La agricultura de precisión se puede definir como un sistema integral diseñado para optimizar la producción agrícola mediante la aplicación de información de cultivos, tecnología avanzada y prácticas de manejo. Para ser un sistema verdaderamente integral, debe comenzar durante las etapas de planificación del cultivo o producto y continuar a través de la fase de producción de procesamiento poscosecha. La información, la tecnología y la gestión son las claves del éxito de este sistema productivo.
La información puede ser el recurso más valioso del agricultor moderno. La información precisa es importante en cada fase de la producción, desde la planificación inicial hasta la poscosecha. Los requisitos de información incluyen datos espaciales y temporales sobre el cultivo, suelo, plagas, topografía y clima durante la fase de producción del campo. Durante la fase de poscosecha, la temperatura, la humedad, la humedad y una serie de otros parámetros son importantes. Parte de esta información se puede obtener de registros de cultivos anteriores. Otros datos deben adquirirse en tiempo real para su aplicación inmediata por parte del sistema.
La tecnología es el segundo componente crítico del sistema. Los equipos y sistemas de producción deben ser compatibles con los requisitos operativos de la agricultura de precisión. La base de la agricultura de precisión, desde la perspectiva de la mecanización, se remonta al desarrollo de equipos de siembra de precisión y aplicación de productos químicos. El equipo diseñado para el control y la entrega precisos de productos químicos para cultivos hace posible las aplicaciones modernas de tasa variable. Además, el sistema de posicionamiento global (GPS), los sistemas de información geográfica (GIS) y las computadoras son bloques de construcción clave en esta base. El GPS, con corrección diferencial, ha demostrado ser una herramienta eficaz para georreferenciar características o datos en el campo. GIS proporciona la capacidad de organizar datos por posición georreferenciada.
La gestión es la tercera clave del éxito. La gerencia le da al productor los medios para analizar la información y tomar decisiones de producción acertadas y oportunas. Utilizando la información y la tecnología disponibles para el agricultor moderno, se pueden implementar prácticas de manejo para lograr los objetivos establecidos para la agricultura de precisión. Sin prácticas de gestión eficaces, la información y la tecnología añaden muy poco a la eficacia del sistema de producción.
Objetivos.
Los objetivos de un programa integral de agricultura de precisión se resumen en una mayor eficiencia de la producción, una mejor calidad del producto, un uso más eficiente de los productos químicos y las semillas, la conservación de la energía y la protección de las aguas superficiales y subterráneas.
Estos objetivos apuntan a dos preocupaciones críticas que deben abordarse antes de adoptar cualquier sistema de producción: (1) ¿es rentable y (2) es ambientalmente responsable?
Métodos de agricultura de precisión.
Los proyectos de agricultura de precisión se dividen en dos áreas en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, la gestión específica del sitio (SSM) y la gestión del proceso poscosecha (PPM). La gestión específica del sitio es la fase de producción del sistema en el campo; El manejo del proceso de poscosecha comienza en el instante en que se cosecha el cultivo y continúa hasta el procesamiento o consumo final.
Gestión específica del sitio.
La gestión específica del sitio difiere de la práctica tradicional de gestión de campo completo. En la gestión de todo el campo, se determinan las condiciones medias para un campo o una granja y se aplican las prácticas de gestión en consecuencia. En la gestión específica del sitio, los campos se dividen en zonas de gestión, a menudo llamadas cuadrículas, donde cada zona se cuantifica y gestiona por separado.
Para practicar el manejo específico del sitio, los productores deben tener la información y la tecnología necesarias a su disposición para que se pueda ejecutar un plan de manejo integral. Los requisitos de información espacial incluyen las propiedades físicas y químicas del suelo, la topografía del campo, las poblaciones de plagas, las enfermedades de los cultivos y la humedad disponible. La tecnología es necesaria para adquirir y utilizar esta información. Las tecnologías clave incluyen GPS / GIS, sistemas de control y sistemas de mapeo de rendimiento. Sin embargo, para que esta tecnología se utilice con éxito, debe basarse en equipos de producción: sembradoras, pulverizadores, esparcidores, cosechadoras, etc., compatibles con el alto nivel de control y precisión que se requiere en la agricultura de precisión. Los equipos que no pueden funcionar adecuadamente en la producción convencional no serán aceptables en la agricultura de precisión.
La exploración de campo y el mapeo se utilizan en la agricultura de precisión para determinar información georreferenciada en una amplia variedad de parámetros. El muestreo de suelo georreferenciado ha demostrado ser una herramienta eficaz para definir la variabilidad del suelo dentro de un campo. Una vez que se identifican las propiedades críticas del suelo o los nutrientes, se pueden tomar medidas para abordar esos problemas, según sea necesario, para cada ubicación dentro de un campo. Además, los exploradores de campo pueden desarrollar mapas para muchas plagas de cultivos. La localización de poblaciones de plagas en áreas limitadas de un campo hace posible el tratamiento específico del sitio. El desarrollo de sensores en tiempo real para monitorear parámetros críticos puede complementar los datos basados en mapas. Los sensores para medir la fertilidad del suelo, el estrés de las plantas o las poblaciones de plagas podrían permitir que las decisiones de manejo se implementen automáticamente con tecnología de control y algoritmos de manejo apropiados.
Las sembradoras de precisión están diseñadas para medir con precisión y colocar semillas en el semillero. El control preciso de la población, el espaciamiento y la profundidad son características de la siembra de precisión. Las ventajas de la siembra de precisión sobre la siembra convencional incluyen menores costos de raleo, menor uso de semillas, menor competencia entre plantas jóvenes y menor impacto en las plantas durante el raleo. Las desventajas incluyen la protección del rodal después de la emergencia; y la preparación del lecho de siembra es más crítica, y el tratamiento de la semilla a menudo es necesario para mejorar el rendimiento de la sembradora. Una vez que se ha tomado la decisión de utilizar sembradoras de precisión, se puede considerar la oportunidad de aplicar principios de manejo específicos del sitio. Se pueden agregar controles de dosis variable a la sembradora para brindar al operador la capacidad de ajustar la población de semillas sobre la marcha para satisfacer los requisitos óptimos del campo.
Los esparcidores y pulverizadores de dosis variable también son piezas clave de la tecnología de gestión específica del sitio. Los aplicadores de dosis variable permiten al productor variar las dosis de los insumos para satisfacer los requisitos específicos de las zonas de manejo en el campo. Esto se logra mediante el uso de GPS para determinar la posición del campo y una computadora a bordo para leer un mapa de prescripción o interpretar los datos de los sensores. El sistema de control luego ajusta la configuración del aplicador para lograr la tasa de prescripción. La aplicación de dosis variable de cal, fertilizantes y pesticidas es técnicamente factible y se ha demostrado. El uso total de cal y fertilizantes no puede reducirse. Sin embargo, se utilizará de manera más eficaz en el campo al hacer coincidir las tasas de aplicación con los requisitos específicos del sitio. Aplicación de plaguicidas, utilizando principios de manejo integrado de plagas (MIP), tiene el potencial de reducir el uso de pesticidas entre un 30 y un 80 por ciento. Se mapean las poblaciones de plagas y se determinan las prescripciones. La información de dosis se envía al sistema de control y el pulverizador responde cambiando las dosis de aplicación. Observe que el cambio de tasa es gradual; por lo tanto, las celdas de prescripción deben dimensionarse para aprovechar las características del equipo de aplicación.
El mapeo del rendimiento es una parte vital del circuito de retroalimentación en la agricultura de precisión. Un mapa de rendimiento puede decirle al productor lo que sucedió en el campo como resultado de las decisiones de manejo tomadas durante el curso de la producción. El productor puede usar esta información para ajustar las prácticas de manejo para el año siguiente.
Los monitores de rendimiento están disponibles para algunos cultivos hortícolas que se cosechan mecánicamente. La tecnología actual en cultivos hortícolas de control de rendimiento se incluye en las categorías de flujo másico o acumulación de masa. El flujo másico se utiliza en máquinas donde la cosecha cosechada se transporta en una correa o cadena. Los sensores de carga se colocan en las ruedas locas que sostienen la correa para registrar el peso del material en la correa. El muestreo de peso continuo se combina con datos GPS para crear un mapa georreferenciado de la cosecha. El monitoreo del rendimiento de acumulación masiva usa celdas de carga debajo de una tolva o vagón para monitorear el peso del cultivo cosechado depositado en la tolva. Al combinar el cambio de peso en la tolva por unidad de tiempo con los datos de tiempo y posición del GPS, se construye un mapa de rendimiento.
En Carolina del Norte se está investigando el uso de receptores GPS portátiles y el sistema Hand-Trak para desarrollar mapas de rendimiento para cultivos cosechados a mano. La grabadora Hand-Trak se utiliza en el campo para contar el número de selecciones que hace cada trabajador. Un pico es un cubo de productos. El Hand-Trak registra los datos en forma de tiempo, número de identificación del trabajador, cultivo y recuento de recolección. Se registra una recolección cada vez que el trabajador arroja el balde al remolque. El agricultor utiliza estos datos para determinar la productividad del trabajador y el procesamiento de la nómina. Los receptores GPS registran el tiempo y la posición. Al fusionar estos archivos de datos, se produce un mapa de rendimiento del campo cosechado a mano. Los mapas producidos por este método no son tan precisos como los producidos por monitores de rendimiento en cosechadoras mecánicas; sin embargo, los datos ofrecen un medio para que el productor determine la variabilidad en el rendimiento de los cultivos. Se están realizando esfuerzos para mejorar la calidad de estos mapas.
Gestión del proceso de poscosecha.
El procesamiento poscosecha comienza tan pronto como se cosecha el cultivo. El manejo inadecuado del cultivo durante este período puede ser perjudicial para la calidad. Las aplicaciones de agricultura de precisión de la gestión del proceso de poscosecha utilizan sensores para monitorear las condiciones de curado o almacenamiento para lograr los parámetros óptimos y preservar la calidad. Los controles automáticos se utilizan para regular la temperatura, la humedad y el suministro de aire fresco. Supervisando continuamente las condiciones de curado o manipulación, se pueden realizar ajustes que no serían posibles con el método convencional de control manual. Como en las otras facetas de la agricultura de precisión, el circuito de control de retroalimentación es un elemento crítico. Monitoreando continuamente el estado del cultivo almacenado o en curado y analizando los datos en tiempo real,
Conclusión.
La agricultura de precisión es un sistema integral diseñado para optimizar la producción. Utilizando los elementos clave de la información, la tecnología y la gestión, la agricultura de precisión se puede utilizar para aumentar la eficiencia de la producción, mejorar la calidad del producto, mejorar la eficiencia del uso de productos químicos en los cultivos, conservar la energía y proteger el medio ambiente. La tecnología y las prácticas de gestión, como la exploración de campo, el mapeo de campo, el control de tasa variable, el mapeo de rendimiento y el procesamiento poscosecha se pueden adaptar fácilmente a la producción de cultivos hortícolas. Gran parte de esta tecnología está todavía en pañales. Será necesaria más investigación para permitir que los sistemas alcancen la madurez. Si bien es técnicamente factible, también se necesitan más investigaciones para aclarar los beneficios económicos y ambientales de muchos elementos de la agricultura de precisión.