Requerimiento hídrico en álamos de 6 años : Rivadavia, Mendoza (Argentina)

Durante tres años consecutivos se desarrolló el ensayo de riego en álamos de 6 años (Populus euramericana I-214), en el Departamento de Rivadavia, Mendoza, Argentina. El suelo es de textura franco-arenosa. El ensayo se estableció en cuatro bloques completos aleatorizados. El área unitaria fue de 192 m2, con un total de 20 árboles por parcela. Los Intervalos de Riego (IR) fueron 7,14 y 21 días. El número de riegos anuales fue de 21 y la evapotranspiración diaria del cultivo fue de 14.6 mm/día. Los resultados muestran que para el IR = 7 días la Evapotranspiración real (Etc) fue de 2.097 mm; para IR = 14 días fue de 1 467 mm y para IR = 21 días fue de 1 051 mm. El Coeficiente Kc de cultivo se obtuvo al relacionar la Etc con la Evapotranspiración potencial obtenida por la fórmula de Blaney y Criddle y del tanque de evaporación estándar tipo A. Los esultados fueron respectivamente: Kc = 2.95 y 2.06 para IR = 7 días; Kc = 2.07 y 1.45 para IR = 14 días y Kc = 1.47 y 1.05 para IR = 21 días. Del análisis estadístico del volumen de madera producido se concluye que el IR de 7 días fue el mejor para álamos de seis años.

Requerimiento hídrico en álamos de siete años de edad : Rivadavia, Mendoza, Argentina

Durante tres años consecutivos se desarrolló el ensayo de riego en álamos de siete años (Populus x canadensis I-214) en el Departamento de Rivadavia, Mendoza, Argentina. El suelo es de textura franco-arenosa. El ensayo se estableció en cuatro bloques completos aleatorizados. La parcela unitaria fue de 192 m², con un total de 20 árboles. Los Intervalos de Riego (IR) utilizados fueron 7-14-21 días. Los resultados muestran que para el IR = 7 días la Evapotranspiración real (Etc) fue de 2.215 mm; para IR = 14 días de 1.372 mm y para IR = 21 días de 1.038 mm. El número de riegos anuales para IR = 7 días fue de 22 y la Evapotranspiración diaria del cultivo fue de 14,9 mm/día. El Coeficiente de cultivo (Kc) se obtuvo de relacionar la Etc con la Evapotranspiración potencial obtenida por la fórmula de Blaney y Criddle y por el tanque de evaporación estándar tipo A. Los resultados fueron respectivamente: Kc = 3 y 2,41 para IR = 7 días; Kc = 1,87 y 1,47 para IR = 14 días y Kc = 1,40 y 1,10 para IR = 21 días. Del análisis estadístico del volumen de madera producido se concluyó que el IR de 7 días resultó el más productivo para álamos de siete años.

Mapa bioclimático para las travesías de Mendoza (Argentina) basado en la fenología foliar

El objetivo fue generar un mapa bioclimático de la llanura de Mendoza que reflejara las diferencias climáticas expresadas por la actividad de la vegetación (fenología foliar) a escala regional. Se partió de la imagen digital del índice bioclimático de aridez P/ETP, generada en una etapa anterior a partir de una serie temporal de imágenes de índice verde (IVDN), y se recodificó en clases bioclimáticas. Se evaluó en cada clase la influencia antrópica y edáfica sobre las condiciones climáticas de aridez reflejadas por la vegetación. Se graficó la marcha fenológica anual media para cada bioclima a partir de una reconstrucción del IVDN. Las clases de clima húmedo y subhúmedo son de carácter edáfico debido al riego (oasis). Se proponen las clases: subdesértico (8,4%), árido inferior (15,3%), árido superior (24,2 %), semiárido inferior (25%) y semiárido superior (27,1%). Cada bioclima tiene una expresión vegetativa diferente en condiciones naturales. La marcha fenológica anual muestra que a mayor aridez menor es el contraste entre el IVDN mínimo y máximo, y que el momento de máxima cobertura vegetal varía de enero (semiárido) a abril (subdesértico). Esta propuesta permite extender y optimizar el conocimiento climático de las estaciones meteorológicas a través de toda la llanura mediante la expresión fenológica de la vegetación.

Efecto del riego deficitario controlado sobre el crecimiento vegetativo en plantaciones jóvenes de cerezo (Prunus avium L.)

En cerezo, plantas con excesivo vigor son poco precoces, poco productivas y de difícil manejo. El exceso de vigor podría ser controlado con estrategias de riego deficitario controlado (RDC). Durante dos años se realizó un ensayo de RDC en un monte frutal comercial joven y de alto vigor de cerezos Bing, plantado en suelo árido poco profundo y regado por goteo. Se evaluó la respuesta a distintos regímenes de riego sobre el crecimiento de brotes terminales y vigorosos, área y peso seco foliar, y crecimiento de tronco. Los tratamientos de riego fueron: T1 = 100%, T2 = 75% y T3 = 50% de la evapotranspiración máxima (ETc full), respectivamente. Se midió periódicamente el estado hídrico de la planta a través del potencial agua del tallo a mediodía y el estado hídrico del suelo mediante gravimetría. En T3 disminuyó la longitud de brotes, número y longitud de entrenudos, número de hojas, área foliar y peso seco foliar, y área de tronco. En T2 disminuyó la longitud de brotes y entrenudos y el área de sección de tronco. El potencial hídrico del tallo a mediodía fue un buen indicador del estado hídrico de las plantas. En cerezos, un ajuste preciso del nivel de restricción hídrica puede ser una estrategia de manejo para controlar vigor y para ahorrar importantes cantidades de agua.

Mejora de la gestión del agua de riego mediante el uso de indicadores de riego

La gestión del agua de riego en la zona regable del Genil-Cabra, situada en la provincia de Córdoba, sur de España, se ha estudiado usando tres indicadores de riego: el Suministro Relativo de Agua de Riego (RIS); el Suministro Relativo de Agua (RWS) y el Suministro Relativo de Agua por Precipitaciones (RRS). Estos tres indicadores se han calculado tanto de forma global como agrupando los datos según el tipo de cultivo, el método de riego, la textura del suelo y el tamaño de la parcela. Toda la información relativa a variables agronómicas e hidráulicas se ha incluido en un Sistema de Información Geográfica (SIG) para facilitar su manejo. Los resultados muestran que los riegos son deficitarios ya que el valor del indicador RIS es relativamente bajo. No obstante, dado que el indicador RWS alcanza valores más altos, la demanda evaporativa puede ser satisfecha a lo largo del ciclo de desarrollo del cultivo. El indicador RRS oscila menos y junto al RWS permite conocer la fracción de evapotranspiración cubierta por el agua de lluvia. Los valores medios de los indicadores calculados son muy útiles para conocer el comportamiento del regante y la tendencia general, aunque la muestra usada es aún insuficiente para poder caracterizar una gran área de riego en su conjunto.

Desempeño del riego por superficie en el área de riego del Río Mendoza

El sector riego representa en Argentina el 70% de todas las extracciones para uso del agua y tiene una eficiencia promedio del 40%, que resulta baja. Entre otros motivos, esto se debe principalmente al predominio de los métodos de riego por escurrimiento superficial sobre aquellos más modernos. Un síntoma de esta ineficiencia generalizada se manifiesta en el hecho de que de los 1,6 millones de hectáreas bajo riego que hay en el país, un tercio tiene problemas de salinización de suelo y/o de drenaje. El área regadía del río Mendoza es -sin dudas- la más importante de la provincia y sobre ella está asentada gran parte de la población provincial. Cuenta con un gran desarrollo industrial y con actividades que involucran a los distintos usos del agua. La reciente construcción sobre el río Mendoza, del dique Potrerillos, permitirá la regulación del mismo posibilitando una entrega programada a los usuarios a través de las 6 zonas de riego que la operan. El objetivo general del estudio es conocer el grado de aprovechamiento del agua de riego en el interior de las propiedades agrícolas pertenecientes al área de influencia del río Mendoza y estimar las eficiencias potenciales factibles de alcanzar considerando los posibles cambios operativos y el balance salino asegurando así un adecuado nivel productivo. Se plantean como objetivos específicos: conocer las láminas de riego, las eficiencias actuales y potenciales, la salinidad del suelo en la rizósfera y del agua de riego superficial, conocer los parámetros físicos (velocidad de infiltración, ecuaciones de avance del frente de agua y caracterizar la geometría de los surcos de la zona) y operativos (caudal de manejo y unitario). La unidad de análisis es la propiedad o finca. El tamaño de la muestra fue de 101 propiedades. La selección de las fincas fue realizada teniendo en cuenta principalmente dos criterios: primero, que las mismas se distribuyeran aproximadamente en igual cantidad en las 6 zonas de riego y sobre los canales más representativos de cada una de ellas para que las comparaciones fueran equivalentes y segundo, evaluar aquella propiedad, con derecho de riego superficial, que estuviera recibiendo el turno de riego habitual. Dentro de estos grupos las propiedades se seleccionaron en forma aleatoria. Para el estudio de la eficiencia de riego se ha utilizado la metodología de Chambouleyron y Morábito (1982) al tratar los casos de riego sin desagüe al pie y la metodología de Walker & Skogerboe (1987) para los casos de riego con desagüe al pie. El equipamiento utilizado comprendió aforadores portátiles, minimolinetes, anillos infiltrómetros, cintas métricas, nivel óptico, etc. Para conocer la salinidad de los suelos se extrajeron en cada propiedad evaluada seis muestras de suelo en los surcos o melgas (cabeza, medio y pie) a dos profundidades por cada ubicación (cultivos perennes: 0 a 50 y 50 a 100 cm y cultivos hortícolas: 0 a 25 y 25 a 50 cm) y en laboratorio se midió la conductividad eléctrica del extracto de saturación (CEes) expresándola en dS m-1 a 25ºC. También se realizaron los análisis de salinidad del agua en muestras tomadas en la bocatoma de la propiedad, expresada en dS m-1 a 25ºC. Se evaluó la respuesta de la salinidad del suelo a diferentes factores mediante un análisis de varianza unifactorial. Se consideraron los siguientes factores: zona de riego, cultivo, ubicación dentro de la parcela (cabeza, medio y pie), estrato de suelo (primero y segundo) y método de riego (surcos con/sin desagüe y melgas sin desagüe). La comparación de medias de los niveles de cada uno de los factores se realizó utilizando la prueba de Scheffé. Como la producción está vinculada a la disponibilidad de agua y al nivel de salinidad del suelo, se analizó también la relación que existe entre la salinidad del suelo (CEes) y las eficiencias de riego, para ello se consideró el coeficiente de variación (CV) de la CEes de los dos estratos de suelo (primer y segundo) y las tres ubicaciones dentro de cada parcela respecto de las eficiencias de distribución (EDI) y de almacenaje (EAL), según cultivos y método de riego. Para la relación EAL y CEes del perfil del suelo se realizó una discriminación de datos en tres estratos: EAL = 100%, 80% < EAL < 100% y EAL < 80%. Se analizó además la variación de la salinidad del agua de riego superficial en las distintas zonas. El estudio incluyó la estimación del valor de la Eficiencia de riego potencial (EAPp) utilizando dos metodologías: (a) una según el manejo del método de riego (EAPM) definida como aquella factible de alcanzar cuando se han optimizado las variables de riego (caudal unitario, tiempo de aplicación, pendiente, oportunidad de riego, etc.) y que indica el grado de eficiencia que puede alcanzar el método si el manejo es óptimo. Los valores EAPM fueron obtenidos con el modelo matemático SIRMOD (Walker, 1993); (b) otra considerando el balance salino del suelo (EAPS) y la relación entre la lámina media infiltrada y almacenada en la zona radical y la lámina media aplicada en el riego, considerando el requerimiento de lixiviación. Los componentes del balance salino que afectan la eficiencia de aplicación potencial utilizados fueron: evapotranspiración de los cultivos; probabilidad de ocurrencia de Etr; zona de riego y textura del suelo. Se realizó también un análisis de sensibilidad de las variables mencionadas, a fin de ordenarlas por su importancia. En todos los casos se calcularon las medidas de posición y dispersión de los parámetros sobre todas las combinaciones posibles entre niveles de todas las variables. La lámina percolada que asegure la EAPS se calculó con la ecuación de van der Molen (1983). Se utilizaron tres niveles diferentes del factor conductividad eléctrica del extracto de saturación final “CEesf" (después de un ciclo de riego), que fueron combinados con todos los demás niveles de los otros factores. Los resultados muestran que las láminas brutas de riego aplicadas con surcos s/D (76 mm) son significativamente menores (α = 0,05) que las registradas con surcos c/D (152 mm) y que ambas láminas anteriores no difieren significativamente de las aplicadas con melgas (117 mm). Con respecto a las láminas infiltradas (dinf) el resultado indica que hay diferencias significativas (α = 0,05) en las láminas infiltradas con los diferentes métodos: surcos c/D (36 mm), surcos s/D (76 mm) y melgas (113 mm) y que las melgas producen las mayores láminas percoladas: 47 mm respecto a 34 mm en los surcos s/D y a 8 mm en los surcos c/D, solo hay diferencias significativas (α = 0,05) entre melgas y surcos c/D. Con respecto a las velocidades de infiltración representativas de las series de suelos del río Mendoza se observa que son bajas con valores extremos de infiltración básica de 1,3 y 7,3 mm/h. Se han obtenido ecuaciones de avance del frente de agua que caracterizan los tres métodos de riego evaluados, ya sea en función del tiempo como en función del tiempo y el caudal unitario. Se ha caracterizado la geometría de los distintos tamaños o categorías de surcos locales disponiendo de información para mejorar el diseño. Hay diferencias significativas (α = 0,05) entre los caudales de manejo de surcos c/D (19 L s-1) y melgas (114 L s-1). Este último valor resulta alto -pero dentro de valores razonables- no obstante ello debería reducirse la variabilidad observada para mejorar las eficiencias. Con respecto a los caudales unitarios hay diferencias significativas (α = 0,05) entre surcos c/D (0,50 L s-1) respecto de surcos s/D (2,22 L s-1) y melgas (1,99 L s-1 m-1). La eficiencia de aplicación (EAP) media del área es de 59% correspondiéndole la calificación de desempeño “Mala". Dicho valor no es significativamente diferente en las distintas zonas de riego ni en las distintos estaciones del año. Hay diferencias significativas (α = 0,05) cuando se comparan: los métodos de riego s/D (surcos: 67% y melgas: 69%) respecto a aquellos métodos c/D (39%) y los cultivos: frutales (62%) y hortalizas (47%). Con respecto a EAL hay diferencias significativas (α = 0,05) de la zona 4 respecto a las zonas 1, 2 y 3; también son significativamente diferentes (α =0,05) los valores de EAL entre surcos c/D (71%) respecto a los métodos sin desagüe (86%). Para la eficiencia de distribución (EDI) resultan diferencias significativas (α = 0,05) entre melgas s/D (79%) y los surcos que presentan valores más altos (88 y 96%). Se observa que para el tamaño de muestra utilizado (n =101) corresponde una precisión en porcentaje respecto a la media para EAP = 10%, EAL = 6% y EDI = 5 %, para una confiabilidad del 95%. En cuanto a la salinidad del suelo en la rizósfera, la 4ta. zona de riego presenta los valores más altos (3,8 dS m-1), con diferencias significativas (α=0,05) del resto. Si bien la zona 3 tiene una salinidad media (2,1 dS m-1) más alta que el resto, las diferencias no son significativas. También se observa -sólo en el caso de los métodos de riego s/D- mayor salinidad (α=0,05) en la cabecera de la unidad de riego respecto al medio y al pie por alteración del patrón de infiltración y mayor cantidad de sales acumuladas (α=0,05) en el estrato superior (primero) que en el estrato inferior (segundo). La precisión del muestreo realizado para determinar la salinidad del suelo alcanza un valor de 6% del valor de la media para el tamaño de muestra utilizado (n = 537) y para una confiabilidad del 95%. El agua de riego posee un nivel de sales significativamente mayor en las zonas 4 (α = 0,05) y 5 (α = 0,1), resultando la zona 4 con una conductividad eléctrica 75% mayor (1,624 dS.m-1) y la zona 5 con una CE 25% mayor (1,161 dS.m-1) que la zona 2 (0,926 dS.m-1). Se observa que para el tamaño de muestra utilizado (n = 20 en zona 1 y n = 16 en zona 4) corresponde una precisión para CEagua menor al 5% del valor de la media (zona 1) y menor al 13% del valor de la media (zona 4) para una confiabilidad del 95%. El factor que más influye en la variación de la EAPS es la “zona de riego" definida por las variables “salinidad del suelo" y “salinidad del agua". Para el oasis del río Mendoza la eficiencia de aplicación factible de alcanzar en la parcela (considerando la salinidad medida en el agua de riego) si se propone como objetivo mantener el nivel salino actual del suelo, es del 61%. Este valor resulta muy próximo al medido a campo (59%) y al que asegura obtener el máximo rendimiento de los cultivos (según Maas-Hoffman) del 58%. Si -en cambio- se planteara como objetivo un 90% de la producción máxima debida a la salinidad del suelo, sería factible aumentar la eficiencia de aplicación al 71%, mientras que aquella factible de alcanzar optimizando los factores de manejo del riego sería del 79%. Las recomendaciones para mejorar las actuales eficiencias de riego se presentan en función del método de riego. Para el caso de riego con desagüe -cuya causa de ineficiencia es consecuencia de las excesivas pérdidas por escurrimiento al pie- se aconseja disminuir el volumen de agua escurrido al pie y asegurar el mojado del suelo en la rizósfera. Con respecto a los métodos de riego sin desagüe, las causas de ineficiencia más importantes son la excesiva percolación y los problemas de pendiente longitudinal que afecta la uniformidad de distribución del agua. Por ello, la estrategia deberá ser reducir las láminas de riego y corregir la pendiente de la unidad de riego.

Consumo de agua de plantas jóvenes de manzano regadas por goteo

En la EEA INTA Alto Valle se determinaron coeficientes de cultivos (Kc) de manzano 'Cripp´s Pink', en su segunda temporada de crecimiento, mediante la utilización de tres lisímetros de drenaje. Dentro de cada lisímetro se colocó un manzano, en la misma fecha en la cual se realizó la plantación del monte frutal. El cultivo fue regado diariamente, mediante un lateral, con goteros integrales de 4 l h-1 distanciados cada 0,50 m. Durante la temporada de crecimiento del cultivo se realizaron determinaciones de: volumen de agua aplicada y drenada, tensión del agua en el suelo, área seccional de tronco, intercepción de radiación y porcentaje de superficie sombreada. La mayor evapotranspiración del cultivo (ETc) mensual correspondió a enero con 2,5 mm día-1 lo que equivale a 20 litros planta-1 día-1 teniendo en cuenta el marco de plantación del cultivo. Los Kc incrementaron sus valores desde un valor inicial de 0,26 en plena floración (04/10/09) hasta 0,47 a finales de noviembre, y desde entonces permanecieron casi constantes hasta finales de abril. El valor calculado de la evapotranspiración anual del manzano 'Cripp's Pink', en su segunda temporada de crecimiento fue de 401 mm.

Estimación de la frecuencia y duración del riego mediante el uso de sensores de humedad

Este trabajo presenta los resultados de la campaña de riego 2010 realizada en la finca Villavieja, ubicada en Tordesillas (Valladolid) y perteneciente a la asociación para la investigación y la mejora del cultivo de remolacha azucarera (AIMCRA). El objetivo general es determinar el tiempo y frecuencia de riego óptimos, para mejorar así la eficiencia del riego y reducir el coste de los agricultores. Para ello se considera el manejo del riego tradicional que aplica el regante de la zona al cultivo de remolacha azucarera y se mide el contenido de humedad en puntos determinados de la finca y la distribución del agua en el suelo, a partir de esas medidas. Además, se realizaron varias evaluaciones de las unidades de riego a lo largo de la campaña. Un sensor de frecuencia FDR (EnviroScan) se utilizó para medir el contenido de humedad en un perfil de suelo de la finca. Previamente se determinó la textura del suelo. Los regantes de la zona conocían, con cierta aproximación, las necesidades hídricas semanales del cultivo, a partir de la información de la evapotranspiración semanal de la remolacha, recibida vía mensajes cortos de texto de telefonía móvil (SMS). Ésta se determinada a partir de las estación meteorológicas más cercanas (pertenecientes a la red de Inforiego) y de la red de tanques de evaporación repartidos por las diferentes zonas. Sin embargo, y debido a la necesidad de reducir costes, muchos regantes no se ajustan a dichas necesidades y aplican un calendario de riego ajustándose a la tarifa eléctrica mínima . Esta situación puede provocar estrés hídrico, durante algunos días de la campaña y, como consecuencia, riegos excesivamente largos que intentan compensar el estrés acumulado. Los suelos, principalmente arenosos mostraron valores altos de la infiltración; el tiempo medio de riego, de unas 6 horas, llegó incluso a duplicar el necesario para la saturación de los primeros 60 cm de suelo. Además, la frecuencia de riego no fue siempre la adecuada y, en varias ocasiones, se observaron visualmente síntomas de estrés hídrico en el cultivo.

Evaluación de la escorrentía media anual obtenida por fórmulas climáticas y modelos regionales de clima

En regiones en las que no se dispone de un modelo hidrológico correctamente calibrado para estimar la escorrentía, se puede recurrir a la utilización de la escorrentía directa simulada por los modelos climáticos o a la escorrentía calculada a partir de fórmulas climatológicas que emplean variables climáticas básicas como la precipitación, temperatura y radiación solar, simuladas por los modelos regionales de clima (MRC). El presente trabajo compara el comportamiento de la escorrentía directa obtenida por 10 simulaciones de los MRC del proyecto europeo PRUDENCE y la escorrentía media anual calculada a partir de la aplicación de cinco fórmulas climatológicas (Schreiber, Ol’dekop, Budyko, Turc-Pike, Zhang et al.) basadas en el índice de aridez, definido por la relación entre la evapotranspiración potencial y la precipitación. Series temporales mensuales de escorrentía, precipitación, temperatura y radiación solar son generadas a partir de las simulaciones de los MRC en 338 cuencas de España que cubren la totalidad del territorio peninsular, bajo condiciones de clima actual (periodo 1961-1990). La evapotranspiración potencial se obtiene usando el método presentado por Hargreaves. Estas formas funcionales estiman la relación entre la evapotranspiración actual y la precipitación y a través de un balance hídrico se calculan los valores de escorrentía anual. El comportamiento general de las variables climáticas simuladas por los MRC se caracteriza por presentar menor sesgo para precipitación y temperatura que para escorrentía. Empleando estadísticos de comparación se analiza la capacidad que tiene la escorrentía directa y la escorrentía anual calculada a partir de las fórmulas climáticas para reproducir los valores observados de escorrentía natural estimada por el modelo hidrológico distribuido SIMPA en las cuencas españolas. En total se generaron 10 series mensuales de escorrentía directa y 50 series de escorrentía anual basadas en el índice de aridez (cada fórmula climática aplicada a las 10 simulaciones de los MRC). Los resultados muestran que la fórmula de Schreiber produce la mejor aproximación a los valores observados y por tanto minimiza el sesgo predominante en la variable escorrentía. Adicionalmente, estos resultados se validan con las capas de escorrentía media anual de alta resolución proporcionada por la UNH/GRDC (University of New Hampshire/Global Runoff Data Centre) que preservan la exactitud de las medidas de las aportaciones observadas en las principales estaciones hidrológicas de todo el mundo, y que en la actualidad es el “mejor estimador” de la escorrentía terrestre sobre grandes extensiones. En este caso, los resultados muestran también que la fórmula de Schreiber estima mejor los valores de escorrentía anual que la escorrentía directa simulada por MRC.

Afectación de los agrosistemas de la zona del Caño San Miguel por la salinización de los suelos

La degradación por salinización de los suelos regados con aguas salobres viene aumentando a escala mundial. El problema de la concentración de sales más solubles que el yeso depende principalmente del agua de riego, la aridez climática y la ausencia de drenaje. Estas condiciones se dan en el aluvium del río Limón, que es un tributario del lago Maracaibo, sito en el estado de Zulia de Venezuela. La regulación del río Limón mediante el cierre de los embalses de Manuelote y Tulé ha disminuido los aportes de aguas y sedimentos de las avenidas de inundación, que tienen carácter diluyente. Por otro lado, el balance de sales solubles en el suelo ha registrado una acumulación neta en los años de extrema aridez anteriores al año 2006, dado que la mayor dilución de las aguas ombrogénicas embalsadas procedentes de las lluvias no ha sido suficiente para compensar la concentración por evapotranspiración “in situ” de las aguas retenidas en la cuenca baja, sobre todo en ausencia de desagüe superficial y drenaje profundo. Las inundaciones posteriores a 2006 fueron suficientes para disminuir la salinidad superficial hasta los valores encontrados en 2010. El estudio experimental de esta problemática en el sector del caño San Miguel ha sido abordado mediante el establecimiento del perfil de salinidad acoplado con el perfil hipotético de humedad usado en la taxonomía de suelos. Este perfil define la disponibilidad del agua del suelo para la vegetación en función de tres potenciales: 1) el potencial físico-químico o matricial, que depende de la energía de adsorción a la superficie de las partículas; 2) el potencial gravitatorio, que depende de la profundidad; y 3) el potencial osmótico, que depende de la concentración de la solución del suelo; lo que supone un avance respecto a tener en cuenta sólo el perfil de humedad, que solamente considera el potencial gravi-químico integrado por el matricial y el gravitatorio. El perfil normalizado de 200 mm de de agua útil, retenida entre 33 y 1500 kPa de succión, incluye ocho fases gravi-químicas de 25 mm. La presente investigación incluye el potencial osmótico estimado por la conductividad eléctrica del extracto de pasta saturada. Los experimentos de lavado de sales en columnas de suelo, simulando la distribución de las lluvias en cinco años representativos de los cuartiles estadísticos de la serie disponible de 38 años completos, han determinado el comportamiento de las sales solubles en un suelo sometido a drenaje. Los resultados han evidenciado que el balance de sales unido al balance de agua controla la degradación de los agrosistemas por salinización. La alternativa frutícola puede ser aumentada en estas condiciones, porque el balance de sales favorece el establecimiento de cultivos permanentes a costa de otros usos del suelo de menor interés económico, como el cultivo de forrajes en regadío y el aprovechamiento de los pastizales en secano durante el barbecho de desalinización, cuya caracterización se ha completado con el estudio de la vegetación indicadora del grado de salinidad. ABSTRACT Saline degradation of soils irrigated with brackish water is increasing worldwide. The problem of salts concentration more soluble than gypsum depends on irrigation water quality, climatic aridity, and drainage limitations. These conditions meet in Limón River alluvium, which is tributary to Maracaibo´s Lake in Zulia State, Venezuela. Limón River regulation by closing Manuelote and Tulé reservoirs has diminished the input of water and sediments from inundations, which exerted dilutive effects. On the other hand, the soil balance of soluble salts has registered a net accumulation during those extremely dry years before 2006 because the greater dilution of ombrogenic dammed water coming from rain has not been enough to compensate salt concentration by “in situ” evapotranspiration in middle basin water, mainly in the absence of superficial runoff and deep drainage. Floods after 2006 were enough to reduce the high superficial salinity figures to those addressed in 2010. The experimental study of this trouble in San Miguel´s pipe area has been addressed through of the establishment of its salinity profile together to the hypothetic moisture profile typically used in soil taxonomy. This salinity profile describes soil water availability for vegetation according to three potentials: 1) physico-chemical or matrix potential, which depends on the adsorption energy of the soil solution to the surface of soil particles; 2) gravitational potential, which depends on soil depth; and 3) osmotic potential, which depends on the concentration of the soil solution. This represents an advance from just using moisture regime, which only considers the matrix and gravitational components of a gravi-chemical potential. The standardized moisture profile of 200 mm useful water being retained between 33 and 1500 kPa includes eight gravi-chemical stages of 25 mm. This research also includes the osmotic component, which is estimated by the electric conductivity of the saturated paste extract. Salts leaching trials in soil columns simulating rain distribution along five model years, representing the statistical quartiles of the available series of 38 complete years, have determined the behaviour of soluble salts in a soil being subjected to drainage. Results have evidenced that salt and water balances considered together are able to control the agrosystem’s degradation by salinization. The fruit production alternative could be improved under these conditions because the salts balance favours the establishment of permanent crops to the detriment of other soil uses of lower economical interest such as irrigated forage and non-irrigated pasture during desalinization fallow, which characterization has been completed through assessing the presence of salinity-indicator vegetation.

Análisis de la viabilidad técnica de las aerobombas para el riego localizado

Actualmente la agricultura cubana, por ser un sector estratégico en la economía del país, incorpora en su desarrollo y gestión las energías renovables como criterio básico para su viabilidad futura. Sin embargo existen un número de problemas que limitan el desarrollo de estas fuentes energéticas en Cuba, entre los que se encuentran el conocimiento incompleto de su potencial de utilización. Por esta razón, la presente investigación tiene como objetivo la maximización de la superficie regada de un cultivo dado y la determinación del volumen de regulación mínimo, usando una aerobomba tipo, en condiciones ambientales dadas. Se desarrolla una metodología para predecir la máxima potencialidad de las aerobombas para un sistema de riego localizado, basada en el cálculo del balance diario entre las necesidades de agua del cultivo y la disponibilidad de agua. Mediante un ejemplo que ilustra el uso de esta metodología en el cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L. var. FL - 5) bajo invernadero en Ciego de Ávila, Cuba, se hace una descripción de los elementos de la instalación propuesta para el suministro de agua por parte de la aerobomba. Se estudiaron varios factores, tales como la serie de velocidad del viento trihoraria ( h V3 , m s-1) para un año medio de viento y para un año medio de poco viento; el caudal suministrado por la aerobomba en función de la altura de elevación ( H , m); y la evapotranspiración diaria del cultivo en invernadero en función de la fecha de siembra. A partir de los factores mencionados se determinaron los volúmenes de agua mensuales necesarios para el riego ( r D , m3 ha-1), la capacidad del depósito de almacenamiento ( dep. V , m3), así como las áreas máximas regables ( r A , ha) para cada variante. Los resultados muestran que el período óptimo de bombeo eólico para el riego del cultivo de tomate en invernadero bajo las condiciones ambientales estudiadas es de noviembre a febrero, y que los factores que más influyen en la superficie que se puede regar con el bombeo eólico son la fecha de plantación y el volumen de depósito. Abstract Currently Cuban agriculture, as a strategic sector in the economy of the country, incorporates in its development and renewable energy management as a basic criterion for its future viability. However, there are a number of problems that limit the development of these energy sources in Cuba, among which are the incomplete knowledge of their potential use. For this reason, this research aims at maximizing the irrigated area of a given culture and determination of minimum control volume, using a type Windpump in given environmental conditions. We develop a methodology to predict the maximum potential of windmills for irrigation system, based on the daily balance calculation between the crop water needs and water availability. Through an example that illustrates the use of this methodology in the cultivation of tomato (Solanum lycopersicum L. var. FL - 5) under greenhouse in Ciego de Avila, Cuba, is a description of the elements of the proposed facility to supply water from the windmill. We studied several factors such as the number of trihoraria wind speed ( h V3 , m s- 1) for an average wind year and an average year with little wind, the flow supplied by the windmill depending on the lift height ( H , m) and daily crop evapotranspiration in greenhouse based on planting date. From the above factors were determined monthly water volumes needed for irrigation ( r D , m3 ha-1), the storage tank capacity ( dep. V , m3) and peak areas irrigated ( r A , ha) for each variant. The results show that the optimal period wind pumping for irrigation of greenhouse tomato crop under the environmental conditions studied is from November to February, and that the factors that influence the surface that can be irrigated with wind pumping are planting date and amount of deposit.

El régimen de humedad de los suelos de la España peninsular

El objeto de la Tesis es el régimen de humedad de los suelos de la España Peninsular, cuya determinación a partir de datos climáticos se ha realizado de acuerdo con la metodología incluida en la taxonomía norteamericana de suelos (Soil Survey StafF 1975, 1994). Esta metodología presenta algunas indefiniciones, que se pretenden solventar. La investigación ha consistido en la clasificación de los regímenes de humedad del suelo de la España Peninsular y su representación cartográfica. Se han considerado varios métodos de determinación de la evapotranspiración y varios modelos de estimación del régimen de humedad. La clasificación numérica de los regímenes de 467 localidades ha permitido su agrupamiento en clases y su subdivisión natural. El contraste de esta información con la aportada por la cartografía de series de vegetación, mediante un sistema de información geográfica tipo reticular, ha servido para afinar los mapas. El resultado revela que un modelo modificado sirve para subsanar las indefiniciones y posibilita la adaptación de los grupos a las condiciones naturales. SUMMARY The soil moisture regime defined by the Soil Taxonomy (Soil Survey StafF, 1975, 1994) has been determined by Newhall's simulation model from climatic data. This classification presents some diffículties as gaps and overlaps in the definitions, that we have tried to solve. The soil moisture regimes have been determined by different methods and the results have been classified and mapped. We have compared differents methods of evapotranspiration estimation. A simple modification of Newhall's model matchs better the natural conditions of Spain when comparing with the potential vegatation. A ráster geographical information system has been used to overlay the information layers. As result of the numerical classification of soil moistures regimes of 467 sites, the regimes have been grouped in classes adapted to the natural conditions of Spain. We have compared the results with the potential vegetation map in order to tune the soil moisture regime boundaries. We propose a new soil moisture regimes classification divided in two categories. This classification is adapted to Spanish natural conditions.

Cuantificación de la influencia del clima en el crecimiento del Pinus halepensis en la Península Ibérica

La influencia del clima en la composición, desarrollo y crecimiento de los bosques resulta evidente. En la actualidad numerosos trabajos tratan de analizar el efecto del clima en el crecimiento y la producción de las masas forestales. Estos trabajos, en su mayoría, son modelos de crecimiento basados en procesos, o modelos híbridos, que requieren un conocimiento exhaustivo del ecosistema, lo cual se traduce en la necesidad de cuantificar un gran número de variables, a menudo difíciles de conseguir. Sin embargo, existe también la posibilidad de abordar el estudio con enfoque diferente, más práctico, consistente en la inclusión de variables bioclimáticas en un modelo de crecimiento empírico. Se presentan aquí modelos empíricos para Pinus halepensis, creados a partir de datos del Inventario Forestal Nacional y de la Agencia Española de Meteorología, que demuestran el interés de los índices bioclimáticos en la descripción del efecto del clima en el crecimiento de dicha especie. La comparación de los resultados en tres provincias con características climáticas distintas (Murcia, Navarra y Cataluña) permite concluir que en Murcia, donde la aridez es evidente, el índice de Emberger es el más adecuado para explicar el crecimiento, mientras que en Navarra, donde la precipitación es mucho más abundante, los índices de aridez no resultan interesantes, siendo la evapotranspiración potencial la variable climática más explicativa. En Tarragona, con condiciones climáticas intermedias entre las de ambas provincias, los índices que mejor funcionan son aquellos que combinan efecto de temperatura y precipitación.

Caracterización de los parámetros de resistencia al corte y erosionabilidad del suelo para su aplicación en los problemas de estabilidad de taludes en obras lineales

La tesis se organiza en un volumen de Memoria integrada por once capítulos que constituyen el cuerpo de la tesis y otro volumen de Apéndices titulado “Caracterización geotécnica de Base de los suelos de España” que reúne en forma de cuadros las características de textura, permeabilidad, humedad-succión, erosionabilidad y resistencia al corte de los cuarenta y dos perfiles de suelos representativos de los tipos del Mapa de suelos De España. Estos cuadros han sido elaborados originalmente por la doctorando durante sus estudios para la obtención del DEA de la Suficiencia Investigadora, excepto los de resistencia al corte que lo han sido también por la doctorando de forma original, pero ya en la etapa de redacción de la tesis. En el Capítulo 1 “Introducción” se describe la motivación, antecedentes, alcance y contenido de la tesis, ordenado según el índice que en él se incluye. Los Capítulos 2 “Meteorización, 3 “Balance Hídrico” y 4 “Humedades características” constituyen el “estado del arte” en el momento actual de los temas de geotecnia ambiental relacionados con la degradación de la superficie terrestre y la estabilidad de taludes. El Capítulo 2, tras matizar algunas generalidades, aporta elementos para la cuantificación de la alteración de rocas como el “índice climático de Weinert” y de la erosión de suelos como la “ecuación universal de pérdida de suelo (U.S.L.E.)” El Capítulo 3, partiendo de los fenómenos de precipitación y evapotranspiración, plantea el balance hídrico en vertientes con instrumentos para evaluar la infiltración y la escorrentía, conceptos imprescindibles para adentrarse en los de resistencia y erosionabilidad del conjunto suelo-agua. En los Apéndices A1 y A2, se recogen valores de coeficientes de infiltración en condiciones saturadas y no saturadas de los perfiles de suelos del Mapa de España. El Capítulo 4 se dedica al estudio de este conjunto suelo-agua con la definición de conceptos que lo caracterizan, basados en la relación entre los contenidos de ambos elementos o “humedad”, sus valores máximos y mínimos y la forma en la que es retenida el agua por el suelo. Este capítulo acaba con el concepto de “Curva característica Suelo-Agua/Soil Water Characteristic curve (SWCC)”, que liga el contenido de agua de un suelo con la tensión a la que está retenida (uauw) “succión” o con su expresión más usual “pF”. En el Apéndice A 3 se adjuntan las SWCC de los perfiles de suelos del Mapa de suelos de España. En el Capítulo 5 “Resistencia al corte de los suelos”, se detalla la influencia que tienen sobre la resistencia de los suelos factores como el paso del tiempo, el contenido de humedad y la presencia y tipo de vegetación en la superficie del suelo estudiado. El Capítulo 6 “Evaluación de la erosión”, analiza el factor de erosionabilidad del suelo “factor K” de la U.S.L.E., su evaluación en función de la textura, estructura y permeabilidad del suelo, con la estimación hecha para los cuarenta y dos perfiles de suelos del Mapa de España, contenida en el Apéndice 4. En el Capítulo 7 “Metodología de diseño” se hacen en su primera parte unas consideraciones geoambientales de diseño aplicables al estudio de los problemas de inestabilidades en taludes. La segunda parte constituye el núcleo de la tesis con la propuesta de “estimación de los parámetros de resistencia al corte del suelo”, consecuente con las teorías y metodología de análisis expuesta en los capítulos anteriores. En el Apéndice A 5 se presentan los valores de los parámetros coulombianos de resistencia al corte, ”c y Ф” estimados según la caracterización climática a partir del índice de Thornthwaite, en condicionesde diseño para humedades naturales máxima y mínima de los cuarenta y dos perfiles de suelos del Mapa de suelos de España. El Capítulo 8 “Aplicación a casos reales” se considera de gran interés al constituir una auténtica continuación de la segunda parte del capítulo anterior, desarrollando la metodología expuesta en él a cuatro problemáticas de infraestructuras de obras lineales, relacionadas con problemas de erosión y deslizamientos en taludes. El Capítulo 9 “Ensayos de referencia” se incluye como punto de apoyo (referencia) a las teorías expuestas, valorando la idoneidad de los tipos de ensayos y tipos de suelos seleccionados (Laboratorio de Geotecnia del CEDEX y Laboratorio Hong-Kong University of Science and Technology), utilizados para la obtención, por correlaciones deducidas, de las curvas SWCC de los perfiles de suelos del Mapa de España, incluídas en el Apéndice A 3, como se ha citado antes. En el Capítulo 10 “Conclusiones y Futuras Líneas de Investigación”se apuntan en primer lugar unas conclusiones que, a juicio de la doctorando, se pueden extraer con interés de esta tesis y a continuación se esbozan unas posibles líneas de investigación, fundamentalmente de tipo experimental, que complementarían los avances derivados de esta tesis o podrían esclarecer y abrir nuevas interpretaciones de los fenómenos naturales de erosión y estabilidad de taludes en los que ésta se ha centrado. Finalmente, en el Capítulo 11 “Bibliografía” se han reunido 328 referencias que reflejan una visión amplia y bastante completa del tema tratado, obtenida complementando las de tesis anteriores sobre esta singular materia (“Efecto estabilizador de la vegetación en taludes”, L Fort 1975 y “Determinación de las características de fricción en el contacto suelo-geotextil a diferentes succiones, mediante equipos de laboratorio singulares”, E Asanza 2009), con propias de la doctorando (9) y las consideradas de mayor interés de los últimos Congresos sobre Suelos no saturados,”Unsat 95”, “Unsat 2002” y “Unsat 2011” entre otros. ABSTRACT The thesis is organized in a volume of Memory composed of eleven chapters that make up the body of the thesis and other Appendices volume entitled "Geotechnical characterization of basis of the soils of Spain" that combines the characteristics of texture, permeability, moisture-suction, erosionability, and shear strength of forty-two profiles of soils representative of the types of the soil of Spain map in the form of pictures. These pictures have been produced originally by the student during their studies to obtain the DEA of the research, except those of the shear strength, also been done by the PhD student in an original way, but already at the stage of drafting of the thesis. Chapter 1 "Introducción" describes the motivation, background, scope and content of the thesis, ordered according to the index that is included. The Chapters: 2 "Weathering, 3 “Water Balance” and 4 “moisture characteristics" are the "State of the art" at the present time of geotechnical environmental issues related to the degradation of the Earth's surface and the slope stability. Chapter 2 after clarify some general information, provides elements for the quantification of the alteration of rocks as "Weinert climate index" and soil erosion as the "universal equation of loss of soil (U.S.L.E.)" Chapter 3, on the basis of the phenomena of precipitation and evapotranspiration, raises the water balance in sheds with instruments to evaluate infiltration and runoff, essential concepts into the resistance and erosionability water-soil joint. Values of soils coefficients of infiltration in saturated and unsaturated conditions from the Spain map of profiles are collected in the Appendices A1 and A2. Chapter 4 is dedicated to the study of this joint “soil-water”, with the definition of concepts that characterize it, based on the relationship between the contents of both elements or “moisture”, their maximum and minimum values and the way in which water is retained by the soil. This chapter ends with the concept of “Soil Water Characteristic curve (SWCC)", which linked the water content of a soil with the stress that it is retained (ua-uw) "suction" or its expression more usual "pF". The SWCC of the profiles of soils of the Spain soils Map are attached in the Appendix 3. In Chapter 5 “Soils shear strength”,is detailed the influence that they have on the resistance of soils factors such as the passage of time, the content of moisture and the presence and type of vegetation on the surface of the studied soil. Chapter 6 "Assessment of erosion", analyses the soil erodibility factor "Kfactor" of the U.S.L.E., its evaluation based on texture, structure and permeability of the soil, with the estimate for forty-two profiles of soils on the Spain Soils Map, contained in Appendix 4. Chapter 7 "Design methodology" some considerations are made in the first part geo-environmental design applicable to the study of the problems of instabilities in slopes. The second part constitutes the core of the thesis with the proposal of “estimation of parameters of shear strength”, of the soils consistent with theories and analytical methodology outlined in the previous chapters. Appendix A 5 presents the values of the coulombians parameters of shear strength, "c and Ф" according to the characterization of climate from the index of Thornthwaite, in design for natural moisture conditions maximum and minimum of forty-two profils of Spain Soils Map Chapter 8 "Application to real cases" is considered of great interest to constitute a true continuation of the second part of the previous chapter, developing the methodology exposed it to four problems of civil-works infrastructure, related to problems of erosion and landslides in slopes. Chapter 9 "Tests of reference" is included as point of support (reference) to the theories exposed, assessing the suitability of the types of tests and types of selected soils (Geotechnical laboratory of CEDEX and laboratory Hongkong University of Science and Technology), used to obtain, by deduced correlations, of curves SWCC of soils profiles on the Spain Soils Map, included in Appendix A. 3, as it was mentioned before. Chapter 10 "Conclusions and future research lines" are running first conclusions which, in the opinion of the candidate, can be extracted with interest of this thesis, and then, it outlines some possible lines of research, mainly experimental, which would complement the advances arising from this thesis or could clarify and open new interpretations of natural phenomena of erosion and slope stability in which it has focused. Finally, in Chapter 11 "Bibliography" 328 references have been included which reflect a broad and fairly comprehensive view of the subject matter, obtained complementing those of the previous theses on this singular issue ("Vegetation stabilizing effect on slopes", L Fort 1975, and "Determination of the characteristics of friction in the contact soil-geotextile to different-suctions, through special laboratory equipment", E Asanza 2009) with some of them from of the candidate (9) and the others from of the considered as the most interesting of recent conferences on unsaturated soils, "Unsat 95", "Unsat2002" and "Unsat 2011" among others.

Improving the management of water and nitrogen resources in cropping systems by using simulation models

Los modelos de simulación de cultivos permiten analizar varias combinaciones de laboreo-rotación y explorar escenarios de manejo. El modelo DSSAT fue evaluado bajo condiciones de secano en un experimento de campo de 16 años en la semiárida España central. Se evaluó el efecto del sistema de laboreo y las rotaciones basadas en cereales de invierno, en el rendimiento del cultivo y la calidad del suelo. Los modelos CERES y CROPGRO se utilizaron para simular el crecimiento y rendimiento del cultivo, mientras que el modelo DSSAT CENTURY se utilizó en las simulaciones de SOC y SN. Tanto las observaciones de campo como las simulaciones con CERES-Barley, mostraron que el rendimiento en grano de la cebada era mas bajo para el cereal continuo (BB) que para las rotaciones de veza (VB) y barbecho (FB) en ambos sistemas de laboreo. El modelo predijo más nitrógeno disponible en el laboreo convencional (CT) que en el no laboreo (NT) conduciendo a un mayor rendimiento en el CT. El SOC y el SN en la capa superficial del suelo, fueron mayores en NT que en CT, y disminuyeron con la profundidad en los valores tanto observados como simulados. Las mejores combinaciones para las condiciones de secano estudiadas fueron CT-VB y CT-FB, pero CT presentó menor contenido en SN y SOC que NT. El efecto beneficioso del NT en SOC y SN bajo condiciones Mediterráneas semiáridas puede ser identificado por observaciones de campo y por simulaciones de modelos de cultivos. La simulación del balance de agua en sistemas de cultivo es una herramienta útil para estudiar como el agua puede ser utilizado eficientemente. La comparación del balance de agua de DSSAT , con una simple aproximación “tipping bucket”, con el modelo WAVE más mecanicista, el cual integra la ecuación de Richard , es un potente método para valorar el funcionamiento del modelo. Los parámetros de suelo fueron calibrados usando el método de optimización global Simulated Annealing (SA). Un lisímetro continuo de pesada en suelo desnudo suministró los valores observados de drenaje y evapotranspiración (ET) mientras que el contenido de agua en el suelo (SW) fue suministrado por sensores de capacitancia. Ambos modelos funcionaron bien después de la optimización de los parámetros de suelo con SA, simulando el balance de agua en el suelo para el período de calibración. Para el período de validación, los modelos optimizados predijeron bien el contenido de agua en el suelo y la evaporación del suelo a lo largo del tiempo. Sin embargo, el drenaje fue predicho mejor con WAVE que con DSSAT, el cual presentó mayores errores en los valores acumulados. Esto podría ser debido a la naturaleza mecanicista de WAVE frente a la naturaleza más funcional de DSSAT. Los buenos resultados de WAVE indican que, después de la calibración, este puede ser utilizado como "benchmark" para otros modelos para periodos en los que no haya medidas de campo del drenaje. El funcionamiento de DSSAT-CENTURY en la simulación de SOC y N depende fuertemente del proceso de inicialización. Se propuso como método alternativo (Met.2) la inicialización de las fracciones de SOC a partir de medidas de mineralización aparente del suelo (Napmin). El Met.2 se comparó con el método de inicialización de Basso et al. (2011) (Met.1), aplicando ambos métodos a un experimento de campo de 4 años en un área en regadío de España central. Nmin y Napmin fueron sobreestimados con el Met.1, ya que la fracción estable obtenida (SOC3) en las capas superficiales del suelo fue más baja que con Met.2. El N lixiviado simulado fue similar en los dos métodos, con buenos resultados en los tratamientos de barbecho y cebada. El Met.1 subestimó el SOC en la capa superficial del suelo cuando se comparó con una serie observada de 12 años. El crecimiento y rendimiento del cultivo fueron adecuadamente simulados con ambos métodos, pero el N en la parte aérea de la planta y en el grano fueron sobreestimados con el Met.1. Los resultados variaron significativamente con las fracciones iniciales de SOC, resaltando la importancia del método de inicialización. El Met.2 ofrece una alternativa para la inicialización del modelo CENTURY, mejorando la simulación de procesos de N en el suelo. La continua emergencia de nuevas variedades de híbridos modernos de maíz limita la aplicación de modelos de simulación de cultivos, ya que estos nuevos híbridos necesitan ser calibrados en el campo para ser adecuados para su uso en los modelos. El desarrollo de relaciones basadas en la duración del ciclo, simplificaría los requerimientos de calibración facilitando la rápida incorporación de nuevos cultivares en DSSAT. Seis híbridos de maiz (FAO 300 hasta FAO 700) fueron cultivados en un experimento de campo de dos años en un área semiárida de regadío en España central. Los coeficientes genéticos fueron obtenidos secuencialmente, comenzando con los parámetros de desarrollo fenológico (P1, P2, P5 and PHINT), seguido de los parámetros de crecimiento del cultivo (G2 and G3). Se continuó el procedimiento hasta que la salida de las simulaciones estuvo en concordancia con las observaciones fenológicas de campo. Después de la calibración, los parámetros simulados se ajustaron bien a los parámetros observados, con bajos RMSE en todos los casos. Los P1 y P5 calibrados, incrementaron con la duración del ciclo. P1 fue una función lineal del tiempo térmico (TT) desde emergencia hasta floración y P5 estuvo linealmente relacionada con el TT desde floración a madurez. No hubo diferencias significativas en PHINT entre híbridos de FAO-500 a 700 , ya que tuvieron un número de hojas similar. Como los coeficientes fenológicos estuvieron directamente relacionados con la duración del ciclo, sería posible desarrollar rangos y correlaciones que permitan estimar dichos coeficientes a partir de la clasificación del ciclo. ABSTRACT Crop simulation models allow analyzing various tillage-rotation combinations and exploring management scenarios. DSSAT model was tested under rainfed conditions in a 16-year field experiment in semiarid central Spain. The effect of tillage system and winter cereal-based rotations on the crop yield and soil quality was evaluated. The CERES and CROPGRO models were used to simulate crop growth and yield, while the DSSAT CENTURY was used in the SOC and SN simulations. Both field observations and CERES-Barley simulations, showed that barley grain yield was lower for continuous cereal (BB) than for vetch (VB) and fallow (FB) rotations for both tillage systems. The model predicted higher nitrogen availability in the conventional tillage (CT) than in the no tillage (NT) leading to a higher yield in the CT. The SOC and SN in the top layer, were higher in NT than in CT, and decreased with depth in both simulated and observed values. The best combinations for the dry land conditions studied were CT-VB and CT-FB, but CT presented lower SN and SOC content than NT. The beneficial effect of NT on SOC and SN under semiarid Mediterranean conditions can be identified by field observations and by crop model simulations. The simulation of the water balance in cropping systems is a useful tool to study how water can be used efficiently. The comparison of DSSAT soil water balance, with a simpler “tipping bucket” approach, with the more mechanistic WAVE model, which integrates Richard’s equation, is a powerful method to assess model performance. The soil parameters were calibrated by using the Simulated Annealing (SA) global optimizing method. A continuous weighing lysimeter in a bare fallow provided the observed values of drainage and evapotranspiration (ET) while soil water content (SW) was supplied by capacitance sensors. Both models performed well after optimizing soil parameters with SA, simulating the soil water balance components for the calibrated period. For the validation period, the optimized models predicted well soil water content and soil evaporation over time. However, drainage was predicted better by WAVE than by DSSAT, which presented larger errors in the cumulative values. That could be due to the mechanistic nature of WAVE against the more functional nature of DSSAT. The good results from WAVE indicate that, after calibration, it could be used as benchmark for other models for periods when no drainage field measurements are available. The performance of DSSAT-CENTURY when simulating SOC and N strongly depends on the initialization process. Initialization of the SOC pools from apparent soil N mineralization (Napmin) measurements was proposed as alternative method (Met.2). Method 2 was compared to the Basso et al. (2011) initialization method (Met.1), by applying both methods to a 4-year field experiment in a irrigated area of central Spain. Nmin and Napmin were overestimated by Met.1, since the obtained stable pool (SOC3) in the upper layers was lower than from Met.2. Simulated N leaching was similar for both methods, with good results in fallow and barley treatments. Method 1 underestimated topsoil SOC when compared with a 12-year observed serial. Crop growth and yield were properly simulated by both methods, but N in shoots and grain were overestimated by Met.1. Results varied significantly with the initial SOC pools, highlighting the importance of the initialization procedure. Method 2 offers an alternative to initialize the CENTURY model, enhancing the simulation of soil N processes. The continuous emergence of new varieties of modern maize hybrids limits the application of crop simulation models, since these new hybrids should be calibrated in the field to be suitable for model use. The development of relationships based on the cycle duration, would simplify the calibration requirements facilitating the rapid incorporation of new cultivars into DSSAT. Six maize hybrids (FAO 300 through FAO 700) were grown in a 2-year field experiment in a semiarid irrigated area of central Spain. Genetic coefficients were obtained sequentially, starting with the phenological development parameters (P1, P2, P5 and PHINT), followed by the crop growth parameters (G2 and G3). The procedure was continued until the simulated outputs were in good agreement with the field phenological observations. After calibration, simulated parameters matched observed parameters well, with low RMSE in most cases. The calibrated P1 and P5 increased with the duration of the cycle. P1 was a linear function of the thermal time (TT) from emergence to silking and P5 was linearly related with the TT from silking to maturity . There were no significant differences in PHINT between hybrids from FAO-500 to 700 , as they had similar leaf number. Since phenological coefficients were directly related with the cycle duration, it would be possible to develop ranges and correlations which allow to estimate such coefficients from the cycle classification.