Agricultura de precisión y sostenibilidad

Demostración del uso innovador de tecnologías de agricultura de precisión para optimizar la utilización de nutrientes del estiércol y reducir las preocupaciones ambientales

Precision Agriculture Technologies llegó para quedarse a medida que más cosechadoras, aplicadores y tractores están equipados con receptores GPS, sistemas de dirección y sistemas de registro de datos. Estas tecnologías ofrecen a los productores e investigadores un conjunto completamente nuevo de herramientas para realizar su trabajo. En este proyecto de investigación, hemos estado utilizando la tecnología para mejorar la gestión del estiércol y demostrar cómo utilizar la tecnología para implementar la investigación en la granja.

Hay una curva de aprendizaje pronunciada para esta tecnología, pero parece que podemos usar la tecnología para administrar de manera efectiva los nutrientes del estiércol con mayor precisión en las granjas porcinas y lecheras. Esto minimizará la aplicación excesiva o insuficiente de nutrientes y permitirá a los productores medir y registrar con precisión la aplicación de nutrientes. Después de registrar esta información, podemos desarrollar prescripciones de aplicación más precisas para mejorar la eficiencia del estiércol y otros nutrientes que se están aplicando. Esto también proporcionará un registro permanente de la aplicación de nutrientes que puede ser útil en situaciones en las que se cuestiona la responsabilidad por las acciones del productor. Los productores que han asistido a nuestros programas educativos se han mostrado muy interesados ​​en esta tecnología y están interesados ​​en implementarla en sus fincas.

También estamos estudiando si la colocación de estiércol en relación con la hilera de cultivo tiene un efecto significativo sobre el rendimiento y / o la utilización del estiércol. Los resultados del primer año no muestran una clara ventaja al inyectar estiércol de lechería o porcino debajo de la hilera en comparación con la inyección entre las hileras. Sin embargo, esparcir estiércol de cerdo en lugar de inyectarlo redujo significativamente los rendimientos, por lo que es importante inyectar estiércol de cerdo y / o trabajarlo en el suelo. Es probable que esto se deba a la pérdida de nitrógeno volátil en el estiércol porcino y, por lo tanto, a la escasez de nitrógeno para el cultivo. En nuestro segundo año de datos, vimos algún beneficio al colocar estiércol debajo de las hileras de maíz en lugar de colocar el estiércol entre las hileras. Esto puede deberse a que fue más fácil para las plantas de maíz acceder a los nutrientes cuando se colocaron más cerca de la hilera, durante los períodos de clima seco.

El equipo de agricultura de precisión definitivamente hace que la investigación en la granja sea más fácil de realizar y registrar las operaciones de campo. El trazado de parcelas y la reproducción de parcelas es mucho más fácil de lograr con la ayuda de sistemas de dirección. La recopilación y medición de datos también se mejora con la capacidad de medir y registrar información con monitores en tractores y cosechadoras. La adopción de estas tecnologías en granjas porcinas y lecheras permitirá a los productores refinar su manejo a través de una mejor medición y registro de la información. Esta gestión mejorada también debería dar como resultado y mejorar la rentabilidad de la granja.

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Agricultura de precisión y sostenibilidad

Monitoreo de cultivos para la detección temprana de plagas de insectos

Los insectos y otras plagas pueden ser una grave limitación para la producción de alimentos, especialmente donde los recursos para el manejo de plagas son escasos. Por ejemplo, en EDN 133, respondimos una pregunta sobre el minador de la hoja del tomate (Tuta absoluta) en Nigeria. Las infestaciones graves de esta plaga sola pueden reducir los rendimientos en un 80 hasta un 100% (Gebremariam 2015). El siguiente artículo da inicio a un esfuerzo dirigido a fortalecer nuestros recursos informativos sobre el monitoreo y manejo de plagas.

Principios Generales y Práctica
por Clare Liptak, especialista en horticultura y Profesora Adjunta retirada de la universidad de Rutgers

¿Qué es monitoreo de cultivos?
Monitoreo es la inspección regular y cuidadosa de las plantas cultivadas a lo largo del período de crecimiento: al hacer el monitoreo, el productor/la productora camina a través de su cultivo buscando problemas en las plantas como insectos y ácaros, enfermedades, malezas, daño causado por tormentas y estreses ambientales como sequía o deficiencias de nutrientes. Este artículo se enfoca principalmente en el monitoreo de los cultivos para determinar la presencia o no de plagas de insectos.

¿Por qué monitorear sus cultivos?
Encontrar temprano los problemas da al productor tiempo para resolverlos antes de que el cultivo sufra graves daños. Con cultivos de ciclo corto como el tomate, la detección temprana de problemas de plagas es crítica para permitir decisiones oportunas antes de que sea demasiado tarde. Si la plaga no es una que el productor reconozca, la detección temprana significará que hay más tiempo para identificarla correctamente. El monitoreo deficiente de los cultivos puede conducir a pérdidas significativas en el cultivo.

El monitoreo permite el uso oportuno y eficiente de los insumos para el manejo de plagas. Muchos insecticidas, ya sean productos comprados o extractos elaborados por el productor a partir de distintas plantas, funcionan mejor – y es menos probable que tengan un impacto ambiental negativo – cuando la población de la plaga es pequeña. Muchos además funcionan mejor en cierta etapa de desarrollo de la plaga. Por ejemplo, el momento de las aplicaciones de rociado de Bt (Bacillus thuringiensis) es crítico para controlar plagas como las gardamas africanas (Spodoptera exempta). Dado que la bacteria Bt debe ser ingerida por el insecto objetivo, debe aplicarse cuando las orugas jóvenes se están alimentando activamente.

También es útil estar al tanto de los insectos beneficiosos que podrían ayudar a controlar una plaga de insectos; ver la sección “Referencias y lecturas adicionales”, al final de este artículo para encontrar enlaces a fotos de insectos beneficiosos comunes e información sobre ellos. Este tipo de conocimiento podría influir en un productor para adoptar prácticas que favorecen a los aliados naturales contra las plagas de los cultivos. Por ejemplo, sin un productor nota moscas de las flores (Syrphidae family) en el campo, quizás quieran plantas de floración como cáñamo de la India (Infonet biovision 2016, Wang 2012). Las larvas de la mosca de las flores se alimentan de áfidos y pequeñas orugas, mientras que los adultos son atraídos por las flores y son buenos polinizadores.

EDN 136 Figure 1
Figura 1. Lupa con dos lentes. Fuente: Clare Liptak

Herramientas de monitoreo
La visión y una mente indagadora son las herramientas más importantes; sin embargo, ayuda tener los elementos básicos abajo mencionados:

Una lupa para observar insectos pequeños o huevos de insectos
Un frasco o bolsa plástica para recolectar especímenes de insectos para examinarlos después
Cinta indicadora o tiras de tela para marcar las plantas dañadas por insectos
Un lápiz y cuaderno para anotar las observaciones
Yo tengo una lupa que compré hace como 20 años marca NASCO. Actualmente se vende por US$6.85 y tiene dos lentes: un lente (5X) me permite ver la mayoría de insectos, y cuando uso ambos lentes juntos (10X) puedo ver la mayoría de huevos de insectos. He podido mantenerla tanto tiempo porque, en su posición desplegada, le amarro un cordón de zapatos a través de modo que la puedo llevar alrededor del cuello mientras hago el monitoreo (Figura 1). En Estados Unidos, las lupas de alta calidad hechas específicamente para estudiar insectos cuestan de US$30 a US$50 marca BioQuip. Cualquier lupa funciona, las opciones más baratas es probable que estén disponibles donde se venden artículos de oficina.

Dado que soy derecho, sostengo la lupa manual en mi mano derecha, con el hueso largo de mi pulgar en la mejilla, de manera que el lente manual está quieto. Entonces con el espécimen en mi mano izquierda, lo muevo más cerca y más lejos del lente hasta que enfoco el espécimen.

¿Cómo monitorear?
Recorrer con regularidad todo el huerto o campo
Por supuesto al regar o deshierbar, los productores también buscan problemas de plagas, pero es útil recorrer toda la plantación o el campo al menos una vez a la semana específicamente para monitorear. Cada vez que un productor entra a su campo para monitorear, él o ella buscan señales de las plagas específicas más probables de estar dependiendo de la etapa de desarrollo del cultivo y el momento del período de crecimiento. A veces ayuda entrar al campo o parcela desde un punto inicial distinto. Por ejemplo, al caminar con el sol a su espalda, usted verá cosas distintas que si camina siempre dándole la cara al sol.

Revisar detenidamente unas cuantas plantas
No es necesario revisar cada planta, pero primero revise detenidamente plantas al azar en las áreas problema, buscando en la superficie superior e inferior de las plantas. Quizás haya más de una plaga, y la más obvia quizás no es la causa del daño a la planta. El número de plantas a examinar y qué buscar varía con el cultivo y la plaga. (OISAT [Online Information Service for Non-Chemical Pest Management in the Tropics] proporciona una herramienta que incluye una lista, para una serie de distintos cultivos, de importantes plagas de insectos a buscar en distintas etapas de crecimiento de cultivos).

Procurar la consistencia
Las impresiones personales son la base para las decisiones sobre manejo de cultivos. Dos personas quizás tengan distintas opiniones sobre cuántos insectos constituyen una infestación pequeña versus una moderada. Por esta razón, es mejor que la misma persona monitoree el cultivo a lo largo de su desarrollo. Como alternativa, dos personas podrían trabajar juntas, discutir y acordar sobre un enfoque de monitoreo antes de recorrer a pie el campo o huerto.

Distinguir entre problemas bióticos y abióticos
Preste atención especial a pistas que le permitan distinguir problemas de plagas de problemas no relacionados con plagas o condiciones ambientales. Los insectos, las enfermedades, los ácaros, los roedores, etc. son todos bióticos, que significa “resultantes de cosas vivas”. Las condiciones ambientales como la sequía o inundaciones son “abióticas”, que significa que no son provocadas por cosas vivas.

Los problemas bióticos a menudo aparecen de forma aleatoria, especialmente en las etapas iniciales –hojas aquí y allá muestras manchas, por ejemplo – mientras que las condiciones abióticas pueden ser bien dramáticas. Un problema de insectos puede comenzar con unas cuantas orugas y evidencia del daño en unas cuantas plantas, mientras que suelos secos podría provocar que toda una planta, o grupos de plantas, se marchiten o sequen. Los problemas abióticos además son más probable de afectar cultivos específicos o estrechamente relacionados. Un problema biótico que afecte el tomate, por ejemplo, por lo general no afectaría al maíz porque estos cultivos no están relacionados. (El minador de la hoja del tomate es una excepción a esta regla general, dado que no sólo se alimenta de plantas de la familia Solanaceae (p.ej., tomate y papa), sino que también se ha encontrado en los frijoles comunes (Phaseolus vulgaris), que son de la familia Fabaceae.) En contraposición, los problemas abióticos con frecuencia afectan cultivos no relacionados e incluso malezas en la misma área.

Anotar las observaciones
Al inicio del ciclo, dibuje un mapa del campo con los cultivos (e incluso distintos cultivares de un cultivo) colocados lo más exactamente posible. Esto puede utilizarse para marcar donde ocurren los problemas con insectos en el campo. Algunos productores utilizan un mapa nuevo para hacer las notas de cada visita de monitoreo. Otros utilizan un registro o bitácora separados para cada entrada. Independientemente de esto, para cada visita de monitoreo, anote la fecha y las condiciones climáticas, la etapa de desarrollo del cultivo, y cualquier otra información que podría ser útil más adelante para tomar decisiones sobre manejo de plagas.

Tenga en cuenta que estas notas se convierten en la mejor herramienta del productor para aumentar su experiencia; nadie conocerá su tierra como ellos. Como todo lo demás, el dominio viene con la práctica. Mis primeros juegos de notas en su mayoría eran oraciones completes, sin abreviaturas, y pocas observaciones sobre el ambiente alrededor. Pero en los años posteriores, abrevié más. [Editores: si un productor no sabe escribir, aún así mucho puede aprenderse y recordarse a través del monitoreo consistente, y quizás ya haya técnicas de registro que se estén utilizando en la comunidad que no requieren la alfabetización del usuario, como dibujos].

Uso de Trampas de Monitoreo
por Tim Motis, basado en un ensayo de ECHO realizado por Stacy Reader y Christine Paul

Importancia de las trampas para el monitoreo de insectos
Caminar a través de un campo para observar problemas de plagas es una parte importante de cualquier enfoque de monitoreo. Sin embargo, muchos insectos están activos en la noche, cuando no sería práctico para el productor estar en el campo o huerto. También hay días cuando el productor no está. Estas limitaciones se superan, al menos en parte, utilizando algún tipo de recipiente/contenedor o dispositivo que atrape suficientes insectos para dar al productor una indicación de qué especies de plagas están presentes.

Las trampas de monitoreo funcionan día y noche, y pueden hacerse con materiales locales, como botellas plásticas de agua o jugos. Las trampas pueden colocarse dirigidas a varios tipos de insectos. Las trampas por encima de la superficie del suelo captan a los insectos voladores, antes de que pongan los huevos que eclosionan en larvas/orugas que acaban con las hojas de las plantas. Las trampas colocadas en la línea del suelo son buenas para monitorear insectos que habitan en el suelo escondidos en el lecho de hojas o mulch.

Cómo funcionan
Las trampas de monitoreo con frecuencia utilizan un atrayente o cebo. A menudo esto se hace con el uso de colores que atraen a los insectos. Los objetos amarillos atraen muchos tipos de insectos, incluyendo enemigos naturales de plagas de insectos (Mizell 2014). Si en una trampa de monitoreo se encuentran grandes cantidades de insectos beneficiosos, reduzca el número de trampas o trate un color distinto. Otro colores utilizados comúnmente para las trampas de monitoreo son el azul y el blanco.

Los insectos también pueden ser atraídos a cebos que son líquidos (p. ej. Azúcar disuelto en agua) o sólidos (p. ej. Rodajas de fruta o estiércol de animales). Los recipientes generalmente se llenan con agua hasta 2 cm. por debajo del borde de los mismos. Una vez que los insectos son atraídos a la trampa eventualmente caen al agua. Añada algún detergente líquido para lavar platos con el fin de evitar que los insectos atrapados escapen. Una cucharada (alrededor de 15 ml) de detergente lavaplatos por recipiente de agua debería ser suficiente; use marcas que no tienen olor para evitar que el olor reduzca el número de insectos atrapados. Como una alternativa al uso de recipientes, se pueden pintar trozos de papel o cartón de color con algo pegajoso, como melaza, para capturar los insectos.

Algunas trampas atraen especies específicas de insectos con feromonas, que son compuestos que los insectos liberan para atraer pareja, como señal de alarma o para marcar una ruta de alimentos. Dependiendo del cebo, las feromonas potencialmente pueden atraer desde lejos. Las trampas de feromonas pueden estar disponibles para los productores en algunos países dependiendo de la existencia de laboratorios que producen compuestos de feromonas. Este artículo se centra en trampas y cebos que los productores pueden elaborar por sí mismos.

Trampas probadas por ECHO en 2016
Se pueden elaborar muchos tipos de trampas. Para esta pequeña prueba nos enfocamos en tres tipos:

1) Trampa recipiente consiste de un recipiente lleno hasta la mitad con agua jabonosa preparada al mezclar 30 ml (2 cucharadas) de detergente líquido para lavar platos con 400 ml de agua. Los envases pueden llenarse y colgarse en estacas o en ramas de árboles frutales. Para esta prueba simplemente colocamos un recipiente redondo en el suelo.

2) Trampa foso, se elaboran llenando un recipiente con agua y melaza (nuestras trampas se llenaron con 450 ml de agua + 450 ml de melaza + 15 ml de jabón lavaplatos), con el recipiente enterrado de manera que la parte superior del mismo esté a nivel de la superficie del suelo. Se colocó una hoja de plátano encima de cada trampa para evitar que cayera basura en ellas.

3) Trampas de papel pegajoso, elaboradas pintando con melaza un trozo de papel amarillo de una carpeta de manila (del grosor de una cartulina).

Las trampas se colocaron entre los surcos de sorgo en la Granja Demostrativa Global de ECHO en el sudoeste de Florida. Las plantas de sorgo estaban cerca de la etapa de cosecha, con una abundancia notable de insectos presentes. Se colocaron dos de cada una de las trampas arriba mencionadas se colocaron en tres lugares en la parcela de sorgo. Se contaron los insectos después de dos días; si usted espera mucho más de eso los insectos atrapados comienzan a deteriorarse, hacienda la identificación y el conteo más difíciles.

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Figura 2. Trampas recipiente (izquierda), foso (centro) y papel pegajoso (derecha) utilizadas para el monitoreo de insectos en un campo de sorgo en ECHO. Fuente: Tim Motis

Desempeño de las trampas probadas por ECHO en 2016
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Figura 3. Número de insectos capturados con trampas de monitoreo de recipiente, foso y papel pegajoso en ensayos en ECHO en el sudoeste de Florida. Los datos son el promedio de seis réplicas. Cualesquiera dos barras con una letra correspondiente distinta (“a” o “b”) representan valores estadísticamente distintos; dos con la misma letra representan valores estadísticamente similares.

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Figura 4. Número de especies de insectos capturadas con trampas de monitoreo de recipiente, foso y papel pegajoso en ensayos en ECHO en el sudoeste de Florida. Los datos son el promedio de seis réplicas. Cualesquiera dos barras con una letra correspondiente distinta (“a” o “b”) representan valores estadísticamente distintos; aquéllas con la misma letra representan valores estadísticamente similares.

Las trampas recipiente capturaron más insectos (Figura 3), así como también una mayor diversidad de insectos (Figura 4), que las trampas de foso y las pegajosas. Vrdoljak y Samways (2012) reportaron que las trampas recipiente son un buen método para el monitoreo de varias especies de insectos. Encontraron que las trampas amarillas y blancas capturaron una gran diversidad de insectos que visitan las flores de las plantas. Sin embargo, sugirieron agregar otros colores para evitar la posibilidad de sobre estimar los insectos atraídos sólo a uno o dos colores.

Las trampas recipiente capturaron plagas como trips (especie de la familia Thripidae) y moscas blancas (especie de la familia Aleyrodidae). También atraparon insectos beneficiosos incluyendo mariquitas (especie de la familia Coccinellidae; más probable Harmonia axyridis) (Figure 5) and lmoscas de patas largas (especie de la familia Dolichopodidae), que se alimentas de áfidos y trips. Quizás capture insectos beneficiosos así como también especies plaga, pero unas cuantas pequeñas trampas de monitoreo probablemente no reducirán de manera significativa las poblaciones de insectos beneficiosos. Aparte de las trampas con feromonas, no encontramos ningún diseño que excluya a los insectos beneficiosos.

EDN 136 Figure 5
Figura 5. Larva de mariquita (Harmonia sp.) y mariquita adulta (abajo) observadas en hojas de sorgo en ECHO en Florida. Observe la larva alimentándose de áfidos. Fuente: Tim Motis

Los escarabajos (no identificados a nivel de género ni especie) fueron capturados con más regularidad con el tipo de trampa foso que con los otros dos tipos de trampa. Quizás las trampas foso podrían utilizarse en combinación con trampas encima de la superficie para monitorear tanto insectos que habitan en el suelo como los presentes en el follaje del cultivo. Ya sea que el productor utilice más de un tipo de trampa o varios colores de distintas trampas, recomendamos un enfoque combinado para la detección confiable y temprana de plagas de insectos.

Mejoras potenciales
La melaza utilizada con nuestras trampas pegajosas perdió su pegajosidad después de las primeras 24 horas. Hervir la melaza con anterioridad (para eliminar el agua), o agregar harina o fécula de maíz (para espesarla) podría ayudar a prolongar la pegajosidad. También hemos conocido que el aceite de motor usado a menudo se utiliza en lugar de la melaza.

Las trampas recipiente o de foso podrían cubrirse con un cedazo para impedir que caigan hojas adentro de ellas. En nuestro ensayo, basura por hojas que caían no fue un gran problema. Si se utilizan trampas de monitoreo durante la estación lluviosa, quizás una botella plástica o bidón podrían funcionar mejor que un recipiente; se hace un corte de 2 a 4 cm de ancho en un lado, al menos 4 cm por encima del fondo del recipiente, limitaría la exposición a las gotas de lluvia pero permitiría que los insectos entraran.

Podrían probarse muchos otros diseños de trampas, estrategias de colocación y cebos. Un artículo por Infonet Biovision, titulado Traps and Bagging, es un buen lugar para buscar sugerencias prácticas.

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Agricultura de precisión y sostenibilidad

Agricultura de precisión que conduce a un aumento de las ganancias de los agricultores

Desde productores de calabazas hasta productores de trigo, la agricultura de precisión se trata de la búsqueda del retorno de la inversión
Quizás reflejó la madurez de la agricultura de precisión, pero un tema común a lo largo de la Conferencia de Agricultura de Precisión y Exhibición de Tecnología Agrícola de Farms.com 2018, celebrada recientemente en Saskatoon, Sask., Fue que la agricultura de precisión se trata de los resultados de un agricultor. ¿Los agricultores que se dedican a la agricultura de precisión ven un retorno de su inversión?

Es fácil distraerse con la nueva tecnología y los elegantes mapas de suelos cuando asiste a un evento de agricultura de precisión. Pero es importante recordar que todos estos son medios para un fin. Ya sea que utilice drones o técnicas de mapeo terrestre, y sin importar cómo se manipulen y presenten los datos.

Norm Lamothe, cofundador, director de UAS Agriculture, Deveron USA, y Aaron Breimer, gerente de Veritas Farm Management, presentaron el tema «El valor de las imágenes de cultivos de precisión y los estudios de caso en la granja». Breimer comenzó con preguntas importantes para quienes ya se dedican a la agricultura de precisión: “¿Ganaron más dinero? ¿Fuiste más eficiente? ¿Mejoraste tu relación con tu proveedor debido a la información recopilada a través de la agricultura de precisión? ”

Breimer compartió la historia de un agricultor de calabazas que utilizó datos de drones para escanear su campo y determinar cuántas calabazas estaban creciendo en su campo. Mucho antes de la cosecha, el productor de calabazas puede decirle a su proveedor exactamente cuántas calabazas cosechará.

Breimer compartió historias similares de datos de precisión que se utilizan para procesar guisantes y cómo se utilizan las imágenes de drones para la seguridad alimentaria, al identificar cuándo la basura de una carretera cercana ha llegado al campo de cultivo. Esa basura puede retirarse mucho antes de la cosecha, en lugar de quedar oculta por el cultivo y recogerse inadvertidamente durante la cosecha.

Como dijo Trevor Thornton, de Crop Care Consulting, durante su sesión especial, «Hoy en día, con los márgenes actuales en la agricultura, no podemos darnos el lujo de perder oportunidades de eficiencia». La presentación de Thornton se centró en técnicas de tasa variable. Él cree que no tener en cuenta la variabilidad en el campo es una oportunidad perdida. Su sesión de trabajo fue sobre «Información de precisión del suelo y revisó los estudios de caso de mapeo de SoilOptix».

Thornton señaló que es importante darse cuenta de que cuando realiza cambios en un nutriente, afectará a otros nutrientes, por ejemplo, ajustar el nitrógeno puede afectar al cobre más adelante.

Tanto Breimer como Thornton estuvieron de acuerdo en que con los márgenes cada vez más ajustados para los agricultores, la agricultura de precisión puede ayudar a los agricultores a reducir el desperdicio, aumentar la eficiencia y mejorar el resultado final.

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Agricultura de precisión y sostenibilidad

Los drones pueden mejorar las prácticas agrícolas y aumentar la eficiencia

El uso de drones ha evolucionado de un pasatiempo al uso militar y ahora a la agricultura. Los agricultores utilizan drones para inspeccionar sus cultivos, detectar enfermedades y distribuir productos químicos.

Se espera que esta tecnología aumente el rendimiento de los cultivos y ahorre tiempo y dinero a los productores. La Association for Unmanned Vehicle Systems International predice que el 80 por ciento de los drones en el sector comercial se utilizarán para la agricultura, según USA Today.
Los drones son parte de una práctica conocida como «agricultura de precisión», que utiliza macrodatos para mejorar las prácticas agrícolas y la eficiencia. Esta tecnología se utiliza junto con los tractores no tripulados y la tecnología satelital para administrar los cultivos campo por campo. El uso de drones ya ha aumentado la confianza en el rendimiento y ha reducido el daño a los cultivos.

Los drones todavía están en su infancia en términos de trabajar con agricultura de big data. Se espera que recopilen niveles de datos más diversos y más altos en el futuro, incluido el seguimiento de cultivos individuales y la resolución pulgada por pulgada de la salud del suelo.

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FACTORES QUE AFECTAN LA ADOPCIÓN DE LA AGRICULTURA DIGITAL POR PARTE DE LOS AGRICULTORES

La agricultura europea se enfrenta a un futuro cada vez más desafiante, con importantes presiones regulatorias y de mercado para desarrollar prácticas más sostenibles desde el punto de vista medioambiental al tiempo que aumenta la productividad. Las tecnologías basadas en datos desempeñan un papel fundamental para abordar estos desafíos. Dado que los datos agrícolas son más abundantes ahora que nunca, ¿cuáles son los factores que influyen en la adopción de tecnologías basadas en datos en la agricultura?

AGRICULTURA BASADA EN DATOS
El término ‘agricultura digital’ traza la aplicación de tecnologías digitales en la agricultura: originalmente con el uso de tecnologías de la información en la gestión de registros agrícolas básicos, hasta la implementación del protocolo del Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Esto anunció el inicio de la era de la agricultura de precisión con autoguiado de la máquina y control y monitoreo localizados específicos del sitio, lo que llevó hasta el día de hoy con la aplicación de sensores, redes avanzadas y herramientas inteligentes de gestión de datos (Asociación Europea de Maquinaria Agrícola, 2017). ).

Figura 1: La evolución de las tecnologías agrícolas digitales desde los primeros Sistemas de Información Geográfica (SIG) integrados en laboratorios de investigación hasta la ‘agricultura inteligente’ de hoy en día utilizando sensores, software y datos. Fuente (Brase, 2006) .
La agricultura digital moderna, también conocida como ‘agricultura inteligente’, utiliza tecnologías de vanguardia como inteligencia artificial (IA), Big Data y análisis de datos, dispositivos móviles, software e Internet de las cosas (IoT) para impulsar aún más la productividad. beneficios obtenidos por la adopción de la agricultura de precisión por parte de los agricultores (Villa-Henriksen, et al., 2020; Kamilaris & Prenafeta-Boldú, 2018; Wolfert, et al., 2017; OCDE, 2018)

Respaldar y vincular el uso de estas tecnologías es un aumento masivo de los datos generados en las granjas, que se espera que alcance los cuatro millones de puntos de datos diarios para 2034 (Business Insider Intelligence, 2015). Sin embargo, para maximizar el beneficio de las tecnologías digitales en la granja, estos datos deben organizarse y entenderse para que sea posible obtener información útil y válida utilizando las herramientas de análisis de datos adecuadas (Russo, et al., 2015). El Índice de Innovación Global destaca las brechas de ‘análisis y gestión’ como uno de los problemas clave que inhiben la adopción de la agricultura digital (2017).

ADOPCIÓN POR LOS AGRICULTORES DE LA AGRICULTURA BASADA EN DATOS: UN ESTUDIO IRLANDÉS
A partir de un estudio de investigación que llevamos a cabo en la IFA el año pasado , encontramos que el principal impulsor de la adopción estaba relacionado con la expectativa de lograr un mejor desempeño y aumentar la productividad a través, por ejemplo, de ahorrar tiempo, reducir la administración, desarrollar mejores resultados y rendimientos y el uso más eficaz de los insumos agrícolas.

Las mayores barreras a las que se enfrentan son la falta de suficiente banda ancha de alta calidad y conectividad a Internet en general, y el costo percibido de comprar y mantener tecnologías basadas en datos que pueden superarse comunicando claramente el retorno de la inversión (ROI) posible mediante el uso de tecnologías basadas en datos

MEJORAR LA ADOPCIÓN Y EL USO CONTINUADO
La agricultura es un conjunto de actividades complejas e interconectadas, con las tecnologías basadas en datos y los estándares que se utilizan actualmente en el sector fragmentados y aislados en una variedad de operadores tradicionales de la industria, nuevas empresas emergentes y portales administrados centralmente administrados por gobiernos nacionales.

Esto lleva a la percepción de que se requieren inversiones de alto costo fijo para aplicaciones basadas en datos cuando algunos de los casos de uso primarios basados ​​en datos, la agricultura son más adecuados para soluciones de software y deberían estar disponibles en sistemas de información de gestión agrícola (SIAF) modernos y sofisticados. Los agricultores requieren estos SIAF para atender la abundancia de servicios, integraciones de terceros y máquinas involucradas en la agricultura contemporánea. El procesamiento de datos debe automatizarse tanto como sea posible y debe mostrar análisis e información que sean oportunos y ayudarán al usuario final del agricultor a mejorar el rendimiento de la granja a través de una experiencia de usuario clara, simple y elegante (Kaloxylos, et al., 2012).

Proyectos como DEMETER están abordando estos problemas que involucran estándares e interoperabilidad de datos, procesamiento de datos complejo y la necesidad de experiencias de usuario específicas para los agricultores. Actualmente, los agricultores necesitan combinar una gran cantidad de diferentes fuentes de datos e información junto con la sabiduría, la tradición, las prácticas y las costumbres relevantes para su granja para ayudar en su proceso de toma de decisiones. DEMETER utiliza un modelo humano en el circuito que se enfoca constantemente en mezclar el conocimiento y la experiencia humanos con información digital para desarrollar las soluciones apropiadas localmente que se requieren cada vez más para impulsar la productividad en la granja.

Uno de los objetivos centrales del proyecto DEMETER es empoderar a los agricultores y las cooperativas de agricultores para que puedan utilizar sus plataformas y maquinaria existentes para extraer nuevos conocimientos y mejorar su toma de decisiones. Esto se hace en conjunto con facilitar la adquisición, evolución y actualización de estos sistemas, maquinaria y sensores al enfocar su inversión y tiempo donde realmente se necesitan: producir más alimentos, piensos y fibra de mejor calidad, mientras se reduce el impacto ambiental y, lo más importante para el agricultor, generar ingresos sostenibles.

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Selección de cereales mediante drones para la producción de bioetanol

Un nuevo método permite agilizar el proceso de toma de decisiones en la mejora genética de los cereales para la producción de bioetanol. Un equipo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) propone emplear drones para caracterizar de forma rápida y no destructiva los cereales y seleccionar las variedades más adecuadas. Las conclusiones se publican en la revista académica Frontiers in Plant Science.

El bioetanol es un combustible que se obtiene a través de la fermentación de los azúcares presentes en la materia orgánica de plantas y vegetales. La caña de azúcar, la remolacha, los cereales y el maíz son algunas de las materias primas utilizadas para su obtención. En los últimos años, su producción a partir de la paja del cereal ha desembocado en el desarrollo de programas de mejora genética para aumentar la calidad y cantidad de la biomasa y los azúcares.

«Hasta ahora la caracterización de dichas variables se realizaba de manera destructiva al cosechar el cultivo y empleando técnicas de laboratorio que requieren de mucho trabajo y tiempo, lo que limita el desarrollo de dichos programas de mejora vegetal», explica el investigador del CSIC José Manuel Peña, del Instituto de Ciencias Agrarias.

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El dron sobrevuela los cultivos durante los experimentos.

Mediante el análisis de las imágenes captadas por el dron en varias bandas espectrales, los científicos han elaborado un ranking de las variedades vegetales que poseen una mayor y menor cantidad de biomasa y azúcar liberado durante la fermentación, “variables fundamentales a la hora de producir bioetanol”.

Durante los experimentos, un dron tomó imágenes multiespectrales de 66 accesiones o registros de cuatro especies de cereales (trigo harinero, trigo duro, cebada y triticale) y durante todo su ciclo de desarrollo. La hipótesis de partida era que dichas imágenes servirían para caracterizar las accesiones usando técnicas avanzadas de análisis de imágenes y la información espectral recogida en forma de índices de vegetación.

Los resultados de los análisis demostraron que los índices de vegetación GNDVI, ExG y NDVI (que varían según el vigor, estado fenológico y desarrollo de la vegetación) presentaron buenas correlaciones con variables fundamentales en la producción de bioetanol, como es el peso total de la biomasa seca, el azúcar liberado y el rendimiento teórico del etanol, respectivamente. “Estos resultados nos permitieron concluir que esta tecnología es viable para caracterizar las variables estudiadas y predecir una clasificación de las accesiones de cereales más adecuadas para la producción de bioetanol”, concluye el investigador del CSIC.

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INTENSIFICACIÓN ECOLÓGICA Y AGRICULTURA DE PRECISIÓN

La agricultura de precisión utiliza insumos (nutrientes, pesticidas, semillas o agua) de manera moderada y estratégica para mejorar la productividad y la eficiencia de los recursos, reducir costos y ejercer un impacto ambiental mínimo. La agricultura de precisión se ejerce con mayor frecuencia en los países desarrollados, donde las granjas suelen ser mucho más grandes que en los países en desarrollo (10ha – 1.000ha o más) y cuentan con mejores recursos, lo que permite sistemas mecanizados de producción de cultivos. La agricultura de precisión en los países desarrollados implica cada vez más nuevas tecnologías como imágenes de satélite, tecnología de la comunicación de la información y herramientas geoespaciales. [1]Los agricultores utilizan estas tecnologías para recopilar, analizar y trazar datos sobre los niveles de productividad, así como las variables ambientales y de calidad del suelo en diferentes partes de sus campos para aplicar diferentes nutrientes, cantidades de agua y mezclas de fertilizantes de acuerdo con las necesidades del suelo y los cultivos en lugares específicos. [2]

En muchos países en desarrollo, hay poco o ningún uso de la tecnología occidental de agricultura de precisión. Esto se debe al menor tamaño de los campos, el acceso limitado a la tecnología, el capital financiero y la capacitación . No obstante, los agricultores exploran los medios y recursos disponibles para aumentar la productividad y la producción agrícolas. [3] Mediante la aplicación prudente y específica de insumos, la agricultura de precisión contribuye a la intensificación sostenible.al permitir que los agricultores aumenten sus rendimientos con menos insumos que otros métodos de aplicación, como el esparcimiento (esparciendo sobre un área grande) fertilizantes o semillas, por ejemplo. Esto también puede mejorar la calidad y la humedad del suelo al tiempo que minimiza el impacto ambiental que puede causar el uso excesivo de insumos. [4] Además, la aplicación específica de insumos puede ayudar a los agricultores a ser más competitivos al reducir los costos de producción. La agricultura de precisión implica medidas como el uso selectivo de insumos mediante microdosificación, análisis del suelo y espaciamiento adecuado de las semillas en lugar de la difusión.

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Agricultura de precisión y sostenibilidad

La tecnología puede responder a la mayoría de las dificultades que enfrentan los agricultores. Puede ayudarlos a predecir el clima con mayor precisión, disminuir el uso de agua, aumentar el rendimiento y sus márgenes de beneficio neto.

El cambio en la agricultura india comenzó con la Revolución Verde, que fue seguida por logros de grandes logros: revolución azul, revolución blanca, revoluciones amarillas y biotecnológicas. En India, la agricultura es el sector central para la seguridad alimentaria, la seguridad nutricional y el desarrollo sostenible y para el alivio de la pobreza.

Aporta aprox. 18% del PIB y prácticamente 40% del PND rural total (Producto Interno Neto). Alrededor del 64% de la fuerza laboral total está ocupada en negocios basados ​​en la horticultura o la agroindustria. Después de la independencia, ha habido un desarrollo notable en la agricultura india con la producción de cereales ascendiendo a 273,83 millones de toneladas este año. A fin de cuentas, existen enormes desafíos que analizar para mejorar el crecimiento agrícola en la India.

Dificultades
Problemas relacionados con la agricultura convencional

Se ha hecho mucho para mejorar el cultivo, pero al mismo tiempo, la agricultura india se basa en técnicas agrícolas tradicionales, riego de aguas naturales y técnicas de desarrollo. Los agricultores dependen de las aguas subterráneas, los ríos y las lluvias. El bombeo excesivo de agua ha provocado la caída de los niveles de agua subterránea en ciertas partes, donde el anegamiento conduce a suelos salados. En las zonas de secano, la desintegración del suelo y las inundaciones son peligros importantes para los agricultores indios de todo el país.

Baja productividad agrícola

La agricultura india posiblemente pueda aumentar la productividad y el rendimiento de las granjas. Ha habido una adopción constante en cultivos híbridos y genéticamente alterados, calidad de semillas, técnicas de riego, diversificación de cultivos y cadenas de valor. Sin embargo, la utilización de tecnología que utiliza sensores y suelos basados ​​en SIG, predicción climática, información de activos hídricos, agricultura basada en dispositivos móviles, información amplia de datos de mercado y servicios de datos y automatización de la agricultura con robots parece inalcanzable.

Falta de conocimiento

La comunidad agrícola también está cargada de otras dificultades. El mayor problema es que los agricultores no obtienen el precio que merecen por sus productos. Esto es básicamente el resultado de numerosos intermediarios. Los rendimientos más bajos los obligan a aceptar créditos que no pueden financiar, lo que los lleva aún más a la pobreza. No tienen acceso a pesticidas potentes y de mejor calidad para proteger sus cultivos de insectos, enfermedades, malezas y ácaros. Además, los agricultores indios no tienen una forma de mejorar el rendimiento de los cultivos o la información para comprender la salud del suelo.

Los agricultores indios tampoco tienen el conocimiento o la tecnología para utilizar métodos de riego modernos como los que se encuentran en naciones, por ejemplo, China, EE. UU., Etc.

La tecnología puede responder a la mayoría de las dificultades que enfrentan los agricultores. Puede ayudarlos a predecir el clima con mayor precisión, disminuir el uso de agua, aumentar el rendimiento y sus márgenes de ganancia neta.

Predicciones precisas

Los macrodatos pueden brindar a los agricultores la información que tienen para crear cultivos deseables y de alta calidad. Pueden utilizar datos para decidir las mejores semillas y otros productos agrícolas que se utilizarán para obtener resultados ideales. La inteligencia artificial puede ayudarlos a prever las condiciones climáticas y planificar en consecuencia. Asimismo, pueden utilizar plataformas electrónicas de vanguardia para eliminar a los intermediarios y llegar legítimamente a los comerciantes y exigir el precio adecuado para sus productos.

Inteligencia artificial

El despliegue y desarrollo de la IA en la agricultura está aumentando debido a la accesibilidad de los datos de precisión. Las herramientas modernas y de vanguardia basadas en inteligencia artificial pueden ayudar a obtener precisión en la agricultura a gran escala. Los equipos agrícolas pueden plantar semillas de varias densidades y aplicar cantidades variables de fertilizante en diferentes partes de un campo. Si bien la IA se ha convertido en la columna vertebral de la red tecnológica, un número significativo de las principales empresas de insumos agrícolas en la actualidad parece que no pueden buscar con energía aplicaciones de IA en la agricultura. El uso de aplicaciones de teledetección y SIG puede exhibir eficazmente la producción agrícola.

Nanociencia y agricultura geoespacial

La nanociencia es un método que proporciona datos a los agricultores a través de la utilización de sistemas de distribución inteligentes y nanosensores sobre si las plantas están tomando agua y otros insumos esenciales en cantidades adecuadas. Además, también proporciona datos sobre la calidad de los alimentos recolectados. Al adoptar el cultivo geoespacial, la producción agrícola se puede expandir a gran escala. Se puede lograr una mayor producción en función de factores como las malezas, la naturaleza del suelo y su contenido de humedad, la producción (madurez), la tasa de semillas, la necesidad de abono y otros factores similares.

Big Data

Los macrodatos se han convertido ahora en un actor clave para la utilización de tecnología para el desarrollo agrícola. Los macrodatos desempeñan una función importante en la agroindustria al mejorar el rendimiento de la cosecha, supervisar el riesgo y aumentar la eficiencia. Los datos proporcionados a los agricultores pueden ayudarlos a tomar decisiones oportunas que pueden proporcionar resultados asombrosos. Los datos de muestreo del suelo pueden ayudar a los agricultores a conocer el rendimiento esperado en su granja, el uso eficiente de fertilizantes y pesticidas que pueden reducir el costo de los insumos.

Aprendizaje profundo

La tecnología, por ejemplo, el aprendizaje profundo puede desempeñar un papel crucial al brindar datos significativos a los agricultores sobre diferentes temas, por ejemplo, salud del suelo, ingeniería genética de semillas, mejores prácticas para plantar y recolectar cultivos, verificar la salud de los animales, obtener pautas y enfoques, obteniendo la ayuda financiera adecuada y esquemas gubernamentales adecuados para apalancar.

Drones

Ayudan a aumentar la producción al disminuir los gastos y la desgracia en los productos agrícolas mediante el trabajo de supervisión. Los sensores avanzados, la capacidad de imágenes digitales, investigación del suelo, fumigación de cultivos, monitoreo de cultivos, el examen de la salud de los rendimientos, incluida la infección por hongos, es concebible con la ayuda de drones.

Conclusión
Recientemente, los drones han terminado siendo importantes para proteger los productos agrícolas de los ataques de langostas. Podemos cambiar este desafío de la propagación general de la pandemia de Corona en una oportunidad, ya que debido a la epidemia, había una preocupación por la falta de alimentos en todo el mundo. Debido a esta preocupación, se observó una brecha importante en la oferta y la demanda desde que las personas comenzaron a almacenar alimentos. India puede utilizar este escenario como una oportunidad con el objetivo de allanar el camino de la prosperidad económica para nuestros agricultores.

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Agricultura de precisión y sostenibilidad

El mapeo como camino hacia el éxito en la agricultura de precisión

Los usos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y el Sistema de Información Global (GIS) han avanzado rápidamente en los últimos años. Estos avances, junto con la recopilación de datos en tiempo real y la información de posición precisa, permiten una manipulación de análisis eficiente de un gran conjunto de datos geoespaciales. La mejor parte de todo esto es que dicha tecnología es compatible con muchos teléfonos móviles con chip GPS.

Los mapas de precisión son una herramienta muy esencial en la agricultura de precisión. Ayudan a los productores mostrándoles las ubicaciones exactas en la granja y brindan información específica sobre esa ubicación. Una característica importante de un mapa de precisión es que consiste en datos georreferenciados que se utilizan para mostrar información sobre una ubicación precisa en una parcela de la finca, así como información o características de un suelo o cultivo, como los niveles de humedad, el rendimiento del cultivo. niveles de nutrientes del suelo y muchos más.

El Sistema de Posicionamiento Global se utiliza actualmente para lograr una agricultura de precisión que facilita el mapeo de campo, la planificación de granjas, la exploración de cultivos, el mapeo de rendimiento y el muestreo de suelos. Además, el sistema de posicionamiento global permite a los productores trabajar bien en condiciones de campo de baja visibilidad como polvo, niebla, lluvia y oscuridad.

es esencial para correlacionar el rendimiento de los cultivos y las técnicas de producción con la variabilidad de la tierra. Esta correlación permite a los productores desarrollar las estrategias de tratamiento de plantas o suelos más adecuadas y efectivas, aumentando la producción agrícola. Los mapas generados se pueden utilizar para la aplicación precisa de agua, fertilizantes, pesticidas y herbicidas. La aplicación y dispersión de dichos productos químicos genera la sostenibilidad del medio ambiente y reduce los gastos o los costos de los insumos y maximiza los rendimientos.

El mapeo de agricultura de precisión implica la recopilación oportuna de información geoespacial con respecto a las propiedades y requisitos de la planta o el suelo, y luego aplicar y prescribir tratamientos específicos del sitio para aumentar la producción y al mismo tiempo proteger el medio ambiente. Esto es microgestión de granjas. La razón por la que el mapeo como una de las herramientas en la agricultura de precisión está ganando impulso se debe al hecho de que facilita el uso de herramientas de alta tecnología en la industria agrícola que son más precisas, fáciles de usar y rentables. La mayoría de las herramientas agrícolas de precisión requieren estar sincronizadas y bien interpretadas con sensores de recolección de datos, computadoras y sistemas de posicionamiento global y sistemas de referencia de tiempo.

Los beneficios del mapeo remoto en la agricultura de precisión no solo se limitan a aquellos productores con vastas granjas y músculos de inversión de capital, o cualquier experiencia con tecnologías de la información, sino también a los pequeños agricultores. Los vehículos aéreos no tripulados, como los drones, se pueden adquirir a bajo precio y son fáciles de usar, por lo que se pueden volar fácilmente. La información y las características adquiridas mediante la cartografía se pueden utilizar para mejorar el agua y la tierra. Esto se logra mediante la determinación del umbral económico para el manejo de plagas, mejoras del suelo, malezas y protección del hábitat natural para el futuro.

La buena noticia es que los fabricantes han desarrollado continuamente diferentes herramientas para ayudar a los productores y a los agronegocios en general a ser eficientes y más productivos en sus actividades de agricultura de precisión. En la agricultura moderna, los agricultores están utilizando productos derivados del sistema de posicionamiento global para aumentar la productividad y mejorar sus operaciones en la agroindustria.

Cómo funciona el mapeo

Los mapas de precisión prácticamente funcionan con una amplia variedad de otros sensores físicos junto con la información del sistema de posicionamiento global para analizar diferentes características conocidas como variables como la humedad del suelo y el cultivo, el rendimiento del cultivo y muchas más. Esta información es fundamental para localizar varios puntos de necesidad. Por lo tanto, le ahorra tiempo y dinero al agricultor al evitar la aplicación excesiva de fertilizantes, agua o pesticidas entre muchos otros insumos agrícolas.

Por lo general, la información con respecto a una ubicación es recopilada por receptores del sistema de posicionamiento global que mapean los límites del campo, los sistemas de riego, los caminos y las áreas problemáticas en el campo o los cultivos como humedad insuficiente, malezas, plagas o enfermedades. Esta precisión del sistema de posicionamiento global permite a los agricultores crear mapas de campo con mucha precisión por hectárea para áreas de campo, distancias entre puntos de cualquier interés y ubicaciones de carreteras. El sistema de posicionamiento global permite a los agricultores navegar con precisión a un punto específico en un campo, recolectando datos al mismo tiempo año tras año.

Hay diferentes tipos de mapas de precisión que los famers pueden generar. Les permite ver cosas que no pueden detectar con sus propios ojos desnudos, lo que les da la capacidad de tomar decisiones rápidas y precisas. Los tipos de mapas de precisión incluyen: –

Mapas de suelos
Estos mapas georreferenciados se recopilan de diferentes maneras, como dividir el campo en bloques de cuadrícula o tomar muestras de zonas de campo generadas por mapas de rendimiento o mapas topográficos.

Mapas de rendimiento
Un mapa de rendimiento se centra principalmente en el rendimiento de los cultivos; por ejemplo, cuánta productividad existe en un área del campo en comparación con el otro.

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