Simulación del rendimiento de amaranto (Amaranthus cruentus L.) bajo distintas dosis de nitrógeno utilizando el modelo AQUACROP

Abstract

El amaranto (Amaranthus cruentus L.) es reconocido por su potencial agronómico y nutricional, especialmente en ambientes con limitaciones hídricas y nutricionales. Este estudio tuvo como objetivo parametrizar, calibrar y validar el modelo AquaCrop para simular el rendimiento del amaranto bajo distintas dosis de nitrógeno en el suelo. Los experimentos se realizaron en la Estación Experimental Germán Greve Silva (Maipú, Chile), con riego óptimo en clima mediterráneo semiárido, evaluando cuatro tratamientos de nitrógeno (0, 60, 120 y 180 kg N ha⁻¹). La parametrización permitió representar adecuadamente el crecimiento del cultivo en ausencia de estrés nutricional (R² > 0,96). No obstante, fue necesaria una calibración específica para condiciones de deficiencia de nitrógeno, que mejoró significativamente la precisión predictiva del modelo. La validación con datos de un segundo ambiente confirmó la robustez del modelo calibrado, con índices de eficiencia de Nash–Sutcliffe (NSE) superiores a 0,78 para la biomasa aérea. En conjunto, AquaCrop se presenta como una herramienta precisa y robusta para simular el desarrollo y el crecimiento del amaranto bajo diferentes dosis de nitrógeno en el suelo; destacando su potencial como instrumento para la gestión eficiente del nitrógeno y el apoyo a la toma de decisiones agronómicas sostenibles.

Amaranth (Amaranthus cruentus L.) is recognized for its agronomic and nutritional potential, particularly in environments with water and nutrient limitations. This study aimed to parameterize, calibrate, and validate the AquaCrop model to simulate amaranth yield under different soil nitrogen rates. Experiments were conducted at the Germán Greve Silva Experimental Station (Maipú, Chile) under optimal irrigation in a semiarid Mediterranean climate, evaluating four nitrogen treatments (0, 60, 120, and 180 kg N ha⁻¹). Parameterization accurately represented crop growth in the absence of nutritional stress (R² > 0.96). However, a specific calibration for nitrogen-deficiency conditions was required and markedly improved the model’s predictive accuracy. Validation with data from a second environment confirmed the robustness of the calibrated model, achieving Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) values > 0.78 for aboveground biomass. Overall, AquaCrop is a precise and robust tool for simulating amaranth growth and yield across soil nitrogen doses, highlighting its potential to support efficient nitrogen management and sustainable agronomic decision-making.