Respuesta del maí­z (Zea mays L.) y sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) al riego deficitario : agronomía y modelización / Maize (Zea mays L.) and sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) response to deficit irrigation :agronomy and modelling

Abstract

El reg és necessari per tal d'assegurar produccions estables dels cultius d'estiu de zones semiàrides del món, on la precipitació és escassa i irregular. La planificació de l'ús de l'aigua de reg és crucial per a la conservació del recurs i per a la sostenibilitat dels sistemes agrí­coles. En condicions d'aigua de reg limitant, l'adopció d'estratègies de reg deficitari pot augmentar l'eficiéncia en l'ús de l'aigua.<br/>Aquesta tesi es centra en l'estudi de la resposta del panís i el sorgo al reg deficitari. Al capí­tol 2 es presenta l'estudi comparatiu del panís i el sorgo al reg deficitari imposat mitjançant una font lineal d'aspersió. L'objectiu fou l'estudi del sorgo com a possible cultiu alternatiu al paní­s sota condicions limitants d'aigua de reg. Els resultats obtinguts indiquen que en condicions de reg òptim el paní­s és més productiu que el sorgo i que el sorgo pot ser una alternativa viable al panís en condicions de reg limitant, donat que presenta menors reduccions de rendiment.<br/>Al capí­tol 3 es planteja l'estudi de la resposta del paní­s al reg deficitari aplicat per inundació. Els objectius d'aquest treball foren: estudiar l'efecte d'un dèficit hí­dric moderat en diferents fases del cicle del cultiu del paní­s sobre el creixement, el rendiment i els seus components. Els resultats obtinguts han indicat que la fase de floració fou la més sensible al dèficit hí­dric moderat produït per un interval més gran entre regs, amb reduccions significatives de rendimient, í­ndex de collita i components del rendiment. El reg deficitari durant la fase d'ompliment del gra en cap cas va reduir el rendiment i els seus components.<br/>Al capí­tol 4 es presenten els resultats de la modificació, parametrització i validació d'un model de simulació de cultius per a paní­s amb dades obtingudes als assaigs anteriors. L'objectiu fou el de desenvolupar una eina útil per a l'anàlisi posterior de diferents estratègies de reg per a les condicions de la Vall del Ebre a Espanya. El model va predir de manera satisfactòria la fenologí­a, el creixement i el rendiment en condicions d'aigua no limitant i sota diferents tractaments de reg deficitari. Es van identificar i discutir algunes limitacions del model.

El riego es necesario para asegurar producciones estables en los cultivos de verano en las zonas semiáridas del mundo, donde la precipitación es escasa e irregular. La planificación del uso del agua de riego es crucial para la conservación del recurso y para la sostenibilidad de los sistemas agrí­colas. En condiciones de agua de riego limitante, la adopción de estrategias de riego deficitario puede aumentar la eficiencia en el uso del agua.<br/>Esta tesis se centra en el estudio de la respuesta del maí­z y el sorgo al riego deficitario. En el capí­tulo 2 se presenta el estudio comparativo del maí­z y el sorgo al riego deficitario impuesto mediante una fuente lineal de aspersión. El objetivo fue el estudio del sorgo como posible cultivo alternativo al maí­z bajo condiciones limitantes de agua de riego. Los resultados obtenidos indican que en condiciones de riego óptimo el maí­z es más productivo que el sorgo y que el sorgo puede ser una alternativa viable al maí­z en condiciones de riego limitante, puesto que presenta menores reducciones de rendimiento.<br/>En el capí­tulo 3 se plantea el estudio de la respuesta del maí­z al riego deficitario aplicado por inundación. Los objetivos de este trabajo fueron: estudiar el efecto de un déficit hí­drico moderado en distintas fases del ciclo del cultivo del maí­z sobre el crecimiento, el rendimiento y sus componentes. Los resultados obtenidos han indicado que la fase de floración fue la más sensible al déficit hídrico moderado producido por un mayor espaciamiento entre riegos, con reducciones significativas de rendimiento, í­ndice de cosecha y componentes del rendimiento. El riego deficitario en la fase de llenado de grano en ningún caso redujo el rendimiento y sus componentes.<br/>En el capí­tulo 4 se presentan los resultados de la adaptación, parametrización y validación de un modelo de simulación de cultivos para maí­z con datos obtenidos en los ensayos anteriores. El objetivo fue desarrollar una herramienta útil para el análisis posterior de distintas estrategias de riego para las condiciones del Valle del Ebro en España. El modelo predijo de forma satisfactoria la fenologí­a, el crecimiento y el rendimiento en condiciones de agua no limitante y bajo distintos tratamientos de riego deficitario. Se identificaron y discutieron algunas limitaciones del modelo.

Irrigation is needed to achieve stable yields in the summer crops of the semiarid regions of the world, where rainfall is scarce and irregularly distributed.<br/>Efficient planning of water use for irrigation is crucial for the conservation of the resource and for the sustainability of the agricultural systems. Increase in water use efficiency can be achieved by deficit irrigation practices under water limited conditions.<br/>This thesis focuses on the study of the maize and sorghum responses to deficit irrigation. Chapter 2 presents the comparative study of maize and sorghum to deficit irrigation using the sprinkler line-source technique. The objective was to study sorghum as a possible alternative crop to maize under limited irrigation conditions. The results obtained have shown that maize was more productive than maize under optimum irrigation and that sorghum can be an economically alternative crop to maize if water supply is limited, because of its lower yield reduction under deficit irrigation.<br/>Chapter 3 focuses on the study of maize under deficit flooded irrigation.<br/>The objectives were: to study the effect of a moderate water stress at different stages of crop development on crop growth, yield and its components. The results indicate that flowering was the most sensitive phase to the moderate water deficit caused by a greater spacing of the irrigation events, with significant reductions in yield, harvest index and yield components. Deficit irrigation during the grain filling phase had no effect on yield.<br/>Chapter 4 presents the results of a crop simulation model adaptation, parameterization and validation for maize using data from the previous field experiments. The objective was to develop a tool for exploring the consequences for maize yield of different irrigation strategies in the conditions of the Ebro Valley in Spain. The model simulated satisfactorily phenology, growth and yield under no limiting water conditions and under different deficit irrigation treatments. Some model limitations were identified and discussed.

L'irrigation est nécessaire pour garantir des productions stables des cultures d'été dans les zones semi-arides du monde, où la précipitation est insuffisante et irrégulière. La planification de l'utilisation de l'eau d'irrigation est crucial pour la conservation de ce ressource et pour la durabilité des systèmes agricoles. Dans des conditions limitées d'eau d'irrigation, l'adoption de stratégies d'irrigation déficitaire peut augmenter l'efficience dans l'utilisation de l'eau.<br/>Cette thèse se centre dans l'étude de la réponse du maïs et du sorgho a l'irrigation déficitaire. Dans le chapitre 2 se présente l'étude comparative du maïs et du sorgho à l'irrigation déficitaire imposé en utilisant une source linéaire d'aspersion. L'objectif était l'étude du sorgho comme une possible culture alternative au maïs sous des conditions limitantes d'eau d'irrigation. Les résultats obtenus indiquent qu'aux conditions d'irrigation optimale le maïs est plus productif que le sorgho et que le sorgho peut être une alternative viable au maïs en conditions d'irrigation limitée, puis qu'il présente des réductions du rendement plus faibles.<br/>Dans le chapitre 3 s'étudie la réponse du maïs a l'irrigation par inondation déficitaire. Les objectifs de ce travail étaient: étudier l'effet d'un déficit hydrique modéré sur la croissance, le rendement et ses composantes dans des différentes phases du cycle de la culture du maïs. Les résultats obtenus ont indiqué que la phase de la floraison était la plus sensible au déficit hydrique modéré produit par un intervalle plus prolongé de temps entre les irrigations. On a détecté des réductions significatives du rendement, indice de collecte et composantes du rendement. L'irrigation déficitaire dans la phase de remplissement du grain n'a réduit en aucun cas le rendement et ses composantes.<br/>Dans le chapitre 4 se présentent les résultats de la modification, paramètrisation et validation d'un modèle de simulation de cultures pour le maïs avec des données obtenues-dans les essais antérieurs. L'objectif était le développement d'un outil pour pouvoir analyser postérieurement des stratégies d'irrigation dans les conditions de la vallée de l'Ebre en Espagne. Le modèle prédit d'une manière satisfaisante la phénologie, le croissance et le rendement sous des conditions de non-limitation d'eau et sous des différents traitements de l'irrigation déficitaire. On a identifié et discuté quelques limitations du modèle.