Development and validation of a soil-plant-atmosphere model for estimating actual evapotranspiration from maize crop

El maíz es uno de los cultivos agrícolas de mayor área sembrada y volumen de producción a nivel mundial. La creciente demanda de alimentos y una amplia diversidad de usos en la industria impulsan continuamente el aumento del consumo y la producción. Factores meteorológicos definen su rendimiento potencial, mientras que otros, como la disponibilidad de agua, pueden limitar la expresión de dicha potencialidad. Tal es así que existe una estrecha relación entre el rendimiento y el agua consumida, cuantificada a través de la evapotranspiración (ET) acumulada a lo largo del ciclo del cultivo. Debido al alto costo de instalación y a las dificultades de operación que tiene el instrumental para medir directamente la ET, se recurre generalmente a su estimación indirecta mediante modelos con distinto grado de complejidad. En este trabajo se desarrolla un modelo físico-matemático del sistema sueloplanta- atmósfera que permite extender la aplicabilidad de los modelos micrometeorológicos de ET existentes a condiciones no potenciales. Para ello se diseñaron y realizaron dos campañas de medición a campo en la localidad de Balcarce, provincia de Buenos Aires, en las que un cultivo de maíz fue sometido a tratamientos para simular condiciones de deficiencia hídrica en distintas etapas del ciclo del cultivo. Los datos de la primera campaña se utilizaron para el desarrollo de un módulo para simular el flujo de agua en el suelo y su acople a un modelo micrometeorológico de ET. Los datos de la segunda campaña se utilizaron para validar el modelo acoplado, obteniendo resultados ampliamente satisfactorios.Corn is one of the most worldwide extended agricultural crops both in planted area and production volume. The growing demand for food and a wide variety of uses in industry continuously drive the increase in consumption and production. Meteorological factors define its potential yield while others, such as water availability, may limit the expression of that potential. There is a close relationship between yield and water consumption, measured through the accumulated evapotranspiration (ET) along the crop cycle. Due to the high cost of installing equipment to measure ET and the difficulties of operating them, evapotranspiration is generally estimated using models with varying degrees of complexity. This thesis work presents the development of a physicalmathematical model of the soil-plant-atmosphere system that allows extending the applicability of existing micrometeorological ET models to non-potential conditions. For this purpose, two field measurement campaigns were designed and conducted in the town of Balcarce, province of Buenos Aires, where a maize crop was subjected to treatments to represent the conditions of water stress at different stages of the crop cycle. The first campaign data were used for developing a module to simulate the soil water flow and coupling it to a micrometeorological ET model. Data from the second campaign were used to validate the coupled model, obtaining highly satisfactory results.Fil:Serio, Leonardo Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina