10th International Scientific Conference on Agricultural Development and Sustainability

10th Symposium of Agricultural Engineering

Water requirement of coffee cultivation using CropWat modeling and geographic information systems in Tarrazú, Costa Rica

Abstract

The research focuses on the water requirement of coffee cultivation in Costa Rica, with an emphasis on the Tarrazú canton, which has maintained its leadership in national coffee production for four consecutive harvests. The flowering phase is highlighted, with an emphasis on the early April rains that induce reproduction. Generally, the canton has sufficient natural water for the water needs of the cultivation; however, there are development problems in areas such as Quebrada Seca and Ventanas in San Carlos, Tarrazú.

The purpose of the study is to use CropWat modeling and Geographic Information Systems (GIS) to determine the water demand during the productive stage of coffee on farms in the Tarrazú canton. These models allow coffee growers to visualize precipitation patterns, water requirements, and establish irrigation schedules.

It is concluded that climatic variability directly impacts water availability, with spatial and temporal fluctuations. The critical importance of water supply in all stages of cultivation is underscored, especially during the flowering phase. The geographic distribution of coffee in Tarrazú indicates that the northern zone depends on rivers, while the southern region experiences higher rainfall. The need for proper water supply is emphasized, particularly in the northern coffee-growing region, where it is determined that the cultivation requires 58% of the annual precipitation to develop.

The findings emphasize the need to schedule irrigation in March and April, especially in the San Carlos canton, to complete the coffee's phenological cycle.

Resumen

La investigación se enfoca en el requerimiento hídrico del cultivo de café en Costa Rica, con énfasis en el cantón de Tarrazú, que ha mantenido su liderazgo en la producción cafetera nacional durante cuatro cosechas consecutivas. Se resalta la fase de floración, destacando las primeras lluvias de abril que inducen a la reproducción. Generalmente, el cantón posee suficiente agua natural para las necesidades hídricas del cultivo; sin embargo, se presentan problemas de desarrollo en zonas como Quebrada Seca y Ventanas en San Carlos, Tarrazú.

El propósito del estudio es utilizar la modelación CropWat y Sistemas de Información Geográfica (SIG) para determinar la demanda hídrica en la etapa productiva del café en fincas del cantón de Tarrazú. Estos modelos permiten a los caficultores visualizar patrones de precipitación, requerimientos hídricos y establecer calendarios de riego.

Se concluye que la variabilidad climática impacta directamente la disponibilidad de agua, con fluctuaciones espaciales y temporales. Se subraya la importancia crítica del suministro hídrico en todas las etapas del cultivo, especialmente en la fase de floración. La distribución geográfica del café en Tarrazú indica que la zona norte depende de ríos, mientras que la región sur experimenta mayores precipitaciones. Destaca la necesidad de aprovisionamiento adecuado de agua, en particular en el norte donde se ubica la región cafetalera, donde se determina que el cultivo necesita el 58% de las precipitaciones anuales para desarrollarse.

Los hallazgos enfatizan la necesidad de programar riegos en marzo y abril, especialmente en el cantón de San Carlos, para completar el ciclo fenológico del café.