la atención de los investigadores del CITRA producto del cambio tecnológico y la disponibilidad de nuevas herramientas que han abierto nuevos campos de investigación, así como las crecientes necesidades del entorno productivo local y nacional por nuevas respuestas a su problemática. En el CITRA se han realizado un total de 109 tesis de pregrado, 23 de magister y 2 de doctorado. En los últimos años ha habido un aumento sustantivo de esta producción, debido al trabajo desarrollado en los años previos en las distintas líneas de investigación del CITRA y del interés generado entre los alumnos en las cátedras. Este incremento es particularmente mayor en el área de postgrado, debido a la necesidad de generar investigaciones de alto nivel que se traduzcan en la producción de material de divulgación científica (publicaciones). Como fruto de esta labor, los alumnos egresados se desempeñan en ámbitos tan diversos como la producción de semillas, producción hortofrutícola, asesoría de riego, organismos públicos, y la docencia e investigación en distintas instituciones de educación nacional e internacional. www.citra.cl
TRANSFERENCIA
Uno de los principales objetivo del Centro es impulsar el reconocimiento, la adopción e incorporación de las tecnologías de riego en el sector productivo agrícola a través de los distintos mecanismos de transferencia. El CITRA ha venido implementando desde el año 1997 tecnologías que han permitido optimizar el uso del agua a nivel predial y aumentar los rendimientos y calidad de los productos agrícolas. Es interés del Centro, promover la capacitación y transferencia tecnológica en riego y agroclimatología. Para ello se ha articulado a los diferentes actores del sector agrícola favoreciendo el acercamiento entre la demanda de los agricultores y la oferta tecnológica. Es por esto que en las actividades de capacitación participan como expositores el equipo de profesionales del CITRA, más expertos nacionales y miembros de las asociaciones involucradas. Además, se ha implementado un sistema de asesoría directa a agricultores y actividades de capacitación que comprenden charlas, días de campo y talleres Interactivos. Además se ha generado material de difusión en riego, cultivos y agroclimatología bajo la forma de cartillas, boletines técnicos, etc.
“Servicio de Programación y Optimización del Uso del Agua de Riego” en las provincias de Cachapoal, Maule y Linares. Este proyecto atendió en forma directa a más de 120 agricultores en programación de riego. Adicionalmente, en las actividades de transferencia el número total de asistentes fue de 439 personas para los cursos, 685 en seminarios, 52 en talleres interactivos y 249 en días de campo. “Sistema para la Gestión Hídrica” en las comunas de Colbún, Linares y Yerbas Buenas. Que se encuentra en ejecución cuyo principal objetivo es mejorar la capacidad del CITRA de distribuir información para mejorar la toma de decisiones en el riego, a través de una plataforma informática en línea (internet) que incorpora análisis de imágenes satelitales.
En los últimos años ha habido proyectos implementados por el CITRA con un fuerte componente de transferencia tecnológica tales como: “Difusión y Transferencia Tecnológica en Programación del Riego” en Cachapoal y Colchagua, el cual atendió a más de 200 agricultores en actividades de difusión durante el año 2006.
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SERVICIOS
El CITRA dispone de la tecnología y capacidad profesional para realizar los siguientes servicios a productores agrícolas en el área del riego. Programación y monitoreo del riego. Este servicio ha operado regularmente en Viñas de las Regiones metropolitana, VI y VII, proporcionando información procesada para programación y operación de los sistemas de riego (determinando frecuencias y tiempos de riego) adaptados a las condiciones específicas de clima, suelo y cultivo presentes en cada predio. Para lograr lo anterior, se utilizan antecedentes climáticos (provenientes por ejemplo de estaciones meteorológicas automáticas y bandejas de evaporación) y muestreos de humedad de suelo con instrumental de precisión (TDR-Time Domain Reflectometry, Theta-Probe o C-Probe). La programación del riego implica una visita semanal a terreno durante el período de crecimiento de los cultivos, donde se analiza y pone en práctica la tecnología antes mencionada. Este servicio está orientado principalmente a la producción vitivinícola, frutícola y producción de Maíz para semilla, en las regiones V, VI y VII y Metropolitana. Diagnóstico de la Uniformidad de Riego a nivel predial El diseño hidráulico de un sistema de riego junto a las condiciones de operación son determinantes en la Uniformidad de Riego del sistema y por tanto en la uniformidad de las plantas que están cubiertas por este. El servicio disponible incluye la determinación de parámetros de operación en terreno y el cálculos de los coeficientes de Uniformidad respectivos, en sistemas de riego por Aspersión (Carretes de Riego, Cobertura Total, Pivotes Centrales y Avances Frontales) e instalaciones de Riego Localizado (Goteo y Microaspersión).
Selección y operación de equipos agrometeorológicos Una correcta programación del riego se inicia con la determinación del consumo de agua de la planta, para lo cual es fundamental contar con una Estación Meteorológica Automática que permita medir las variables necesarias para incorporarlas a la ecuación que permite cuantificar la evapotranspiración del cultivo. Sin embargo, existe una serie de errores al momento de decidir el tipo de equipo a utilizar, características de sus sensores y su ubicación en el predio. El presente servicio proporciona una clara orientación al usuario al momento de adquirir equipos, además de proporcionar los principios básicos de operación y mantención. De esta forma, se obtendrá el máximo provecho a la inversión, a los datos obtenidos y en la generación de información útil al productor. Agricultura de precisión en vides viníferas Servicio en proceso de implementación, destinado a medir y manejar la variabilidad espacial de los predios, aumentando su eficiencia productiva y disminuyendo el impacto ambiental. Esta tecnología involucra actividades de recolección y manejo de información (fotografías aéreas) que permiten tomar decisiones técnico – económico - ambiental por parte de los productores. Este servicio será dirigido a viticultores cuyos objetivos sea la obtención de vinos de alta calidad. Actualmente los profesionales del CITRA están trabajando en la adquisición de la tecnología, la capacitación del personal y puesta en práctica de estas tecnologías.
Información Agroclimática. Proporciona información climática básica o procesada a organizaciones (instituciones públicas y empresas privadas de las áreas agrícolas, seguros, industrial, ambiental, etc.) y agricultores que se encuentran bajo el área de influencia de la red de Estaciones Meteorológicas Automáticas asociadas al CITRA. Cursos de Capacitación Este servicio comenzó en el mes de agosto del 2003, con la ejecución de cursos para Ingenieros Agrónomos, Técnicos Agrícolas y Productores. Ellos permitieron fortalecer nuestro rol como institución de transferencia de tecnologías disponibles o generadas, en las áreas de riego y agroclimatología. Algunos temas tratados en cursos de capacitación son los siguientes: Programación del riego en métodos de riego por surco y goteo, Técnicas de monitoreo para la programación del riego, Programación del riego utilizando Bandeja de Evaporación Clase A, Programación del riego utilizando Cámara de Presión (Bomba Scholander), Sistemas meteorológicos para la programación del riego, Aplicación de las matemáticas en la agricultura, etc.
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INVESTIGACIÓN
Con el esfuerzo de los actuales integrantes del equipo de trabajo y algunos que pertenecieron en el período 1997-2012 más el apoyo de la Universidad de Talca, ha sido posible obtener financiamiento para varios proyectos que han caracterizado algunas de las líneas de investigación del Centro. Entre las fuentes de financiamiento se cuentan FONDEF, FONDECYT, ECOS/ CONICYT, US. NATIONAL SCIENCE FOUNDATION/ CONICYT, FNDR, FDI, INNOVA CORFO y financiamiento propio a través del Servicio de Programación del Riego.
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LINEAS DE INVESTIGACIÓN
Estimación del Consumo Hídrico y Manejo del Riego: La definición clásica de riego agrícola corresponde a la aplicación oportuna y uniforme de agua a un perfil de suelo para reponer a este el agua consumida por un cultivo entre dos riegos consecutivos. De este modo, la pregunta que los productores se deberían hacer es ¿cuánta es el agua que mi cultivo consumió?. Lamentablemente esta pregunta no siempre es hecha y la decisión de regar se efectúa en base a apreciaciones poco objetivas o lo que se acostumbra en la zona para ese cultivo. De este modo, el CITRA ha dirigido sus esfuerzos hacia una línea de investigación y desarrollo que permita establecer de la forma más objetiva posible cuánta es el agua perdida por un cultivo en un tiempo determinado. Al respecto las pérdidas de agua referidas se producen de dos formas: evaporación desde el suelo y transpiración por parte del cultivo, lo que en conjunto se conoce como Evapotranspiración (ET) y que cuantifica el flujo de agua desde el suelo hacia la atmósfera. En términos de evapotranspiración, uno de los métodos más simples para determinarla es mediante el uso de la evapotranspiración de una superficie en referencia de pasto (ETo) o alfalfa (ETr), la cual se multiplica por un coeficiente de ajuste relativo para cada cultivo o Kc y de esta forma se puede estimar la evapotranspiración real de un cultivo (ETa). Esta metodología es ampliamente usada por su sencillez, pero necesariamente los Kc deben ser ajustados de manera de ser representativos, ya que debido a su empirismo sólo son válidos para uso en el lugar y condiciones donde fueron desarrollados. Al respecto, el CITRA ha trabajado intensamente usando equipamiento micrometeorológico que permita medir exactamente la ETa y de esta forma, ajustar los valores de Kc para diferentes cultivos ubicados en la zona central. Asimismo, se ha desarrollado investigación aplicada para determinar experi
mentalmente la mejor combinación entre aplicación de agua, rendimiento y cosecha, que permitan determinar indirectamente los coeficientes de riego, que permitan ajustar el Kc, de forma práctica y útil para el agricultor. Finalmente, desde el año 2010, el CITRA ha incursionado en el desarrollo de Kc ajustados a la variabilidad espacial utilizando herramientas de teledetección o remote sensing, lo que ha permitido determinar la variabilidad espacial de la ETa y los Kc, para viñedos y olivares, basado en el uso combinado de datos meteorológicos e imágenes de satélite Landsat. Estimación de Variables Ecofisiológicas y Balance de Energía: Estimar variables ecofisiológicas las cuales responden de forma dinámica a los cambios del medio (suelo, clima y manejo agronómico) resulta esencial como información en la toma de decisiones en el marco de un manejo agrícola sustentable. Estas variables son usadas a menudo en modelos biomatemáticos que permiten optimizar manejos agronómicos tales como el riego, la protección integrada y en la evaluación y concepción de nuevos sistemas de cultivo. Entre las principales variables ecofisiológicas utilizadas para optimizar los manejos anteriormente señalados tenemos: i) aquellas asociadas al intercambio gaseoso (conductancia, transpiración y fotosíntesis), ii) aquellas relacionadas con el estado hídrico de la planta (potencial hídrico de hoja y de xilema, temperatura foliar y reflectancia superficial) y iii) aquellas que se relacionan con el crecimiento vegetativo y vigor de las plantas (tasas de crecimiento, reservas nutricionales en la planta, etc.). Las variables ecofisiológicas antes mencionadas están muy relacionadas con los componentes del balance energético de los cultivos. Así por ejemplo estudiar y estimar la radiación neta que corresponde a la energía
disponible para los distintos procesos físicos y fisiológicos en el sistema suelo-planta-atmósfera es fundamental para conocer la evapotranspiración del cultivo y así lograr un manejo óptimo del riego. Asimismo otros componentes del balance de energía, como el calor sensible y el calor de suelo son variables muy interesantes de conocer y estimar para explicar diversos fenómenos de interés agrícola como son los problemas de golpe de sol en frutos y prevención de riesgos climáticos como heladas. Agricultura de Precisión: Esta línea de investigación tiene por objetivo implementar un conjunto de tecnologías que permitan estudiar la variabilidad espacial y temporal del clima, suelo, expresión vegetativa, rendimiento y calidad de los cultivos, con el fin de permitir un manejo sitio-específico de los recursos productivos (agua de riego, pesticidas, fertilizantes, etc.)”. Este conjunto de tecnologías incluye: i) sistemas de posicionamiento global (GPS), ii) sistemas de información geográfica (SIG), iii) herramientas tecnológicas para el manejo del riego, tales como: estaciones meteorológicas automáticas, medidores de agua en el suelo, cámaras de presión, medidores de savia y clorofila, sistemas de transmisión de información, etc., iv) maquinaria especializada, y v) un conjunto de modelos matemáticos que permitan integrar diferentes capas de información especializada, para facilitar el manejo sitio especifico del riego y de otras labores agrícolas. Cambio Climático y Sustentabilidad: Otra de las líneas de trabajo dice relación con las consecuencias que para la agricultura podría tener el cambio climático en las necesidades de agua de los cultivos, descenso pluviométrico, aumento de las temperaturas, déficit de horas-frío y pérdidas de la estacionalidad de las variables agrometeorológicas. www.citra.cl
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