Resumen
La productividad de los cultivos está en la base de la ingeniería agronómica. Los datos derivados de teledetección (TD) presentan un creciente interés. Esta tesis parte de la hipótesis de que la modelización y el análisis eficaces de la respuesta productiva del cultivo del arroz mediante datos de TD requieren un protocolo específico para la interpretación precisa de las propiedades ópticas de la vegetación. En consecuencia, el objetivo principal es investigar rigurosamente los fundamentos teóricos de la TD. Tres objetivos específicos fueron propuestos: (1), el diseño y validación de una estrategia de monitorización del cultivo basada en datos de TD; (2), la combinación de datos de TD y mapas de rendimiento de cosechadoras para mejorar el conocimiento de las incertidumbres en los dos sistemas; (3), la propuesta de un flujo de trabajo basado en TD para interpretar las propiedades ópticas de la vegetación.
Las correlaciones entre los mapas de rendimiento y los datos de Sentinel-2 fueron analizadas e interpretadas. Así, 706 ha y 4 años en Valencia y Sevilla compusieron la base de datos. Además, la base de datos fue incrementada con un estudio llevado a cabo en Arkansas (EEUU).
Los resultados ponen de relieve que mitad ahijado (MA) fue la fase crítica para evaluar con precisión el rendimiento estimado y revelan la compleja interacción entre las bandas espectrales y las prácticas agronómicas. El mantenimiento de una alta reflectancia en el infrarrojo cercano (NIR) y una baja reflectancia roja como indicadores clave de un alto potencial de rendimiento, incluso durante las últimas etapas de crecimiento, presentan un novedoso resultado. La comparación entre los rendimientos estimados por satélite y los mapas de rendimiento postprocesados sugiere que la TD puede servir como una herramienta valiosa para validar los datos de los mapas de rendimiento, dados sus niveles comparables de incertidumbre. Los resultados subrayaron el significativo impacto del postprocesado de los mapas de rendimiento en el rendimiento de los modelos de estimación del rendimiento basados en TD. Las limitaciones sustanciales en la estimación de la variabilidad del rendimiento directamente a partir de la reflectancia fueron obtenidas del tercer objetivo. Se establecieron dos periodos. El primero consiste en diseñar estrategias para aumentar el NIR y disminuir la reflectancia roja desde MA hasta el inicio de la panícula (IP). El segundo es evitar la relación entre el verdor del cultivo y el NIR desde IP hasta la cosecha. Las recomendaciones futuras se centran en las colinealidades visible-NIR para interpretar las diferencias entre años o lugares. Así, es preferible tomar decisiones basadas en datos de reflectancia antes del aumento de la reflectancia roja (entre mitad ahijado y diferenciación de la panícula). Durante el llenado del grano, las correlaciones entre la reflectancia roja y la reflectancia NIR pueden ayudar a comprender el equilibrio entre el crecimiento de la biomasa vegetativa y la disminución del verdor de la planta, pero la estimación del rendimiento sería más dificultosa. Las correlaciones entre la biomasa y la reflectancia NIR requieren más parámetros del cultivo para explicar mejor las variaciones del rendimiento dentro de una misma parcela.
Esta tesis destaca la importancia crítica de dilucidar la base biofísica que subyace a los valores de reflectancia observados. Esto es particularmente relevante dado que la estimación del rendimiento a menudo se basa en correlacionar el rendimiento del cultivo tanto con el verdor del cultivo (cuantificado por la reflectancia visible) como con la estructura de la cubierta vegetal (cuantificada por la reflectancia NIR). Una novedad clave es la demostración de importantes variabilidades estacionales e inducidas por la gestión de los cultivos, que son cruciales para establecer una base robusta de teledetección con el fin de desarrollar mejores modelos para la estimación del rendimiento.
