La agricultura se ha desarrollado ampliamente desde el advenimiento de la Revolución Agraria. Se han inventado nuevos métodos y equipos agrícolas que han hecho que la agricultura sea más fácil y rentable. La revolución experimentada en la agricultura avanzó en varias etapas, desde el trabajo manual, el trabajo animal, la maquinaria agrícola, la navegación por satélite hasta los drones. Esto ha resultado en prácticas agrícolas que utilizan menos recursos y producen rendimientos máximos. También ha traído consigo métodos avanzados de detección de plagas en cultivos.
Las plagas de cultivos son animales o plantas que dañan los cultivos objetivo en las granjas. Algunas de las mascotas más comunes son insectos, bacterias y hongos. Son una amenaza significativa y contribuyen a una reducción de más del 30-50% en el rendimiento agrícola. Para evitar que las plagas ataquen su granja, debe estar consciente de su presencia antes de que ataquen. Con los avances recientes en la tecnología, puede emplear sensores en el campo para que puedan detectar y monitorear la infestación de plagas. Este artículo proporciona información sobre cómo se pueden utilizar los sensores en la detección de plagas.
Sensores utilizados en la detección de plagas en cultivos
En la agricultura de precisión, los sensores de detección de plagas son instrumentos que se utilizan para detectar la presencia de plagas en una granja. Se agrupan según su modo de funcionamiento, consumo energético y tipo de plagas que detectan. Algunos tienen alta resolución y pueden detectar organismos de plagas muy diminutos ocultos en el interior de un cultivo, mientras que otros solo capturan imágenes que se pueden ver a simple vista.
Sensores remotos espectrales
Los sensores remotos espectrales muestran datos en términos de imágenes. Se dividen en sensores de imagen baja y sensores de imagen alta (espectrómetros de imágenes).
Sensores de baja imagen
Estas son cámaras que se utilizan en las aplicaciones del día a día. Se montan en un cultivo trampa donde capturan imágenes y las envían a una estación de control. Solo pueden grabar imágenes en la medida de su resolución de imagen y, dado que son cámaras de baja resolución, solo capturan imágenes de plagas que son visibles a simple vista. Con las imágenes, puede calcular la cantidad de plagas en un cultivo y también estimar la infestación de plagas en una granja.
Los agricultores prefieren los sensores de baja imagen debido a su asequibilidad en términos de capital y mantenimiento. Los sensores de baja imagen en tiempo real también son muy móviles y se pueden usar para detectar plagas en un área grande en unos pocos días.
Sensores de alta imagen
Todas las plantas y el suelo reflejan una cierta cantidad de energía luminosa a la atmósfera. La cantidad de energía luminosa que reflejan se conoce como firma espectral. Los sensores de alta imagen recogen la firma espectral de cada cultivo y la registran. Estas imágenes se registran en un espectro más allá del espectro humano. Esto incluye rayos gamma, rayos ultravioleta, rayos X e infrarrojos. Los datos de la imagen se pueden producir como multiespectrales (más de 3 bandas) o hiperespectrales (cientos de bandas). Estas imágenes de alta resolución pueden indicar la composición física y química de la planta desde cientos de kilómetros de distancia.
En la detección de plagas de cultivos, los espectrómetros de imágenes tienen firmas espectrales pregrabadas de cada cultivo en la granja. Una vez que las plagas invaden un cultivo, su firma espectral cambia, ya que las plagas absorben la luz del cultivo, lo que las obliga a reflejar una firma espectral diferente. Al analizar las imágenes, los científicos pueden determinar la cantidad de plagas en el cultivo, su ubicación exacta y la etapa del ciclo de vida de la plaga. Son mejores que los sensores de imagen baja, ya que son más precisos y pueden detectar múltiples tipos de plagas y enfermedades. La desventaja está en su costo. Los espectrómetros de imágenes son costosos y requieren enormes recursos para mantenerlos.
Detección de imágenes de fluorescencia
Este método implica medir la cantidad de clorofila en una planta. Las imágenes de las hojas del cultivo se registran y se comparan con imágenes de una hoja sana. Si hay cambios en el patrón de clorofila, eso podría ser una indicación de plagas en los cultivos. Este método solo se puede utilizar para detectar plagas en las que haya clorofila.
Sensores de detección de sonido
Las plagas de cultivos también se pueden detectar mediante sensores de sonido. Estos son sensores inalámbricos colocados en puntos estratégicos de la granja. Tienen antenas que captan ondas sonoras en los alrededores. Los sensores captan el sonido generado por las plagas al masticar, volar o aparearse. Luego, el agricultor registra los niveles de ruido de ese lugar durante un período determinado. Después de un breve período, el agricultor ingresa los datos en una computadora para analizarlos. Los lugares con infestaciones de plagas suelen tener ondas sonoras más altas que el resto. El agricultor puede optar por controlar las plagas de inmediato o esperar hasta que alcancen el umbral económico de control.
Es un método de detección de cultivos asequible que pueden implementar tanto los agricultores a gran escala como a los pequeños. Tiene un costo de mantenimiento mínimo y una precisión superior a la media. El único inconveniente es la influencia de factores ambientales. En caso de lluvias o vientos fuertes, no puede recopilar datos.
Sensores de detección de gas
Las plantas producen compuestos químicos volátiles específicos cuando están estresadas. El estrés puede provenir de una infección por plagas, factores ambientales o la influencia humana. Si una plaga ataca un cultivo, el cultivo libera compuestos químicos volátiles a la atmósfera que pueden registrarse mediante imágenes o recolectarse como gas. Para identificar el tipo de infestación de plagas en el cultivo, es necesario tener muestras previas de los compuestos químicos volátiles liberados por las plantas después de diferentes estreses. También puede utilizar imágenes térmicas para identificar el tipo de compuestos químicos volátiles liberados, ya que tienen una firma espectral específica.
Las plagas de los cultivos son peligrosas y pueden causar grandes pérdidas a una granja en cuestión de días. La detección temprana de plagas mediante sensores remotos puede ahorrarle dinero y mucho estrés. Numerosos beneficios como precisión, rapidez y eficiencia, entre otros, superan las desventajas de los altos costos de implementación. La cantidad de trabajo que pueden realizar los sensores de alta imagen no se puede comparar con los métodos tradicionales de detección de cultivos. Además, la mayoría de los métodos de detección de cultivos no requieren la presencia del agricultor, lo que reduce aún más el costo. Con la teledetección en la detección de cultivos, la agricultura sostenible es segura.