CITRACENTRO DE INVESTIGACIÓN Y TRANSFERENCIA

EN RIEGO Y AGROCLIMATOLOGÍA

MEMORIA 1996 - 2012 www.citra.cl

CITRACENTRO DE INVESTIGACIÓN Y TRANSFERENCIA

EN RIEGO Y AGROCLIMATOLOGÍA

MEMORIA 1996 - 2012 www.citr a.cl

www.citra.cl

PRESENTACIÓN

DOCENCIA

MEMORIAS Y TESIS TRANSFERENCIA

SERVICIOS

INVESTIGACIÓN

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

PUBLICACIONES

ÍNDICE

PRESENTACIÓN

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La optimización en el uso de los recursos agro-nómicos y las ventajas comparativas para la produc-ción 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 desta-can el uso de sistemas alerta agroclimática, que utilizan modelos biomátematicos y redes de estaciones meteo-rológicas 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 sustancial-mente los costos del control fitosanitario, mayor eficien-cia 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 debi-do 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 diferen-tes modelos bio-matemáticos principalmente utilizados en: (1) programación del riego, (2) control de enfer-medades 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 al-gunos en ejecución, un total de 25 Proyectos; 80 pu-blicaciones; participación en 105 congresos nacionales e internacionales; se han desarrollado 77 Memorias de pregrado y 11 de postgrado. Entre los principa-les resultados concretos obtenidos por el CITRA en el sector Hortofrutícola durante los años 1997 y 2007, se pueden mencionar: (1) reducciones en las aplicacio-nes 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 rendi-mientos 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 crea-ción 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

DOCENCIA

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Como centro tecnológico de la Universidad de Talca, los docentes que constituyen el CITRA han sido parte de la educación de generaciones de profesio-nales, los cuales han enriquecido su formación con la orientación y rigor científico que son característicos del centro.

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 cimien-to del proceso de aprendizaje.

Luego, comenzaron a rendirse cursos de post-grado 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 natura-les.

Cursos de Pregrado impartidos en laEscuela de Agronomía

- Fundamentos de Riego: Profesores: Samuel Ortega F. Eugenio Rodríguez H.

- Métodos de Riego: Profesor: Eugenio Rodríguez H.

- Agroclimatología: Profesores: Patricio González C. Samuel Ortega F.

- Topografía: Profesor: Eugenio Rodríguez H.

- Agricultura y Geografía de Chile: Profesor: César Acevedo

- Módulo de Conservación de Suelo para el curso de Edafología: Profesor: César Acevedo

- Módulo de Variabilidad espacial de Suelos para el curso de Edafología: Profesor: César Acevedo

- Módulo de Integración Agrícola: Profesor: César Acevedo

Cursos de Pregrado impartidos en laEscuela de Ingeniería Forestal

- Climatología: Profesor: Patricio González C.

Cursos impartidos en Programas de Magístery Doctorado de la Facultad de Ciencias Agrarias

- Relaciones Hídricas: Profesor: Samuel Ortega F.

- Taller de Agroclimatología: Profesor: Samuel Ortega F.

- Biomodelamiento Matemático: Profesor: Samuel Ortega F.

- Curso de Agricultura de Precisión: Profesor: César Acevedo

- Seminario Doctorado II: Profesores: César Acevedo Héctor Valdés Carlos Poblete

Curso impartido en Programa de Magister enGestión Ambiental Forestal de laFacultad de Ciencias Forestales

- Bioclimatología: Profesor: Patricio González C.

MEMORIAS Y TESIS

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Memorias y Tesis

Como parte de la función de los docentes del CITRA se han desarrollado de trabajos de tesis y me-moria de pre y postgrado. Muchos de estos han sido efectuados en el marco de los proyectos de investiga-ción 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 dis-ponibilidad 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 gene-rar investigaciones de alto nivel que se traduzcan en la producción de material de divulgación científica (publi-caciones). Como fruto de esta labor, los alumnos egre-sados se desempeñan en ámbitos tan diversos como la producción de semillas, producción hortofrutícola, ase-soría de riego, organismos públicos, y la docencia e in-vestigación en distintas instituciones de educación nacio-nal e internacional.

TRANSFERENCIA

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Uno de los principales objetivo del Centro es impulsar el reconocimiento, la adopción e incorporación de las tecnologías de riego en el sector productivo agrí-cola a través de los distintos mecanismos de transferen-cia. 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 agroclimatolo-gía. 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 par-ticipan como expositores el equipo de profesionales del CITRA, más expertos nacionales y miembros de las aso-ciaciones involucradas. Además, se ha implementado un sistema de asesoría directa a agricultores y actividades de capacitación que comprenden charlas, días de cam-po y talleres Interactivos. Además se ha generado ma-terial de difusión en riego, cultivos y agroclimatología bajo la forma de cartillas, boletines técnicos, etc.

En los últimos años ha habido proyectos imple-mentados por el CITRA con un fuerte componente de transferencia tecnológica tales como:

“Difusión y Transferencia Tecnológica en Pro-gramación del Riego” en Cachapoal y Colchagua, el cual atendió a más de 200 agricultores en actividades de difusión durante el año 2006.

“Servicio de Programación y Optimización del Uso del Agua de Riego” en las provincias de Cacha-poal, Maule y Linares. Este proyecto atendió en forma directa a más de 120 agricultores en programación de riego. Adicionalmente, en las actividades de transferen-cia el número total de asistentes fue de 439 personas para los cursos, 685 en seminarios, 52 en talleres inte-ractivos y 249 en días de campo.

“Sistema para la Gestión Hídrica” en las co-munas de Colbún, Linares y Yerbas Buenas. Que se en-cuentra 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 in-corpora análisis de imágenes satelitales.

SERVICIOS

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El CITRA dispone de la tecnología y capacidad profesional para realizar los siguientes servicios a pro-ductores 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 especí-ficas de clima, suelo y cultivo presentes en cada predio.

Para lograr lo anterior, se utilizan antecedentes climáticos (provenientes por ejemplo de estaciones me-teorológicas 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 visi-ta 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 orienta-do 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 instala-ciones de Riego Localizado (Goteo y Microaspersión).

Selección y operación de equiposagrometeorológicos

Una correcta programación del riego se inicia con la determinación del consumo de agua de la plan-ta, para lo cual es fundamental contar con una Estación Meteorológica Automática que permita medir las va-riables 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 equi-pos, 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, desti-nado a medir y manejar la variabilidad espacial de los predios, aumentando su eficiencia productiva y disminu-yendo 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 pro-ductores. Este servicio será dirigido a viticultores cuyos objetivos sea la obtención de vinos de alta calidad. Ac-tualmente 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, in-dustrial, ambiental, etc.) y agricultores que se encuen-tran 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 Agró-nomos, Técnicos Agrícolas y Productores. Ellos permitie-ron fortalecer nuestro rol como institución de transfe-rencia de tecnologías disponibles o generadas, en las áreas de riego y agroclimatología. Algunos temas tra-tados en cursos de capacitación son los siguientes: Pro-gramación 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 utilizan-do Cámara de Presión (Bomba Scholander), Sistemas meteorológicos para la programación del riego, Apli-cación de las matemáticas en la agricultura, etc.

INVESTIGACIÓN

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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 financiamien-to propio a través del Servicio de Programación del Riego.

LINEAS DE INVESTIGACIÓN

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Estimación del Consumo Hídrico y Manejo del Riego: La definición clásica de riego agrícola co-rresponde a la aplicación oportuna y uniforme de agua a un perfil de suelo para reponer a este el agua con-sumida 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 apreciacio-nes 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 desarro-llo 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 des-de 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 mul-tiplica por un coeficiente de ajuste relativo para cada cultivo o Kc y de esta forma se puede estimar la evapo-transpiración real de un cultivo (ETa). Esta metodología es ampliamente usada por su sencillez, pero necesa-riamente 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 fue-ron desarrollados. Al respecto, el CITRA ha trabajado intensamente usando equipamiento micrometeorológico que permita medir exactamente la ETa y de esta for-ma, ajustar los valores de Kc para diferentes cultivos ubicados en la zona central. Asimismo, se ha desarro-llado 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 in-cursionado en el desarrollo de Kc ajustados a la varia-bilidad espacial utilizando herramientas de teledetec-ción o remote sensing, lo que ha permitido determinar la variabilidad espacial de la ETa y los Kc, para viñe-dos 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 biomate-máticos 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 (poten-cial 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 (ta-sas de crecimiento, reservas nutricionales en la planta, etc.).

Las variables ecofisiológicas antes mencionadas están muy relacionadas con los componentes del balan-ce 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 fisiológi-cos en el sistema suelo-planta-atmósfera es fundamental para conocer la evapotranspiración del cultivo y así lo-grar un manejo óptimo del riego. Asimismo otros compo-nentes del balance de energía, como el calor sensible y el calor de suelo son variables muy interesantes de cono-cer y estimar para explicar diversos fenómenos de inte-rés agrícola como son los problemas de golpe de sol en frutos y prevención de riesgos climáticos como heladas.

Agricultura de Precisión: Esta línea de inves-tigación tiene por objetivo implementar un conjunto de tecnologías que permitan estudiar la variabilidad es-pacial y temporal del clima, suelo, expresión vegetati-va, rendimiento y calidad de los cultivos, con el fin de permitir un manejo sitio-específico de los recursos pro-ductivos (agua de riego, pesticidas, fertilizantes, etc.)”. Este conjunto de tecnologías incluye: i) sistemas de po-sicionamiento 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 espe-cializada, y v) un conjunto de modelos matemáticos que permitan integrar diferentes capas de información es-pecializada, para facilitar el manejo sitio especifico del riego y de otras labores agrícolas.

Cambio Climático y Sustentabilidad: Otra de las lí-neas 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 varia-bles agrometeorológicas.

PUBLICACIONES

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