Modelación numérica del sistema suelo-agua-planta con una metodología de optimización multi-objetivo para la calibración de la dinámica de crecimiento y desarrollo de soja HaHB4

Abstract

El impacto de cambio climático podría traer significativas perdidas en los rendimientos de los cultivos por el efecto que generará el aumento de la temperatura y las sequías, sumado a esto la demanda mundial de alimento se incrementa con una tasa mayor a la de incremento de la producción de alimento. La soja HaHB4 es un transgénico de segunda generación que podría mitigar estas adversidades porque la introgresión del gen proveniente del girasol, HaHB4, le otorga mayor resistencia a condiciones de temperaturas altas y estrés hídrico. La soja HaHB4 se ha aprobado en Argentina, EEUU, Brasil, Paraguay, Canadá y China. Con un análisis de sensibilidad de parámetros se caracteriza el efecto en las variables de estudio. Luego, en esta tesis se presenta una metodología robusta para la calibración del modelo CROPGRO-soybean para el crecimiento y desarrollo de soja HaHB4, se realiza un tratamiento holístico de parámetros, funciones objetivo, respuestas del modelo y datos medidos. Basado en las diferencias obtenidas en experimentos a campo entre HaHB4 y control se incluyen parámetros relacionados a las diferencias fisiológicas entre los cultivares. Una vez calibrado el modelo en fenología, balance hídrico, biomasa y rendimiento es validado con datos independientes. En rendimiento presentó valores de RMSE de 636 kg/ha para calibración y 542 kg/ha para validación. Luego, se evaluó su performance con múltiples experimentos de diferentes regiones productivas de Argentina. En la cuenca baja del Río Carcarañá se realiza un análisis del efecto de cambio climático sobre este cultivar y se generan series sintéticas para la calibración del modelo agrohidrológico SWAT en el periodo 1993-2015 que da un NS=0,76. La importancia de modelar el crecimiento y desarrollo de un cultivo con respuesta diferencial a las condiciones climáticas en el sistema suelo-planta-atmosfera es un paso para asegurar el manejo sustentable del suelo y la seguridad alimentaria.