1. INTRODUCCIÓN

La correcta gestión de los recursos hídricos en la agricultura es uno de los grandes retos a abordar en el presente siglo. A nivel nacional el sector agrario consume alrededor del 75% del agua de nuestros embalses y acuíferos, por lo que una adecuación de los consumos a las necesidades es vital en una España en la que la desertificación avanza de forma lenta pero constante.

En Extremadura existen en riego unas 244.000 ha dedicadas principalmente a los cultivos de maíz, arroz, pradera, tomate, frutales, hortícolas y tabaco. Anualmente, de esta superficie total con infraestructura de riego, se cultivan unas 210.000 ha, lo que supone un consumo estimado en recursos hídricos de unos 1.500 - 1.700 Hm3.

Si el consumo de agua es importante, no lo es menos la aportación de los cultivos de regadío a la renta agrícola anual en la región extremeña: en 2004, con tan sólo el 19% de la superficie cultivada bajo riego respecto al total, la producción final vegetal del regadío ascendió al 62.6% del total (incluido subvenciones).

Sin embargo, a pesar de la importancia del regadío en la economía regional, es obvio que no se deben escatimar esfuerzos para racionalizar en lo posible el uso de un recurso limitado como es el agua. Para ello es preciso trabajar en dos direcciones: la inversión en infraestructuras y tecnología, y la formación de los profesionales de la agricultura. Ambos esfuerzos deben desarrollarse de forma paralela ya que tan importante es disponer de redes de distribución que reduzcan al mínimo las pérdidas y permitan el control preciso del consumo, como dotar a los agricultores de los conocimientos técnicos y herramientas que hagan posible sacar el máximo partido a estas instalaciones con el mínimo consumo necesario de agua.

En los regadíos extremeños el nivel de tecnificación de las infraestructuras es

sumamente variado, existiendo zonas en las que la eficiencia en el uso del agua es elevada y otras, con infraestructuras de riego provenientes de los años cincuenta, en las que el riego a pie no permite una eficiencia superior al 50%. El Libro Blanco del Agua (MIMAM-1998) y el PNR (MAPA – 2.000) establecen una eficiencia global del riego (EGR) a nivel nacional en torno al 50 %, habiéndose estimado para Extremadura un valor del 59%. Estos valores se han incrementado en los últimos años gracias a la inversión en infraestructuras por parte de las diversas administraciones.

A pesar de ser este valor superior a la media nacional, y pudiendo haberse incrementado desde 1998, no se debe caer en el conformismo, siendo un objetivo obligado incrementarlo en la medida en que sea posible.

Debido a que un uso eficiente de un recurso debe partir de un conocimiento previo de las necesidades que se tienen de éste, hemos creído necesario en el Servicio de Ordenación de Regadíos (SORE) de la Consejería de Agricultura y Desarrollo Rural elaborar una herramienta que permita a los agricultores conocer las necesidades hídricas de sus cultivos y

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realizar una programación de riegos a la carta, ajustada a las necesidades y a las condiciones particulares de clima y suelo. Esta herramienta, denominada REDAREX (Red de Asesoramiento al Regante de Extremadura), es la que pretendemos presentar en las páginas siguientes. 2.- ANTECEDENTES.

El programa operativo INTERREG II-C, Subprograma FEOGA-O, contemplaba una serie de medidas encaminadas a la “lucha contra la sequía”. Una de ellas, ejecutada por el MAPA, consistió en la instalación de una Red de Estaciones Agrometeorológicas y de Centros de Gestión de Riegos en colaboración con determinadas Comunidades Autónomas, entre ellas, Extremadura.

La ejecución de este proyecto constituyó la base sobre la que se apoyarían

posteriormente diversos proyectos de Redes de Asesoramiento a los Regantes, cuya finalidad era la puesta a disposición de los profesionales de la agricultura de herramientas que permitiesen la determinación exacta de las necesidades hídricas de los cultivos, evitando las dotaciones por exceso o por defecto a nivel de parcela. En la actualidad, fruto del programa INTERREG II-C, Subprograma FEOGA-O, la Junta de Extremadura dispone de: • Una red de de estaciones agrometeorológicas completas en las zonas regables de la región. La red consta de 35 equipos, que integra las estaciones gestionadas por el Servicio de Ordenación de Regadíos de la Consejería de Agricultura y Desarrollo rural, y el Servicio de Coordinación de Centros de Investigación y Tecnología de la Consejería de Infraestructuras y Desarrollo Tecnológico. Las de este último Servicio ya se han integrado con las del SORE para dejar una única red de estaciones. • Un Centro de Gestión de Riegos en la Dirección General de Estructuras Agrarias (Servicio de Ordenación de Regadíos – SORE) en Mérida. El centro está interconectado via GSM con las estaciones agrometeorológicas y con el Centro Nacional del MAPA.

Con posterioridad, sobre la base anterior se ha desarrollado la aplicación informática REDAREX, que permite realizar programaciones de riego diarias personalizadas.

3.- DESCRIPCIÓN DE LA RED DE ESTACIONES AGROMETEOROLÓGICAS.-

Debido a que el objetivo principal de la red es determinar las necesidades hídricas de los cultivos, las estaciones se han instalado en las zonas regables de Extremadura. La densidad de equipos establecida para caracterizar climáticamente las zonas es de una estación por cada 8 - 10.000 ha.

Cada estación ocupa una superficie de 10 x 10 m, cubierta con un cultivo de referencia, gramíneas en nuestro caso, con sistema de riego por aspersión.

Todas las estaciones están conectadas mediante telefonía móvil digital (GSM) con el Centro de Gestión de Riego del SORE en Mérida y con el Centro Servidor del SIDT en la finca La Orden. En la actualidad y tras la reestructuración efectuada en las estaciones del SIDT se encuentran en funcionamiento las siguientes estaciones:

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Provincia de Cáceres: están instaladas 16 estaciones en los términos municipales de Casatejada, Valdastillas, Zarza de Granadilla, Aldehuela del Jerte, Moraleja, Coria, Madrigalejo, Cáceres (Valdesalor), Madroñera, Peraleda de la Mata, Tejeda de Tiétar, Jarandilla de la Vera, Hurdes-Azabal, Gargantilla, Talayuela y Guadalupe. Provincia de Badajoz: se dispone de 16 estaciones situadas en Zalamea de la Serena, Monterrubio de la Serena, Don Benito, Villagonzalo, Mérida, Jerez de los Caballeros, Villafranca de los Barros, Olivenza, Talavera – Bercial , Rueda Chica, Arroyo S. Serván, Palazuelo, finca La Orden, Azuaga, Puebla de Alcocer y Alcántara. En fase de instalación se encuentran 4 estaciones a emplazar en Serradilla, Alburquerque y Villanueva del Fresno.

Por todo lo anterior, la región de Extremadura contará con un total de 35 estaciones, que cubren la totalidad de sus zonas regables y zonas de regadíos privados.

4.- DESCRIPCIÓN DE LA ESTACIÓN TIPO

La estación agrometeorológica instalada se compone de un acumulador de datos programable (CR10X de Campbell) que almacena y procesa la información de diversos sensores. La autonomía energética se consigue con una batería de 12 V que diariamente se recarga con un panel solar de 20 W. Los sensores instalados en cada estación son los siguientes:

- Sensor de temperatura y humedad relativa: sonda Vaisala HMP45C. Para la medida de la temperatura se utiliza el sensor Pt1000, que se basa en la variación de la resistencia eléctrica del platino con la temperatura. La humedad relativa se mide mediante un dispositivo capacitivo de estado-sólido (sensor Humicap 180), que cambia sus características eléctricas respondiendo a las variaciones de humedad. Como accesorio lleva un protector para radiación y para evitar la condensación de vapor de agua o la lluvia sobre el sensor.

- Sensor de precipitación: Pluviómetro ARG100. Se trata de un dispositivo de cazoletas basculantes que mide el volumen de precipitación mediante el cierre de un contacto cada vez que basculan las cazoletas. Cada contacto equivale a 0.2 mm de precipitación.

- Sensor de velocidad y dirección del viento: Anemoveleta RM YOUNG 05103. Para la medida de la velocidad del viento se utiliza la rotación de una hélice de 4 palas que produce una señal en corriente alterna, de frecuencia proporcional a la velocidad del viento. Para medir la dirección del viento se utiliza la veleta, cuya posición es convertida por un potenciómetro cuyo cursor es solidario al eje de la veleta.

- Sensor de radiación solar: Piranómetro SKY SP1110 ó CM3. Es una fotocélula de silicio sensible a la radiación entre 350 y 1100 nm. Va montada sobre un brazo soporte con nivel, debiendo estar orientada al sur.

- Otros elementos y dispositivos periféricos:

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La estación lleva una caja intemperie que permite alojar el acumulador de datos, el módem para transmisión de datos mediante sistema GSM y el regulador de carga de la batería. En su base se instalan los conectores de plástico para los sensores, la conexión externa de un PC y el cable de toma de tierra. La humedad interna de la caja se elimina con desecantes, normalmente bolsas de gel de sílice, que ha de ser reemplazada al detectar su deterioro.

Para la instalación de los sensores se emplea un trípode de 2 metros de altura de acero galvanizado, desmontable, cuyas patas van sujetas al suelo con piquetas enterradas. El trípode se instala con vientos y en algunos casos se incorpora antena para mejorar la señal.

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5.CONTENIDOS DE LA PÁGINA WEB DE LA RED DE ASESORAMIENTO AL REGANTE.

Fundamentos del sistema.

Las estaciones recogen continuamente los valores de los principales parámetros meteorológicos: temperatura del aire, humedad relativa del aire, velocidad y dirección del viento, radiación solar y precipitación.

El acumulador de datos suministra datos semihorarios y diarios de los parámetros detallados anteriormente. Estos datos son recibidos diariamente en el servidor de datos de la Red de Asesoramiento al Regante, donde son validados y procesados.

A partir de los datos meteorológicos recogidos por las estaciones y de algunos parámetros introducidos por el usuario (cultivo, fecha de siembra, tipo de suelo, sistema de riego) el sistema permite calcular las necesidades de agua de los cultivos diariamente, de forma que el agricultor pueda ajustar las dosis de riego de forma precisa.

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Posibilidades de uso de la página Web de Asesoramiento al Regante

Los servicios que ofrece la página Web son básicamente dos:

1- Consulta de los datos meteorológicos diarios de las Estaciones con información de : -Temperaturas diarias (máxima, mínima y media) , -Humedad relativa del aire (máxima, mínima y media), -Velocidad media y dirección media del viento, -Racha máxima de viento, -Precipitación total y efectiva, -Radiación solar total y radiación neta -Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) -Horas de insolación diaria. 2-Obtención de las necesidades de agua de los cultivos mediante la opción de Programación de Riego.

La portada de la página web tiene el siguiente formato:

La opción Datos Meteorológicos y ETo nos permite seleccionar la provincia, el

intervalo de fechas y la estación de la que deseamos información meteorológica. Las fechas se introducen mediante el teclado del ordenador y la estación a través del puntero del ratón del ordenador.

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El resultado sería una pantalla con el listado de datos meteorológicos:

El menú Relación de Estaciones permite visualizar la situación de las estaciones sobre

mapas provinciales. Seleccionando con el puntero del ratón una estación podemos obtener información sobre la localización exacta de la estación y la fecha de instalación.

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La opción Mapa de Zonas regables y Estaciones permite la búsqueda gráfica de la estación recomendada por sectores hidráulicos y por provincia a través de los mapas de las zonas regables:

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En esta pantalla podemos obtener el listado de estaciones asociadas a los distintos sectores de riego en una zona regable seleccionando con el ratón la opción Ver datos de Sectores.

El sistema también permite la búsqueda directa de la estación asociada a un polígono

catastral de un municipio. Además de la estación más cercana, nos indica una estación alternativa, con lo que aseguramos la información continua aún en casos de fallos puntuales de alguna estación

Realización de la programación de riegos

Para la realización de la programación de riego el usuario deberá darse de alta en el sistema. La cumplimentación de los datos solicitados es voluntaria a excepción de la contraseña alfanumérica de 8 caracteres y su verificación.

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Seguidamente, para acceder a la programación de riegos el programa nos dará la

opción de introducir los datos de la parcela o parcelas para las que deseemos realizar la programación de riegos.

La selección de la parcela se puede realizar por sector hidráulico, por polígono

catastral o por estación agrometeorológica. El objetivo en los dos primeros casos es asociar una estación meteorológica a la parcela. Una vez elegida una de las opciones, la pantalla que aparece es la que sigue:

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Deberá introducir un nombre que identifique la parcela, el cultivo de la misma y su fecha de siembra.

Una vez definidas todas las parcelas, seleccionaremos aquella sobre la que quiera

realizar la programación:

El sistema pedirá al usuario algunos parámetros relativos al sistema de riego, el

tipo de suelo y altura del cultivo. Para el cálculo del coeficiente de cultivo en la fase inicial se requiere introducir la frecuencia con que se regará durante este período y el aporte de agua en cada riego en mm.

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En caso de que el cultivo elegido sea leñoso, se deberá indicar la fracción del

suelo mojada en porcentaje o el diámetro de copa y número de árboles por hectárea.

A continuación, seleccionando la opción calcular programación obtendrá los

resultados que siguen:

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Las necesidades netas se calculan como diferencia entre la Etc (EtoxKc) y la

precipitación efectiva. Las necesidades brutas se corresponden con el agua que debemos aportar con el riego, que siempre es superior a las necesidades netas debido a que la eficiencia del sistema de aplicación no es nunca del 100%. Se calcula con el cociente entre las necesidades netas y la eficiencia. La eficiencia del sistema viene dada por defecto en función del sistema de riego aunque el valor es susceptible de modificación.

La precipitación efectiva es una variable que se toma de la estación meteorológica

más cercana aunque debido a que su valor tiene una componente local muy marcada, puede ser introducida por el usuario de forma manual, situando el cursor sobre la casilla y tecleando el valor deseado.

El déficit de agua en el suelo corresponde a la suma de las necesidades netas menos el

aporte de riego neto (aporte bruto por eficiencia) más el déficit del día anterior. Se supone que comenzamos la campaña de riego con el suelo a capacidad de campo por lo que el déficit de agua en el suelo es 0.

Por tanto, el usuario deberá introducir las cantidades aportadas los distintos días y

recalcular la programación. La columna de déficit de agua en el suelo se recalculará.

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6. PROCEDIMIENTO EMPLEADO EN LA DETERMINACIÓN DE LAS NECESIDADES DE AGUA

El procedimiento empleado para determinar las necesidades de agua en la programación de riego es el establecido por el documento “Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO Irrigation and drainage paper 56”, el cual puede consultarse en la Web de la FAO http://www.fao.org/docrep/X0490E/X0490E00.htm

En dicho documento se recomienda el empleo de la fórmula de Penman-Monteith para la determinación de la Evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo).

Los valores de ETo empleados en los cálculos de la programación suministrados por REDAREX son obtenidos por la aplicación de esta fórmula . La determinación de la Evapotranspiración del cultivo ETc se realiza mediante la expresión EToKcETc ×=

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Los ajustes del coeficiente de cultivo Kc se realizan siguiendo el procedimiento expuesto en el capítulo 6 del Irrigation and drainage paper 56 . Este método se basa en el ajuste del Kc del período inicial (Kcini)en función de la frecuencia de humedecimiento del suelo. El Kc integra los efectos de la transpiración del cultivo y de la evaporación desde el suelo y es adecuado para realizar una programación de riego a nivel básico. Se supone que las condiciones del cultivo son las óptimas y no existen limitaciones para su desarrollo. Por tanto, los resultados proporcionados son aproximados y de carácter orientativo.

En el caso de cultivos leñosos que se rieguen por goteo se aplica un coeficiente

reductor Kr que se obtiene de la expresión: k cr f×= 2 ; donde fc es la fracción de la superficie del suelo sombreada por el cultivo. El valor máximo del coeficiente está limitado a 1 por lo que sólo tendrá influencia en la ETc en el caso de cultivos leñosos con una fracción sombreada inferior al 50%.

El cálculo de las necesidades netas (In) se realiza mediante la expresión: , donde Pe es la Precipitación efectiva calculada mediante la fórmula del U.S.B.R.

PeETcIn −=

El cálculo de las necesidades brutas If se realiza dividiendo las necesidades netas

entre la eficiencia de riego en parcela Ep; EpInIf =

El valor de la Ep se obtiene en función del método de riego seleccionado, aunque

puede ser introducido directamente por el usuario. Los valores tomados por defecto son los establecidos en la siguiente tabla:

Método de riego Ep Inundación 0,65 Aspersión 0,8

Surcos cama estrecha

0,7

Surcos cama ancha

0,7

Surcos alternos 0,7 Goteo 0,9

Finalmente, se calculan el Déficit de Agua en el Suelo sumando al DAS del día

anterior las necesidades netas y restando el aporte de agua de riego introducido por el usuario, lo que nos da una idea del estado de humedad del suelo y nos puede ayudar a decidir el momento o el volumen de riego a aplicar. En el inicio de la campaña de riegos se considera que el DAS =0, es decir, iniciamos la campaña a Capacidad de Campo.

Los usuarios que precisen de una programación detallada deberían realizar los cálculos siguiendo el procedimiento descrito en el capítulo 7 del Irrigation and drainage paper 56 , el cual consiste en dividir el Kc en dos coeficientes, el Kcb que representa la transpiración del cultivo y el Ke que estima la evaporación desde la superficie del suelo. El procedimiento es complejo y exige la introducción de numerosos parámetros al usuario por lo que excede los propósitos de nuestra Web.

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7 – FUTURAS MEJORAS A INTRODUCIR EN LA PROGRAMACIÓN DE RIEGO.-

La Consejería de Agricultura y Desarrollo Rural está llevando a cabo estudios

detallados (Escala 1:10.000) de las propiedades hidrológicas de los suelos en diferentes sectores de zonas regables de Extremadura con el fin de caracterizar lo suelos más frecuentes en las zonas regables y poder disponer de datos de suelos que permitan introducir en la programación las características hidrológicas del suelo para el riego: Capacidad de campo, Punto de Marchitez, Capacidad de Retención de agua...etc.

Estos estudios ya se han terminado en la zona regable de Montijo, se encuentran en

ejecución en la zona regable de Orellana y se realizarán próximamente en las de Gabriel y Galán y Rosarito.

Una vez se disponga de información suficiente se introducirá una programación de

riego más compleja, de modo que conociendo la Evapotranspiración de los cultivos, los tipos de suelos y sus propiedades hidrológicas, los tipos de cultivo, su profundidad radicular y sus características, se pueda realizar un balance de agua en el suelo y una programación de riegos más ajustada.

Partiendo de los datos de la red de información agrometeorológica se dispondrá en

breve (enero de 2009) de un sistema de predicción meteorológica con un alcance semanal.

ACCESO A LA PÁGINA WEB REDAREX: 1).www.juntaex.es Portal “Agralia”.

- Agricultura y Ganadería - Riegos de los cultivos - Red de Asesoramiento al Regante (REDAREX).

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