Faits: A. Depuis 1998, A.Y._, B.Y._ et C.Y._ sont nues-propriétaires, chacune pour un tiers, d'une parcelle de 6'255 m2 sise 8 chemin ... dans la commune de ... (Genève), sur laquelle sont édifiés deux hangars et deux chalets. Leur père, H.Y._, en est l'usufruitier. Un premier contrat de bail portant sur cette parcelle (sans autre précision) a été conclu entre H.Y._ et X._, prévoyant que ce dernier en aurait l'usage pendant une durée de cinq ans à compter du 1 er juin 2004, moyennant un loyer de 500 fr. par mois. Le contrat ne contient aucune clause de reconduction. Le 12 mai 2009, X._ a signé un deuxième contrat de bail, cette fois-ci tant avec H.Y._ qu'avec les trois filles de celui-ci. Ce bail, portant également sur ladite parcelle, a pris effet le 1 er juin 2009 et prévoit une échéance au 1 er juin 2010. Il est précisé qu'il n'est pas renouvelable tacitement. Le loyer a été fixé à 600 fr. par mois. Le 3 août 2010, X._ a signé un troisième contrat de bail, cette fois-ci avec A.Y._ et B.Y._, portant sur la même parcelle, débutant le 1 er août 2010 et arrivant à échéance le 31 juillet 2011. Le loyer a été maintenu à 600 fr. par mois. Sous le titre " renouvellement du bail ", il est indiqué: " au 1 er août 2011 par un nouveau bail (non renouvelable tacitement) ". Ce troisième contrat prévoit que A._ et son entreprise doivent avoir quitté la parcelle au 31 juillet 2011 au plus tard. Sur ce point, il a été expliqué que X._ avait sous-loué une partie de la parcelle à A._ pour un loyer de 350 fr. par mois, sans avoir obtenu l'accord des bailleurs. X._ a soutenu qu'ils les avaient informés, mais sans en apporter la preuve. Dès le 1 er janvier 2011, A.Y._ et B.Y._ ont loué directement à A._, pour 300 fr. par mois, la surface qu'il occupait déjà. Il a été établi que X._ vit seul dans l'un des deux chalets édifiés sur la parcelle et qu'il utilise une partie de l'un des deux hangars pour y entreposer l'un de ses deux véhicules. Les autres bâtiments sont occupés par les nues-propriétaires ou des tiers. X._, à la retraite anticipée, travaille encore à 50% pour une entreprise de transport. Il entrepose dans les locaux loués des meubles de brocante et possède par ailleurs une dizaine de moutons, des tortues, des lapins et des poules qui vivent sur la parcelle litigieuse. Il a qualifié de loisirs ses activités de brocante et d'élevage, qui lui procurent néanmoins quelques revenus. B. Par requête du 2 février 2011, X._ s'est adressé à la Commission de conciliation en matière de baux et loyers, en contestant que les bailleresses puissent louer directement à A._ une partie de la parcelle qui lui était louée, ce qui conduisait à une modification unilatérale de son contrat de bail sans notification sur formule officielle. Par requête du 16 mai 2011, X._, sans contester que son bail était de durée déterminée et arrivait à échéance, a sollicité une prolongation de celui-ci pour une durée de six ans, soit jusqu'au 31 juillet 2017. Pour leur part, les bailleresses, qui se sont opposées aux deux requêtes, ont fait valoir que l'une d'entre elles (C.Y._) avait besoin du chalet pour se reloger, étant exposée à devoir quitter la maison qu'elle occupe en raison d'un droit d'emption. Par jugement du 6 juillet 2012, le Tribunal des baux et loyers, procédant à une pesée des intérêts en présence, a accordé à X._ une unique prolongation du bail d'une durée d'une année et demie; quant à la question de la modification unilatérale du contrat, il a considéré que la demande était abusive, le locataire n'ayant pas l'autorisation de sous-louer. X._ a appelé de ce jugement, concluant à la nullité de la modification unilatérale du bail et à une prolongation du bail d'une durée de six ans. Ses parties adverses ont conclu à la confirmation du jugement entrepris. Par arrêt du 21 janvier 2013, la Chambre des baux et loyers de la Cour de justice a annulé le jugement entrepris, constaté la nullité de la modification unilatérale du bail, mais confirmé l'unique prolongation du bail d'une durée d'une année et demie, échéant au 31 janvier 2013. C. X._ exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral contre l'arrêt cantonal du 21 janvier 2013. Invoquant une constatation manifestement inexacte des faits (art. 97 al. 1 LTF) et une violation de l'art. 272 CO, il conclut, sous suite de frais et dépens, à sa réforme, demandant que la prolongation du bail soit portée à six ans, soit jusqu'au 31 juillet 2017, et que l'arrêt attaqué soit confirmé pour le surplus. Les intimées concluent, sous suite de dépens, au rejet du recours dans la mesure où il est recevable. Les parties ont répliqué et dupliqué. 