Aspectos espaciales y temporales de la comunidad de malas hierbas en cultivos estivales de regadío en el centro de España
- Autores: Carolina San Martín Hernández
- Directores de la Tesis: José Dorado Gómez (dir. tes.), César Fernández Quintanilla (codir. tes.), Dionisio Andújar Sánchez (codir. tes.), José María Iriondo Alegría (tut. tes.)
- Lectura: En la Universidad Rey Juan Carlos ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Jordi Recasens Guijoan (presid.), Marcelino de la Cruz Rot (secret.), Arantzazu López de Luzuriaga Gamboa (voc.), Donato Loddo (voc.), Montserrat Jurado Expósito (voc.)
- Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Conservación de Recursos Naturales
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
Español:
El manejo localizado de malas hierbas (SSWM, por sus siglas en inglés), consistente en aplicar las medidas de control solamente donde se encuentran dichas plantas, puede ser utilizado para reducir significativamente las grandes cantidades de herbicidas que se emplean en el manejo tradicional, caracterizado por el uso de estos agroquímicos sobre toda la superficie cultivada, independientemente de la existencia o no de malas hierbas. Para llevar a cabo el SSWM, es necesario definir los lugares donde se encuentran estas malas hierbas y conocer su patrón de distribución espacial. En el caso de que las malas hierbas se encuentren de forma agregada, entonces el SSWM es la estrategia más eficiente para su control. No obstante, existen algunos aspectos del SSWM con posibilidad de mejora. La detección precisa de las malas hierbas y su discriminación respecto al cultivo son retos a los que se enfrenta el SSWM. Por otro lado, la escala empleada (resolución de muestreo, resolución de tratamiento, etc.) es otro de los aspectos que hay que tener muy en cuenta.
Los principales objetivos de esta tesis han sido: 1) identificar la estructura espacial de las comunidades de malas hierbas en campos de maíz en la zona centro de la Península Ibérica a diferentes escalas; 2) determinar el ahorro potencial de herbicida al simular un SSWM basado en mapas de prescripción obtenidos con distintas resoluciones y umbrales de detección; y 3) determinar la evolución espacial y temporal de una especie perenne problemática, Sorghum halepense, en dos tipos diferentes de cultivos de regadío establecidos en la zona centro peninsular: el maíz y el cultivo energético de chopo. Los resultados han puesto de manifiesto que las principales especies presentes en los campos de maíz presentan un patrón de distribución agregado a distintas escalas, desde cm hasta nivel de parcela. Sin embargo no se ha podido llegar a ninguna conclusión de peso respecto a la asociación o disociación de las distintas especies, independientemente de la escala de estudio. También se ha encontrado que existe una relación entre la densidad de plántulas con la compactación provocada por la maquinaria agrícola, de tal forma que dependiendo de la especie, existe una mayor o menor densidad en zonas compactadas respecto a las no compactadas. En cuanto al ahorro potencial de herbicida cuando se utiliza SSWM basado en mapas de prescripción, se ha observado que dicho ahorro resulta significativo en el caso de especies distribuidas de forma agregada y cuando se utilizan umbrales de detección relativamente altos (que se ajustan a la capacidad real de los sensores en la actualidad). En cambio, en especies distribuidas más uniformemente, los ahorros de herbicida son escasos y los mapas de prescripción contienen muchos errores (por ejemplo, dejan zonas infestadas de malas hierbas sin tratar). En este caso no sería recomendable el empleo de SSWM. En relación a la evolución de los rodales de S. halepense en cultivos de maíz, se han desarrollado modelos geométricos para predecir las zonas de expansión de esta especie en el espacio y en el tiempo. Su utilidad principal se encuentra en su aplicación en programas de ayuda a la toma de decisiones dirigidos al SSWM. En concreto, se han utilizado dos modelos geométricos, el triangular y el rectangular, mostrando cada uno de ellos debilidades y fortalezas. El modelo triangular predice correctamente la expansión de los rodales existentes, aunque no es preciso a la hora de predecir la aparición de nuevos rodales. En cambio, el modelo rectangular simula adecuadamente la posición de los nuevos focos, pero se excede en la estimación del área infestada de S. halepense. Por lo tanto, la utilización del modelo rectangular supone una estrategia más conservadora, con un menor ahorro de herbicida pero también con menores errores en cuanto a áreas infestadas no tratadas. En los cultivos de chopo para uso energético se ha visto que la expansión de esta especie perenne es escasa, especialmente cuando se aplican tratamientos químicos para su control. En cambio la competencia que ejerce S. halepense sobre las plantas de chopo puede ser elevada, especialmente durante el primer año del ciclo de cultivo, por lo que su control durante este periodo es altamente recomendable.
English: The concept of Site-Specific Weed Management (SSWM) (using herbicides only in places where weed density is above a certain threshold) may be used in order to reduce the huge amount of herbicides used in the traditional management. For that purpose, it is required to know the places where weeds are more abundant and to determine the spatial distribution pattern of these weeds, since SSWM is justified only when weeds exhibit aggregated distribution. However, there are some aspects of SSWM with possibility of improvement. Weed detection is one of the challenges SSWM has to face and the employed scale (sampling resolution, treatment resolution, etc.) is a key factor that should be kept in mind. The main goals of this thesis are: 1) to identify the spatial structure of weed communities in corn crops in the centre of Spain at different scales; 2) to determine the possible herbicide savings when using SSWM systems based on prescription maps simulated with different types of resolutions and detection thresholds; and 3) to determine the spatio-temporal evolution of Sorghum halepense, an important perennial weed in corn and poplar short-coppices in central Spain. The results have shown that the major weed species in corn crops have an aggregated spatial pattern at different scales, from cm to plot scale. However no conclusion has been reached regarding to association/dissociation patterns between species, regardless of scale study. A relationship between plant density and soil compaction from machinery was found, in a way that, depending the species, larger or smaller density was found in the compacted area comparing to un-compacted one. With regard to herbicide savings based on prescription maps, we have concluded that the use of SSWM derives on important saving when species are aggregated and we use relatively high detection thresholds (which conform to reality of actual sensors). On the other hand, in more evenly distributed species, herbicide savings are scarce and maps errors (infestation areas not treated) increase. Hence, SSWM is not recommended in this case. Regarding to spatio-temporal evolution of S. halepense patches in corn crops, geometric models have been developed to predict the areas of expansion of this species in space and time. These models would be useful in Decision Support System for SSWM. Specifically, two geometric models, triangular and rectangular, were used each showing weaknesses and strengths. The triangular model could predict properly the expansion pattern of already in-fields patches, but not accurate in predicting the emergence of new foci. Instead, the rectangular model properly simulated the position of new foci, but maximizing the infested area of S. halepense. Therefore, the use of rectangular model assumes a more conservative strategy, with less herbicide saving but also minor errors regarding untreated infested areas. In poplar short-coppices we observed that the spread of this species is limited, especially when chemical treatments are employed. However competition with the crop could be high, especially during the first growing season. Consequently, an appropriate management of S. halepense during this initial year is highly recommended.
