Empleo de sensores lineales de PAR para la medida de la radiación interceptada

por el viñedo y su aplicación en la caracterización del canopy

Pedro Junquera GonzálezGrupo de Investigación en Viticultura - UPM

Microclima del canopyEstado hídrico

Fijación CO2

Producción de biomasaComposición de las uvas

Radiación fotosintéticamente activa (PAR) → λ = 400 – 700 nm

Allen and Richardson 1968Varlet-Grancher et al. 1989

R0

RrsRt

Rrsp

Radiación absorbida: Ra = R0 - Rrsp – Rt + Rrs

Radiación interceptada: Ri = R0 – Rt

Vegetación homogénea Vegetación heterogénea

Ri

Rr sp

Rt Rr s

Peláez et al. 1994

0

R0Rrsp Rt Rrs

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Time (hs)

PA

R (

µm

ol·m-2

·s-1

)

Ri

Rt

Rrs

Rrsp

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Time (hs)

PA

R (

µm

ol·m-2

·s-1

)

Ra

Rit

Ras

Sánchez-de-Miguel 2007

0

Ra = Ri + 2-10 %

Peláez 1999

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

PA

R (

µm

ol·

m-2

·s-1

)

solar time

N-S

N+20º

N+45º

E-W

Jiménez et al. 2006

Ra

0

200

400

600

800

1000

1200

6:00 8:00 9:45 11:45 14:00 15:45 17:40hs

PA

R (

µmol

.m-2.s

-1)

DM

DS

Sánchez-de-Miguel 2007

Ensayo Distancia

entre filas (m)

Distancia entre

plantas (m) Año Nº pámpanos / m

Altura vegetación

(cm)

Distancia

entre filas 2, 2.5, 3 1.25

2005 12 90

2006 12 90 – 120

2007 10 90 – 140

Densidad de

pámpanos 2 1.1 2008 6, 8, 10, 12, 14 100

1

am

as

H

L

ai

12

34

5

Superficie Foliar TotalA = f (L)

Superficie Foliar Externa

Volumen

L

SFT / SFE y SFT / Vol

Radiación interceptada

Eficiencia intercepción

Transmitancia

Ri = Ro – Rt

Ei = Ri / R0

T = Rt / R0 ; T = 1 - Ei

La transmisión de la radiación decrece de forma exponencial a medida que atraviesa la superficie foliar del canopy (Ley de Lambert-Beer)

T = e –k·LAI (Monsi and Saeki 1953)

La transmisión de la radiación depende de:

- la cantidad de superficie foliar: LAI- su disposición espacial (distribución e inclinación)y propiedades ópticas: k → Coeficiente de extinción

0

200

400

600

800

1000

1200

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

hora solar

Ri (

µm

ol /

m2 / s)

2

2.5

3

0

5

10

15

20

25

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

hora solarR

i acu

mul

ada

(mol

/ m2 )

2

2.5

3

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

hora solar

Ei

2

2.5

3

Estimación de la cantidad de superficie foliar

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

SFT (m2 / m2)

T

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

SFE (m2 / m2)T

y = e-0.3249x (r2 = 0.804***) y = e-0.4834x (r2 = 0.768***)

y = e-0.9600x (r2 = 0.813***) y = e-1.4225x (r2 = 0.802***)

Estimación de la cantidad de superficie foliar

0,00,1

0,20,3

0,40,50,6

0,70,8

0,91,0

0 1 2 3 4 5 6

SFT (m2 / m2)

T m

ínim

o

0,00,10,20,30,40,5

0,60,70,80,91,0

0 1 2 3 4

SFE (m2 / m2)T

mín

imo

a

h

D dirección

http://aa.usno.navy.mil/data/docs/AltAz.php MADRID o , o , W 3 44, N40 26 Altitude and Azimuth of the Sun Apr 29, 2010 Universal Time Altitude Azimuth (E of N) h m o o 05:00 -3.9 67.3 06:00 7.1 77.0 07:00 18.4 86.4 08:00 29.7 96.2 09:00 40.9 107.7 10:00 51.3 122.4 11:00 59.7 143.5 12:00 64.0 173.2 13:00 62.1 205.3 14:00 55.1 230.0 15:00 45.3 246.9 16:00 34.4 259.5 17:00 23.1 269.8 18:00 11.8 279.3 19:00 1.0 288.8 20:00 -9.8 298.9

0,000,050,100,150,200,25

0,300,350,400,450,50

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4

SFT / SFE

K

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Densidad de superficie foliar (m2 / m3)

K

y = e-0.7657x (r2 = 0.281) y = e-0.1022x (r2 = 0.655***)

Estimación de la disposición de la superficie foliar

La medida de intercepción de PAR por el viñedo permite:

Estimar la superficie foliar total y externa

Caracterizar la distribución de las hojas en el canopy

Conocer el potencial productivo (Asimilación de CO2, Biomasa)

En cultivos heterogéneos, la radiación interceptada puede medirse adecuadamente mediante sensores lineales de PAR

Interés de índices del tipo Ei / Rdto como estimadores del equilibrio del viñedo

Interés del uso de Ei como coeficiente de riego, aplicado a la ET0