Estimación de la evapotranspiración de un viñedo de uva de mesa (Vitis vinífera) con imágenes satelitales Sentinel-2

• Autores: José Manuel Salvador Castillo, Martín A. Bolaños González, Julio César Rodríguez, Enrique Palacios Vélez, Luis A. Palacios Sánchez, Christopher Watts, Carlos Lizárraga Celaya, Samuel Orlando Ortega Farias, Salah Er Raki
• Localización: Agrociencia, ISSN 2521-9766, ISSN-e 1405-3195, Vol. 55, Nº. 5, 2021, págs. 369-387
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Estimation of evapotranspiration of a vineyard of table grapes (Vitis vinifera) using Sentinel-2 satellite imagery
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  • español

    La uva de mesa (Vitis vinífera) es uno de los cultivos de mayor relevancia económica y social en Sonora, México. Debido a la precipitación escasa y la demanda evaporativa elevada de la zona, es un cultivo con un requerimiento alto de agua. Por ello su producción depende de la aplicación de riego y es importante estimar con precisión y de manera extensiva la evapotranspiración de este cultivo (ETC) para mejorar la eficiencia del riego a corto plazo. Esta investigación se realizó durante 2018 y 2019 con el objetivo de desarrollar y evaluar un modelo entre el índice de vegetación de diferencias normalizadas (NDVI) calculado con imágenes Sentinel-2, y el coeficiente de cultivo (KC) determinado con el sistema de covarianza de vórtices (Eddy Covariance, EC) como opción para estimar la ETC de un viñedo de uva de mesa en la Costa de Hermosillo, Sonora. Con los datos de NDVI y de KC del año 2018 se construyó un modelo de regresión simple con inicio forzado al origen en las coordenadas nulas (KCNDVI = 0.9467 NDVI; R2 = 0.74) como base para estimar la ETC. Al validarlo con datos diarios del 2019 se obtuvo una R2 de 0.76 y un CME de 0.11 al relacionar KCvs. KCNDVI, mientras que al relacionar ETCvs. ETC estimada se encontró una R2 de 0.92 y un CME de 0.67 mm d-1. Los resultados indicaron que la ETC puede estimarse con precisión adecuada y de manera oportuna con el modelo propuesto. Sin embargo, se encontró que el modelo puede subestimar la ETC durante la temporada de desarrollo máximo del cultivo debido a la saturación del NDVI. Mientras que en invierno cuando los valores de NDVI dependen de las características estructurales del suelo y de los restos de la poda invernal, la ETC puede sobreestimarse.

  • English

    Table grapes (Vitis vinifera) are one of the crops of highest economic and social relevance in Sonora, Mexico. Due to the scant precipitation and high evaporative demand of the zone, it is a crop with a high water requirement. Therefore, its production depends on the application of irrigation, and it is important to have precise and extensive estimation of the crop evapotranspiration (ETC) to improve efficiency of irrigation in the short term. This research was carried out during 2018 and 2019 with the objective of developing and evaluating a model between the normalized difference vegetation index (NDVI) calculated with Sentinel-2 images, and the crop coefficient (KC) determined with a covariance turbulence flux system (Eddy Covariance, EC) as an option for estimating the ETC of a vineyard of table grapes in Costa de Hermosillo, Sonora. Using NDVI and KC data from 2018 records, a simple regression model was constructed with the start forced to the origin at the null coordinates (KCNDVI = 0.9467 NDVI; R2 = 0.74) as a base for ETC estimation. When the regression model was validated with daily 2019 data, an R2 of 0.76 was obtained along with a CME of 0.11 by relating KCvs. KCNDVI. Whereas by relating ETCvs. estimated ETC, an R2 of 0.92 was found, and a CME of 0.67 mm d-1. The results indicated that the ETC can be estimated with adequate precision and in an opportune manner with the proposed model. However, it was found that the model may underestimate ETCduring the period of maximum crop development due to NDVI saturation. However, in the winter when the values of NDVI depend on the soil structural characteristics and on the remains of winter pruning, ETC tends to be overestimated.