Estimation of the Water Reserve in the Soil Using GIS and Its Application in Irrigated Olive Groves in Jaen, (Spain)
Abstract
:1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1. Description of the Study Area
2.2. Data Source
- -
- Climatic data are those obtained from the agrometeorological stations of the Agroclimatic Information Network of Andalusia (RIA) [25].
- -
- Determination of the value of the crop coefficient: the monthly average NDVI indices were used from TERRA-MODIS satellite images obtained from the Andalusian Climate Information Network [26].
- -
- Classification of the different types of soils: the soil map of Andalusia at a scale of 1:400,000, prepared in 2005 by the Ministry of Environment (Environmental Information Network of Andalusia, REDIAM) [27], was used based on the map published in 1989 by the Ministry of Agriculture and the Higher Council for Scientific Research; digitized; and readjusted with reference to the orthoimages of the Landsat-TM satellite, whilst also taking into account its characteristics [28].
- -
- -
- The delimitation and location of the area and crop cover were obtained using the Information System on the Natural Heritage of Andalusia related to land occupation (SIPNA) [31]. This system establishes six hierarchy codes and has the occupation codes of the Information System on Land Occupation in Spain (SIOSE) as a cartographic base at a scale of 1:10,000.
2.3. Climatic Data
2.4. Determination of the Crop Coefficient
- -
- Ks: the stress coefficient, with values from 0 (maximum stress) to 1 (no stress);
- -
- Kcb: the basal crop or transpiration coefficient;
- -
- Ke: the evaporative coefficient, which depends on the growth and development cycle of the canopy.
2.5. Determination of Soil Types
2.6. Determination of Water Content in Soil
- -
- AWI: available moisture interval, (in %);
- -
- FC: field capacity, (in %);
- -
- PWP: permanent wilting point, (in %);
- -
- Z: exploratory depth of roots (100 cm was adopted);
- -
- f: percentage of rock fragments (in parts per unit);
- -
- SWRC: soil water retention capacity (in mm).
- -
- ETc: crop evapotranspiration;
- -
- Pe: effective precipitation;
- -
- Ir: irrigation;
- -
- SR: surface runoff;
- -
- In: infiltration of water in the soil.
- -
- WRn is the water reserve in the current month.
- -
- WRn−1 is the water reserve in the previous month.
- -
- ΔW is the water balance each month.
3. Results
3.1. Climate Variable Values
3.2. Crop-Specific Values
3.3. Values of Soil Variables
3.4. Water Balance
3.5. Variation in Water Reserve in the Soil, (WR)
3.6. Irrigation Scheduling
4. Discussion
5. Conclusions
Supplementary Materials
Author Contributions
Funding
Institutional Review Board Statement
Informed Consent Statement
Data Availability Statement
Conflicts of Interest
References
- WBD. Agriculture, Forestry, and Fishing, Value Added (Current US$). Period: 2000–2020; World Bank Data Catalog; The World Bank IBRD-IDA: Whashintong, DC, USA, 2022; Available online: https://data.worldbank.org/indicator/NV.AGR.TOTL.CD?end=2020&start=2000&view=chart (accessed on 10 January 2022).
- OECD/FAO. OECD-FAO Agricultural Outlook 2021–2030. Organisation for Economic Co-Operation Development (OECD) and the Food and Agricultural Organization (FAO) of the United Nations; OECD Publishing: Paris, France, 2021. [Google Scholar] [CrossRef]
- FAO. World Agriculture: Towards 2015/2030; Summary Report; Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO): Rome, Italy, 2002; Available online: https://www.fao.org/documents/card/e7/c/a6c6e4a7-ff1c-5c35-be85-8b2e032036e7 (accessed on 10 August 2022).
- Fraga, H.; Moriondo, M.; Leolini, L.; Santos, J.A. Mediterranean Olive Orchards under Climate Change: A Review of Future Impacts and Adaptation Strategies. Agronomy 2021, 11, 56. [Google Scholar] [CrossRef]
- PNR. Plan Nacional de Regadíos Horizonte 2008 in Real Decreto 329/2002, de 5 de Abril; Boletín Oficial del Estado (BOE): Madrid, Spain, 2002; Available online: https://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-2002-8129 (accessed on 14 January 2022).
- UNWWDR. The United Nations World Water Development Report 2020: Water and Climate Change; UNESCO World Water Assestsment Programme: Paris, France, 2020; Available online: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000372985.locale=en (accessed on 17 January 2022).
- Expósito, A.; Berbel, J. Evolución de la Productividad del Agua en el Proceso de Cierre de la Cuenca del Guadalquivir; Capitulo 12 in Efectos de la Modernización de Regadíos en España; Fundación Cajamar: Almería, Spain, 2017; pp. 309–328. Available online: https://idus.us.es/bitstream/handle/11441/100014/Evolucio%CC%81n%20de%20la%20productividad%20del%20agua%20en%20el%20proceso%20de%20cierre%20de%20la%20cuenca%20del%20Guadalquivir.pdf?sequence=1&isAllowed=y (accessed on 19 January 2022).
- Vilar, J.; Pereira, J.E. La Olivicultura Internacional. Difusión Histórica, Análisis Estratégico y Visión Descriptiva, 1st ed.; Fundación Caja Rural: Jaén, España, 2018; p. 158. Available online: https://drive.google.com/file/d/1EjpTj0OX88Ux-3yk30feAMSy17gzHfqY/view (accessed on 19 January 2022).
- Sanchez-Martinez, J.; Paniza-Cabrera, A. The olive monoculture in the south of Spain. Eur. J. Geogr. 2015, 6, 16–29. [Google Scholar]
- Martin, A.; Herrador, I. II Plan Estratégico de la Provincia de Jaén 2020; Fundación Estrategias para el Desarrollo Económico y Social de la Provincia de Jaén; Diputación Provincial de Jaén: Jaén, Spain, 2012; p. 284. Available online: https://www.planestrajaen.org/galerias/galeriaDescargas/plan-estrategico/libros/II_Plan_Estratxgico_de_la_provincia_de_Jaxn.pdf (accessed on 21 January 2022).
- MAPA. Parte 3. Capitulo 7. Subcapítulo 12. In Anuario de Estadística Agraria 2020; Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación: Madrid, Spain, 2021. Available online: https://www.mapa.gob.es/es/estadistica/temas/publicaciones/anuario-de-estadistica/2020/default.aspx (accessed on 10 January 2022).
- C.H.G. Datos y Capas de Riegos en la Provincia de Jaén; Guadalquivir Hydrographic Confederation: Jaen, Spain, 2019; Available online: https://www.chguadalquivir.es/inicio (accessed on 20 December 2019).
- IFAPA. Estimación de las Necesidades Hídricas de los Cultivos Usando Teledetección; Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera. Consejería de Agricultura, Ganadería, Pesca y Desarrollo Sostenible. Proyecto PP.PEI.IDF2019.004; Junta de Andalucía: Seville, Spain, 2021; Available online: https://www.juntadeandalucia.es/agriculturaypesca/ifapa/servifapa/registro-servifapa/9d8c96ec-5a22-4a55-a4c0-581dada82c13 (accessed on 24 January 2022).
- Goldhamer, D.A. Regulated Deficit Irrigation for California Canning Olives. Acta Hortic. 1999, 474, 369–372. [Google Scholar] [CrossRef]
- Pastor, M. Cultivo del Olivo con Riego Localizado; Junta de Andalucía-Mundi-Prensa: Madrid, Spain, 2005; p. 784. [Google Scholar]
- Molina-Moral, J.C.; Moriana-Elvira, A.; Pérez-Latorre, F.J. The Sustainability of Irrigation Strategies in Traditional Olive Orchards. Agronomy 2021, 12, 64. [Google Scholar] [CrossRef]
- Díaz-Espejo, A.; Fernandez, J.E.; Torres-Ruiz, J.M.; Rodriguez-Dominguez, C.M.; Perez-Martin, A.; Hernandez-Santana, V. The Olive Tree under Water Stress: Fitting the Pieces of Response Mechanisms in the Crop Performance Puzzle. In Water Scarcity and Sustainable Agriculture in Semiarid Environment. Tools, Strategies, and Challenges for Woody Crops; Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2018; pp. 439–479. [Google Scholar] [CrossRef]
- Villodre, J. Estimación de la Evapotranspiración y el Estrés Hídrico en la Dehesa a Alta Resolución Temporal y Espacial Mediante Teledetección. Ph.D. Thesis, Universidad de Castilla-La Mancha, Ciudad Real, Spain, 2019; p. 233. Available online: http://hdl.handle.net/10578/22271 (accessed on 24 January 2022).
- Moriana, A.; Gomez, A.; Desamparados, S.; Perez, D.; Olmedilla, N.; Ribas, F.; Fregapane, G. Influence of different irrigation strategies in a traditional Cornicabra cv. olive orchard on virgin olive oil composition and quality. Food Chem. 2007, 100, 568–578. [Google Scholar] [CrossRef]
- Larios, J.M. Respuesta del Olivo a Tratamientos de Riego Deficitario. Ph.D. Thesis, Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, IRNAS-CSIC, Seville, Spain, 2008; p. 70. Available online: https://digital.csic.es/handle/10261/139518 (accessed on 26 January 2022).
- Yousaf, W.; Karim, W.; Kamran, M.; Rashid, S.; Ullah, H.; Mohammad, B.; Umar, M.; Chohan, K. A paradigm of GIS and remote sensing for crop water deficit assessment in near real time to improve irrigation distribution plan. Agric. Water Manag. 2021, 243, 106443. [Google Scholar] [CrossRef]
- Best, S.; Quintanta, R. Manejo del agua en huertos olivícolas. In Olivicultura de Precisión. Nuevas Tecnologías Aplicadas a la Olivicultura; Centro Regional de Investigación de Quilamapu. Instituto de Investigaciones Agropecuarias: Chillán, Chile, 2012; pp. 33–65. Available online: https://hdl.handle.net/20.500.14001/7579 (accessed on 28 January 2022).
- Wieczorek, W.F.; Delmerico, A.M. Geographic Information Systems. Comput. Stat. 2009, 1, 167–186. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- MAPA. Caracterización de las Comarcas Agrarias de España. Table 1-I, in Tomo 26: Provincia de Jaén. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medioambiente, 2013. Available online: http://comarcasagrarias.chil.me/post/tomo-26-provincia-de-jaen-93419 (accessed on 11 May 2021).
- RIA. Agroclimatic Information Network of Andalusia. Regional Ministry for Agriculture. Regional Government of Andalusia, 2021. Available online: https://www.juntadeandalucia.es/agriculturaypesca/ifapa/riaweb/web/inicio_estaciones (accessed on 26 February 2021).
- REDIAM. Andalusian Climate Information Network. Regional Ministry for the Environment, Regional Government of Andalusia, 2021. Available online: https://descargasrediam.cica.es/repo/s/RUR?path=%2F04_RECURSOS_NATURALES%2F01_BIODIVERSIDAD%2F01_VEGETACION_ECOSISTEMAS%2F01_VEGETACION_NATURAL%2F04_INDICE_SATELITE (accessed on 29 November 2021).
- REDIAM. Environmental Information Network of Andalusia. Regional Ministry for the Environment, Regional Government of Andalusia, 2005. Available online: https://descargasrediam.cica.es/repo/s/RUR?path=%2F04_RECURSOS_NATURALES%2F02_GEODIVERSIDAD%2F04_SUELOS (accessed on 29 November 2021).
- CIEMAT. Base de Datos de Propiedades Edafológicas de los Suelos Españoles. Vol VI. Andalucía (a): Jaén, Córdoba, Sevilla y Huelva. Informe Técnico. Nº 882. Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, 1999. Available online: https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/38/106/38106939.pdf (accessed on 13 December 2021).
- Monge, G.; Rodríguez, A.; Rodríguez, J.A.; Anaya, M.; De la Rosa, D. Generación de Mapas Lito-Edafológicos de Andalucía. Mapping. 2008. Nº 124. pp. 38–45. Available online: http://hdl.handle.net/10261/71678 (accessed on 13 December 2021).
- IRNAS-CSIC. Colección Mapas de Suelos. Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, (IRNAS). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), 2006. Available online: https://digital.csic.es/handle/10261/88523 (accessed on 13 December 2021).
- SIPNA. Information System on the Natural Heritage of Andalusia. In 01 Caracterización del Territorio. 08 SIPNA. SIPNA actual. Regional Ministry for the Environment, 2022. Available online: https://descargasrediam.cica.es/repo/s/RUR?path=%2F01_CARACTERIZACION_TERRITORIO%2F08_SIPNA (accessed on 7 February 2022).
- QGIS. Geographic Information System QGIS. QGIS Association. Qgis Development Team, 2022. Available online: http://www.qgis.org (accessed on 3 January 2022).
- Moreno, J.A.; Giraldez, J.V. Diseño Optimo de una Red Meteorológica en Andalucía. In VI Simposio del Agua en Andalucía; 2005; Volume 1, pp. 143–152. Available online: https://protoges.es/pdf/Dis_red.pdf (accessed on 14 February 2022).
- Gattinoni, N.; Boca, T.; Rebella, C.; Di Bella, C. Comparación Entre Observaciones Meteorológicas Obtenidas de Estaciones Convencionales y Automáticas a Partir de la Estimación de Parámetros Estadísticos. Revista de Investigaciones Agropecuaria. 2011; Volume 37, Nº 11; pp. 75–85. Available online: http://ria.inta.gob.ar/sites/default/files/numeros/ria37-1-2011.pdf (accessed on 14 February 2022).
- WMO. Guide to Climatological Practices. World Meteorological Organization, 2018. OMM-Nº 100. p. 169. Available online: https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=5668#.Yu2f8XZByHs (accessed on 16 February 2022).
- Acuña, D.; Robles, D. Manual de Meterologia y de Gestión de la Información Climática. Agencia de EE.UU para el Desarrollo Internacional (US Agency for International Development Structure, USAID). Serie Estudios Aplicados para la Adaptación. 2015; 168p. Available online: https://pdf.usaid.gov/pdf_docs/PA00N1N1.pdf (accessed on 16 February 2022).
- Guijarro, J.A. Climatol: Software Libre para la Depuración y Homogeneización de Datos Climatológicos. Centro Meteorológico en Illes Balears, Instituto Nacional de Meteorología, 2015. Available online: https://www.researchgate.net/publication/267299871_CLIMATOL_SOFTWARE_LIBRE_PARA_LA_DEPURACION_Y_HOMOGENEIZACION_DE_DATOS_CLIMATOLOGICOS (accessed on 18 February 2022).
- Guijarro, J.A. Automatización de la homogenización de series climáticas: Nuevas funciones del paquete Climatol 3.0. In X Congreso Internacional AEC: Clima, Sociedad, Riesgos y Ordenación del Territorio; Universidad de Alicante. Instituto Interuniversitario de Geografía|Asociación Española de Climatología: Alicante, Spain, 2016; pp. 153–160. [Google Scholar] [CrossRef]
- Guijarro, J.A. Homogenization of Climatic Series with Climatol. Versión 3.1.1. State Metorological Agency (AEMET), Balearic Islands Office, Spain, 2021; p. 22. Available online: https://climatol.eu/homog_climatol-en.pdf (accessed on 9 August 2022).
- R Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing; R Development Core Team. R Foundation for Statistical Computing: Vienna, Austria, 2013; Available online: http://www.R-project.org/ (accessed on 18 February 2022).
- Caro, B. Análisis de las Variaciones del Clima en la España Peninsular. Trabajo de Fin de Máster. Facultad de Estudios Estadísticos. Universidad Complutense de Madrid, 2018; p. 84. Available online: https://eprints.ucm.es/id/eprint/50186/1/TFM%20Bel%C3%A9n%20Caro%20Poza.pdf (accessed on 21 February 2022).
- Pita-Díaz, A. La Homogeneización de Datos Climáticos como Herramienta de Análisis de Calidad de los Datos; Serie de Seminarios Virtuales; Colegio Mexicano de Ingenieros en Irrigación (COMEII): Cuernavaca, México, 2020; p. 31. Available online: https://www.riego.mx/files/webinars/webinar19.pdf (accessed on 21 February 2022).
- Conrad, V.; Pollack, L.D. Methods in Climatology; Harvard University Press: Cambridge, UK, 1962; p. 459. [Google Scholar]
- Allen, R.G.; Pereira, L.S.; Raes, D.; Smith, M. Crop Evapotranspiration: Guidelines for Computing Crop Water Requeriments; FAO-Irrigation and Drainage Paper 56; FAO: Rome, Italy, 1998; Available online: https://www.fao.org/3/X0490E/x0490e00.htm (accessed on 8 August 2022).
- Dyras, I.; Serafin-Rek, D. The application of GIS technology for precipitation mapping. Meteorol. Appl. 2005, 12, 69–75. [Google Scholar] [CrossRef]
- Smith, M. Cropwat. A Computer Program for Irrigation Planning and Management; FAO Irrigation and Drainage Paper Nº 46; Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO): Rome, Italy, 1992; p. 128. Available online: https://ia600205.us.archive.org/31/items/bub_gb_p9tB2ht47NAC_2/bub_gb_p9tB2ht47NAC.pdf (accessed on 28 February 2022).
- Aguilar, M. Regionalización Pluviométrica de Andalucía. Análisis de su Red de Observación para la Gestión Medioambiental. Ph.D. Thesis, Universidad de Sevilla, Sevilla, Spain, 2016; p. 581. Available online: https://idus.us.es/handle/11441/41098 (accessed on 28 February 2022).
- Nawaz, Z.; Li, X.; Chen, Y.; Nawaz, N.; Gull, R.; Elnashar, A. Spatio-Temporal Assessment of Global Precipitation Products over the Largest Agriculture Region in Pakistan. Remote Sens. 2020, 12, 3650. [Google Scholar] [CrossRef]
- Ramirez, J.M.; Lorite, I.; Santos, C.; Cruz, M. Estimación de la evapotranspiración de referencia en Andalucía. Vida Rural. 2017, 438, 16–22. [Google Scholar]
- Maglione, D.; Soto, J.; Sáenz, J.L.; Bonfili, O. Utilización de diferentes metodologías para la construcción de un mapa de precipitación acumulada en la Provincia de Santa Cruz. Inf. Científicos Técnicos-UNPA 2019, 11, 154–169. [Google Scholar] [CrossRef]
- Fernández, J.E.; Moreno, F.; Martín-Palomo, M.V.; Cuevas, M.V.; Torres-Ruiz, J.M.; Moriana, A. Combining sap flow and trunk diameter measurements to assess water needs in mature olive orchards. Environ. Exp. Bot. 2011, 72, 330–338. [Google Scholar] [CrossRef]
- CAP. “Programación de Riegos en Olivar”. In Colección: Agricultura; Serie: Olivicultura y Elaiotecnia; Consejería de Agricultura y Pesca de Andalucía: Sevilla, Spain, 2001; p. 108. Available online: https://www.juntadeandalucia.es/sites/default/files/2020-04/1337166142Programacixn_de_riego.pdf (accessed on 4 March 2022).
- Campos, I.; Neale, C.M.U.; Calera, A.; Balbontin, C.; González-Piqueras, J. Assesing satellite-based basal crop coefficients for irrigated grapes (Vitis vinifera L.). Agric. Water Manag. 2010, 98, 45–54. [Google Scholar] [CrossRef]
- Neale, C.M.U.; Bausch, W.C.; Heermann, D.F. Development of reflectance-based crop coefficients for corn. Trans. Am. Soc. Agr. Eng. 1989, 32, 1891–1899. [Google Scholar] [CrossRef]
- Gonzalez-Dugo, M.; Neale, C.; Mateos, L.; Kustas, W.; Prueger, J.; Anderson, M.; Li, F. A comparison of operational remote 682 sensing-based models for estimating crop evapotranspiration. Agric. For. Meteorol. 2009, 149, 1843–1853. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kamble, B.; Kilic, A.; Hubbard, K. Estimating Crop Coefficients Using Remote Sensing-Based Vegetation Index. Remote Sens. 2013, 5, 1588–1602. [Google Scholar] [CrossRef]
- Carpintero, E.; Mateos, L.; Andreu, A.; González-Dugo, M. Effect of the differences in spectral response of Mediterranean tree canopies on the estimation of evapotranspiration using vegetation index-based crop coefficients. Agric. Water Manag. 2020, 238, 106201. [Google Scholar] [CrossRef]
- Wright, J.L. New Evapotranspiration Crop Coefficients. J. Irrig. Drain. Div. 1982, 108, 57–74. Available online: https://eprints.nwisrl.ars.usda.gov/id/eprint/382/ (accessed on 7 March 2022). [CrossRef]
- Heilman, J.L.; Heilman, W.E.; Moore, D.G. Evaluating the Crop Coefficient Using Spectral Reflectance. Agron. J. 1982, 74, 967–971. [Google Scholar] [CrossRef]
- Cuesta, A.; Montoro, A.; Jochum, A.M.; López, P.; Calera, A. Metodología operativa para la obtención del coeficiente de cultivo desde imágenes de satélite. ITEA-AIDA 2005, 101, 212–224. Available online: https://aida-itea.org/aida-itea/files/itea/revistas/2005/101-3/ITEA_101-3_212-224.pdf (accessed on 9 March 2022).
- Orgaz, F.; Testi, L.Y. Evapotranspiración y programación del riego para las necesidades hídricas de olivares específicos. Tabla 3. Rev. Agric. 2008, 907, 428–433. Available online: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2594409 (accessed on 14 March 2022).
- CENTER. Estudio de Innovación para un uso Más Eficiente del Agua en el Regadío Mediante Herramientas Basadas en la red SIAR, Teledetección y Sig: Años 2014–2015. Proyecto SPIDER-CENTER 2014-2015. Centro Nacional de Tecnología de Regadíos (CENTER), 2016; p. 149. Available online: http://maps.spiderwebgis.org/media/customlogins/spider-siar/assets/spider-siar_InformeFinal_2014_2015.pdf (accessed on 14 March 2022).
- Calera, A.; Campos, I.; Garrido, J. Determinación de las Necesidades de Agua y de Riego Mediante Estaciones Meteorológicas y Series Temporales de Imágenes Multiespectrales. Jornada Técnica de Innovación en Gestión del Regadío Mediante Redes Agroclimáticas, Teledetección y Sistemas de Información. Centro Nacional de Tecnología de Regadíos (CENTER), 2016; p. 19. Available online: http://maps.spiderwebgis.org/media/customlogins/spider-siar/assets/RiegoTeledeteccion_y_SIAR_en_cultivos_ACalera_et_al_2016_30_NOV.pdf (accessed on 14 March 2022).
- Rouse, J.W.; Haas, R.H.; Schell, J.A.; Deering, D.W. Monitoring Vegetation Systems in the Great Plains with ERTS. In Third ERTS-1 Symposium NASA; NASA SP-351; NASA: Washington, DC, USA, 1974; pp. 309–317. Available online: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19740022614/downloads/19740022614.pdf (accessed on 18 March 2022).
- Ceroni, M.; Achkar, M.; Gazzano, I.; Burgueño, J. Estudio del NDVI mediante análisis multiescalar y series temporales utilizando imágenes SPOT, durante el período 1998–2012 en el Uruguay. Rev. Teledetección 2015, 43, 31–42. [Google Scholar] [CrossRef]
- Filgueiras, R.; Mantovani, E.C.; Althoff, D.; Fernandes Filho, E.I.; Cunha, F.F. Crop NDVI Monitoring Based on Sentinel 1. Remote Sens. 2019, 11, 1441. [Google Scholar] [CrossRef]
- Pérez, M.; Gonzalez, V.; Paccioretti, M.; Nolasco, M. Caracterización de Plantaciones de Olivares a Partir de Imágenes Landsat. Nexo Agropecuario. 2020, pp. 14–18. Available online: https://revistas.unc.edu.ar/index.php/nexoagro/article/view/27699 (accessed on 18 March 2022).
- Martin, W.O. Monitoreo, Análisis y Clasificación de Lotes de Cosecha Fina Mediante Imágenes Satelitales. Tesis de grado, Master´s Thesis, Departamento de Agronomía, Universidad Nacional del Sur, Bahía Blanca, Argentina, 2021; p. 44. Available online: https://repositoriodigital.uns.edu.ar/xmlui/handle/123456789/5716 (accessed on 18 March 2022).
- FAO. Soil Survey Investigations for Irrigation. Bulletin Nº 42. Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO, 1979. Available online: https://www.fao.org/publications/card/es/c/6d3ee051-7218-572d-95b9-cb749f49035a (accessed on 21 March 2022).
- Araque, E.; Gallego, V.J.; Sanchez, J.D. El olivar regado en la provincia de Jaén. Investig. Geogr. 2002, 28, 5–32. [Google Scholar] [CrossRef]
- Testi, L.; Orgaz, F.; Argüelles, A.; Cifuentes, V. Capitulo 2. Riego. In Sostenibilidad de la Producción de olivar en Andalucía; Instituto de Agricultura Sostenible (IAS). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC): Madrid, Spain, 2010; pp. 34–66. Available online: http://www.ias.csic.es/sostenibilidad_olivar/Sost_2009/Sostenibilidad_de_la_Producci%F3n_de_Olivar_en_Andaluc%EDa3.pdf (accessed on 25 March 2022).
- FAO. Soil Map of the World; Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO-UNESCO: Paris, France, 1974; Volume 1, Available online: https://www.fao.org/3/as360e/as360e.pdf (accessed on 7 January 2022).
- FAO. Soil Map of the World; Technical Paper 20; Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO-UNESCO-ISRIC: Wageningen, The Netherlands, 1994; Available online: https://www.isric.org/sites/default/files/ISRIC_TechPap20.pdf (accessed on 7 January 2022).
- CAP. Clasificación del Suelo en la Provincia de Jaén Desde el Punto de Vista Agrario: Clases Agrológicas. In Informaciones Técnicas 67/99; Consejería de Agricultura y Pesca; Junta de Andalucía: Seville, Spain, 1999; p. 67. Available online: https://www.juntadeandalucia.es/export/drupaljda/1337166620Clasificacixn_del_suelo_de_la_Provincia_de_jaxn_desde_el_punto_de_vista_Agrario_Clases_Agrolxgica.pdf (accessed on 4 January 2022).
- USDA. Keys to Soil Taxonomy, 12th ed.; Soil Survey Staff, USDA-Natural Resources Conservacion Service: Washintong, DC, USA, 2014; p. 362. Available online: https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/survey/class/taxonomy/?cid=nrcs142p2_053580 (accessed on 8 August 2022).
- CSIC. Evaluación del Catálogo de Suelos de Andalucía en Escenarios de Cambio Climático. Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla. Consejo Superior de Investigaciones Científicas, (IRNAS-CSIC), 2015; p. 221. Available online: https://digital.csic.es/handle/10261/130200 (accessed on 7 January 2022).
- FAO. World Reference Base for Soil Resources 2014, Update 2015; World Soil Resources Reports Paper 106; IUSS Working Group WRB: Rome, Italy, 2016; p. 203. Available online: https://www.fao.org/3/i3794en/I3794en.pdf (accessed on 8 August 2022).
- Alvarez, J.; Casalí, J.; González, M.; López, J.J. Estimación de la humedad superficial del suelo mediante teledetección radar en presencia de una cubierta de cereal. In VII Jornadas de Investigación en la Zona no Saturada del Suelo; Universidad de La Coruña: La Coruña, Spain, 2005; pp. 313–318. Available online: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6445735 (accessed on 28 March 2022).
- Tromp-van, H.J.; McDonnell, J.J. On the interrelations between topography, soil depth, soil moisture, transpiration rates and species distribution at the hillslope scale. Adv. Water Resour. 2006, 29, 293–310. [Google Scholar] [CrossRef]
- Lozano, D.; Ruiz, N.; Gavilán, P. Indicadores de Calidad del Riego Localizado con Pendiente. Revista Agricultura, Especial Regadío. 2018, pp. 64–68. Available online: http://www.revistaagricultura.com/regadio/regadios/indicadores-de-calidad-del-riego-localizado-con-pendiente_9773_118_12167_0_1_in.html (accessed on 4 April 2022).
- Kienzle, S. The Effect of DEM Raster Resolution on First Order, Second Order and Compound Terrain Derivatives. Trans. GIS 2004, 8, 83–111. [Google Scholar] [CrossRef]
- Florinsky, I. Global Lineaments: Application of Digital Terrain Modelling. In Advances in Digital Terrain Analysis; Springer: Berlin, Germany, 2008. [Google Scholar] [CrossRef]
- Pike, R.; Evans, I.; Hengl, T. Geomorphometry: A Brief Guide. In Geomorphometry: Concepts, Software, Applications. Developments. Soil Sci. 2008, 33, 1–28. Available online: https://www.elsevier.com/books/geomorphometry/hengl/978-0-12-374345-9 (accessed on 1 April 2022).
- Olaya, V.; Conrad, O. Geomorphometry in SAGA. In Geomorphometry: Concepts, Software, Applications, 1st ed.; Serie: Developments in Soil Science; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands; Oxford, UK, 2009; pp. 293–308. [Google Scholar] [CrossRef]
- Leiva, N. Metodologia para el Cálculo de la Humedad del Suelo Usando Parámetros Topográficos (MDE), Climáticos y Edáficos en un Sector del Piedemonte Depositacional del Municipio de Villavicencio. Master´s Thesis, Facultad de Agrononomía. Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia, 2012; p. 129. Available online: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11478 (accessed on 4 April 2022).
- Mestas, M. Regimen Hídrico del Suelo y Evapotranspiración en Áreas Agrícolas y Forestales. Ph.D. Thesis, Instituto Universitario de Geología, Universidad de la Coruña, La Coruña, Spain, 2011; p. 203. Available online: http://hdl.handle.net/2183/8487 (accessed on 6 April 2022).
- Caicedo, C.; Méndez, F.; Gutiérrez, E.; Flores, A. Medición de humedad en suelos: Revisión de métodos y características. In Boletín Científico de Ciencias Básicas e Ingenierías del ICBI; Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo: Pachuca de Soto, México, 2021; Volume 9, pp. 1–8. [Google Scholar] [CrossRef]
- Vanderlinden, K.; Giraldez, V.; Van Meirvenne, M. Evaluación de la capacidad de retención de agua en los suelos de Andalucía mediante el análisis del balance medio anual de agua. In Estudios de la Zona no Saturada del Suelo; Instituto de Ciencias de Agricultura y Alimentacion (IFAS), Universidad de Florida: Gainesville, FL, USA, 2003; Volume 6, pp. 131–136. Available online: https://abe.ufl.edu/Faculty/carpena/zns/estudios_de_la_zns_v06.shtml (accessed on 4 April 2022).
- Perez, P.; Barberá, G.; Conesa, C. Estimación de la humedad del suelo a niveles de capacidad de campo y punto de marchitez mediante modelos predictivos a escala regional. Boletín Asoc. Geogr. Españoles 2015, 68, 325–345. [Google Scholar] [CrossRef]
- Llanto, J. Estimación de la Capacidad de Retención de Agua en la Cuenca Challana, Periodo Septiembre 2014-Agosto 2015. Universidad Nacional Agraria de La Selva. Perú, 2018; p. 113. Available online: http://repositorio.unas.edu.pe/handle/UNAS/1583 (accessed on 8 April 2022).
- Senent, J.; Pérez, J.; Srinivasan, R.; Jimeno, P.; López, A. Modelización Hidrológica Distribuída de la Cuenca de la Rambla de Albujón Mediante el uso de Datos de Teledetección. Universidad Católica de San Antonio de Murcia-Canal del Mar Menor. Dirección General de Medioambiente, Murcia. 2019, p. 51. Available online: https://canalmarmenor.carm.es/wp-content/uploads/2020/07/SWAT_ALBUJON_SEPTIEMBRE2019.pdf (accessed on 13 April 2022).
- Fragoso, L. Aplicaciones de la Teledetección en la Modelización Hidrológica. Ph.D. Thesis, Universidad de Extremadura, Extremadura, Spain, 2021. Capitulo 2. pp. 15–128. Available online: http://hdl.handle.net/10662/12685 (accessed on 9 March 2022).
- Ferrara, G.; Nigro, D.; Torres, R.; Gadaleta, A.; Fidelibus, M.W.; Mazzeo, A. Cover crops in the inter-row of a table grape vineyard managed with irrigation sensors: Effects on yield, quality and glutamine synthetase activity in leaves. Sci. Hortic. 2021, 281, 109963. [Google Scholar] [CrossRef]
- Torres, R.; Ferrara, G.; Soto, F.; López, J.A.; Sánchez, F.; Mazzeo, A.; Pérez-Pastor, A.; Domingo, R. Effects of soil and climate in a table grape vineyard with cover crops. Irrigation management using sensors networks. Ciencia Tec. Vitiv. 2017, 32, 72–81. [Google Scholar] [CrossRef]
- Ferrara, G.; Denora, M.; Mazzeo, A. Irrigation of grape and pomegranate by using soil sensors in Apulia Region, Italy. Acta Hortic. 2022, 349–354. [Google Scholar] [CrossRef]
- Gudelj, O.; Arce, J.; Gudel, V. Metodología de Muestreo y Determinación de Agua en el Suelo. Información para Extensión en Línea Nº 29. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria INTA. Argentina. 2018; p. 18. Available online: https://inta.gob.ar/documentos/metodologia-de-muestreo-y-determinacion-de-agua-del-suelo (accessed on 18 April 2022).
- De la Rosa, D.; Mayol, F.; Díaz-Pereira, E.; Fernandez, M.; de la Rosa, D., Jr. A land evaluation decision support system (MicroLEIS DSS) for agricultural soil protection: With special reference to the Mediterranean región. Environ. Model. Softw. 2004, 19, 929–942. [Google Scholar] [CrossRef]
- Schulze, E.-D.; Beck, E.; Buchmann, N.; Müller-Hohenstein, K.; Scherer-Lorenzen, M. Chapter 2: Water deficiency (drought). In Plant Ecology; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2018; pp. 165–202. [Google Scholar] [CrossRef]
- Santos, J.D.; San Juan, R.F.D.V.; de Provens, E.C.P.; Arrarás, Í.R. Estimación de la capacidad de retención de agua en el suelo: Revisión del parámetro CRA. Investigación agraria. Sist. Y Recur. For. 2006, 15, 14–23. Available online: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=1710768 (accessed on 22 April 2022).
- Botey, R.; Moreno, J.V. Metodología para Estimar la Humedad del Suelo Mediante un Balance Hídrico Exponencial. Metodología Balance Hídrico 2. Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), 2015; p. 22. Available online: https://www.aemet.es/documentos/es/serviciosclimaticos/vigilancia_clima/balance_hidrico/Metodologia.pdf (accessed on 22 April 2022).
- Terán, C.; Jiménez, C.; González, C.; Villaneda, E. Metodología para la zonificación agroclimática de la región de La Mojana mediante el sistema de información geográfica ARC/Info. Cienc. Tecnol. Agropecu. 1998, 2, 19–26. [Google Scholar] [CrossRef]
- Doorembos, J.; Pruit, W.O. Crop Water Requeriments; FAO-Irrigation and Drainage Paper 24; FAO: Rome, Italy, 1977; Available online: https://www.fao.org/3/s8376e/s8376e.pdf (accessed on 10 August 2022).
- Sokolov, A.; Chapman, T. Methods for water balance computation. In Studies and Reports in hidrology Nº 17; Unesco Press: Paris, France, 1974; p. 127. Available online: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000137771 (accessed on 25 April 2022).
- Barranco, D.; Fernández, R.; Rallo, L. Fructificación y Producción. In El Cultivo del Olivo, 7th ed.; Ediciones Mundi Prensa: Madrid, Spain, 2017; Chapter 5; pp. 145–187. [Google Scholar]
- Pastor, M.; Vega, V.; Castro, J. Programacion del Riego de Olivar en Andalucia. Agricultura: Revista Agropecuaria. Año nº 67. 1998, Volume 788, pp. 206–216. Available online: https://www.researchgate.net/publication/28273173_Programacion_del_riego_de_olivar_en_Andalucia (accessed on 28 August 2022).
- Luna, E.; Figuerola, P. Monitoreo de la Fenología y Fenometría del Olivar a Través de la Dinámica del Ndvi-Modis en Vichigasta, La Rioja. Revista de la Asociación de Agrometeorología. Nº 7. 2016, pp. 73–81. Available online: https://www.researchgate.net/publication/308206451_Monitoreo_de_la_fenologia_y_fenometria_del_olivar_a_traves_de_la_dinamica_del_ndvi-modis_en_Vichigasta_La_Rioja (accessed on 2 May 2022).
- Steduto, P.; Hsiao, T.C.; Fereres, E.; Raes, D. Crop Yield Response to Water; FAO-Irrigation and Drainage Paper 66; FAO: Rome, Italy, 2012; pp. 300–313. Available online: https://www.fao.org/3/i2800e/i2800e00.htm (accessed on 11 August 2022).
- Fernández-Sanjurjo, M.J. Influencia de los Fragmentos Gruesos en Algunas Propiedades Físicas y Químicas del Suelo. Antecedentes y Estado Actual del Tema. Revista de la Sociedad Española de la Ciencia del Suelo. 1999. Nº 6. pp. 95–107. Available online: https://www.secs.com.es/data/Revista%20edafo/partes%20volumen%206/paginas%2095-107.pdf (accessed on 9 May 2022).
- Cifuentes, V. Identificación de Cultivos de Regadío y Estimación de la Evapotranspiración Mediante Técnicas de Teledetección. In Jornada Sobre Eficiencia Hídrica y Energética. Proyectos I+D+i H2020. Confederación Hidrográfica del Guadalquivir, Sevilla. 2016. Available online: https://www.mapa.gob.es/images/es/center_130416_cifuentes_tcm30-131712.pdf (accessed on 16 May 2022).
- Sánchez, N. Teledetección Óptica Aplicada a un Modelo Distribuido de Balance Híbrido (Hidromore) para el Cálculo de Evapotranspiración y Humedad de Suelo. Ph.D. Thesis, Universidad de Salamanca, Salamanca, Spain, 2009; pp. 47–103. Available online: https://gredos.usal.es/handle/10366/76318 (accessed on 20 May 2022).
- Garrido, J.; González, L.; Alcazar, I.; Cura, C.; Sobregrau, M.; López, J.; Calera, A. Predicción de las necesidades hídricas con una semana de antelación empleando meteorología e imágenes de satélite. Tierras Castilla León Agric. 2015, 231, 126–131. [Google Scholar]
- Gavilán, V.A. Balance Anual de Agua en Cultivos Utilizando Datos de Serie de Tiempo Armonizados de Lansat-8 y Sentinel-2. Master´s Thesis, Universidad de Concepción, Concepción, Chile, 2019; p. 44. Available online: http://repositorio.udec.cl/xmlui/handle/11594/920 (accessed on 23 May 2022).
- Delgado, G.; Hernández, L.A.; Estrada, J.; Miguel, E.; Ramos, C.M. Metodología para estimar el requerimiento hídrico de vegetación natural en el noroeste de México mediante teledetección. Caso Mezquite. Cienc. Innov. 2019, 2, 39–45. Available online: http://cienciaeinnovacion.com.mx/2020/05/26/art3/ (accessed on 3 June 2022).
- Rapoport, H.; Hammami, S.B.; Martins, P.; Pérez-Priego, O.; Orgaz, F. Influence of water deficits at different times during olive tree inflorescence and flower development. Environ. Exp. Bot. 2012, 77, 227–233. [Google Scholar] [CrossRef]
- Gucci, R.; Caruso, G.; Gennai, C.; Esposto, S.; Urbani, S.; Servili, M. Fruit growth, yield and oil quality changes induced by deficit irrigation at different stages of olive fruit development. Agric. Water Manag. 2018, 212, 88–98. [Google Scholar] [CrossRef]
- Lavee, S.; Hanoch, E.; Wodner, M.; Abramowitch, H. The effect of predetermined deficit irrigation on the performance of cv. Muhasan olives (Olea europaea L.) in the eastern coastal plain of Israel. Sci. Hortic. 2007, 112, 156–163. [Google Scholar] [CrossRef]
- Villalobos, F.J.; Mateos, L.; Testi, L.; Fereres, E. Chapter 8: The water budget. In Principles of Agronomy for Sustainable Agriculture; Villalobos, F., Fereres, E., Eds.; Springer: Cham, Switzerland, 2016; pp. 91–106. [Google Scholar] [CrossRef]
- Caruso, G.; Palai, G.; Gucci, R.; Priori, S. Remote and Proximal Sensing Techniques for Site-Specific Irrigation Management in the Olive Orchard. Appl. Sci. 2022, 12, 1309. [Google Scholar] [CrossRef]
Soil Type | Horizon Diagnostic Qualifier | ||||||
C | Cambisols | Ph | Phaelozems | Ca | Calcareous | Hu | Humic |
F | Fluvisols | R | Regosols | Cr | Chromic | Or | Orthic |
L | Lithosols | Ra | Rankers | Dy | Dystric | Ha | Haplic |
Lu | Luvisols | Re | Rendzines | Eu | Eutric | Pe | Pelic |
N | Nitisols | V | Vertisols | GL | Gleic | Ve | Verthic |
omm | over metamorphic materials | omp | over plutonian materials | ||||
Code | Edaphics Units | Code | Edaphics Units | Code | Edaphics Units | ||
1 | EuF and EuC | 22 | PeV and CrV | 47 | CaC, CaLu and CrLu with CaL and CaF | ||
2 | CaF | 23 | CrV and VeC with CaC, CaR and PeV | 48 | VeC, CaR and CrV with CaC | ||
5 | EuR, L and EuC with Ra omm | 31 | EuC, EuR and L with Ra | 49 | VeC, CrV and CrC with CaR | ||
6 | EuR, L and EuC with Ra opm | 37 | EuC, CrLu and OrLu | 51 | OrLu, Glu and EuC | ||
9 | CaR and EuR | 38 | EuC, CrLu and OrLu | 53 | CrLu and R | ||
10 | CaR | 39 | DyC, HaPh and Ra with HuC, DyR and L | 55 | CrLu, L and EuR with DyN | ||
11 | CaR and L with CaC | 40 | CaC with CaR | 57 | CaLu, CaC and EuC with CrLu, CaR and L | ||
13 | CaR and CaC with L, CaF and Re | 41 | CaC with CaR | 58 | CaLu, CaC and CrLu with CaR | ||
14 | CaR and CaC with CaLu and CaF | 42 | CaC with CaR, CaF and CaLu | 59 | CaLu, CrLu and Glu | ||
19 | L, CrLu and Re with CaC | 43 | CaC and CaR with CaL, CaF and VeC | ||||
21 | PeV, Re and CaR | 44 | CaC, CaR and L with Re |
Dominance Code | Dominance Meaning | Texture |
---|---|---|
0 | No data | |
1 | Soils dominated by fluvisols | clay |
2 | Soils dominated by eutrophic regosols | sandy loam |
3 | Soils dominated by calcareous regosols | sandy clay loam |
4 | Lithosol-dominated soils | sandy clay loam |
6 | Pebbly vertisol-dominated soils | sandy clay loam |
7 | Soils dominated by chromic vertisols | clay loam |
10 | Eutrophic cambisol-dominated soils | clay loam |
11 | Soils dominated by dystric cambisols | clay loam |
12 | Calcic cambisol-dominated soils | clay loam |
13 | Vertic cambisol-dominated soils | clay loam |
14 | Vertic luvisol-dominated soils | loam |
15 | Chromic luvisol-dominated soils | sandy loam |
16 | Calcareous luvisol-dominated soils | sandy clay loam |
18 | Soils dominated by eutrophic planosols | clay loam |
Variable | θg | θv | ||
---|---|---|---|---|
Saturation point (SAT) | 30.28 | 38.65 | 43.10 | 55.00 |
Field capacity (FC) | 17.33 | 36.22 | 24.89 | 48.17 |
Permanent wilting point (PWP) | 8.34 | 26.97 | 11.03 | 35.87 |
Usable water (SWRC) | 58.14 | 127.91 | 82.75 | 182.04 |
Publisher’s Note: MDPI stays neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations. |
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Molina-Moral, J.C.; Moriana-Elvira, A.; Pérez-Latorre, F.J. Estimation of the Water Reserve in the Soil Using GIS and Its Application in Irrigated Olive Groves in Jaen, (Spain). Agronomy 2022, 12, 2188. https://doi.org/10.3390/agronomy12092188
Molina-Moral JC, Moriana-Elvira A, Pérez-Latorre FJ. Estimation of the Water Reserve in the Soil Using GIS and Its Application in Irrigated Olive Groves in Jaen, (Spain). Agronomy. 2022; 12(9):2188. https://doi.org/10.3390/agronomy12092188
Chicago/Turabian StyleMolina-Moral, Juan Carlos, Alfonso Moriana-Elvira, and Francisco José Pérez-Latorre. 2022. "Estimation of the Water Reserve in the Soil Using GIS and Its Application in Irrigated Olive Groves in Jaen, (Spain)" Agronomy 12, no. 9: 2188. https://doi.org/10.3390/agronomy12092188
APA StyleMolina-Moral, J. C., Moriana-Elvira, A., & Pérez-Latorre, F. J. (2022). Estimation of the Water Reserve in the Soil Using GIS and Its Application in Irrigated Olive Groves in Jaen, (Spain). Agronomy, 12(9), 2188. https://doi.org/10.3390/agronomy12092188