Remote sensing methods for detecting water and heat stress in vineyards: a contribution to their assessment

Esta tesis tiene como objetivo avanzar en el riego de precisión en viñedos mediante la mejora de los métodos para evaluar el estado hídrico de la vid, lo cual es fundamental para optimizar el estrés hídrico de la vid y garantizar la sostenibilidad en la viticultura. El monitoreo preciso del uso de a...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Egipto, Ricardo
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2025
País:España
Institución:Universidad de Huelva (UHU)
Repositorio:Arias Montano. Repositorio Institucional de la Universidad de Huelva
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:ariasmontano.uhu.es:10272/25725
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/10272/25725
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Vid
Viñedo
Riego de precisión
Riego deficitario
Sostenibilidad
Grapevine
Vineyard
Precision irrigation
Deficit irrigation
Sustainability
31 Ciencias Agrarias
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description Esta tesis tiene como objetivo avanzar en el riego de precisión en viñedos mediante la mejora de los métodos para evaluar el estado hídrico de la vid, lo cual es fundamental para optimizar el estrés hídrico de la vid y garantizar la sostenibilidad en la viticultura. El monitoreo preciso del uso de agua en el viñedo, con alta resolución espacial y temporal, es esencial para mejorar la productividad y la calidad de las uvas. Un desafío significativo en este campo es la ausencia de métodos universalmente aplicables para evaluar el estado hídrico de la vid en diversas condiciones. El primer hito de esta investigación fue desarrollar algoritmos de aprendizaje automático (MLAs) para estimar con precisión la evapotranspiración real de los cultivos (ETc), un indicador clave del estado hídrico de la vid. El estudio comparó ocho algoritmos supervisados de vanguardia utilizando variables atmosféricas, como la radiación neta (Rn), la velocidad del viento (u) y el déficit de presión de vapor (VPD), junto con variables vegetales como la conductancia estomática al vapor de agua (gsw). Estos algoritmos fueron evaluados frente al método FAO-56 Kc-ET0 y las mediciones reales de ETc obtenidas de un sistema de covarianza de vórtices. Los resultados mostraron que los cinco mejores algoritmos explicaron más del 89% de la variabilidad en la ETc medida, logrando una precisión promedio 2,5 veces mayor que el método FAO-56 Kc-ET0. El segundo hito fue el desarrollo de un modelo biofísico para predecir la conductancia del dosel de la vid (gc) al vapor de agua, que es altamente sensible al estrés hídrico. El modelo combinó la gsw de la vid y la demanda atmosférica (Rn y VPD) para estimar gc, proporcionando un método confiable para evaluar la transpiración de la vid bajo condiciones áridas. Este modelo explicó más del 91% de la variabilidad en gc medida por el método de Penman-Monteith, demostrando su efectividad para simular la respuesta de la vid a la escasez de agua y el estrés ambiental. El tercer hito implicó una revisión exhaustiva de los efectos de la temperatura del suelo (ST) en el rendimiento del viñedo en climas mediterráneos, analizando su impacto en los procesos ecofisiológicos y los resultados agronómicos. La revisión también destacó el potencial de las técnicas de imagen para evaluar la ST y los perfiles de temperatura vertical del dosel, proporcionando valiosas ideas para las prácticas de riego de precisión. Basado en esta revisión, el cuarto hito desarrolló un marco de modelado para estimar la dinámica de los flujos de energía a nivel del suelo y de la planta bajo condiciones áridas. Este marco se centró en evaluar los flujos de energía sensible y latente dentro del viñedo durante la maduración de las bayas de la vid. El enfoque, probado con mediciones de un sistema de covarianza de vórtices, mostró que los flujos agregados estimados utilizando un modelo de tres fuentes agrupadas explicaron el 98% de la variabilidad en los flujos turbulentos, con un margen de error consistente de menos de 3 W.m-2 para los flujos de calor sensible. Aunque los flujos de calor latente fueron ligeramente subestimados, este marco ofrece una mejor comprensión de la dinámica energética en los viñedos bajo riego deficitario regulado. En general, los resultados de esta investigación demuestran la efectividad de las técnicas no destructivas, basadas en datos de sensores remotos, para evaluar el estado hídrico de la vid. Los modelos y métodos desarrollados, que van desde la estimación de la evapotranspiración real del cultivo hasta la evaluación de la conductancia del dosel y los balances de flujos de energía, proporcionan herramientas valiosas para la gestión del viñedo. Estas herramientas pueden facilitar la adopción de estrategias de riego deficitario, mejorando la eficiencia en el uso del agua y apoyando prácticas vitícolas sostenibles.
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