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Modelos de crecimiento y fenología de cultivos aplicados al manejo integrado de enfermedades.

Patricio Sandaña G.INIA-Remehue

TEMARIO

Usos de modelos en:Análisis de rendimiento,Efectos del cambio climáticoInteracción con enfermedades (Ej: Tizón tardío)

0 5 10 15 20 25 30 350

10

20

30

40

50

60

70Trigo

Avena

Arroz

Poroto

0 5 10 15 20 25 30 350

200

400

600

800

1,000

1,200 Remo-lachaPapa

Años desde 1979

Rend

imie

nto

(qqm

ha-1

)

Rendimientos de cultivos desde el año 1979 (ODEPA, 2014)

¿Cuál es el potencial de rendimiento de estos cultivos en distintas zonas del país?

Brechas de Rendimiento

POTENCIAL

*CO2

*Radiación

*Temperatura

*GenotipoFactores definitorios

(T ha-1)

ALCANZABLE

*Agua

*Nutrientes Nitrógeno

FósforoFactores limitantes

Medidas de Aumento Rendimiento

Nivel de Producción de un Cultivo

ACTUAL*Malezas

*Enfermedades

*Plagas

Medidas de Protección de Rendimiento

Factores reductores

BRECHA RENDIMIENTO

Modelo LINTUL-POTATO

INPUT

OUPUT

Temp max (°C) Temp min (°C)

Daily radiation (MJ/m2)

Precipitation (mm/month)

Open pan evap (mm/month)

Jan 28.5 11.4 26.2 0.1 222Feb 27.4 10.6 23.3 1.6 163March 25.9 9.4 19.3 4.3 141

April21.5 7.9 11.9

32.6 74

May17.3 5.2 8.1

63.0 39

June15.5 4.4 6.8

77.7 27

July13.6 2.2 8.9

64.3 27

Aug16.2 3.0 10.1

38.3 46

Sep18.4 5.7 14.2

27.9 72Oct 21.0 6.8 17.6 7.0 118Nov 24.2 8.8 24.6 2.8 164Dec 26.8 10.7 25.4 8.6 205

Month of planting (1-12) 10Day of month of planting (1-31) 1

Planting depth (mm) 150

Month of harvest 3

Day of harvest 16

Sprout growth rate (mm/degree day) 0.7Degree days emergence - 100% crop cover 650LUE (all radiation) (g/MJ light intercepted) 1.25

Harvest index (%) 75DM concentration tubers (%) 20

Rooting depth (m) 0.5Texture (%clay and silt) 10

Min temp photosynthesis (Tmax) 8Min temp optimal photosynthesis (Tmax) 20Max temp optimal photosynthesis (Tmax) 25Max temp photosynthesis (Tmax) 33

Growing period (days) 166Days between planting and emergence 15Days between emergence and 100% ground cover 41Days between 100% ground cover and harvest 110

DM tuber yield (ton DM/ha) 22.4Fresh tuber yield (ton/ha) 112.1

Soil field capacity (mm water / m soil) 110Irrigation point (mm water / m soil) 50Precipitation between planting and harvest 24ETP between planting and harvest 791Accumulated precipitation deficit (mm) 773Soil water reserve (mm) 30Irrigation need (mm) 743Irrigation need per ton fresh potato (mm) 6.62

DATOS CLIMATICOS

(Kooman and Haverkort, 1994)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

Days after planting

Gro

und

cove

r (%

)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

5

10

15

20

25

Days after planting

Bio

mass

(t D

M / h

a)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

20

40

60

80

100

120

Days after planting

Bio

mas

s (t

fres

h m

atte

r / h

a)

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

500

1000

1500

2000

2500

3000

Days after planting

Deg

ree

days

(d)

Haverkort et al (2014), Potato ResearchINIA

Ch

iloé

Coy

hai

qu

e

Pta

. Are

nas

Ren

dim

ient

os a

ctua

les

(t/h

a)

E E* L* E L E L E L E* E L E* L* E S* E* E E E0

20

40

60

80

100

120

140P

utr

e

La

Ser

ena

La

Lig

ua

Las

Cab

ras

Chi

llán

Tem

uco

Pto

. Mon

tt

brecha 62%

ENCUESTAS A PRODUCTORES

- Calidad de semilla

- Época de plantación

- Control de enfermedades

- Fertilización

- Riego

E E* L* E L E L E L E* E L E* L* E S* E* E E E0

20

40

60

80

100

120

140

Ren

dim

ient

os s

imul

ados

(t/h

a) SIMULACIÓN

Ch

iloé

Coy

hai

qu

e

Pta

. Are

nas

Pu

tre

La

Ser

ena

Chi

llán

Tem

uco

Pto

. Mon

tt

La

Lig

ua

Las

Cab

ras

CooL Farm Tool (Haverkort and Hillier, 2011)

Simulación del cambio climático en el rendimiento de los cultivos

El impacto del CC varia significativamente dependiendo de la elección del GCM. Por lo tanto, es recomendable utilizar la mayor cantidad posible de GCMs para hacer evaluaciones del impacto climático.

Hawkins and Sutton (2009), Am. Meteorol. Soc.

6 modelos climáticos (GCMs) generaron datos diarios de:

- T° Max y T° Min- Radiación Solar- Precipitación- humedad relativa Max y Min- velocidad del vientoSe calculó la ETo

Ejemplo: Valores máximos, promedios y mínimos de temperatura de los 6 modelos climáticos para 4 ambientes productivos

Generación de rendimientos esperados según cambios en variables climáticas

40 60 80 100 120 140 1600

2500

5000

7500

10000

12500

15000

17500

MS observada

MS simulada

Días desde la plantación

MS

tota

l (kg

/ha)

CALIBRACIÓN AQUACROP CON KARU-INIA (TEMPORADA 2012-13)

0 5000 10000 15000 200000

5000

10000

15000

20000

MS simulada (kg/ha)

MS

obse

rvad

a (k

g/ha

)

http://dssat.net/workshops/dssat-2014

Costo: US$1500Próximo: 18-23 Mayo 2015

Efectos del cambio climático en la interacción cultivo-enfermedades

Madgwick et al. 2011; Eur. J. Plant Pathol.

L. Base

2020LO 2020HI

2050LO 2050HI

L. Base

2020LO 2020HI

2050LO 2050HI

Modelos de simulación de crecimiento

(calibrados y validados)

Datos Climáticos Actuales Datos climáticos Futuros

Datos históricos según zona geográfica Modelos (GCMs)

Rendimientos línea base

Rendimientos escenarios futuros

¿Cuántos modelos?¿Cómo se trabajan los

datos?

¿Cuántos años?

¿Qué modelo?

Modelo de predicción de tizón tardío

Datos Climáticos Actuales Datos climáticos Futuros

Datos históricos según zona geográfica Modelos (GCMs)

Modelos de simulación de crecimiento

(calibrados y validados)

Incidencia y severidad línea base

Incidencia y severidad

escenarios futuros

Rendimientos línea base

Rendimientos escenarios futurosRendimiento

castigado por enfermedad (% reducción) actual

Rendimiento castigado por enfermedad (% reducción) futuro

0 40 80 120 1600

25

50

75

100Fr

acci

ón d

e ra

diac

ión

inte

rcep

tada

(%

)

Días después de plantación

Fracción radiación interceptada en Puyehue-INIA en 3 densidades de plantación y 2 fechas de plantación

Frac

ción

de

radi

ació

n in

terc

epta

da

(%)

Tiempo térmico desde emergencia (TB=7°C)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100095

100

105

110

115

120

125f(x) = 0R² = 0

FLORACIÓN

Fracción radiación interceptada en Puyehue-INIA en 3 densidades de plantación y 2 fechas de plantación

Madurez

Muchas gracias por su atención!