Autor: rjcastillolopez

Con una población mundial estimada en ocho mil millones de personas para 2025, alimentar a la población mientras se conservan los bosques y las reservas de vida silvestre sigue siendo un desafío creciente.
Sentera FeagLas soluciones de agricultura de precisión ayudan a los agricultores a tomar decisiones informadas sobre sus cultivos. (Fuente de la imagen: Septentrio)

Según Septentrio, un proveedor global de soluciones de posicionamiento para aplicaciones profesionales en industrias como vehículos autónomos, robótica, construcción, marina, logística y vehículos aéreos no tripulados (UAV), la respuesta radica en aprovechar la tecnología para utilizar las tierras agrícolas existentes de manera más eficiente. .

La agricultura de precisión en foco

La agricultura de precisión significa hacer que el proceso de cultivo o ganadería sea más preciso y controlado mediante el uso de tecnología de la información y equipos de alta tecnología como sensores, GPS, sistemas de control y robots. El mercado de la agricultura de precisión está creciendo exponencialmente y, según los informes de pronóstico, tendrá un valor de más de US $ 10 mil millones para 2025.

GPS + INS de alta precisión abre la puerta a nuevas posibilidades

Los campos abiertos son un entorno ideal para el posicionamiento GPS donde la visibilidad del satélite rara vez se ve obstruida.

Sentera, una empresa con sede en Minneapolis, está aprovechando la tecnología GPS + INS (sistema de navegación inercial) de alta calidad junto con sus cámaras multiespectrales e inteligencia artificial líderes en la industria para crear sensores de agricultura de precisión de vanguardia.

Los sensores de Sentera son impulsados ​​por drones aéreos para crear mapas precisos que muestran la salud de los cultivos, la ubicación de las malezas y plagas, así como el conteo de la población de plantas. Las cámaras RGB y NDVI (índice de vegetación de diferencia normalizada) de alta calidad se combinan con el software de reconocimiento de imágenes AI. Se pueden detectar muchos problemas de cultivos con cámaras NVDI incluso antes de que el ojo humano los reconozca.

Ventajas de la tecnología GNSS + INS de alta precisión en las granjas actuales

· Los mapas precisos de malezas y plagas sirven como entrada para los rociadores modernos a gran escala que están diseñados para rociar con precisión decimétrica. Pulverizar solo donde sea necesario ahorra costos y reduce el impacto ambiental del uso de químicos y fertilizantes.

· Cuando se cultivan dos especies de plantas diferentes en filas adyacentes, se necesita un posicionamiento preciso para monitorear cada especie individual. Un ejemplo de ello es el límite de conexión de dos campos de cultivo diferentes. Otro ejemplo es una granja de fitomejoramiento donde diferentes híbridos de plantas ocupan parcelas de prueba de pequeño tamaño una al lado de la otra.

· La topografía de campo se completa más rápido y cubre áreas más amplias. El uso de información de orientación y posicionamiento de alta precisión elimina la necesidad de un software de unión de imágenes. Las imágenes se proyectan en un modelo de terreno y su posicionamiento preciso se utiliza para crear una única imagen ortorrectificada. Esto se conoce como «georreferenciación directa».

· Dado que no se necesita la unión de imágenes, el paso de procesamiento de imágenes se simplifica y las estadísticas de campo se pueden obtener en tiempo real en el sensor, sin necesidad de computación en la nube o procesamiento posterior.

· Los sensores de cámara y posicionamiento de alta calidad permiten vuelos a mayor altitud, aumentando el área de superficie terrestre capturada en cada imagen y dando como resultado un área de cobertura total más grande por vuelo.

GNSS + INS permite imágenes ortorrectificadas sin costuras

Brian Eickhoff, ingeniero jefe de software integrado en Sentera, explicó: “El proceso de integración se desarrolló sin problemas y vimos un rendimiento y una fiabilidad de posicionamiento excepcionales. El sistema GNSS + INS pudo proporcionar información de posicionamiento y orientación lo suficientemente precisa como para crear un mosaico ortorrectificado sin la necesidad de unir imágenes ”.

Las soluciones de agricultura de precisión, como los sensores de monitoreo de cultivos que ofrece Sentera, ayudan a los agricultores a tomar decisiones informadas sobre sus cultivos. La optimización de los rendimientos y el ahorro de costos hacen que la producción de cultivos sea más eficiente, lo que ayuda a los agricultores a prepararse para el futuro.

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Para el año 2050, se espera que la población mundial alcance los 10 mil millones. Alimentar a esa población significará aumentar la producción mundial de alimentos en un 70 por ciento, sin envenenar el suministro mundial de agua con nitratos en el proceso y satisfacer las crecientes demandas de alimentos de alta calidad.

Esa, en pocas palabras, es la razón por la que la agricultura debe volverse digital y con prisa. La buena noticia es que la adopción de nuevas tecnologías agrícolas (agtech) durante la última década ha sido fuerte en muchos lugares. Según un estudio de 2016 del Departamento de Agricultura de los EE. UU., Los tractores guiados por el Sistema de posicionamiento global (GPS) se utilizan en el 50 por ciento de la superficie de maíz y soja en los EE. UU. el mayor rendimiento – se utiliza en el 40 por ciento de esa superficie. La tecnología de dosis variable (VRT) cubre alrededor del 30 por ciento con sistemas que aplican fertilizantes basados ​​en mapas de rendimiento, lo que reduce sustancialmente el desperdicio y el uso excesivo.

Las malas noticias vienen en dos sabores. Primero, las granjas grandes de más de 2,900 acres tienen el doble de probabilidades de usar agtech, porque su escala las hace más asequibles y rentables. En segundo lugar, la agricultura de precisión está restringida en gran medida a las naciones ricas. Sus agricultores tienen más dinero para gastar y las grandes explotaciones constituyen un porcentaje mucho mayor de tierra en la producción agrícola.

Una mejor copa de vino
Como ejemplo, tomemos a los viticultores. Se encuentran entre los productores de alto nivel que han hecho de la agricultura de precisión un elemento central de su negocio. Realizan mapas de rendimiento con gran detalle, hasta bloques de 2 metros, y agregan datos sobre todo, desde la acidez del suelo, la arcilla y la retención de agua hasta el rendimiento de cada bloque. Los datos provienen de inspecciones y pruebas minuciosas en el campo, pero el mapeo es posible gracias al GPS, que también se puede utilizar para dirigir máquinas mecanizadas de poda, riego y cosecha.

Las imágenes de satélite también son vitales. Los sensores infrarrojos en el espacio producen datos que pueden analizarse para producir un índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), que mide con precisión la cantidad de área foliar en un bloque. Realice exploraciones repetidas y el viticultor puede ver cuánta hoja están poniendo las vides, una medida importante de salud, y centrar la atención en los bloques donde hay demasiado o muy poco.

Retenido por ancho de banda
Este tipo de inversión en tecnología ha llevado a algunos a llamar a los agricultores de hoy los empresarios de alta tecnología de las regiones rurales. Pero ya sea en países ricos o pobres, esos empresarios de alta tecnología enfrentan una gran limitación: el ancho de banda. Según Microsoft , 23 millones de personas en áreas rurales carecen de acceso a Internet de banda ancha en los EE. UU. En Europa, el 21 por ciento de la población rural no tenía acceso a Internet en 2017. Vaya a los países en desarrollo y las cifras se aceleran: 69 millones en Brasil, 378 millones en China y 725 millones en India.

Como todos sabemos, existe la banda ancha, y luego hay una mejor banda ancha. La computadora en la que estoy trabajando está conectada a la web a 300 Mbps a un costo de aproximadamente $ 80 por mes. La agricultura de precisión es parte de la revolución de Big Data. Para aprovechar su valor, estos empresarios rurales de alta tecnología necesitan un ancho de banda significativo para la descarga de imágenes satelitales, conectividad para drones, acceso a plataformas de computación en la nube que agregan grandes conjuntos de datos y carga de sus propios grandes conjuntos de datos. Necesitan conectividad de alta capacidad no solo en casa, sino también en el campo. La alternativa es conducir todo su equipo automatizado hasta el establo y conectarlo a sus computadoras para cargar y descargar datos.

Los agricultores de precisión de los países en desarrollo están encontrando soluciones ingeniosas y de bajo costo que les brindan cierta capacidad sobre los dispositivos móviles 3G y 4G. Pero todos conocemos los límites de esa conectividad, particularmente en áreas donde la cobertura es escasa.

Si no hubiera otra razón por la cual se necesitaran satélites de alto rendimiento (HTS) de órbita geoestacionaria (GEO) y la próxima generación de satélites de órbita terrestre baja (LEO) de alta capacidad, este requisito sería suficiente. Se estima que el mercado de la tecnología de agricultura de precisión tiene un valor de $ 5.09 mil millones en 2018 y se dirigió a $ 9.53 mil millones en 2023, creciendo a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 13.4 por ciento.

La Madre Tierra tendrá otros 2.400 millones de bocas que alimentar en unas pocas décadas, y la granja conectada y rica en tecnología es la única forma en que lo hará.

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Más allá de los cultivos, la agricultura de precisión permite a los productores de ganado monitorear el consumo individual de alimento para animales, el movimiento, la temperatura, la enfermedad, el peso y otros factores, a menudo sin ninguna intervención humana.

En un pastizal en Woodward, Oklahoma, el ganado usa collares equipados con alas de paneles solares que transmiten un resumen del movimiento de cada animal a un satélite. Los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA en la Estación de Investigación de la Cordillera de las Llanuras del Sur utilizan los datos para rastrear el ganado.

“Además de los datos resumidos diarios, los collares registran datos de ubicación por hora y datos de actividad de 5 minutos que pueden descargarse mediante comunicaciones por radio a una computadora”, dice el especialista en gestión de pastizales Corey Moffet. «Los datos nos permiten analizar el comportamiento de una vaca: dónde y cuánto tiempo pasa el animal descansando, caminando y pastando».

Los datos se usan para medir la actividad de los animales, que luego se usa para estimar la cantidad de cambio de masa corporal en una vaca y su cría, ya sea que estén ganando o perdiendo peso, dice Moffet.

“Hasta hace poco, solo analizamos los promedios medios para grupos de animales”, dice la líder de investigación del laboratorio, Stacey Gunter. «Con la agricultura de precisión, podemos observar a las personas y saber lo que están haciendo».

Una mirada más cercana a la alimentación

En una mañana de invierno en Miles City, Montana, algunas vacas esperan a que lleguen los trabajadores del rancho y las alimenten, mientras que otras comen tanto suplemento de proteína como quieren antes de salir a pastar.

Los científicos de la Unidad de Investigación de Ganadería y Cordillera del ARS quieren saber si el manejo de la alimentación afecta el comportamiento de una vaca.

“La productividad de por vida es el rasgo económico más importante de una vaca”, dice el líder de investigación Mark Petersen. “Queremos saber qué rasgos posee una vaca que le permiten vivir mucho tiempo y ser altamente productiva, dando a luz un ternero cada año”.

En las pruebas iniciales, Petersen, el científico animal Andrew Roberts y su equipo observaron la influencia de la autoalimentación frente a la alimentación manual con suplementos tradicionales en invierno en los patrones de actividad de las vaquillas de los pastizales. Un grupo de vaquillas fue alimentado a mano con suplementos de proteína todos los días. Otro grupo tenía acceso a suplementos y podía elegir cuánto querían comer y cuándo. El consumo promedio de cada animal fue de aproximadamente media libra por día.

Un desafío crítico que enfrentan los sistemas de producción ganadera en el oeste de los Estados Unidos es implementar prácticas de manejo que optimicen la producción de carne mientras conservan los recursos de los pastizales, dice Petersen.

«La forma en que proporcionamos esos suplementos cambió el comportamiento de los animales en cuanto a cómo usaban el pasto», dice.

Los animales alimentados a mano pasaban la primera hora de la mañana esperando el camión de alimentación y no pastaban. Las vaquillas auto-alimentadas comían suplementos cuando querían, y tanto como querían, y pastaban cuando querían.

“El uso del área de forrajes y pastos fue notablemente diferente, según el esquema de manejo”, dice Petersen. «Las vacas que se alimentaban a sí mismas pastaban en toda el área de pasto, mientras que los animales alimentados a mano solo usaban el 60 por ciento del pasto».

Precisión para cerdos

En las operaciones porcinas, la tecnología de la cría de precisión puede ser una herramienta bienvenida para el monitoreo continuo del desempeño, la salud y el bienestar de un animal.

La tecnología puede ayudar a los productores a descubrir qué está pasando con los cerdos y si deben hacer ajustes de manejo, como cambios en la ración de alimento o el tamaño del corral. También puede ayudarles a localizar animales enfermos.

“Puede ser difícil detectar cuando un solo animal está enfermo”, dice Tami Brown-Brandl, ingeniera agrícola del Centro de Investigación de Animales de Carne Roman L. Hruska del ARS en Clay Center, Nebraska.

Con la agricultura de precisión, “teóricamente, podría detectar y tratar a los animales enfermos antes y con más precisión de lo que podría visualmente. Estamos usando el tiempo de cada animal en el comedero para predecir la hora del día siguiente en el comedero. Si la predicción y la realidad están demasiado alejadas, investigamos la causa «.

Otro uso de la agricultura de precisión es la comercialización de cerdos, dice. Los empacadores quieren cerdos con el peso actual del mercado. El método de pesaje tradicional, pasar los cerdos por una balanza, consume mucho tiempo para una gran cantidad de cerdos. Brown-Brandl y sus colegas están desarrollando métodos de imágenes para medir el peso de un cerdo.

Determinan el volumen del cerdo a partir de los píxeles de la imagen digital y luego usan ecuaciones para convertir el volumen en peso. Ella dice que la tasa de error es solo del 5 por ciento.

“Se puede poner una marca de tinta en los cerdos que tienen un peso de mercado o más, para que puedan clasificarse fácilmente”, dice.

También utilizan imágenes para evitar que las cerdas aplasten a sus lechones. Una cámara 3-D, montada sobre las cajas de parto, toma imágenes que se utilizan para determinar la postura de una cerda: si está comiendo, bebiendo, de pie, sentada o acostada con la ubre hacia la derecha o hacia la izquierda.

“Esto nos permite evaluar diferentes tamaños de cajas de parto y brindar recomendaciones de manejo a los productores”, dice Brown-Brandl.

Derrotar el estrés por calor

Para alertar a los productores sobre condiciones potencialmente peligrosas de estrés por calor, Brown-Brandl y sus colegas diseñaron y lanzaron una aplicación para teléfonos inteligentes llamada «Heat Stress» para ganado en 2016.

La aplicación utiliza datos del servicio meteorológico para emitir pronósticos de uno a siete días antes de las condiciones de calor extremo y proporciona recomendaciones para proteger a los animales.

Hasta ahora, la aplicación se ha descargado unas 1.500 veces.

Los investigadores de USMARC también están analizando la tolerancia al calor en los cerdos. Las pérdidas anuales asociadas con el estrés por calor en la industria porcina de EE. UU. Se estiman en casi $ 300 millones.

“El estrés por calor provoca un desequilibrio térmico: el animal produce más calor del que puede dispersarse en el medio ambiente”, dice Brown-Brandl.

En los cerdos, el estrés por calor puede disminuir el consumo de alimento, el crecimiento, la eficiencia alimenticia y la tasa de reproducción.

En una investigación anterior, Brown-Brandl y su equipo utilizaron las temperaturas de la superficie de la piel de cerdos individuales y en grupos para determinar las temperaturas adecuadas para alojarlos. Se tomaron imágenes térmicas de 160 cerdos encerrados en grupo y 20 cerdos individuales en días específicos dentro de un cierto rango de temperatura. Los científicos descubrieron que el uso de imágenes térmicas resultaba prometedor para determinar la tolerancia al calor de los cerdos.

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La agricultura en un sitio específico está haciendo lo correcto en el lugar correcto en el momento correcto
La agricultura de un sitio específico requiere una forma diferente de pensar sobre la tierra. La descripción legal de un campo es definida por un topógrafo y un abogado. Los campos tienen cierta forma debido a decisiones humanas. Sin embargo, los suelos dentro de estos límites son variables debido a las fuerzas de la naturaleza y la actividad humana. Las propiedades de los nutrientes de estos suelos pueden ser diferentes debido a las prácticas anteriores de aplicación de nutrientes. La productividad de los cultivos es variable dentro de los campos debido a las diferencias de propiedad del suelo. Algunas diferencias entre suelos son pequeñas, pero a menudo las diferencias son grandes. La gestión específica del sitio se utiliza para detectar y medir las diferencias dentro de los campos, registrar estas diferencias en ubicaciones específicas y luego utilizar esta información para guiar cambios en la gestión o las entradas. La agricultura específica del sitio consiste en gestionar áreas dentro de los campos,

¿Cómo puede un agricultor comenzar a utilizar la agricultura en un lugar específico?
Algunos agricultores creen que la agricultura en un sitio específico es prohibitivamente cara y que los costos no pueden justificarse en los campos de secano para los cultivos de cereales. Los estudios realizados en NDSU y en la región han demostrado que se encuentran disponibles herramientas de bajo costo específicas para el sitio que producen resultados beneficiosos.

Para realizar una agricultura en un sitio específico, un productor debe poder hacer tres cosas:

Saber donde estas
Reúna información en esa ubicación
Haz algo al respecto
Sabiendo donde estas

Los receptores GPS (satélite de posicionamiento global) se están volviendo tan comunes que son parte de la vida cotidiana de muchos estadounidenses. Los cazadores y pescadores utilizan receptores GPS. Los receptores GPS se encuentran en autos de alquiler, en nuestros propios autos, en teléfonos celulares, relojes de pulsera y carritos de golf. La señal GPS es parte del “dividendo de la paz” desde el final de la Guerra Fría. El Departamento de Defensa de Estados Unidos tiene un sistema de satélites en órbita geosincrónica alrededor de la Tierra que transmite señales a cualquier receptor diseñado para analizar la señal. Combinado con una medición de tiempo muy precisa dentro del satélite, el receptor en la Tierra puede determinar su ubicación dentro de una pulgada a varios pies, dependiendo de la capacidad de procesamiento del receptor.

Debido a pequeños errores causados ​​por las condiciones atmosféricas, un receptor de satélite solo con GPS puede errar de unos pocos pies a muchos pies. Un receptor GPS que pueda recibir una señal de “GPS diferencial” (DGPS) puede corregir estos errores.

Algunas señales DGPS son gratuitas y algunas requieren suscripción. Una señal libre en la región es el diferencial WAAS (sistema de aumento de gran angular). La señal WAAS es proporcionada por la Administración Federal de Aviación para respaldar el tráfico aéreo, pero hay receptores disponibles que aprovechan esa señal de corrección. Los proveedores de GPS comerciales también tienen acceso a las señales DGPS de suscripción de compañías privadas de satélites que también brindan servicios DGPS.

Para un GPS extremadamente preciso, especialmente para la elevación (todos los GPS proporcionan estimaciones de elevación, pero el error vertical es típicamente tres veces el error horizontal), está disponible el GPS RTK (cinética en tiempo real). El sistema RTK requiere una estación base o una suscripción a una empresa que tenga señales de torre base disponibles. La Red de Torres Rurales en el Valle del Río Rojo es un ejemplo de un consorcio privado de empresas que han construido una red de torres RTK con señales de corrección RTK disponibles para las personas que se suscriben al servicio. RTK permite mediciones horizontales y de elevación de subpulgadas y admite actividades como dirección automática, labranza en franjas, actividades de drenaje y mapeo de elevación preciso.

Imagen de la NASA

Sistema de satélites de posicionamiento global de satélite alrededor de la Tierra. (Imagen de la NASA)

Reuniendo información

La información sobre ubicaciones dentro de los campos se puede recopilar mediante el uso de sensores o mediante muestreo. El uso de sensores es, con mucho, el método más fácil, pero a veces la información sobre ciertos insumos, como los requisitos de nutrientes de los cultivos, se determina mejor con un muestreo. Los sensores que están disponibles comercialmente incluyen:

monitores de rendimiento
conductividad eléctrica del suelo o sensores electromagnéticos
imágenes remotas, incluidas imágenes de satélite, fotografía aérea y sensores activos portátiles
sensores de compactación del suelo
Sensores de pH (alcalinidad o acidez) del suelo en movimiento
Foto cortesía de Veris Technologies

Sensor de suelo de conductividad eléctrica. (Foto cortesía de Veris Technologies)

Foto cortesía de Geonics Inc

Sensor de suelo electromagnético. (Foto cortesía de Geonics Inc.)

Los monitores de rendimiento (consulte «Mapeo de rendimiento», publicación SF-1176-3 de NDSU) recopilan datos de rendimiento y humedad mientras la cosechadora está en funcionamiento. Una vez que se limpian los datos (se eliminan los valores atípicos y se corrigen las imprecisiones del GPS), se puede desarrollar un mapa para mostrar las áreas de productividad. Los monitores de rendimiento para fines específicos del sitio siempre deben estar conectados a un receptor DGPS.

Se han utilizado sensores de conductividad eléctrica (CE) del suelo o sensores electromagnéticos (EM) para mapear una combinación de propiedades del suelo. Los sensores son sensibles a la materia orgánica del suelo, arcilla, humedad y sales solubles. En esta región, las medidas resultantes son una combinación de todas esas propiedades. Los patrones han sido útiles para dirigir el muestreo de suelos de la zona y también para identificar áreas con alto contenido de sal.

La teledetección es el sensor más utilizado en la región para el manejo de cultivos. Los satélites Landsat 5/7 proporcionan imágenes de múltiples espectros a una resolución de aproximadamente 100 pies. Parece que las imágenes serían muy burdas; sin embargo, muchas características importantes del suelo suelen tener más de medio acre, por lo que la resolución funciona bien para estas características más grandes. Las bandas de índice vegetativo diferencial normalizado (NDVI) han funcionado bien para identificar características importantes de disponibilidad de suelo y nutrientes en cultivos en crecimiento.

Imagen de la NASA

Satélite Landsat 7. (Imagen de la NASA)

Imagen de la NASA

Satélite Landsat 5. (Imagen de la NASA)

La elección de una ventana de tiempo de la temporada de crecimiento para obtener una imagen de satélite cuando el cultivo está llenando las filas, pero aún no ha florecido, es a menudo importante para obtener una imagen significativa. Con la mayoría de los satélites, dado el presupuesto que tienen los productores, no es posible elegir una fecha específica. Los satélites normalmente pasan sobre un área solo cada varios días. Si las nubes obstruyen la vista durante ese tiempo, el agricultor deberá esperar hasta la siguiente pasada. Para muchos usos administrativos, una imagen archivada que tiene varios años puede ser tan significativa como una imagen del año actual.

La fotografía aérea produce imágenes con una resolución mucho más detallada que las imágenes Landsat; sin embargo, puede resultar difícil encontrar un piloto dispuesto a tomar las fotografías en el momento adecuado. Para campos de hasta 80 acres, volar a aproximadamente 5,000 pies sobre la superficie y tomar la foto hacia abajo (nadir) es un buen método. La nubosidad, especialmente la nubosidad rota, confundirá la fotografía aérea de cultivo mejor intencionada.

Los sensores ópticos activos portátiles están disponibles y se pueden conectar a un implemento agrícola cuando se está realizando otra operación de campo. Estos sensores producen una imagen con una resolución mucho más fina que la mayoría de los satélites en un momento de la temporada que es importante para el productor. Estos sensores emiten su propia luz, y la luz registrada por el sensor en la reflexión es la luz reflejada por el sensor. Se excluye cualquier otra luz ambiental. Esto hace que las lecturas del sensor sean las mismas independientemente de la hora del día o de si el cielo está nublado o no.

El poder de estos sensores activos es su capacidad para delinear áreas de un campo que son más o menos productivas a una escala fina en el momento que elija el usuario. Esta información se puede utilizar directamente en fórmulas para insumos cuyas tasas o uso están relacionados con la productividad del cultivo o las propiedades del suelo relacionadas con las lecturas del sensor. Las delineaciones creadas por estas herramientas se pueden utilizar por sí mismas o con otros archivos de datos para dirigir el muestreo de suelo o plantas.

El muestreo de suelo por zona se basa en el concepto de que los nutrientes residuales de los cultivos están en patrones por alguna razón lógica y predecible. Años de investigación en la región han demostrado que el muestreo de suelo de zona para nitrato residual es mucho más económico y significativo que cualquier muestreo de suelo de cuadrícula obtenido razonablemente. Los datos que han demostrado ser útiles en el muestreo de zonas incluyen topografía (paisaje a partir de datos de elevación), CE del suelo, mapas de frecuencia de rendimiento e imágenes remotas (consulte “Muestreo de suelo y aplicación de fertilizante de tasa variable”, publicación de NDSU SF-1176-2) . En la mayoría de los estudios, de dos a seis zonas por campo fueron tan significativas como 36 muestras de cuadrícula en el mismo campo. El muestreo de zona es muy económico y los patrones que produce generalmente representan los patrones de nitrato residual del suelo en la región.

Foto cortesía de Rural Tower Network

Torre base GPS RTK (cinética en tiempo real). (Foto cortesía de Rural Tower Network)

Haciendo algo al respecto
Los controladores de tasa variable están disponibles para cualquier entrada que necesite una gestión específica del sitio. Los materiales líquidos, incluidos los fertilizantes y el estiércol, los materiales secos, incluidos los fertilizantes y el estiércol, el amoníaco anhidro, las semillas, los productos químicos agrícolas y los fertilizantes iniciadores aplicados en sembradoras, pueden variarse con cualquier número de equipos. Las consolas de monitoreo de flujo existentes también se pueden modificar para controlar la aplicación de materiales específicamente en el sitio. El dispositivo de entrada de datos puede ser tan pequeño como una PDA (asistente digital personal) o una computadora portátil. El equipo de aplicación de dosis variable puede ser tan grande como un aplicador de fertilizante comercial o tan personal como una sembradora de dosis variable o un aplicador de amoníaco anhidro. La mayoría de las consolas de controlador de hoy se han desarrollado para funcionar con varios dispositivos de aplicación. Sería aconsejable consultar con los fabricantes de equipos para determinar qué consolas funcionarían mejor para un determinado conjunto de necesidades de aplicaciones. Muchas empresas también cuentan con expertos en sitios específicos en su personal para ayudar en la selección de las herramientas adecuadas para hacer que la agricultura específica del sitio funcione para los productores.

Manejo de datos
Otro temor de los productores con respecto a la agricultura en un sitio específico es la percepción de que necesitan ser programadores de computadoras para tener éxito. Esta región tiene una serie de consultores de sitios específicos cuyo negocio se basa en ayudar a los productores a comenzar y continuar con éxito en el cultivo de sitios específicos. Estos consultores tendrán sugerencias sobre los productos a considerar y los tipos de datos a recopilar. Podrán producir los mapas y las instrucciones de la aplicación digital que necesitarán sus herramientas para realizar las tareas específicas del sitio. Muchos cultivadores que utilizan hoy en día herramientas específicas del sitio no son más expertos en computadoras que la persona normal. Sin embargo, tienen un consultor que sabe cómo manejar los datos.

Los beneficios
La agricultura en un sitio específico permite a los productores hacerse cargo de muchos aspectos de la producción que anteriormente se suponía que eran actos aleatorios de azar. Hace que los productores sientan curiosidad por los problemas en el campo y proporciona las herramientas para corregir muchos de ellos de manera efectiva. Proporciona métodos para probar variedades, tasas de entrada y nuevos productos en su finca y analizar los resultados con facilidad y confianza. Algunos productores se beneficiarán de la aplicación de dosis variable. Algunos se beneficiarán de cambios en la gestión. Otros se beneficiarán de maquinaria guiada por GPS o información de producción archivada. El público se beneficia de la aplicación de insumos a tasas adecuadas en todas las áreas del campo y la limitación de la exposición de las áreas sensibles al exceso de nutrientes o productos químicos.

La agricultura en un sitio específico no tiene por qué ser prohibitivamente cara. Se han probado métodos para minimizar los costos y maximizar los beneficios. Los costos de los equipos han disminuido desde el inicio de la agricultura en sitios específicos hace unos 20 años, de modo que todos los productores, independientemente del tamaño de la operación, pueden participar si así lo desean.

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La agricultura de precisión ha revolucionado la forma en que producimos cultivos y granjas, así como nuestra comprensión de la agricultura en general. El uso de tecnología de precisión ha ayudado a los agricultores a alcanzar un nivel de rentabilidad nunca antes visto y ha creado una vasta industria que prospera con un ROI estrictamente calculado, proyecciones de rendimiento y reducción de costos. Aparte de la asombrosa rentabilidad de emplear técnicas de agricultura de precisión, ha ayudado a crear una actitud sostenible hacia la agricultura, una que es más ética y consciente del medio ambiente.

Lo brillante de la agricultura de precisión es que a medida que nuestro conocimiento se expande y se crea más tecnología, los costos de implementar técnicas de agricultura de precisión y comprar la tecnología se reducen. Con cada granja que adopta prácticas de agricultura de precisión, aprendemos una gran cantidad de información nueva que a su vez ayuda a los agricultores de precisión a adoptar métodos de cultivo aún más precisos.

Para los agricultores y las granjas que luchan en todo el mundo, la agricultura de precisión representa no solo un faro de esperanza, sino también una forma tangible y muy real de salvar sus granjas y proporcionar consistencia a largo plazo. Todo esto se hace reduciendo la carga de trabajo manual. Es una situación en la que todos ganan.

Abra Pandoras Box y adéntrese en el mundo de la tecnología de agricultura de precisión
En 2019, los problemas medioambientales están cobrando un gran protagonismo en el ojo público. Junto con la volatilidad en los mercados financieros, ahora es el momento oportuno para que los agricultores exploren realmente la tecnología que tienen a su disposición para aumentar los márgenes de ganancia y hacerles la vida mucho más fácil. A continuación, describimos 3 áreas clave que los agricultores deben examinar más a fondo y buscar implementar en su negocio agrícola. Estas 3 áreas representan una puerta de entrada simple pero muy efectiva a la agricultura de precisión que lo ayudará a maximizar las ganancias y expandir aún más su arsenal tecnológico a medida que pasa el tiempo.

Tecnología de monitoreo de rendimiento
Cuando todas sus prácticas agrícolas se han completado durante el año, todo culmina en su rendimiento o producción total. En un nivel muy rudimentario, todos los aspectos de su agricultura se han desarrollado hacia este objetivo general muy simple.

La tecnología de monitoreo de rendimiento tiene en cuenta todos sus métodos de cultivo y luego monitorea sus resultados. Estos van mucho más allá de decirle qué rendimiento esperar año tras año y profundizan en los procesos que contribuyen a su rendimiento general.

Esencialmente, al final de cada temporada de cultivo, tendrá mucha información ingresada en su base de datos. Información como la condición del suelo, si utilizó prácticas de labranza completa, labranza directa o sin labranza. La cantidad de lluvia que acumularon sus campos durante la temporada de crecimiento. El estado del suelo al principio durante la temporada de siembra. Cuánto fertilizante, pesticida y herbicida se utilizó. ¡La lista es casi infinita!

Luego, el monitor crea un mapa completo de su granja, que muestra dónde fue mejor su rendimiento y resalta las áreas que se pueden mejorar. Le dice cuánto se gastó en diversas prácticas agrícolas y si esas prácticas fueron perjudiciales en áreas de menor rendimiento de su granja. Señala con precisión dónde y cómo puede mejorar su temporada de cultivo para el próximo año.

Cuando haya completado el segundo año con los cambios realizados, notará dos cosas, una que su rendimiento ha mejorado en toda su granja y dos, el sistema ha creado nuevamente un mapa que destaca las áreas de mejora. Es un sistema tan simple, pero vale su peso en oro para los agricultores que buscan aumentar la producción, reducir los costos y expandir sus empresas agrícolas.

Tecnología de lluvia y riego
Cualquier agricultor exitoso le dirá que lograr el equilibrio correcto de agua en sus campos es la clave para lograr un rendimiento constante y saludable. Históricamente, se usaba un pluviómetro bruto en un solo punto de una granja que les daría a los agricultores un poco de información sobre la lluvia en sus campos.

Hoy en día, se han desarrollado sistemas completos de lluvia que monitorean la lluvia en múltiples puntos. Estos sistemas también funcionan con tecnología de pronóstico para resaltar las áreas que los agricultores necesitan para garantizar que reciban agua y también señalar áreas problemáticas que no están drenando y que podrían pasarse por alto fácilmente (especialmente en granjas con gran superficie).

Conecte estos monitores de precipitación a su sistema de riego y tendrá una red de riego totalmente autónoma que mantendrá sus campos equilibrados sin siquiera mover un dedo. El riego de agricultura de precisión es solo eso, increíblemente preciso con algunos sistemas capaces de mantener un campo en su punto óptimo hasta la gota de agua más cercana.

Tecnología nutricional (prueba de tejidos)
Hemos discutido la tecnología invaluable que gobierna sus niveles de humedad en sus campos, así como la tecnología que monitorea sus rendimientos y retroalimenta la información a los agricultores de una manera muy específica. Ahora pasamos a los cultivos en sí mismos y su salud general durante la temporada de crecimiento.

Los suelos y los cultivos necesitan un nivel de nutrición que depende de las condiciones durante toda la temporada de crecimiento. Desde la siembra de la semilla hasta la cosecha, habrá parámetros y requisitos muy diferentes que un cultivo necesitará en diferentes etapas para proporcionar el mejor rendimiento.

De la misma manera que los monitores de riego y lluvia se adaptan en tiempo real y complementan el suelo con agua, los monitores de prueba de tejidos evaluarán la salud general de los cultivos y realizarán cambios en la suplementación de nutrientes del suelo.

Nuevamente, esta tecnología es bastante autónoma y funcionará independientemente de los aportes de los agricultores en gran medida. Los nutrientes como el azufre, el nitrógeno y el boro son invaluables para el crecimiento saludable de los cultivos, el sistema monitorea los niveles en el cultivo de estos nutrientes y señala los problemas al agricultor o para que la tecnología de alta gama más sofisticada se encargue del problema en sí.

Todos estos sistemas están fácilmente disponibles, se integran entre sí y le darán una ventaja sobre la plataforma de agricultura de precisión. Si bien pueden parecer un gasto (como lo son), el ROI en la tecnología de agricultura de precisión, especialmente los 3 sistemas que mencionamos anteriormente, es fenomenal. No solo le hacen ganar dinero, sino que también le permiten ahorrar dinero al reducir los gastos innecesarios y reducir su carga de trabajo.

La reducción de la carga de trabajo es crucial, permite a los agricultores concentrarse en la gestión empresarial de sus granjas y alivia la ansiedad financiera que antes era demasiado común en la agricultura.

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¿Qué es la agricultura de precisión?
Se trata de un sistema de gestión agrícola basado en el uso de tecnologías modernas en cada etapa del trabajo. Por lo general, un campo tiene zonas heterogéneas y las tecnologías permiten identificar dichas zonas y gestionar esta variabilidad. Como resultado, los agricultores usan semillas, fertilizantes y pesticidas de manera más eficiente; esto también ayuda a aumentar la cosecha. La intuición y la suerte significan cada vez menos a medida que la tecnología interviene y le permite tomar decisiones basadas en datos . Además, un uso más racional de los recursos ayuda a salvar el medio ambiente.
¿De qué tecnologías estamos hablando?
Computadoras a bordo y navegadores GPS para vehículos que ayudan a evitar solapamientos y traslapes al aplicar semillas, fertilizantes y pesticidas. Mapas digitales de campos basados ​​en características variables. Aplicaciones de dosis variable que calculan la dosis de fertilizante para cada zona individual. Los drones y los satélites ayudan a monitorear el campo de forma remota. Los sensores meteorológicos inalámbricos junto con otros sensores ayudan a determinar la temperatura, la humedad, la presión y muchos otros indicadores de campo. Las computadoras, los teléfonos inteligentes y las aplicaciones ayudan a analizar la información, mantener la documentación y administrar la granja de manera eficiente. La lista se actualiza todo el tiempo.
¿Cuándo apareció la idea de la agricultura de precisión?
El concepto surgió en los Estados Unidos en la década de 1980. En ese entonces, los investigadores comenzaron a practicar el muestreo de suelos en rejilla y crearon los primeros mapas de recomendación de entrada para fertilizantes. Sin embargo, la idea de la agricultura de precisión se generalizó solo en los últimos cinco años gracias al desarrollo de la tecnología móvil, Internet de alta velocidad y datos satelitales.

Es complicado

Si y no. Sí, porque la mayoría de las tecnologías son muy nuevas y requieren habilidades especiales. Por ejemplo, no podrá analizar una imagen satelital del campo usted mismo y es poco probable que pueda reparar la computadora de a bordo. No, porque existen soluciones tecnológicas simples disponibles para todos los agricultores. Por ejemplo, estamos desarrollando una plataforma gratuita para la agricultura de precisión y también producimos sensores meteorológicos económicos y módems inalámbricos para equipos agrícolas.
¿Es caro?
Una vez más, sí y no. Actualmente, los equipos y software especiales tienen un alto costo, por lo que las tecnologías de agricultura de precisión son utilizadas principalmente por granjas grandes. Queremos cambiar esta situación. Todas nuestras aplicaciones son gratuitas , por lo que un agricultor solo necesita un teléfono inteligente y acceso a Internet. A medida que la tecnología se desarrolla, se vuelve más barata y más fácil de usar. Ésta es una dinámica natural. En el pasado, la gente intercambiaba mensajes por palomas mensajeras; ahora una de cada tres personas tiene un teléfono inteligente.
¿Necesito cambiar a la agricultura exacta?
Si. Ya es rentable y será inevitable en el futuro. Gracias a la tecnología de agricultura de precisión, los agricultores estadounidenses ahorran entre 11 y 39 mil dólares al año en promedio. En Tanzania , los agricultores ya utilizan teléfonos móviles para concertar contratos, cobrar préstamos y procesar otros pagos. En Bielorrusia, por ejemplo, la superposición de campo promedio es de 27 cm; esto desperdicia miles y decenas de miles de dólares al calcular el costo de semillas, fertilizantes y pesticidas adicionales. Por lo tanto, cuanto antes los agricultores comiencen a implementar la agricultura de precisión, más competitivos serán en el futuro.
Ok, OneSoil, ¿por dónde empiezo?
1
Instale la aplicación gratuita OneSoil Scouting . Supervise el rendimiento del cultivo y marque las áreas problemáticas.
2
Calcule cuánto puede ahorrar con la aplicación de fertilizantes diferenciados. Si tiene un campo homogéneo, vaya al paso 10. En otros casos, siga leyendo.
3
Compre una computadora a bordo para monitorear el trabajo de campo y para aplicar semillas, fertilizantes y pesticidas de manera efectiva. El costo se amortizará durante la temporada.
4
Calcule tasas variables de fertilizante con nuestra aplicación gratuita para nitrógeno, fósforo y potasio . Esto le ahorrará dinero al variar la dosis para diferentes partes del campo.
5
Descubra si tiene sensores para el monitoreo de cultivos de rendimiento en su equipo. Actívalos o si no tienes sensores, cómpralos.
6
Después de la cosecha, analice mapas digitales y marque áreas con baja productividad.
7
Para encontrar y eliminar la causa de un bajo rendimiento, mida la acidez del suelo.
8
Si aún no tiene respuesta, compre o solicite un mapa en relieve de su campo. Analízalo. Según nuestra experiencia, en el 95% de los casos, el motivo de un bajo rendimiento es el nivel de pH o el relieve.
9
De lo contrario, realice un análisis agroquímico del suelo en busca de fósforo, potasio, humus y otros elementos. Este es el método más caro. Además, la efectividad depende de la precisión del muestreo, por lo que recomendamos usarlo como último recurso.

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P. ¿Qué es la agricultura digital?
Aaron DeardorffA. Aaron Deardorff, gerente de granja digital, Syngenta : La agricultura digital es una combinación de activos de tecnología digital (recopilación de datos, almacenamiento y gestión de datos, análisis y modelado de decisiones) que trabajan juntos para desbloquear el potencial de la agricultura. Por supuesto, el canal minorista no es ajeno a la agricultura digital. Algunos de nuestros clientes minoristas clave han avanzado su inversión original en agricultura de precisión para incluir análisis, modelos de decisiones y herramientas de ayuda a las ventas. Un estudio reciente de la Universidad de Purdue revela que este tipo de inversiones continuará, con un fuerte enfoque en las recomendaciones de siembra de tasa variable y una mayor automatización.

P. ¿Por qué Syngenta participa en la agricultura digital?
A. En Syngenta, creemos que las soluciones empodera agrícolas digitales diseñados para simplificar las complejidades de la 21 st la agricultura siglo. Queremos ayudar a los productores a tomar mejores decisiones que conducirán a operaciones óptimas y mejoras de productividad. Al aprovechar nuestras ofertas actuales e integrar tecnologías, brindaremos una solución a la industria que ayudará a realizar el potencial de una granja al poner el conocimiento, la información y la inteligencia de los datos al alcance de la mano de un productor.

Para lograr este objetivo, nos enfocamos en crear un entorno digital integrado que brinde valor a nuestros socios de la industria a través de información, herramientas y procesos esenciales. Creemos que esto se logra mejor a través de un enfoque colaborativo, utilizando las competencias centrales del canal y las empresas digitales junto con nuestro vasto conocimiento agronómico para convertir los datos en conocimientos y decisiones procesables.

P. ¿Qué ofrece Syngenta en el ámbito de la agricultura digital?
R. La agricultura digital no es nueva para Syngenta. Desde 2001, hemos colaborado con nuestro socio estratégico Ag Conexiones para proporcionar el software de gestión de datos de la comunidad que alimenta nuestra AgriEdge Excelsior ® programa. Este programa para toda la granja ofrece software de administración de granjas líder en la industria, administración de riesgos, un modelo de servicio amplio y acceso a nuestra amplia cartera. También es la base de nuestras iniciativas de abastecimiento sostenible específicas .

En los últimos años, hemos desarrollado la plataforma de riego inteligente Water + ™ . Es un sistema integral de producción de maíz de riego que integra nuestro portafolio agronómico y experiencia con tecnologías de riego de nuestro socio Lindsay Corporation .

La agricultura digital también es una parte integral de nuestra tecnología de rasgos Enogen ®, el primer rasgo de producción genéticamente modificado en maíz diseñado específicamente para mejorar la productividad y la eficiencia de la producción de etanol molido en seco. El sistema de contratación de granos Enogen360 ™ ayuda a los productores a administrar sus contratos y obligaciones de administración de manera rápida y eficiente. Este sistema encriptado es seguro, sencillo y fácil de usar y permite a los productores de Enogen coordinar y rastrear el estado de sus contratos de Enogen con sus plantas de etanol locales, distribuidores de Enogen y Syngenta.

Finalmente, FarmAssist ®es un servicio web de Syngenta que proporciona información meteorológica, incluidos cálculos de grados día de crecimiento; actualizaciones de productos básicos; comentario de mercado; información del producto, como etiquetas, objetivos de plagas y hojas de datos de seguridad del material; información de cultivos; y noticias agrícolas. Los desarrollos futuros incluirán análisis más profundos, modelado de decisiones y una interfaz de usuario que digitalice el proceso de ventas agronómicas.

P. ¿Cuáles son los beneficios de la agricultura digital para los productores y los socios de la industria?

A.
«Nuestro objetivo final es ayudar a los productores a recibir más valor por acre y un mayor retorno de la inversión».

Aaron Deardorff
Específicamente para el productor, existe un conocimiento crítico oportuno, una complejidad reducida, una mejor gestión ambiental y una toma de decisiones procesable para mejorar la productividad general de la granja. Para los minoristas, los beneficios incluyen el empoderamiento agronómico, el marketing de campo y la conectividad, todos los cuales mejoran sus modelos de servicio y ventas. Otras ventajas de la oferta de agricultura digital de Syngenta incluyen:

Colaboración: socios, como Lindsay y Ag Connections, aportan competencias básicas que potencian las soluciones de Syngenta y los esfuerzos de nuestros socios de canal en este espacio.
Gestión de toda la explotación: la tecnología y los análisis proporcionados a través del programa AgriEdge Excelsior permiten a los productores gestionar todas sus operaciones agrícolas, calcular el retorno de la inversión y analizar casi todos los aspectos de su negocio para maximizar la rentabilidad.
Abastecimiento sostenible: los productores utilizan AgriEdge Excelsior como base para la recopilación de datos. Análisis de los datos a través de métricas de Field to Market ® : La Alianza para la Agricultura Sostenible proporciona a los productores indicadores de sostenibilidad campo por campo. Esta información permite a los productores tomar decisiones prácticas que satisfagan las necesidades de abastecimiento sostenible de las personas que compran sus cultivos y que protegen sus negocios para las generaciones futuras.

P. ¿Deberían los usuarios preocuparse por los problemas de privacidad de los datos?

R. Los usuarios deben saber quién tiene acceso a sus datos, a dónde van sus datos, tanto desde el punto de vista del almacenamiento como de la seguridad, y cómo se utilizan. Syngenta se asegura de que estas preguntas estén al frente de nuestras conversaciones mediante la incorporación de un acuerdo contractual sobre el uso, la seguridad y la confidencialidad de los datos de los productores. También tenemos un compromiso público de Syngenta que describe la cultura que establecemos con la privacidad de los datos.

P. ¿Qué avances futuros de Syngenta pueden esperar los usuarios experimentar?

A. Nuestro objetivo final es ayudar a los productores a recibir más valor por el acre y un mayor retorno de la inversión. Con este fin, buscamos continuamente socios que potencien nuestros esfuerzos de agricultura digital y, en última instancia, proporcionen valor a nuestros clientes. Internamente, estamos trabajando para habilitar y mejorar aún más nuestro asesoramiento agronómico a través de la captura de datos, así como tecnologías de análisis y modelado al colaborar con proveedores selectos y vincular estas competencias básicas a los sistemas agrícolas digitales de nuestros socios de la industria. También continuaremos desempeñando un papel activo en AgGateway , un consorcio sin fines de lucro formado por minoristas agrícolas, fabricantes básicos y empresas de agricultura de precisión.

Estos son tiempos emocionantes en la agricultura ya que nuestra industria continúa adoptando los avances tecnológicos. Nuestra visión de agricultura digital de Syngenta se centra en convertir los datos y la información en decisiones viables para nuestros clientes minoristas y productores, al mismo tiempo que se garantiza su confidencialidad.

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A veces, el sector de la agricultura de precisión colectiva parece un adolescente inseguro que simplemente no puede decidir qué apodo usar.

ANUNCIO
¿Agricultura específica del sitio? «Demasiado anticuado».

¿Agricultura de precisión ? «¿No es básicamente lo mismo que la agricultura en un sitio específico?»

¿Agricultura digital ? «Ni siquiera sé lo que eso significa …»

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¿Tecnología agrícola? «¡No, todo el mundo tiene ese nombre!»

¿Qué tal el nombre que la mayoría de la gente ya conoce: agricultura de precisión? “¡No lo sé! ¡No puedo decidirme! »

Mire, me gano la vida con las palabras, y soy el más firme de los creyentes en la precisión (por así decirlo) tal como se practica en mi propia línea de trabajo, pero creo que todos debemos relajarnos sobre cómo llamar a esta colección de tecnologías y técnicas que hemos estado practicando durante, oh … alrededor de un cuarto de siglo.

Para mis oídos, la “agricultura de precisión” tiene el mismo tono de poderosa simplicidad que tenía hace 20 años cuando Meister Media Worldwide se emocionó al adquirir un sitio web llamado PrecisionAg.com y una pequeña publicación de debut llamada PrecisionAg Illustrated.

Pero no digo todo esto solo porque lo poseemos. Precisión. Agricultura. Estas son dos palabras grandes y significativas empaquetadas con el pentámetro yámbico que tanto favorecen los poetas (“pre-CI-sion AG-ri-CUL-ture”). El término describe exactamente lo que estamos tratando de hacer, que es ser lo más preciso posible en la producción de cultivos: en tiempo, mano de obra e insumos. Es lo suficientemente resistente como para prevalecer a través de un cambio continuo de tecnología.

Dicho esto, entiendo la vacilación en apostar por la «precisión». Ciertamente es un listón alto. En ese sentido, podríamos tomar una página del campo médico : medicamento adecuado, dosis adecuada, momento adecuado. Sin promesas, aparte de que harán lo mejor que puedan con las mejores soluciones disponibles.

O incluso podríamos mirar mucho más cerca de casa, donde la industria de los fertilizantes tiene las 4R : fuente correcta, dosis correcta, momento correcto, lugar correcto. ¿Quién puede discutir con eso? Eso es precisión.

Ahora, podría surgir un argumento paralelo sobre qué tecnologías deberían incluirse bajo el título de agricultura de precisión, en lugar de, digamos, agricultura digital o tecnología agrícola.

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La tecnología está transformando nuestra cadena alimentaria, y algunas de las innovaciones más importantes se producen en el auge de la agricultura de precisión. Juntos, la inteligencia artificial (IA) y la automatización están renovando la industria agrícola, ayudando a los agricultores a operar de manera eficiente y de nuevas formas.

La granja de hoy funciona con datos, junto con una variedad de dispositivos y tecnologías, incluidos sensores, satélites GPS, drones y robots. Esta combinación de automatización y agricultura puede significar menos fricciones y menos obstáculos para los agricultores, tanto para las decisiones basadas en cultivos como para interactuar con el USDA para obtener permisos.

Sin embargo, estos emocionantes avances no son posibles sin centros de datos confiables y escalables.

Ayudando a los agricultores a conocer los mejores tiempos para plantar cultivos
Las conjeturas y la experiencia fundamentadas alguna vez guiaron el calendario de las temporadas de plantación para la agricultura. Esas cosas todavía entran en juego, pero la IA también está avanzando en la imagen.

Por ejemplo, el oeste de Kenia tiene dos temporadas de cultivo y el maíz es el cultivo principal en ambas. Un proyecto basado en IA en la región ayuda a algunos agricultores a desarrollar nuevos conocimientos sobre sus cultivos, profundizando en los datos disponibles para extraer patrones. La aplicación envía la información a los teléfonos celulares de los agricultores y ha ayudado a los agricultores a aumentar sus rendimientos de un promedio de seis bolsas de maíz de 90 kilogramos en un año a nueve.

Este uso de IA es ideal para los pequeños agricultores, de los cuales hay varios millones en Kenia. Esta tecnología proporciona alertas sobre aspectos específicos de la siembra, como la profundidad y la ubicación de la semilla. El Internet de las cosas (IoT) también influye en las granjas inteligentes. Los sensores conectados ofrecen detalles sobre los niveles de nutrientes , la densidad y más. Recibir esta información significa que los profesionales agrícolas pueden mantenerse alejados de muchas fallas en la siembra que antes parecían inevitables.

Permitir a los investigadores investigar las mejores formas de satisfacer las necesidades futuras
La IA y la agricultura son una combinación excelente para abordar las necesidades que el sector agrícola puede enfrentar en los próximos años. La Universidad de Arizona es una de las instalaciones que impulsa la inversión en agricultura de precisión.

Investigadores de la universidad hicieron del Centro Agrícola Maricopa de 2,100 acres su sede. Allí, los datos y la automatización se combinan cuando los científicos los aplican a diversas tecnologías. El objetivo es ayudar a los agricultores a descubrir cómo minimizar las pérdidas y maximizar las ganancias. Quienes participan en la instalación dicen que quieren resolver problemas agrícolas conocidos.

Por ejemplo, algunas partes de Arizona tienen problemas con el riego por agua, mientras que otras luchan con problemas relacionados con la contaminación. En la Universidad de Arizona y en otros lugares, muchas personas señalan que la agricultura de precisión es fundamental para abordar esos desafíos.

Un informe arroja más luz sobre el impacto esperado de la agricultura de precisión en el sector agrícola. Específicamente, analizó las tecnologías de monitoreo de cultivos para un período de pronóstico de 2019-2024. Los analistas anticipan una tasa de crecimiento anual combinada (CAGR) del 12,6% , con los sistemas de posicionamiento global (GPS) a la cabeza.

Al implementar la automatización en la agricultura o en cualquier otro sector, es esencial realizar un seguimiento de la eficacia de la tecnología. Las empresas suelen estudiar tres tipos de métricas : actividad, eficiencia y valor.

Mejor visibilidad en las condiciones del cultivo
Durante décadas, los agricultores han revisado los cultivos manualmente, recogiendo tierra en sus manos o caminando entre filas de plantas para evaluar cuál parecía estar bien regada o deshidratada. Ahora, los aviones equipados con cámaras de alta resolución se encargan de esas responsabilidades, capturando imágenes más detalladas que ofrecen los satélites.

Sin embargo, los satélites aún ofrecen formas convincentes de juzgar las condiciones de los cultivos. Beth Ford, directora ejecutiva de Land O ‘Lakes, fue entrevistada recientemente en 60 Minutes . Durante el anuncio de televisión, Ford habló sobre la inversión de su marca en tecnología agrícola y cómo está ayudando a los agricultores a tener éxito en una industria cargada de problemas económicos y climáticos.

Teddy Bekele, director de tecnología de Land O ‘Lakes, intervino durante el segmento para mostrar cómo las imágenes de satélite rastrean los cultivos. Ford mencionó que, además de la tecnología satelital, Land O ‘Lakes se basa en modelos predictivos para sugerir cuántas semillas plantar por acre.

La adopción de la tecnología de drones también está impulsando el crecimiento en el mercado de la agricultura de precisión. Los drones detectan problemas que van desde invasiones de plagas o errores de plantación que dificultan el éxito de una empresa. Ya sea un avión pilotado, un satélite o un dron, los resultados son imágenes procesadas con la ayuda de centros de datos.

Algunas empresas ofrecen paneles que permiten a los usuarios recopilar imágenes de cultivos a lo largo del tiempo y ver cómo cambian. Land O ‘Lakes tiene tecnología de reconocimiento de voz para ayudar a los agricultores a utilizar señales vocales para actuar en función de lo que se muestra. Los centros de datos también son esenciales en estos casos.

Ayudar a los agricultores a redistribuir sus deberes
Cuando algunas personas piensan en la automatización y la agricultura, imaginan instalaciones masivas donde los cultivos crecen sin la intervención de los humanos. En realidad, las personas todavía ayudan a que las granjas automatizadas funcionen, pero cumplen roles diferentes que en el pasado.

Una startup de tecnología agrícola llamada Iron Ox abrió una granja autónoma en 2018. Es un entorno interior donde un sistema de tina hidropónica permite el crecimiento de aproximadamente 26,000 cabezas de lechuga cada año , junto con hierbas y verduras de hoja, dentro de 8,000 pies cuadrados.

Aunque las máquinas autónomas se encargan de algunas necesidades, como mover plantas por el edificio, los humanos plantan cada plántula y empaquetan los productos para su distribución. La combinación de la inteligencia artificial y la agricultura es sin duda beneficiosa de muchas maneras, pero no permite que la agricultura funcione sin los humanos.

Las granjas autónomas recopilan información en tiempo real y analizan qué cultivos necesitan en un momento dado. Los trabajadores reciben alertas instantáneas si algo sale mal. Los centros de datos proporcionan la infraestructura y la confiabilidad necesarias para que los agricultores confíen responsabilidades a los robots.

Fomento de la reestructuración del centro de datos del USDA
En 2018, el Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA) anunció una renovación sustancial de su infraestructura de TI. Para empezar, la organización planea reducir su número total de centros de datos de 39 a dos. Sin embargo, existe un vínculo entre la IA y la agricultura en esta decisión. La agencia integrará IA en sus centros de llamadas para acelerar el proceso de transferencia de datos. Además, AI automatizará los procedimientos en línea para las solicitudes de préstamos y permisos.

Fuera de los usos previstos para la IA, la agencia está probando una plataforma centralizada que la gente de todos los departamentos del USDA puede usar para realizar solicitudes. La herramienta ya ha recibido comentarios positivos. Según un representante, el objetivo es que los empleados tengan mejores experiencias con la tecnología del USDA que con la tecnología utilizada en casa.

La transición está en curso, y los representantes de la organización inicialmente esperaban que ocurrieran mejoras durante varios años. Existe un listón alto con respecto a lo que debe ser un sistema amplio y confiable. La consolidación del centro de datos del USDA significará que los dos centros deben ser excepcionalmente confiables, tanto para los clientes como para los empleados externos.

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Cada vez es más frecuente el uso de tecnologías avanzadas en agricultura en general y en olivicultura en particular, con la finalidad de gestionar los cultivos de la manera más racional y precisa. Una de las herramientas más novedosas y efectivas es la Teledetección, que básicamente consiste en toma e interpretación de imágenes aéreas, obtenidas por diferentes tecnologías, para conocer el vigor vegetal, el estado nutricional e hídrico de un cultivo, el grado y severidad de una enfermedad o plaga y valorar tratamientos de las malas hierbas para actuar en consecuencia.
En este artículo explicamos, de manera simplificada, qué es la teledetección, conceptos generales, principales tecnologías y procesos implicados. Y en el siguiente “Teledetección y Riego del olivar”, nos centraremos en cómo la aplicamos, mostrando casos reales mediante el uso de satélites, para la gestión del riego del olivar según nuestra experiencia.
Teledetección en agricultura. Uso general
La teledetección o detección remota (Remote Sensing) consiste en la observación e interpretación de objetos sin que exista contacto físico con ellos. Para cumplir este objetivo los objetos deben producir perturbaciones en su entorno, siendo esos cambios en el medio los captados por los sensores de teledetección. Los objetos pueden producir perturbaciones sobre radiación electromagnética, ondas acústicas o el campo magnético terrestre. Sin embargo, la teledetección maneja mayoritariamente técnicas de radiación electromagnética, empleando las bandas espectrales desde las ondas de radio de baja frecuencia hasta los rayos X, pasando por las bandas del visible y del infrarrojo, muy útiles en la teledetección para agricultura.

Los procesos implicados en un sistema de teledetección son:

Emisión de radiación electromagnética desde una fuente. Fuente de emisión
Interacción de la radiación con los objetos de interés y con otros objetos o medios captados por cámaras. Sensores o Cámaras de teledetección
Recepción de las ondas electromagnéticas por medio de instrumentos a bordo de una plataforma. Aparato o vehículo
Tratamiento de la información, análisis de datos o imágenes, mediante análisis visual o procesado digital. Imágenes
Explotación de la información extraída. Índices de vegetación
«Fuente de emisión»

La fuente de emisión de radiación electromagnética puede ser natural o artificial, aunque habitualmente se aprovecha la radiación solar, emite radiación en diferentes bandas del espectro electromagnético y con distintas intensidades en cada banda.

La interacción entre esta radiación y los objetos de interés puede darse en forma de reflexión, refracción, difracción o absorción. Estos procesos, para un mismo objeto, pueden ser diferentes en cada una de las bandas espectrales. Por lo tanto, para cada tipo de detección se emplean los rangos de frecuencias más adecuados, aquellos que producen mayor diferenciación entre los objetivos estudiados y su entorno o entre distintos objetivos de interés. Además de los objetos de interés, otros medios también interfieren en la radiación solar, principalmente la atmósfera y las nubes.

El suelo y la vegetación son dos de los objetivos de interés en la teledetección para la Agricultura de Precisión. Dependiendo de la composición de la capa superficial del suelo, la interacción de la radiación solar con este sigue diferentes patrones. Por ejemplo, los suelos arenosos tienen mayor reflectancia (relación entre la potencia electromagnética incidente y la reflejada) que los suelos arcillosos. Si mediante teledetección es posible conocer la composición de un suelo, entonces se pueden deducir propiedades como drenaje o cantidad de materia orgánica. Algunos de los parámetros que influyen en la reflectividad del suelo son: óxidos de hierro, humedad, materia orgánica, granulometría, mineralogía, material de origen, color, condiciones de drenaje interno y temperatura.

La vegetación ofrece diferentes patrones de absorción de radiación electromagnética, y por lo tanto diferentes patrones de reflexión. Las hojas son los componentes de la vegetación más representativos en las tareas de teledetección, puesto que constituyen la mayor parte de la superficie de las plantas expuesta a la radiación solar. Las hojas cumplen tareas de respiración, transpiración y fotosíntesis, y para esta última hacen uso de radiación visible. La medida de luz reflejada es, finalmente, una medida indirecta de la radiación absorbida, esto es, la de interés para conocer el estado de la vegetación.

Igual que ocurre con el suelo, diferentes parámetros de las hojas influyen en la radiación que es reflejada, para cada especie y para diferentes estados nutricionales. Entre otros son: los pigmentos, el contenido de agua y de aire, el estado de maduración y las condiciones de iluminación. Por ejemplo, se puede deducir la edad de una planta ya que las hojas maduras absorben menos luz visible debido al deterioro de la clorofila. También se puede estimar el déficit hídrico, ya que las hojas con estrés hídrico ven aumentada su reluctancia. Igualmente, un déficit de nutrientes influye negativamente en la creación de clorofila y por lo tanto disminuye la radiación absorbida.

«Aparato o Vehículo»

La definición de teledetección especifica que la observación de los objetos se hace sin que exista contacto físico entre ellos y los sensores. No obstante, no se incluye ninguna restricción en las distancias de adquisición de las imágenes. Las plataformas o vehículos en las que se montan los sensores de teledetección se clasifican en tres tipos: Terrestres, Aéreas o Suborbitales y Orbitales.

Las plataformas Terrestres pueden ser sistemas de adquisición manuales o transportados en Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), Unmanned Aerial System (UAS) o Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS) conocidos comúnmente como Drones.

Las plataformas Aéreas o Suborbitales pueden ser globos aerostáticos, helicópteros, aviones o cualquier otro tipo de aeronave tripulados.

Satélite

Avionetas o aviones tripulados

Por último, las ORBITALES son los satélites artificiales, que por lo general se sitúan en órbitas bajas (LEO, Low Earth Orbit) o intermedias (MEO, Medium Earth Orbit). En la actualidad las dos principales plataformas orbitales para realizar tareas de teledetección agronómica son LANDSAT y SPOT. El programa estadounidense LANDSAT realiza diversas tareas: inventario agronómico, previsión de cosechas, evaluación y control de zonas regables, planificación de recursos hídricos, cartografía de suelos, estudio de litorales, geológicos y de glaciares y control de contaminación de aguas y suelos. Por su parte, el programa SPOT, de origen europeo, está formado por una serie de satélites e infraestructuras terrestres para controlar y programar los satélites, así como para producir imágenes. Su finalidad es el estudio del uso del suelo y evolución del medio ambiente, evaluación de los recursos naturales, minería, trabajos cartográficos y topográficos. Existe una tercera plataforma para teledetección orbital IKONOS, de una empresa estadounidense, que entró en funcionamiento a finales del siglo XX como plataforma de teledetección comercial y se caracteriza por proporcionar una alta resolución espacial.

Debido al gran crecimiento en los últimos años del sector de las aeronaves pilotadas por control remoto, drones o RPAS, ha surgido la necesidad de establecer un marco jurídico, tanto a nivel europeo como nacional, que permita el desarrollo en condiciones de seguridad de este sector. Más información: Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA) y European Aviation Safety Agency (EASA).

«Sensores o Cámaras»

Los sensores o cámaras de teledetección, ubicados en plataformas o vehículos, captan la radiación reflejada por los objetos que finalmente se materializan imágenes. Resulta muy importante conocer qué tipo de radiación reciben y que patrón de reflexión cumple cada uno de los objetivos; es decir, para que bandas espectrales los objetos estudiados reflejan mayor o menor cantidad de radiación. Por supuesto, la energía no reflejada es la que resulta absorbida, refractada o difractada por los objetos. Se pueden desglosar en cuatro tipos:

Visible-RGB, con una banda espectral de entre 380-780 nanómetros (nm)*.
Multiespectral, captura imágenes de hasta 100 longitudes de onda, con unas 18 bandas espectrales de entre 500- 950nm.
Hiperespectral, más precisa que la anterior, toma imágenes de 10 longitudes de onda con 400 bandas espectrales de entre 450-950nm.
Térmicas, con una banda espectral de entre 8-12 micrómetros, realiza fotografías del infrarrojo lejano y registra las temperaturas que emiten elementos como suelo, plantas, animales….
* El nanómetro es la unidad de longitud que equivale a una mil millonésima parte de un metro (1 nm = 10−9 m) o a la millonésima parte de un milímetro. Comúnmente se utiliza para medir la longitud de onda de la radiación ultravioleta, radiación infrarroja y la luz.
El tipo de plataforma y sensores de teledetección a emplear depende del objetivo que se quiera observar, pues cada una de ellas proporciona diferentes resoluciones espacial, temporal y espectral.
«Imágenes»

El producto de los sensores de teledetección se representa, según su tipo, como conjuntos de datos o como imágenes. Estas imágenes están formadas por píxeles y cada uno de ellos representa un cuadrado que contiene información sobre el objeto a estudiar para una determinada longitud de onda. Con respecto a sus características, hay que tener en cuenta la resolución a tres niveles: Espacial, Temporal y Espectral

Resolución espacial:

Efecto del cambio de resolución espacial (pixeles) para una imagen en color capturada desde una plataforma terrestre

Por lo general, las imágenes que proceden de sensores instalados en satélites tienen una resolución espacial que van de 1,64m/Pixel (Geo-Eyes), 10-20m/Pixel (Sentinel), a 30-60m/Pixel (Landsat). Los sensores instalados en aviones suelen tener una resolución de 25cm/pixel. Y los instalados en drones suelen presentar resoluciones espaciales entre 1-6cm/pixel.Viene determinada por el tamaño del pixel. Cuanto más pequeño sea este, más pequeño es el objeto a distinguir. Así, a menor tamaño del píxel mayor será la resolución espacial, lo que implica que el sensor obtendrá más detalle de los objetos.

Los sistemas suborbitales y terrestres consiguen, lógicamente, mayores resoluciones; es decir, distinguen objetos de menor tamaño.

Resolución temporal / Frecuencia de Cobertura o Temporal:
Es la capacidad del sensor para detectar cambios temporales sufridos por una misma superficie de estudio. O lo que es lo mismo, la cantidad de imágenes que se realizan de una misma finca a lo largo del ciclo de un determinado cultivo. Por tanto, cuanto mayor sea la frecuencia temporal, más cantidad de imágenes se pueden realizar y, en consecuencia, hacer un seguimiento continuo de la evolución del cultivo.

Para las plataformas orbitales, depende de la periodicidad de los satélites sobre un mismo punto, en LANDSAT es de 16 días, en SPOT de 26 días y en Sentinel cada 10 días, mientras que para las plataformas terrestres y suborbitales no existe restricción alguna.

Esta resolución es la más importante si lo que se requiere son estudios de temporalidad en casos tales como la determinación de áreas de quema de gran extensión, catástrofes naturales, análisis de la vegetación regional a nivel continental o estudios medio ambientales y meteorológicos.

En olivar, normalmente, la frecuencia temporal de las imágenes obtenidas por drones es entre dos o tres por campaña, más cantidad sería prácticamente inviable económicamente. En cambio, la frecuencia temporal de las imágenes obtenidas por satélites en una campaña es una cada 10-26 días, sin contar las imágenes que no se puedan utilizar por días nublados.

Resolución espectral:
Hace referencia a la precisión que tienen los sensores a la hora de distinguir y diferenciar entre la radiación electromagnética de distintas longitudes de onda; siendo básicamente, el número y la anchura de las bandas espectrales que puede discriminar el sensor. A mayor resolución espectral, más útil será la información que pueda ser deducida. En función de la resolución espectral es posible distinguir dos tipos de imágenes:

Multiespectrales: que generalmente capturan información entre 3 y 18 bandas de unos 100nm de ancho.
Hiperespectrales: que adquieren información en varias decenas o centenas de bandas estrechas con longitud de ondas inferior a 5nm de ancho.
Las diferencias entre ambos tipos de imágenes son múltiples, pero la principal es el número de bandas espectrales. Es decir, las imágenes hiperespectrales muestran mayor precisión que las multiespectrales.

«Índices de Vegetación»

Para procesar datos de teledetección es habitual la utilización de índices. Estos permiten sintetizar la información de diferentes bandas espectrales y maximizar las propiedades que se quieren resaltar de ciertos objetos. Por ejemplo, para maximizar la diferenciación entre la vegetación y el suelo, es decir, para realzar el contraste, se emplean índices de vegetación, que resultan de transformaciones lineales de la reluctancia obtenida para dos o más bandas espectrales.

En definitiva, los índices de vegetación permiten valorar el estado nutricional, hídrico y fitosanitario del cultivo y obtener una imagen donde se destacan gráficamente determinados píxeles relacionados con parámetros de las coberturas vegetales.

Existe gran cantidad de índices y dependiendo del tipo de cultivo y del objetivo a alcanzar proporcionan información específica y de gran valor. Para determinado grupo de cultivos como cereales, frutales, olivar… la información es precisa y muy valiosa; Sin embargo, para otros la información que se obtiene es imprecisa e incluso contradictoria. En cuanto a una determinada finalidad, algunos indican el vigor de la vegetación, otros el estrés hídrico o nutricional. Este último asociado a deficiencias de nitrógeno o asociado a infecciones por enfermedades o ataque de plagas…

De entre todos, el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada o Índice Vegetación Normalizado, también conocido como NDVI por sus siglas en inglés (Normalized Difference Vegetation Index), es el más utilizado en todos los cultivos. Se aplica para estimar la cantidad, calidad y desarrollo de la vegetación con base a la medición de la intensidad de la radiación de ciertas bandas del espectro electromagnético que la vegetación emite o refleja. Es decir, indica el vigor de la planta.

El NDVI es el índice más utilizado en todos los cultivos. Se aplica para estimar la cantidad, calidad y desarrollo de la vegetación. Es decir, indica el vigor de la planta.
¿Y todo esto que utilidad real tiene para el cultivo del olivo y el olivicultor?
Principalmente para una gestión más racional y precisa. La teledetección como otras tecnologías, como la Monitorización, es una herramienta más que permite conocer y visualizar el estado real de la explotación, a nivel nutricional, hídrico y sanitario para saber por qué y cómo actuar. Sin necesidad de supervisión humana directa. Esto significa que, a través de imágenes, es posible comprobar la efectividad de los tratamientos tanto fertilizantes como fitosanitarios en un corto periodo de tiempo, modificar las estrategias nutricionales, de riego y fertirriego a tiempo e incluso anticiparse a potenciales incidencias negativas, lo que implica controlar el consumo de insumos, agua, energía y, sobre todo, optimizar el tiempo del olivicultor.

Con la Teledetección es posible comprobar la efectividad de los tratamientos (fertilizantes y fitosanitarios), modificar las estrategias nutricionales, de riego y fertirriego a tiempo, anticiparse a potenciales incidencias negativas y, sobre todo, optimizar el tiempo del olivicultor.
En el siguiente artículo, Teledetección y Gestión del Riego del Olivar exponemos casos reales de gestión del riego aplicando teledetección satelital, con resultados más que positivos que confirman el interesante camino que las nuevas tecnologías proporcionan al sector y demuestran el enorme potencial que tiene la Olivicultura de Precisión como opción más racional y sostenible.

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