Teledetección de estrés hídrico en cultivos mediante el índice de reflectancia fotoquímica

• Autores: Maria Dolores Suarez Barranco
• Directores de la Tesis: Elías Fereres Castiel (dir. tes.), Pablo J. Zarco Tejada (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2009
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Vicente Giráldez Cervera (presid.), Rafael M. Navarro Cerrillo (secret.), Jordi Marsal i Vila (voc.), Jaume Flexas Sans (voc.), Uwe Rascher (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Óptica
      • Espectroscopia
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Hidrología
      • Transpiración
  • Ciencias agrarias
    • Agronomía
      • Producción de cultivos
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• Resumen

  • Se ha demostrado desde hace tiempo que un déficit hídrico severo afecta a los procesos fisiológicos de la vegetación y puede tener como consecuencia una disminución de la cosecha. Sin embargo, déficits hídricos moderados difíciles de detectar pueden tener también consecuencias negativas en la cosecha final. Por lo tanto es importante llevar un control del nivel de estrés en una parcela completa con la ayuda de indicadores específicos. Hace 25 años se empezó a usar la zona del infrarrojo térmico del espectro electromagnético porque otros índices de reflectancia en ese momento no eran tan sensibles al estado hídrico de la vegetación como los derivados de la temperatura de cubierta. A pesar de ello, actualmente hay limitaciones técnicas que hacen la adquisición de imágenes térmicas a alta resolución espacial difícil, por lo que es crítico desarrollar metodologías para la teledetección pre-visual del estrés hídrico basadas en las regiones del visible e infrarrojo cercano. Por eso el estudio de índices basados en bandas estrechas del visible como el Indice de Reflectancia Fotoquímica (Photochemical Reflectance Index, PRI) y la fluorescencia clorofílica. El PRI lo propusieron Gamon et al. (1992) como indicador del estado de oxidación de las xantofilas relacionado con los procesos fotosintéticos. Se ha usado para el estudio de la eficiencia del uso de la luz, fotosíntesis y, más recientemente, para el estudio del estrés hídrico en cultivos. La variabilidad existente en la estructura, contenido clorofílico y contenido de materia seca en vegetación enmascara la sensibilidad del PRI al estrés, por lo que en el caso de existir tal variabilidad, el valor del índice respondería básicamente a la distribución espacial de la estructura y densidad foliar. Por lo tanto, se necesita el uso de modelización a nivel de hoja y cubierta para permitir el uso operativo del PRI para elaborar mapas de estrés hídrico en cubiertas discontínuas donde la estructura de la vegetación ejerce la mayor influencia en la señal espectral. En esta tesis se presenta una nueva metodología para la detección de estrés hídrico en vegetación usando modelos de transferencia radiativa. La metodología ha sido validada en dos especies arbóreas: olivo y melocotonero y en un cultivo herbáceo contínuo: maíz. El método compara el valor de PRI de la vegetación con el valor teórico de PRI (sPRI) calculado por medio de modelización a partir de los parámetros fisiológicos y estructurales existentes. En estudios previos sobre el efecto del riego deficitario en la calidad final del fruto, se ha usado la integral del potencial hídrico de tallo a lo largo del periodo de crecimiento como indicador de calidad final. En esta tesis se presenta una metodología similar usando el PRI obtenido de imágenes en vez del potencial hídrico como indicador de estrés para la posterior relación con parámetros de calidad en cosecha.