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La agricultura de precisión es una gestión agrícola basada en la observación, medición y respuesta a la variabilidad inter e intracampo en los cultivos. Se trata de gestionar las variaciones en el campo con precisión para producir más alimentos utilizando menos recursos y reduciendo el costo de producción. La agricultura de precisión también se conoce como manejo de cultivos específicos del sitio (SSCM). Permite al agricultor producir de manera más eficiente mediante el uso racional de recursos y el uso equilibrado de insumos. Los productos químicos y otros insumos costosos se utilizan solo donde y cuando son necesarios. Además, la promoción de la administración ambiental es un componente vital de este sistema.

Para el 2050, se espera que la población mundial alcance los 9.2 mil millones de personas, un 34 por ciento más que en la actualidad. Gran parte de este crecimiento ocurrirá en países en desarrollo. Para mantenerse al día con el aumento de la población y el crecimiento de los ingresos, la producción mundial de alimentos debe aumentar en un 70 por ciento para poder alimentar al mundo.

Incluso los sistemas de cultivo de gestión intensiva se están volviendo insostenibles con respecto al aumento de la rentabilidad. Se ha vuelto imperativo que la próxima fase de la Revolución Verde debe desencadenarse con un cambio de paradigma de la agricultura convencional menos eficiente hacia un sistema agrícola eficiente para que la productividad y la sostenibilidad de la agricultura puedan optimizarse.

Si hablamos de la agricultura de Pakistán, se caracteriza por explotaciones de pequeña escala con baja productividad y uso ineficiente de insumos. En los últimos años, nuestro sector agrícola se ha enfrentado a algunos problemas graves, como la reducción de la productividad de los cultivos, el aumento de los precios de los insumos, la escasez de agua, la escasez de energía y la reducción de la aceptación de nuestros productos en los mercados internacionales.

Además, la falta de subsidios a los insumos agrícolas, la falta de disponibilidad de insumos de calidad y la falta de información de las agencias consultoras, las políticas agrícolas deficientes del gobierno y la disponibilidad prematura de riego son factores importantes que afectan negativamente a la comunidad agrícola.

Nuestros niveles de sistema de producción agrícola y las demandas del mercado de productos de calidad parecen haber llegado a una etapa en la que el sistema agrícola convencional por sí solo no puede ayudar a mejorar las condiciones económicas de los agricultores.

Para solucionar esta situación, es necesario un sistema en el que podamos maximizar la producción de alimentos con un mínimo de riesgos de impacto ambiental y, en general, reducir el costo de producción. En el escenario actual tenemos la oportunidad de crear diferencias con la ayuda de la ciencia y las innovaciones tecnológicas para abordar temas críticos que tendrán efectos significativos en la vida de millones de personas.

La agricultura de precisión es una gestión agrícola basada en la observación, medición y respuesta a la variabilidad inter e intracampo en los cultivos. Se trata de gestionar las variaciones en el campo con precisión para producir más alimentos utilizando menos recursos y reduciendo los costes de producción. La agricultura de precisión también se conoce como manejo de cultivos específicos del sitio (SSCM).

Permite al agricultor producir de manera más eficiente mediante el uso racional de los recursos y el uso equilibrado de los insumos. Los productos químicos y otros insumos costosos se utilizan solo donde y cuando son necesarios. Además, la promoción de la administración ambiental es un componente vital de este sistema.

La agricultura de precisión no es tecnología, es una filosofía de gestión para responder a la variabilidad espacial pero la tecnología lo hace posible. La agricultura de precisión es un enfoque multidisciplinario, ya que tiene como objetivo identificar, analizar y gestionar la variabilidad espacial y temporal asociada con todos los aspectos de la producción de cultivos dentro de los campos para lograr una productividad, rentabilidad y sostenibilidad óptimas, protegiendo los recursos de la tierra y salvaguardando el medio ambiente.

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La agricultura de precisión tiene potencial para utilizar los recursos naturales de manera eficiente y proteger el ecosistema natural. Hay cuatro pasos relacionados con la implementación de la agricultura de precisión.

a) Caracterizar la extensión y escala de la variabilidad en los atributos del suelo y los cultivos
b) Interpretar la importancia y las causas de la variabilidad
c) Manejar la variabilidad sobre una base espacial y temporal
d) Evaluación de los resultados resultantes de las prácticas de manejo de la variabilidad

La variabilidad del campo en la topografía, elevación, pendiente y límites del campo se puede medir mediante sensores remotos basados ​​en satélites terrestres próximos. El suelo también se puede evaluar de forma variable a través de sensores de suelo proximales. Es la variabilidad en las propiedades físicas (estructura y textura), químicas (N, P, K y pH) del suelo y mecánicas (densidad aparente y resistencia del suelo). El primer paso en la agricultura de precisión es la caracterización de la variabilidad y este es el paso más importante porque otros pasos se pueden implementar con éxito si la variabilidad se conoce correctamente. En los siguientes atributos, se puede evaluar la variabilidad; La variabilidad del rendimiento de un cultivo se determina mediante el uso de monitores de rendimiento instalados en la cosechadora con ubicaciones espaciales precisas utilizando un dispositivo de sistema de posicionamiento global.

También se puede caracterizar la variabilidad de cultivos y labranza. Una vez que se evalúa adecuadamente la variación, se interpreta que cuáles fueron las causas detrás de ella. Después de eso, se gestiona personalizando los insumos agrícolas en una base específica del sitio dentro de los campos. Finalmente se realiza la evaluación. Incluye la evaluación de las ganancias económicas y los beneficios ambientales de estas tecnologías. Además, esto requiere una comparación completa con la agricultura convencional.

La agricultura de precisión comprende los siguientes componentes; Los sistemas digitales de posicionamiento global (DGPS) son una red de diferentes satélites, que se utiliza para identificar la ubicación de los puntos de datos de los atributos del suelo y los cultivos en función de la longitud, la latitud y la elevación.

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El sistema de información geográfica (SIG) interpreta hardware, software y datos para caracterizar, administrar, analizar y mostrar todas las formas de información. Los sensores remotos y proximales se utilizan para diferenciar especies de cultivos y monitorear el rendimiento y localizar diferentes tensiones en el campo.

El control de la aplicación se puede realizar mediante el control basado en mapas y el control en tiempo real. La yegua de control basada en mapas se usa comúnmente ya que requiere un aparato menos complicado.

La tecnología de dosis variable tiene un mapa de nutrientes del suelo con un sistema GIS almacenado en una computadora montada en un tractor guiado por GPS que detecta y encuentra ubicaciones exactas dentro del campo y el sistema de apoyo a la decisión decide el requisito exacto de las entradas en el campo y ordena al aplicador de dosis variable que aplique exactamente Dosificación de entrada en cada ubicación.

En Pakistán, no hay ni un solo agricultor que esté utilizando esta tecnología avanzada. La única tecnología de precisión que se utiliza con éxito en Pakistán es la nivelación de terrenos con láser. En Pakistán también existe la necesidad de apoyar esta agricultura basada en información por parte de agencias gubernamentales y los investigadores agrícolas deben realizar investigaciones en los campos de los agricultores para atraer su atención hacia este tipo contemporáneo de agricultura.

Es un hecho que la adopción de este tipo innovador en todo el país no es posible ya que todos los agricultores no estarán de acuerdo en adoptar estas tecnologías sofisticadas, pero hay algunos agricultores relativamente desarrollados, que pueden actuar como incubadoras para la adopción de estas tecnologías para los emergentes.

Es necesario impulsar tecnologías agrícolas modernas en Pakistán. Existe un buen alcance de diversas tecnologías de precisión que se implementarán en el país. En esta perspectiva, los agricultores y las autoridades gubernamentales deben esperar adoptar tecnologías nuevas y sostenibles para aumentar la eficiencia de los recursos disponibles y reducir los costos de los insumos. El concepto de hacer lo correcto en el lugar correcto en el momento adecuado tiene un fuerte atractivo intuitivo .

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Algunas tecnologías de agricultura de precisión están empezando a generar beneficios para los agricultores. Las áreas que muestran mayores promesas de rendimientos rentables para los agricultores de cultivos comerciales que buscan adoptar la agricultura de precisión son: densidad de población variable, nidadas en hileras en sembradoras y tasa de nitrógeno variable.

Un análisis de costo / beneficio es un enfoque sencillo para tener una buena idea de cuáles pueden ser sus ganancias. Para hacer esto, necesitamos mirar:

¿Cuál es el costo del sistema?
¿Cuál es el beneficio? Es importante darse cuenta de que estamos hablando de beneficios, no solo de mayores ingresos. La información sobre su campo puede ser una inversión que resulte en una mejor administración y mayores ganancias en el futuro. El mal manejo de una parte del campo puede disminuir la fertilidad y aumentar la presión de las plagas.
¿El artículo en el que está gastando dinero es una forma buena y aplicable de generar el beneficio que desea?
Necesidad vs deseo. ¿La tecnología es parte de una solución de agricultura de precisión o es algo divertido que desea tener?
Sea flexible. Puede haber una tecnología mucho mejor y de menor costo en 2 a 5 años.
Una granja de cultivos comerciales de 1,000 acres puede ver un aumento en los ingresos de $ 20,000 a $ 70,000 por año de la agricultura de precisión con la tecnología actual. Eso es ingresos, no ganancias. Su beneficio estará determinado en gran medida por su capacidad para mantener bajos los costos. Parte de eso es mantener la flexibilidad y reducir los gastos de capital en los primeros años en que adopta la agricultura de precisión. Es importante recopilar algunos años de datos históricos y aprender de sus campos y sus propias preferencias en cuanto a qué tecnología y equipo es más adecuado para usted. Además, la ciencia detrás de la tecnología está cambiando rápidamente y ahora puede que no sea el mejor momento para comprar equipos costosos. Las nuevas características, los costos más bajos y la mejor funcionalidad generalmente ocurren unos años después de una gran revolución tecnológica.

El sentido común también es muy importante. Los mapas de precisión y la detección remota pueden ayudarlo en gran medida a administrar mejor la fertilidad de sus cultivos y campos, pero es importante asegurarse de que la tecnología y las recomendaciones sean apropiadas para lo que la tecnología puede hacer.

Costos del sistema

Hay 2 dichos de sentido común que son relevantes para cualquier discusión sobre la economía de las tecnologías de agricultura de precisión: «No se puede administrar lo que no se puede medir» y «Basura que entra, basura sale».

Los costos de la agricultura de precisión son mucho más sencillos que los beneficios. ¿Cuánto cuesta un sistema GPS? ¿Qué pasa con la dirección automática? ¿Qué tal una nueva maceta? Pero incluso aquí, es importante considerar si el equipo y el costo son realmente una inversión para administrar mejor sus campos y cultivos o si es un gasto de lujo. ¿Es el gasto realmente necesario o es un equipo nuevo y brillante que desea?

¿Cuáles son algunas inversiones prudentes? Cosas que le ayudan a medir científicamente el rendimiento de su cultivo y la fertilidad del campo. Un monitor de rendimiento es imprescindible, ya que «No se puede gestionar lo que no se puede medir». Un monitor de rendimiento le permite saber cómo se desempeñó cada parte del campo durante el año y está vinculado directamente a una métrica clave, sus ingresos. Cualquier métrica clave debe medirse con precisión y exactitud.

La exploración de cultivos y la detección remota también lo ayudan a medir lo que está sucediendo en su campo y lo ayudan a identificar causas secundarias que podrían estar afectando el rendimiento. En un mundo simple, planta la mitad de un campo de la misma manera que siempre lo ha hecho y luego usa la agricultura de precisión en la otra mitad. En el momento de la cosecha, mides la cosecha de cada mitad y ves cuál funcionó mejor.
La vida no es sencilla.

Los pulgones de la soja, el barrenador europeo del maíz, otras plagas, las heladas, el granizo, los daños causados ​​por el agua, la sequía y muchos otros factores, no se dan cuenta de que está haciendo una prueba de lado a lado. Tampoco son lo suficientemente considerados como para dejar su campo solo para que pueda recopilar datos limpios y agradables. Ni siquiera el suelo coopera, y hemos visto que la fertilidad del campo puede variar desde parcelas de 50 bushel por acre de maíz hasta parcelas de 200 bushel por acre de maíz a 30 pies de distancia entre sí.

Todo este equipo científico y análisis es necesario para asegurarse de que la diferencia de rendimiento que ve se debe a la diferencia entre la agricultura de precisión y la gestión tradicional y no a los otros factores que suelen afectar a un cultivo. Y sí, dije ciencia. La agronomía y la biología son ciencias. Necesita equipo científico para medir con precisión las cosas y aplicar sus prácticas e insumos de gestión. Y necesita la disciplina científica para permanecer imparcial en su análisis de los datos de cultivos de temporada y explicar las diferencias de rendimiento. Este cambio de mentalidad puede representar un costo significativo para usted.

Al igual que con el monitor de rendimiento, también es esencial un sistema GPS que conecte todos, o al menos la mayoría de sus equipos de agricultura de precisión. Mucha de la información en un sistema de agricultura de precisión vendrá como una capa de datos. Habrá una capa que define la ubicación del campo. Una capa que tiene las ubicaciones de las plantas y los datos de siembra. Una capa para su aplicación de fertilizante. El sistema GPS se asegura de que todas las diferentes capas se apilen una encima de la otra correctamente.

Una forma de pensar en esto es mirando un mapa topográfico. Piense en cada elemento de la leyenda como una capa diferente. Una capa para carreteras, otra para ríos y lagos, y otra para curvas de nivel, etc. Si el sistema GPS está desalineado, cuando agregas las capas una encima de la otra, el resultado puede tener cosas como bosques y carreteras en funcionamiento. por el medio de un lago.

No solo necesita un sistema GPS, debe asegurarse de que todos los componentes estén configurados correctamente. Cosas como asegurarse de que todos usen el mismo dato. El dato es cómo un trozo de superficie curva tridimensional de la tierra se transforma en un mapa plano bidimensional en un trozo de papel. Cada datum diferente realiza transformaciones diferentes e incluso si todos los sistemas tienen las mismas coordenadas de GPS, si tienen datums diferentes, entonces espere que sus mapas tengan carreteras saliendo de acantilados y árboles creciendo en lagos. Seguirá generando mapas coloridos, pero la información no será muy precisa ni utilizable.

Este es el problema de “La basura entra, la basura sale”. Es un costo porque hay un esfuerzo en la instalación y mantenimiento del equipo. Este paso es fundamental. El solo hecho de encenderlo probablemente no le dará ningún dato útil. Algunos de los sistemas más nuevos se autoconfiguran mucho mejor, pero sigue siendo esencial tomarse el tiempo y dedicar el esfuerzo para asegurarse de que el sistema esté configurado y calibrado correctamente antes de declararse un agricultor de agricultura de precisión.

Beneficios

Hay dos beneficios clave que pueden resultar de una buena implementación de la agricultura de precisión.

1. Mayor rentabilidad
2. Mayor fertilidad del suelo

Hay muchos beneficios adicionales que pueden obtenerse mediante la agricultura de precisión, pero solo son importantes en términos de su capacidad para aumentar las ganancias agrícolas o aumentar la fertilidad del suelo. Y realmente, la ganancia agrícola y la fertilidad del suelo son muy parecidas, con la ganancia agrícola generalmente se refiere al corto plazo y la fertilidad del suelo se refiere a la capacidad de generar ganancias en la granja a largo plazo.

¿Qué tan rentable puede ser? En 2013, analizamos algunos campos que cultivan maíz en Ontario, Canadá. Con base en esos datos, podemos considerar un campo de maíz de 100 acres. La finca tenía un promedio de 140 bu / ac. Lo interesante es la variabilidad dentro de los campos. Hay parcelas de maíz de 50 bu / ac a 30 pies de las parcelas que eran de 200 bu / ac. Aproximadamente el 10% del campo tuvo un rendimiento inferior al 50 por bushel. Un campo era relativamente plano, de arcilla pesada, con baldosas y tuvo una sola aplicación de 28% de UAN (nitrato de urea y amonio) a fines de abril. Aunque el campo está embaldosado, 2014 fue un manantial tan húmedo que partes del campo quedaron anegadas, lo que provocó la lixiviación de nitrógeno. Además, el agua persistió durante tanto tiempo que los niveles de oxígeno del suelo bajaron y los microbios del suelo metabolizaron gran parte del nitrógeno restante del suelo. A mediados de mayo El 10% del campo estaba tan severamente agotado en nitrógeno que el maíz creció a la mitad de la tasa de sus vecinos y rindió 90 bu / ac menos que el promedio del campo. Ya en la v4 (etapa de cuatro hojas), las plantas mostraban signos de estrés por nitrógeno que podían detectarse mediante la exploración de cultivos y la detección remota. Esto significa que a finales de mayo, ya sabíamos qué áreas del campo tendrían un rendimiento inferior y por qué. Una segunda aplicación de nitrógeno a principios de junio podría haber recuperado más de la mitad de la pérdida de rendimiento. Dicho de otra manera, la pérdida de rendimiento de 90 bu / ac observada en el 10% del campo podría haberse reducido a solo 45 bu / ac, lo que significa que la cosecha de los 100 acres podría haberse incrementado en 450 bushels. 10% de 100 acres = 10 acres tratados con una segunda aplicación de nitrógeno. Parte del potencial de crecimiento del año ya se perdió, por lo que nunca podremos recuperar al 100% el rendimiento perdido. Pero una recuperación del 50% en los 10 acres más afectados es un extra de 45 bu / ac, multiplique eso por nuestros 10 acres más afectados y obtendremos nuestros 450 bushels. A $ 5 por bushel, eso es un aumento de ingresos de $ 2,250 en los 100 acres. Eso sería un aumento de ingresos de veintidós mil en 1,000 acres de maíz.

La agricultura de precisión también puede identificar cuándo el nitrógeno se convierte en el factor limitante para el crecimiento de las plantas en las áreas de mayor rendimiento del campo. El maíz de 200 bu / ac en Ontario es impresionante, pero ¿es la tasa de crecimiento máxima? Se han demostrado niveles tan altos como 300 bu / ac, lo que sugiere que a veces, un agricultor puede tomar 200 bu / ac de maíz para aumentarlo aún más.

Los monitores de rendimiento y detección remota sugieren que las mismas áreas del campo tienen un rendimiento inferior año tras año. Del mismo modo, son las mismas áreas del campo las que tienen un rendimiento superior año tras año. Esto sugiere que existe una diferencia en la fertilidad del suelo y estos parches no son el resultado de una variabilidad aleatoria. Esto conduce a prácticas de manejo de agricultura de precisión tanto de plantación de población variable como de plantación de dos variedades. Si porciones del suelo son más fértiles, tal vez puedan soportar poblaciones más altas y producir 250 bu / acre.

Las plantas que crecen en montículos arenosos a menudo se verán limitadas por la disponibilidad de agua y quizás la mejor estrategia de gestión no sea intentar aumentar el rendimiento añadiendo más productos químicos, sino reducir los costos de los insumos. Aquí, el agricultor puede reducir la cantidad de fertilizante aplicado, reducir la densidad de población y plantar una variedad más tolerante a la sequía.

La detección remota y la exploración de cultivos pueden identificar áreas que necesitan un análisis más profundo, como muestras de suelo. A su vez, la agricultura de precisión puede ayudar a explicar por qué las áreas tienen bajo rendimiento y conducir a mejores prácticas de gestión. Si hay evidencia de pérdida de nitrógeno del suelo en abril y mayo, entonces un agricultor puede cambiar a dos aplicaciones de nitrógeno. Uno a principios de la primavera para ayudar a que las plantas se establezcan, y otro a principios de junio, cuando las plantas lo necesitan para crecer. El agricultor puede adoptar una aplicación de nitrógeno de tasa variable, dando más fertilizante a los suelos que han perdido mucho nitrógeno en la primavera y dando más a las plantas que crecen excepcionalmente bien y corren el riesgo de agotar el nitrógeno del suelo.

Parece que gracias al buen uso de las tecnologías actuales de agricultura de precisión basado en nuestro ejemplo de un campo de 100 acres en Ontario, podemos aumentar los ingresos anuales hasta en $ 70 / ac, mientras mantenemos los costos en aproximadamente $ 20 / ac. Cada finca es diferente y cada implementación de agricultura de precisión es diferente. Un consejo: no compre todo el equipo costoso hasta que haya probado y comprobado el beneficio, incluso entonces considere sus alternativas. Pagarle a un consultor $ 500 por vuelo, 3 o 4 veces al año es mucho más económico que gastar $ 10,000 en un UAV y una cámara, solo para que salga un sistema mucho mejor uno o dos años después. Incluido en el pago del consultor está el costo del mantenimiento y calibración del equipo de teledetección. No solo es rentable, sino que también obtenemos datos de buena calidad.

Puede resultar difícil mantener los costos bajos a pequeña escala. Los consultores a menudo cobran un mínimo de $ 500 por el vuelo del UAV y generalmente pueden volar más de 200 acres por esa cantidad. Hay economías de escala que ocurren cuando comienzas a tener un tamaño de 1,000 acres. Pero también existe el riesgo de cambiar las prácticas de gestión y adoptar nuevas tecnologías. En general, se acepta que se necesitan 3 años de rendimiento histórico y datos de teledetección para obtener una buena comprensión de la biología subyacente y la fertilidad del suelo antes de que se puedan tomar buenas decisiones de manejo.

Se pueden y deben obtener beneficios significativos en el primer año de adopción de la agricultura de precisión, pero se necesita mucha más atención y supervisión de la gestión. Especialmente cuando se trata de controlar los costos y asegurar que la práctica de gestión realizada sea aplicable.

Uno de los aspectos realmente interesantes de las tecnologías de agricultura de precisión, con su capacidad para comprender mejor la biología subyacente y probar y medir mejor el rendimiento de diversas prácticas de gestión, es que los agricultores pueden aumentar la fertilidad de sus campos. Algunos de los primeros resultados son prometedores y diferentes prácticas de manejo sugieren que un mejor manejo usando agricultura de precisión puede comenzar en aumentos modestos, pero a largo plazo, en la salud y fertilidad del suelo. Pero antes de que un agricultor pueda comenzar a buscar estos beneficios por sí mismo, debe tener un buen conocimiento de la fertilidad actual y el potencial de rendimiento de sus campos. En otras palabras, deben comenzar a recopilar datos buenos y precisos sobre el rendimiento de los cultivos y los datos de rendimiento durante la temporada.

Aplicabilidad de la tecnología

Uno de los mayores riesgos de la agricultura de precisión es cuando las personas exageran la aplicabilidad de las tecnologías . Un ejemplo muy común de esto es cuando la gente usa el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) como base para la aplicación de nitrógeno de tasa variable. NDVI es una buena medida para la productividad general de la planta; sin embargo, no mide el estrés por nitrógeno en una planta. A veces, el uso de NDVI para generar un mapa de prescripción de aplicación de nitrógeno de tasa variable dará como resultado un mayor rendimiento. Como en los parches de nuestro campo de ejemplo de 100 acres que sufrió una pérdida de nitrógeno relacionada con el agua en la primavera.

Sin embargo, a veces un NDVI dará un mapa de prescripción de nitrógeno de tasa variable muy pobre. Por ejemplo, vimos un campo al que se le agregó fertilizante de nitrógeno a fines de la primavera a una tasa de reemplazo de 150 bu / ac. No hubo pérdidas notables de nitrógeno relacionadas con el agua (lixiviación o microbios) o volatilización. El NDVI por sí solo dio recomendaciones de manejo deficientes para una aplicación de nitrógeno de tasa variable. En este caso, es probable que las plantas que crecen en suelos más arenosos tuvieran limitaciones de agua. Estas plantas pueden estar creciendo a un nivel de 100 bu / ac y el NDVI mostró esto. La recomendación basada en el NDVI fue agregar más nitrógeno a estas áreas. Sin embargo, lo que realmente está sucediendo es que las plantas no han consumido el nitrógeno del suelo y agregar más fertilizante solo aumentará el estrés hídrico y eso en realidad disminuirá el rendimiento.

En las partes más arcillosas del campo donde el maíz crecía a un nivel de 200 bu / ac, las plantas consumían el nitrógeno disponible y en realidad tenían limitaciones de nitrógeno. A pesar de que el mapa de prescripción de nitrógeno basado en el NDVI recomendó aplicar muy poco o nada de nitrógeno a estas plantas. En realidad, darles a estas plantas más nitrógeno les permitiría alcanzar el nivel de 220 o 250 bu / ac.

No es que el algoritmo NDVI esté equivocado. No lo es. Está dando una medida precisa de cuán productivas son las plantas actualmente. El error está en asumir que el NDVI se puede utilizar para estimar de manera precisa y consistente el estrés por nitrógeno de las plantas. NDVI no es la tecnología más aplicable para evaluar el estrés por nitrógeno.

Afortunadamente, existen métodos de detección remota que estiman más directamente el estrés de nitrógeno en las plantas. Estos “algoritmos de estrés por nitrógeno” son mucho mejores para ver el estrés por nitrógeno, independientemente de la productividad de la planta o las lecturas del NDVI, y son mucho más aplicables para generar un mapa de prescripción de nitrógeno de tasa variable.

Al utilizar la tecnología incorrecta o exagerar la aplicabilidad de una tecnología, un agricultor tiene un riesgo mucho mayor de gastar mucho dinero y esfuerzo en la agricultura de precisión, pero sin ver ningún beneficio real.

Mantente flexible

Hay muchas buenas preguntas que surgen de los primeros ensayos con la agricultura de precisión moderna. La teledetección basada en UAV ofrece mapas de alta precisión y bajo costo. Cada año, hay más y más algoritmos disponibles. Más algoritmos y mapas en el futuro brindarán una mejor comprensión de las tensiones que limitan el crecimiento de las plantas y el rendimiento de la cosecha. Estos pueden dar lugar a nuevas prácticas de gestión y nuevos equipos.

Se ha trabajado mucho en el maíz y se están demostrando beneficios reales en el campo. Pero se ha trabajado menos en la soja. Quizás los beneficios de la agricultura de precisión en el cultivo de la soja sean mayores, quizás sean menores. Es prudente elegir tecnologías de agricultura de precisión lo suficientemente flexibles como para permitirle rotar económicamente los cultivos como mejor le parezca y que probablemente proporcionen beneficios a los diferentes cultivos que cultiva.

Es importante ser flexible para:

cambios en el clima de un año al siguiente
cambios en el rendimiento que limitan el estrés que enfrentan las plantas
rotaciones de cultivos y la aplicabilidad de la tecnología a los diferentes cultivos
mejoras en la tecnología durante los próximos años
cambios en las prácticas de manejo
costos mas bajos
Es prudente considerar opciones como el arrendamiento de equipos y la contratación de consultores en lugar de la compra de nuevos equipos como un medio para mantenerse flexible.

¿»Importante Inversión en Tecnología» o «Tratando de Justificar Compras de Lujo»?

Ninguna cantidad de análisis comercial o económico generará los beneficios agrícolas esperados si un agricultor no puede separar honestamente la necesidad de la necesidad. Es muy fácil justificar un gasto de lujo como una inversión esencial en agricultura de precisión. Claro, es posible que desee comprar un tractor más nuevo, más grande y brillante, pero ¿es realmente una inversión necesaria o es algo que desea pero no necesita? Muchos distribuidores de equipos pueden no estar de acuerdo, pero hay ocasiones en las que no es necesario comprar equipos nuevos, especialmente si recién está comenzando en la agricultura de precisión.

Como se mencionó anteriormente, un agricultor prudente debería considerar una opción flexible cuando se inicia en la agricultura de precisión. A veces es mejor arrendar equipo o contratar a un consultor, operador personalizado o proveedor de insumos durante 2 o 3 años para demostrar los beneficios y que el equipo es adecuado y el adecuado para usted antes de salir y hacer un gran gasto.

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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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El editor de PrecisionAg, Eric Sfiligoj, ha preparado una lista de las 10 principales tecnologías que están dando forma a la agricultura de precisión en la actualidad. La mayoría implica algún nivel de robótica, navegación, sensores y dispensación de velocidad variable. ¡Échales un vistazo!

Republicado con permiso de PrecisionAg – Meister Media Worldwide

1. GPS / GNSS
Es difícil decir exactamente dónde estaría el estado actual de la agricultura de precisión sin GPS, literalmente. Desde prácticamente el momento en que la agricultura obtuvo acceso a los satélites de localización de posición en la década de 1990, los operadores y fabricantes han encontrado varias formas de vincular estas herramientas para que la gestión del trabajo de campo sea mucho más fácil y precisa. “En América del Norte y Europa, los agricultores pueden encender el tractor y ponerse a trabajar casi de inmediato”, dice TJ Schulte, director de marketing de la división agrícola de Trimble.

Más allá de estas capacidades, los expertos dicen que la tecnología satelital realmente merece su apodo “global”. “Ya no podemos referirnos a todos estos sistemas como GPS; esa no es una descripción precisa cuando nos referimos a la nueva tecnología de receptores de los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) en la actualidad”, dice Greg Guyette, presidente de Insero. En cambio, agrega, GNSS cubre las constelaciones de satélites de todos los países, incluidos GPS, GLONASS y Galileo.

2. Dispositivos móviles
Después de descubrir dónde se encuentra la agricultura de precisión en el planeta, la próxima innovación más importante de los últimos 20 años tendría que ser el desarrollo de dispositivos móviles. El mundo de hoy sería un lugar completamente diferente sin ellos, según John Reifsteck, productor de Illinois. “Sin el teléfono celular, probablemente todavía estaríamos mucho tiempo sentados en el establo, esperando que alguien venga al establo y haga que las cosas funcionen”, dice Reifsteck.

Hoy en día, los teléfonos móviles se han transformado en una gran cantidad de dispositivos móviles útiles, incluidos teléfonos inteligentes y tabletas. Esta tecnología está tan arraigada que los expertos estiman que hay más dispositivos móviles en la actualidad (7.250 millones) que personas (alrededor de 7.200 millones).

A partir de 2016, la mayoría de los fabricantes de agricultura de precisión que incursionan en el mercado de dispositivos móviles han pasado la mayor parte de su tiempo tratando de expandir las capacidades que estos productos pueden ofrecer a los usuarios. “Manejamos nuestro negocio con la regla de los 20 minutos cuando se trata de hacer llegar información al usuario”, dice la Dra. Marina Barnes, Vicepresidenta de Marketing de FarmersEdge. «Si no puede hacer que sus datos técnicos funcionen para el agricultor dentro de los primeros 20 minutos después de que los recibe, probablemente nunca los usará».

3. Robótica
Los robots están asumiendo muchas tareas en la agricultura en estos días (con diferentes niveles de éxito), incluida la plantación de cultivos de invernadero y la poda de viñedos. Y no ha habido escasez de actividad en cultivos agronómicos. El mayor impulso ha sido para las máquinas autónomas que se controlan de forma remota mediante telemática. Los ingenieros de Kinze han creado un sistema de carro de grano autónomo (diseñado para conectarse a cualquier tractor) en el que el carro sigue una cosechadora a través del campo a una distancia segura.

Lanzada en 2011, la tecnología líder-seguidor Fendt Guide Connect de AGCO también conecta dos máquinas por medio de señal GNSS y radio, de modo que ambas pueden ser controladas por un solo conductor. AGCO continúa desarrollando el concepto basándose en las opiniones de los clientes sobre sus necesidades agrícolas, dice Sepp Nuscheler, Gerente Senior de Comunicaciones de Fendt en AGCO.

En un enfoque diferente, el proyecto Fendt MARS (Mobile Agricultural Robot Swarms) utiliza pequeños robots de siembra de maíz que son livianos, energéticamente eficientes, muy ágiles, controlados en la nube y operados desde una aplicación de tableta. No hay cabina, sino un operador fuera del campo que administra una flota de múltiples unidades MARS. Pueden trabajar las 24 horas del día y tienen pocas necesidades de mantenimiento. “Busque algunos desarrollos interesantes para compartir sobre el proyecto MARS en el cuarto trimestre de este año”, dice Nuscheler. «Esta es una dirección en la que vemos que se dirige el futuro de la robótica agrícola: pequeña pero inteligente y muchas».

4. Riego
Las innovaciones en las tecnologías de riego de precisión se están volviendo aún más cruciales a medida que los productores enfrentan la escasez de agua debido a la sequía, el agotamiento de los acuíferos y las asignaciones de agua. Un avance reciente es la telemetría, dice John Campbell, Gerente de Avance y Adopción de Tecnología de Valley Irrigation. Los productos ahora permiten a los productores monitorear y controlar de forma remota casi todas las facetas de su operación de riego. Los sistemas ahorran agua, tiempo, combustible y desgaste de los vehículos.

En el futuro, Campbell dice que los productores integrarán el monitoreo de la humedad del suelo, los datos meteorológicos y el riego de tasa variable (VRI) en sus sistemas.

Ze’ev Barylka, director de marketing y ventas de Netafim USA, agrega el riego por goteo móvil de precisión como otro avance importante. La línea de goteo de la PC se tira a través del campo mediante un sistema de riego de pivote central o movimiento lineal. A medida que las líneas de goteo se colocan detrás del sistema, los emisores integrados entregan un patrón uniforme en toda la longitud del área irrigada. Debido a que las líneas de goteo entregan agua directamente a la superficie del suelo, la evaporación y la deriva del viento se eliminan virtualmente, lo que permite que llegue más agua a la zona de las raíces.

5. Internet de las cosas
Una de las palabras de moda más recientes que ha alcanzado la precisión en los últimos años es «Internet de las cosas» (IoT). Definido de manera simple, es el concepto de conectar cualquier dispositivo con un interruptor de encendido / apagado a Internet (y / o entre sí). Esta red de cosas conectadas también podría incluir personas con dispositivos portátiles.

La idea se ha demostrado en el mercado de consumo en el «hogar conectado», por ejemplo, donde los electrodomésticos, los sistemas de seguridad y similares se comunican entre sí y con el propietario. Craig Houin, líder de gestión de datos en Sunrise Cooperative, dice que los componentes conectados en la agricultura podrían incluir sensores de campo (para registrar datos del clima, humedad del suelo y temperatura en tiempo real) e imágenes aéreas / satelitales para el monitoreo de campo. Dichas comunicaciones de dispositivos también podrían usarse en programas de despacho, herramientas de interacción de ventas y otras aplicaciones de gestión empresarial.

Más recientemente, una serie de empresas emergentes agrícolas y proveedores de componentes (hardware, software, etc.) están utilizando LPWAN (Low Power Wide Area Network) en lugar o para aumentar las redes celulares en la transmisión inalámbrica de datos. «Estas redes están diseñadas para transportar pequeñas cantidades de datos transmitidos de forma intermitente a grandes distancias», dice Paul Welbig, Director de Desarrollo Comercial de Senet Inc. Debido a que los dispositivos que se comunican con las redes LPWA lo hacen con muy poca energía, la duración de la batería es muy baja. sustancialmente más largo que las ofertas actuales de telefonía móvil. Esto, junto con el uso de la red de bajo costo, proporciona una ventaja de costo total de propiedad muy convincente sobre otras opciones.

6. Sensores
Se han utilizado sensores inalámbricos en agricultura de precisión y / para recopilar datos sobre la disponibilidad de agua del suelo, la compactación del suelo, la fertilidad del suelo, la temperatura de la hoja, el índice de área de la hoja, el estado del agua de la planta, los datos climáticos locales, la infestación de malezas, enfermedades de insectos y más. Quizás las tecnologías más avanzadas y diversas hasta la fecha se encuentran en la gestión del agua. En todo el país, una mayor regulación del uso del agua y la escasez de agua continuarán impulsando mejoras en esta área. De hecho, Ben Flansburg de BCA Ag Technologies dice que los sensores de lluvia y humedad del suelo han sido algunos de los grandes vendedores. Y muchos más productores en California están utilizando sensores de humedad para ayudar a programar el riego.

La información del sensor sobre la marcha también se ha vuelto más valiosa. Las opciones de aplicador a bordo desarrolladas en los últimos años incluyen GreenSeeker (Trimble), OptRx (Ag Leader) y CropSpec (Topcon). Comunican las condiciones sanitarias de los cultivos en tiempo real para ayudar a adaptar de inmediato las aplicaciones del producto.

¿Otra innovación? WeedSeeker, el sensor de detección de malezas de Trimble diseñado para la aplicación precisa de herbicidas en sitios específicos. “Su uso está creciendo en regiones geográficas donde las malezas han desarrollado una tolerancia a los herbicidas de amplio espectro basados ​​en glifosato estándar”, señala Mike Martinez, Director de Marketing.

7. Siembra de tasa variable
Dadas todas las tecnologías más nuevas / emocionantes para la agricultura de precisión en esta lista, podría ser una sorpresa ver la siembra de aplicaciones de tasa variable (VRA) aquí. Según Sid Parks, gerente de agricultura de precisión de GROWMARK, esto ha podido mantener su importancia en parte debido a su naturaleza. “Apela a la inclinación natural de los productores para tratar de maximizar un campo para aprovechar todas las posibilidades de incrementar los rendimientos posibles prestando especial atención a los factores que impactan el crecimiento de semillas”, dice Parks. «Es un poco diferente al fertilizante de tasa variable porque la siembra VRA depende de su capacidad para recopilar datos precisos para el inicio del proceso agrícola, la semilla en sí».

Otro factor que influye en la importancia continua de la siembra VRA para la agricultura de precisión en general es el hecho de que, como categoría, tiene mucho espacio para crecer. “Aunque la gente ha estado usando las prácticas de siembra de VRA desde mediados de la década de 1990, probablemente solo se esté usando en el 5% al ​​10% de los acres plantados hoy en día”, dice Parks. «Pero la capacidad de recopilar datos buenos y útiles para la siembra de VRA está mejorando mucho, por lo que las posibilidades de que más productores utilicen esta práctica en sus operaciones anuales seguirán mejorando en el futuro».

8. Modelado meteorológico
Visite la mayoría de las tiendas minoristas agrícolas del país y es probable que se exhiba algún tipo de rastreador meteorológico. Quizás ninguna otra variable sea tan importante, y completamente impredecible, como el clima.

Pero la ayuda esta en camino. “Durante los últimos 25 años, se han desarrollado muchas tecnologías importantes que serían aún más valiosas con modelos meteorológicos de calidad, pero ahora estamos en un punto en el que garantizar buenos rendimientos de los cultivos es clave para asegurarnos de que el mundo tenga soluciones alimentarias. eso funciona ”, dice Jeff Keizer, vicepresidente de marketing y ventas estratégicas de Iteris. “En Iteris, llevamos más de 30 años en el negocio del modelado de datos. Nuestro primer sistema agrícola, ClearAg, crea una plataforma para la agricultura y se expande a otras áreas de modelado, como el uso del agua, las propiedades del suelo y el crecimiento de los cultivos ”.

Un ejemplo de esto, dice Keizer, involucró a un productor de papa en las llanuras del norte que encontró que cosechar su cosecha a cierta temperatura era clave para mantener la calidad e integridad de la cosecha. En el pasado, este productor enviaba exploradores al campo para evaluar manualmente la temperatura del suelo antes de enviar el equipo de cosecha. “Pero al usar ClearAg, este productor pudo tomar todas las lecturas del suelo de forma remota y pudo realizar su cosecha de manera mucho más eficiente que nunca”, dice.

9. Modelado de nitrógeno
Aunque algunas formas de fertilizantes de dosis variable se han utilizado durante décadas, el modelo de nitrógeno se ha vuelto más pronunciado recientemente. «Nuestra clientela ha estado utilizando tecnologías de tasa variable para aplicaciones de fertilizantes desde mediados de la década de 1990», dice Matt Waits, director ejecutivo de SST Software. «Sin embargo, la complejidad del ciclo del nitrógeno y cómo se encuentra en un estado de flujo constante siempre ha dificultado la gestión del nitrógeno».

Recientemente, SST Software se ha asociado con Agronomic Technology Corp. (ATC) para presentar Adapt-N. Según el director ejecutivo de ATC, Steve Sibulkin, Adapt-N se introdujo por primera vez en 2014 y se está convirtiendo en una herramienta importante para gestionar adecuadamente el uso de nitrógeno. “Existe la creencia en la agricultura de que las presiones ambientales actuales solo empeorarán a medida que la industria avance”, dice Sibulkin. “La gran mayoría de los productores desea utilizar métodos simples para poder abordar estas preocupaciones. Eso es lo que Adapt-N y otros procesos de modelado de nitrógeno están aportando actualmente a la mesa «.

10. Estandarización
El llamado a la compatibilidad entre los componentes de los fabricantes de equipos, principalmente a través de los estándares ISOBUS, continúa existiendo. Los esfuerzos iniciales oficiales para implementar esto comenzaron hace unos ocho años con la formación de la Fundación de Electrónica de la Industria Agrícola. El grupo ahora incluye más de 170 empresas, asociaciones y organizaciones que colaboran activamente para hacer que los estándares funcionen.

Sin embargo, los participantes de la industria que tienen que lidiar con la compatibilidad del equipo «en el terreno» continúan frustrados. Los expertos en tecnología de terceros a menudo tienen dificultades para administrar los productos de los proveedores de la competencia. Tim Norris, director ejecutivo de Ag Info Tech, LLC, Mount Vernon, OH, dice Tim Norris: “Esperemos que llegue un punto en el que los componentes sean prácticamente plug-and-play, y es mucho mejor de lo que era, pero sigue siendo un problema real «.

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Programar la cosecha y el transporte de cultivos altamente perecederos y recolectados a mano, como las fresas, para que estos productos delicados lleguen a los consumidores con su máximo sabor y frescura es una danza intrincada que asocia a la madre naturaleza con el trabajo manual.

Sin embargo, muchas de las técnicas y tecnologías de “agricultura inteligente” que ayudan a los productores a cosechar más de lo que siembran de manera más rápida y eficiente se han enfocado principalmente en cultivos en hileras como maíz y soja, sin pasar por los productores de productos frescos de alto valor.

“Las grandes máquinas utilizadas para cosechar cultivos en hileras como trigo, maíz y soja proporcionan una plataforma natural para mejorar la eficiencia”, dijo Richard Sowers , profesor de ingeniería de sistemas industriales y empresariales y de matemáticas en la Universidad de Illinois . “Sin embargo, la historia es radicalmente diferente en cultivos de alto valor recolectados a mano como las fresas, que pueden ser muchas veces más valiosas por acre que el maíz. Con cultivos recolectados a mano, la agricultura de precisión se queda muy atrás «.

“Cien acres de maíz pueden tener un valor de solo $ 800,000, mientras que la misma cantidad de acres plantados con fresas puede valer $ 7.5 millones”, dijo Devasia Manuel, una ex alumna reciente de Illinois. “Sin embargo, los recolectores de fresas utilizan pocas o ninguna técnica de agricultura de precisión. Es bastante asombroso «.

Manuel, actualmente investigador de aprendizaje automático de Google, fue el autor principal de un artículo con Sowers que exploró un modelo matemático para determinar el momento óptimo para transportar una cosecha de fresas desde el campo hasta el almacenamiento en frío.

La metodología de Sowers y Manuel se describe en un artículo publicado en la revista Natural Resource Modeling.

Sowers y Manuel, entonces un estudiante de posgrado en Illinois, observaron a los trabajadores cosechando fresas en Crisalida Farms en Oxnard, California. El algoritmo de los investigadores exploró el deterioro que podría sufrir el productor si enviaba camiones parcialmente cargados a las estaciones de enfriamiento, en lugar de esperar hasta que sus camiones estuvieran cargados hasta su capacidad para transportar la fruta al almacenamiento en frío.

Las frutas recolectadas a mano, como las fresas, comienzan a descomponerse inmediatamente después de ser cosechadas, y el valor de mercado de la cosecha puede disminuir hasta en un 10 por ciento por hora si el producto cosechado se queda al sol esperando ser transportado a un almacenamiento refrigerado, Sowers dijo.

“A los productores les gustaría transportar sus cultivos a las estaciones de enfriamiento de acuerdo con una política óptima, pero esa política debe reflejar una compensación entre la pérdida de calidad y la tasa de cosecha”, dijo Sowers.

A diferencia de los cultivos cosechados a máquina, la cosecha de cultivos recolectados a mano varía de un trabajador a otro y según la hora del día a medida que los trabajadores se acaloran y se fatigan, anotaron los investigadores en el estudio.

“Si sus trabajadores recogen el 90 por ciento de una carga en solo 15 minutos y luego disminuyen la velocidad debido al calor, tendría sentido llevar la carga al almacenamiento en frío aunque el camión esté solo parcialmente lleno”, dijo Sowers. “Esa es una imagen muy simplificada, pero eso es a lo que estábamos tratando de llegar. Pensamos en cómo modelar estas compensaciones e hicimos algunas optimizaciones y simulaciones, y descubrimos que podrían ser posibles algunos ahorros significativos «.

Los sembradores se negaron a citar los valores en dólares porque sus hallazgos eran teóricos y el modelo debería calibrarse con los datos reales de cosecha y deterioro de los productores.

Sin embargo, los hallazgos fueron alentadores, dijo Sowers, y las posibles recompensas financieras deberían motivar a los investigadores y productores de cultivos a explorar oportunidades para aplicar técnicas de agricultura de precisión al manejo de cultivos especiales y cosechados a mano.

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El término big data puede parecer a primera vista incongruente con la agricultura animal. Sin embargo, al capturar, analizar, informar y compartir los datos de la cadena de producción con los tomadores de decisiones, las organizaciones están mejor equipadas para tomar decisiones informadas. Un aspecto fundamental de este proceso es el tipo de datos, su relevancia, precisión e integridad.

No se puede subestimar la importancia de capturar datos relevantes y precisos que se informan en un tiempo y espacio significativos. Sin embargo, existen desafíos importantes con el big data para la producción avícola, sobre todo con los conceptos básicos de captura de datos, almacenamiento, seguridad, análisis y realización de cambios significativos basados ​​en los datos. Este documento revisará las tecnologías actuales disponibles o en desarrollo para el

Datos de la granja
a) Medio ambiente
Con la llegada de la ventilación de túnel para los establos de aves de corral hace más de tres décadas, la capacidad de controlar y monitorear las condiciones ambientales como la temperatura, la humedad relativa, la ventilación, la iluminación, la calidad del aire y el índice de calor / comodidad de las aves ha avanzado significativamente. Dado que estas tecnologías existen actualmente y se utilizan ampliamente, el enfoque de esta revisión se concentrará en tecnologías emergentes e identificará oportunidades para el desarrollo. Sin embargo, vale la pena señalar que, aunque la regulación y el monitoreo de las condiciones ambientales se ha vuelto cada vez más automatizado, la presentación de informes y la difusión de estos registros más allá de la granja a menudo está fragmentada y sigue siendo un área de mejora.

b) Agua
Los medidores de agua son más comunes en las granjas que los dispositivos de medición de alimentos; sin embargo, no todas las granjas o cobertizos los tienen. Quizás sea evidente que el consumo de agua es un indicador crucial de la salud de las aves y, por extrapolación, puede dar alguna indicación del consumo de alimento. Sin embargo, los datos sobre el agua a menudo se pasan por alto en la granja o no se registran ni se informan de manera que respalden mejor la gestión óptima de las bandadas. El registro de datos de ingesta de agua por hora, si no diaria, ayudaría a identificar las tendencias en el consumo, particularmente la ingesta disminuida que puede preceder a un problema de salud y brindar una oportunidad para una investigación e intervención tempranas.

c) Piensos
Cuando se trata de la producción avícola, los factores clave de la eficiencia y la rentabilidad se centran en los piensos. Si bien el pienso es solo uno de los muchos componentes de la producción avícola, su contribución a la eficiencia de la producción merece especial atención. Según se informa, los costos de los piensos representan el 60-70% de los costos de producción y, por lo tanto, no se puede dejar de enfatizar su importancia para la economía de una empresa avícola.
Sin embargo, paradójicamente, esta métrica es quizás la menos informada. El volumen de alimento consumido para cada lote o ciclo de producción se aproxima en la finca utilizando diversas combinaciones de ingresos de las fábricas de alimentos balanceados y estimaciones subjetivas que van desde algo tecnológicamente avanzado hasta arrojar piedras a los silos. De los métodos tecnológicamente más avanzados para la estimación del uso de piensos, algunos son propensos a errores y requieren considerablemente más mantenimiento que otros. Cualquiera que sea el método que se utilice, aunque podría considerarse un paso adelante en el seguimiento de la alimentación, la precisión de los datos puede ser cuestionable y, por lo tanto, potencialmente engañosa. La necesidad (y el deseo) de medir e informar con precisión la ingesta de alimento en tiempo real es significativa y los beneficios de estos datos no deben subestimarse.
Otro factor que contribuye a la imprecisión de los informes de alimentos es que, a pesar de las mejores intenciones, la mayoría de las veces el uso de alimentos se informa después de que el lote ha terminado y con datos incompletos. La precisión de esto también se basa en la estimación de alimento que queda en el silo al final del lote. Dados los métodos anteriores que se utilizan habitualmente para estimar el inventario de silos, la aplicación de un control del volumen de alimentación más preciso es clave para proporcionar datos significativos a diario e incluso cada hora y en tiempo real. Hacer hincapié en el potencial de este flujo de datos para mejorar la toma de decisiones sobre la producción avícola da como resultado la capacidad de comparar parvadas, galpones, granjas y cambios en la gestión / nutrición. Actualmente, a menos que haya granjas de investigación disponibles, la capacidad de cuantificar con precisión los efectos sobre el rendimiento / eficiencia de las aves en respuesta a cambios en la formulación de los piensos, los aditivos de los piensos y la fabricación de piensos es limitada. El potencial para monitorear la entrega de alimento en los cobertizos y, por lo tanto, calcular el consumo diario de alimento, es quizás uno de los desafíos más importantes en la granja, pero las oportunidades aquí son enormes.

d) Peso corporal vivo y uniformidad
El peso corporal vivo y la uniformidad de la parvada son importantes para evaluar el crecimiento, la eficiencia alimentaria y los problemas subyacentes de salud o bienestar. Actualmente, el peso corporal promedio y la uniformidad de las aves se obtienen pesando manualmente un subconjunto de la bandada o, con menos frecuencia, con plataformas de pesaje automáticas. El pesaje manual de aves es laborioso y limita el número de aves muestreadas, lo que puede representar erróneamente la bandada. Las plataformas de pesaje automáticas están sujetas a los caprichos del comportamiento y el peso corporal de las aves. Es menos probable que las aves más pesadas se suban a las plataformas de pesaje, lo que lleva a una subestimación del peso corporal de la parvada hasta en un 30%. Concordantemente, este escenario es más evidente hacia el final del ciclo de producción en los pollos de engorde, cuando el peso corporal de los pollos de engorde es crucial para programar los tiempos de recogida.

e) Biosensores
Un área emergente en la ganadería es el uso de tecnologías avanzadas de biosensores como microfluidos, analizadores de sonido y algoritmos de detección de imágenes. Se ha informado que los analizadores de sonido son efectivos para predecir los niveles de ‘estrés’ en las gallinas ponedoras, el confort térmico de los pollitos durante la etapa de crianza, el rendimiento de crecimiento de los pollos de engorde y los pollitos antes de la eclosión. El seguimiento de la distribución espacial de las aves puede proporcionar indicadores del comportamiento de las aves, las condiciones ambientales y la actividad de las aves. Se prevé que estos sensores se incorporarán en las unidades de producción avícola y alimentarán los datos (información) a los gestores de ganado avícola para permitir una adecuada toma de decisiones relacionadas con el manejo de las aves. Actualmente, la adopción de estas tecnologías es baja; sin embargo,

Limitaciones y barreras para la adopción
La tecnología digital es un facilitador clave en toda la cadena alimentaria; sin embargo, a pesar de las claras tendencias en otros países, Australia tiene un retraso significativo en el uso de plataformas de software e información digital. Los impedimentos para la adopción de la tecnología digital son multifactoriales, pero pueden atribuirse en gran medida a las limitaciones de capital necesarias para implementar dichos sistemas y la cobertura de telecomunicaciones inadecuada, especialmente en las granjas ubicadas en áreas remotas. Los esfuerzos para mejorar la conectividad a Internet en áreas remotas están progresando, pero el acceso a Internet sigue siendo inconsistente, poco confiable y lento en muchas áreas. Trabajar alrededor de las soluciones para esto es costoso y, dada la ubicación y la propiedad fragmentadas de las granjas, es poco probable que una sola granja avícola pueda justificar el capital requerido.
Otra consideración en la adopción de tecnologías de informes y monitoreo digitales es la propiedad y seguridad de los datos. En empresas totalmente integradas en las que las granjas son propiedad de la empresa o son administradas por ella, los problemas relacionados con la propiedad de los datos y la presentación de informes transparentes son quizás menos controvertidos que en situaciones en las que se contratan productores por contrato. De manera similar, es más probable que las organizaciones más grandes cuenten con departamentos de TI dedicados y protocolos de seguridad que los operadores más pequeños. En situaciones en las que se emplean productores por contrato, pueden surgir sensibilidades relacionadas con el intercambio de datos y la seguridad con inquietudes planteadas sobre cómo las empresas avícolas almacenarán, compartirán e interpretarán los datos. Esto último puede afectar las negociaciones del contrato o los pagos y necesitaría una aclaración al inicio de un proyecto de datos. Cualquiera que sea el caso,

Conclusiones
La adopción de tecnología para el monitoreo y la gestión debe basarse en algunos fundamentos; de lo contrario, existe el riesgo de verse abrumado por datos erróneos o sin sentido. Una advertencia sobre el uso de big data para la producción avícola es que la combinación de personas y datos es fundamental para el éxito. Se requerirá personal capacitado para interpretar los datos y manejar las bandadas en el campo; Big Data no es un reemplazo para las personas capacitadas, sino una herramienta para permitir la toma de decisiones. Para maximizar el valor de los macrodatos en la producción avícola, será necesario emplear un enfoque de cadena de valor completa y también requerirá ajustes en la forma en que se comparten los datos actualmente. Un objetivo general del uso de big data en la producción avícola debería ser proporcionar los datos correctos a la persona adecuada en el momento adecuado.

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A medida que la revolución de Internet de las cosas toma forma, la promesa de las aplicaciones agrícolas podría resultar el área de crecimiento más beneficiosa.
El «Internet de las cosas» tiene el potencial de cambiar el mundo en el que vivimos; Las ciudades más inteligentes, los automóviles conectados y las industrias más eficientes forman parte de la ecuación de IoT. Sin embargo, la aplicación de la tecnología de IoT agrícola quizás podría tener el mayor impacto.

Eso parece una afirmación elevada, pero al hacer cálculos, se hace evidente. La agricultura ha sido el elemento básico de la civilización desde que el hombre se alejó de la caza y la recolección. Al mismo tiempo, ha sido una industria intensiva en mano de obra, de alto riesgo y de baja recompensa. Los agricultores a menudo son los más afectados por las recesiones económicas o los cambios ambientales, y la agricultura de precisión utiliza sistemas de IoT para ayudar a contrarrestar, y en algunos casos eliminar, los numerosos factores de riesgo que enfrenta la industria agrícola.

Medición
En su forma más básica, la IoT agrícola puede ayudar a los agricultores a medir mejor cosas, como la cantidad de fertilizante utilizado, la cantidad de semillas plantadas, la cantidad de agua en el suelo y la temperatura de los productos almacenados. A través de los sistemas de IoT agrícolas, estas mediciones pueden ser extremadamente precisas, lo que permite al agricultor rastrear una variedad de variables ambientales hasta el pie cuadrado.

Monsanto adquirió recientemente Climate Corp. , una compañía que se especializa en IoT agrícola, por $ 1.1 mil millones. La agricultura, como todo lo demás, tiene que ver con el uso de recursos, y si los agricultores pueden usar los sensores de IoT para utilizar esos recursos de manera más efectiva, los resultados pueden cambiar las reglas del juego.

Mayores rendimientos
Un informe de la investigación de Beechum descubrió que la creciente demanda mundial de recursos alimentarios impulsada por la expansión de la población requerirá, en última instancia, prácticas de agricultura de precisión impulsadas por IoT.

“Para contrarrestar estos desafíos, la [Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación] recomienda que todos los sectores agrícolas estén equipados con herramientas y técnicas innovadoras, en particular tecnologías digitales”, señaló el informe. «La agricultura de precisión tiene como objetivo optimizar el rendimiento por unidad de tierra agrícola utilizando los medios más modernos de una manera continuamente sostenible, para lograr lo mejor en términos de calidad, cantidad y rendimiento financiero».

Las estimaciones muestran que los agricultores que utilizan sistemas agrícolas de IoT pueden ver un aumento de los rendimientos de hasta un 15%, lo que se traduce en $ 5 a $ 100 más por acre. Esto no parece mucho hasta que se considera el hecho de que la granja familiar promedio en los EE. UU. Es de 1,000 acres, lo que significa que IoT podría generar al agricultor familiar entre $ 5,000 y $ 100,000 más.

Como señaló Beechum, los rendimientos más altos no solo equivalen a mayores ganancias, sino que más personas se alimentan. Esto es vital cuando se espera que la población del mundo supere los 10 mil millones de personas antes de finales de este siglo. IoT también ayuda a aumentar la seguridad alimentaria de otras maneras: después de la cosecha, un porcentaje de los cultivos se pierde en el transporte o almacenamiento debido a alimañas o cambios de temperatura, y los sistemas de IoT pueden reducir esta tasa de pérdida en un margen considerable, lo que significa más alimentos para todos.

Falta de infraestructura
La implementación de IoT en la agricultura está avanzando de alguna manera con compañías como John Deere, uno de los fabricantes de equipos agrícolas más grandes del mundo, que están convirtiendo en un estándar moderno en cada pieza de equipo que produce.

Empresas como AT&T y Monsanto también se están asociando para implementar nuevos sistemas agrícolas de IoT. Sin embargo, un obstáculo importante para que la agricultura de precisión alcance todo su potencial es la falta de sistemas integrales de banda ancha rural.

Las plataformas de IoT requieren una conexión a Internet para funcionar. En una audiencia ante el Comité de Comercio del Senado de los EE. UU., Los testigos describieron cómo algunos agricultores se ven obligados a mezclar datos entre dispositivos en unidades flash. Además, Cory Reed, vicepresidente senior de soluciones inteligentes de Deere & Co., señaló que incluso donde hay conectividad, está fallando debido a la alta demanda.

«En las zonas rurales», dijo Reed, «las transmisiones de datos tienen una tasa de éxito del 70% y, sin mejoras, Deere espera que baje al 50% en dos o tres años».

Si bien ha habido esfuerzos por parte de la Comisión Federal de Comunicaciones y los operadores privados para aumentar la conectividad rural, la métrica para medir la cantidad de conectividad se basa en la cantidad de personas conectadas. Para que IoT se dé cuenta de todo su potencial en el espacio agrícola, puede ser necesario un cambio de pensamiento sobre cómo medir la disponibilidad de infraestructura inalámbrica en áreas rurales escasamente pobladas.

¿Entonces, qué significa todo ésto?
Therese Cory, analista de Beecham Research y una de las coautoras del informe, dijo: “La demanda de más alimentos debe enfrentarse a los desafíos del aumento del cambio climático y las condiciones climáticas más extremas, junto con el impacto ambiental resultante de prácticas agrícolas intensivas «.

La agricultura inteligente no es solo una innovación técnica; es una innovación necesaria, que si se implementa correctamente podría ayudar a alimentar a un mundo hambriento que se enfrenta al estrés ambiental del cambio climático. Además, las innovaciones tecnológicas de la agricultura de precisión podrían ayudar a los agricultores a ser más precisos en el uso de fertilizantes y pesticidas, mitigando así algunos impactos ambientales.

La transformación hacia un futuro agrícola inteligente será lenta a menos que las áreas rurales comiencen a recibir la infraestructura inalámbrica y de banda ancha necesaria para mantenerse al día con la creciente demanda. Si se toman medidas para implementar con éxito la agricultura de precisión, podría ser beneficioso para todos.

Los proveedores ganan al encontrar nuevos clientes que necesitarán suficiente infraestructura para ejecutar nuevos sistemas agrícolas de IoT; los agricultores ganan porque ven mayores rendimientos y más seguridad financiera; y todos los demás ganan porque el espectro del hambre, que ha perseguido al hombre desde tiempos inmemoriales, se mantiene firmemente a raya.

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¿Qué tan alto pueden los agricultores impulsar los rendimientos utilizando tecnología de precisión y cuánto tiempo pueden mantener la tierra a estos altos niveles de producción?

Estas son preguntas que han dejado perplejo al consultor de cultivos de Carolina del Norte, Steven Valencsin, durante muchos años.

En lugar de preguntarse acerca de los beneficios de la tecnología para la agricultura, se ha propuesto encontrar formas de implementar sistemas avanzados de producción de plantas a través de su trabajo con Growers LLC, su negocio de aplicadores personalizados y consultoría de cultivos con sede en Raleigh, Carolina del Norte.

Valencsin ha vivido literalmente la agricultura de costa a costa. Pasó sus primeros años en una granja en Washington, luego se mudó a Dakota del Sur y se graduó del Instituto de Agricultura de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

Fue mientras trabajaba para un aplicador personalizado cuando era adolescente en Dakota del Sur que comenzó a desarrollar algunas de las estrategias que ahora usa para ayudar a cultivadores reconocidos como David Hula a llevar sus cultivos a nuevos límites de rendimiento.

En su primer año como consultor de cultivos, aplicador de precisión y único propietario de Growers LLC, Valencsin encontró pocos oyentes interesados ​​en sus teorías sobre la producción avanzada de plantas.

Uno de sus primeros clientes fue David Hula, quien escuchó. En 2011, Hula estableció un récord mundial con 427 bushels de maíz por acre en su granja de Charles City, Virginia.

Antes de comenzar su empresa actual, Valencsin era socio de un laboratorio de análisis de suelos de alta tecnología en el condado de Duplin, NC.Como parte de su trabajo en el laboratorio de análisis de suelos, conoció a David Hula y ha estado trabajando con el productor de Virginia para el últimos tres años.

La precisión es la clave
La precisión es la clave, dice Valencsin. “David Hula es solo uno de los muchos productores en todo el país que son implacables en sus esfuerzos por brindar a cada planta en un campo exactamente lo que necesita y exactamente cuando lo necesita para producir rendimientos lo más cercanos posible a la capacidad biológica del cultivo.

“David y sus hermanos siempre están al tanto de todo lo que tiene que ver con la producción de sus cultivos”, dice Valencsin. “Como resultado, a menudo ganan concursos de rendimiento estatales y nacionales y son reconocidos entre los agricultores de élite del país”, agrega.

Valencsin dice que su primera apuesta por la agricultura vino de seguir a su abuelo. El enfoque de precisión que ahora adopta para cultivar cultivos, dice, es una extensión, si no un microcosmos, de la forma en que su abuelo cultivaba cultivos en un sistema pequeño pero intensivo.

Con demasiada frecuencia, dice, los productores han alcanzado una línea plana con los rendimientos de grano. Todos utilizan tecnología Roundup , maíz de doble pila y tecnología Bt y están invirtiendo grandes cantidades de dinero en producir un cultivo.

Al mismo tiempo, la mayoría de los buenos productores de hoy en día se inclinan a observar de cerca el uso de fungicidas, por ejemplo, porque pueden ver una recompensa en términos de unos pocos bushels por acre de rendimiento. A los precios actuales, una fanega o dos más pueden pagar una aplicación de herbicida.

Casi la misma filosofía se aplica al control de malezas. Los buenos productores están dispuestos a invertir en múltiples modos de acción para un mejor control y para retrasar o detener la expansión de la resistencia a los herbicidas en sus granjas.

“Los principales agricultores ahora prestan mucha atención a las tasas de siembra y el tiempo de siembra y las interacciones cultivo / pesticida. A pesar de hacer todas estas cosas positivas, la mayoría parece haber alcanzado una meseta de rendimiento, y estamos buscando formas de ayudarlos a pasar de la era de la protección vegetal a una nueva era de producción vegetal ”, dice Valencsin.

“En cierto modo, estoy retrocediendo al observar los factores que tienen un impacto más significativo en el rendimiento y que un productor puede manejar con un costo mínimo”, agrega.

“El primer factor es el suelo. La cantidad que puede producir una planta individual en un campo es, ante todo, una función de la cantidad de nutrientes que una planta puede obtener del suelo.

“Consideramos el suelo como un factor limitante en el rendimiento y tratamos de ayudar a un productor a administrar, dentro de la variabilidad del campo, la cantidad de nutrientes que una planta necesita para una producción máxima en el suelo y en la planta en el momento preciso en que la planta necesita estos nutrientes el la mayoría ”, dice Valencsin.

Un factor ha mejorado los rendimientos
“Este único factor, una mejor gestión de la interacción entre el suelo y la planta, ha permitido a la mayoría de los productores con los que trabajo mejorar significativamente sus rendimientos”, añade.

“Sin gastar mucho dinero, la mayoría de los productores con los que trabajo han visto un aumento de 20 a 40 bushel por acre en el rendimiento de maíz durante un período de dos años, por ejemplo.

“Este es mi medio de vida, pero más que eso, me divierte tratar de averiguar exactamente qué necesita un campo de maíz, por ejemplo, para aumentar los rendimientos entre un 15 y un 20 por ciento.

«En 2011, mi primer año completo en este negocio, hice una encuesta de todos los productores con los que trabajé y después de que todos los costos se tomaron en cuenta en la ecuación, obtuvieron un ahorro promedio de $ 23 por acre solo en sus costos de cal y fertilizantes». Valencsin dice.

Aunque la mayor parte de su trabajo se realiza en las Carolinas y Virginia, Valencsin también regresó a sus raíces de precisión en Dakota del Sur para trabajar con un número limitado de agricultores allí.

“Trabajo con un joven agricultor en Dakota del Sur, que cultiva alrededor de mil acres de cultivos de cereales de regadío. Dispara por 200 bushels por acre y ha promediado 180-190 bushels por acre durante los últimos años.

“Hicimos un muestreo extenso del suelo, creamos un mapa de aplicación variable y, en general, hicimos un mejor trabajo en el manejo del pH y la fertilidad del suelo. Terminó con casi 240 bushels de maíz por acre, lo mejor que ha hecho en su vida, y lo hizo en uno de los años más calurosos y secos que se hayan registrado ”, dice Valencsin.

Para este productor en particular, hizo una inversión de $ 12 por acre y obtuvo un rendimiento de más de $ 300 por acre. Si bien parece una obviedad económica, el consultor de Carolina del Norte dice que todavía es difícil para los productores comprometerse a gastar esa cantidad de dinero por adelantado, antes de que la cosecha llegue al suelo.

“Demasiados agricultores han invertido en agricultura de precisión y en algún momento el proceso se rompió y perdieron dinero. Ya sea que la avería haya sido un mal análisis del suelo, malas muestras, mal tiempo o gestión, todas son razones para que la tecnología de precisión no funcione ”, dice.

Tener todo bien en el lado de la aplicación y el tiempo de todo el proceso de precisión llevó a Valencsin a agregar un componente de aplicación personalizado a su negocio.

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En el sureste puede usar el pulverizador durante todo el año. Transporta la gran plataforma en un semirremolque y la llevará a Dakota del Sur y Nebraska la próxima primavera.

En el sureste, sostiene, tiene un promedio de 600 acres por día y el doble en algunas áreas del este de Carolina del Norte. En el Medio Oeste, en un buen día, puede cubrir entre 1.600 y 1.700 acres con la plataforma grande.

Los altos rendimientos, dice Valencsin, son una función de una buena gestión.

“Los productores como David Hula en Virginia y Kip Cullers en Missouri, se mantienen al tanto de sus cultivos y tratan de que las plantas nunca entren en una situación de ‘querer’ o ‘necesitar’.

“Siempre dan a las plantas lo que necesitan, cuando lo necesitan, para productores como ellos, el cielo es realmente el límite, dice.

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Para 2050, la población mundial llegará a los 10 mil millones, según Naciones Unidas. Con una enorme cantidad de personas ya desnutridas, las estimaciones del aumento de la producción de alimentos requerido para mediados de siglo varían enormemente: algunos piden una duplicación de la producción , mientras que otras estimaciones sugieren que pueden ser suficientes aumentos tan bajos como el 25% .

Una cosa que pocos discuten es que si vamos a exprimir cada vez más alimentos de las limitadas tierras agrícolas del mundo, deberíamos hacerlo de manera sostenible o, en última instancia, corremos el riesgo de una calamidad humanitaria. Es un desafío global inminente. «Cultivar la tierra cultivable del mundo a una pulgada de su vida no es la solución», dice Julie McCann , profesora de sistemas informáticos en el Imperial College de Londres y líder estratégica del Gran Desafío de ‘infraestructura resistente y robusta’ del programa de Turing. en Ingeniería centrada en datos . “Por un lado, necesitamos proteger el suelo para asegurar su longevidad. Por otro lado, necesitamos sacarle más provecho «. Por eso, en 2017, Turing financió el trabajo de McCann para desarrollar tecnología de agricultura de precisión.

“Por un lado, necesitamos proteger el suelo para asegurar su longevidad. Por otro lado, necesitamos sacarle más provecho «.

Profesora Julie McCann, líder estratégica de ingeniería centrada en datos, Instituto Alan Turing

La agricultura de precisión requiere que los agricultores utilicen redes de sensores para familiarizarse íntimamente con el estado de sus cultivos y suelo en cualquier momento y lugar de sus campos. Al comprender lo que está sucediendo con todo lujo de detalles, los insumos como fertilizantes y agua se pueden adaptar y se pueden identificar rápidamente los brotes de enfermedades. De esta manera, se optimizan los insumos y se maximizan los rendimientos de los cultivos. Y mediante un uso más juicioso de los plaguicidas se minimizan los daños al suelo y la biodiversidad.

Pero ejecutar infraestructura cableada en toda una granja no es práctico y costoso, por lo que los sensores deben tener poca potencia y funcionar con baterías o energías renovables como la solar. Las redes modernas de área amplia de baja potencia funcionan bien para aplicaciones agrícolas, pero están diseñadas para tráfico unidireccional, es decir, enviar datos de detección a la computadora de un agricultor para su análisis. McCann y su equipo han diseñado un sistema único capaz de transformar una red de detección pasiva en una red de control, una innovación crucial para la agricultura de precisión.

Escuche a Julie McCann hablando con Farming Today de BBC Radio 4 sobre el trabajo de su equipo.

¿Cómo comenzó?
McCann ya tenía una relación de investigación con la bodega Ridgeview en South Downs en Sussex. “El equipo de Julie había trabajado con nosotros antes. monitoreando el uso de energía, temperatura y agua dentro del edificio de la bodega ”, dice el gerente de viñedo Matthew Strugnell. «Estábamos emocionados de ver cómo los sensores remotos podrían ayudarnos a ver más de cerca lo que está sucediendo en nuestro viñedo, proporcionando una imagen de ‘mayor resolución'».

Los investigadores colocaron sensores cada 50 metros en toda la finca vinícola y dentro del edificio de la bodega. Esta configuración permite medir cómo cambia el aire alrededor del viñedo en términos de humedad y temperatura. Pronto también será posible la capacidad de medir el contenido de humedad del suelo tanto a nivel micro como macro en los campos de vides.

Vid
La red de sensores permite detectar cambios de humedad y temperatura en áreas específicas del viñedo.
¿Que pasó?
El estado de los campos
El objetivo inicial es modelar, lo más cerca posible del tiempo real, el estado de los campos. El desafío de la investigación es cómo dar sentido a los datos que llegan de potencialmente cientos de sensores, en diferentes momentos. El truco consiste en procesar los datos de tal manera que sigan siendo robustos, incluso si partes de la red se comportan mal, como siempre lo harán «en la naturaleza», para poder hacer una predicción precisa del estado actual del campo.

“Somos capaces de comprender los pequeños cambios en diferentes áreas del viñedo. Esto puede ayudarnos a identificar posibles focos de enfermedades «.

Matthew Strugnell, gerente de bodega, Ridgeview

“Recibimos datos de sensores. Podemos ver si algunas plantas se ven afectadas por ciertas condiciones localizadas, ese tipo de cosas”, dice McCann. Strugnell está de acuerdo: “Somos capaces de comprender los pequeños cambios en diferentes áreas del viñedo. Esto puede ayudarnos a identificar posibles focos de enfermedades, por ejemplo «. El equipo también está explorando tendencias dentro de los microclimas con la esperanza de obtener información valiosa sobre las condiciones óptimas de crecimiento.

El objetivo del control
El desarrollo de redes de sensores para leer el estado de una granja en alta resolución facilitará las prácticas sostenibles, que es el enfoque principal de Ridgeview. Para la agricultura en general, la tecnología de sensores es solo la mitad del desafío. La otra mitad es tomar la información recopilada por una red de sensores, usarla para decidir qué necesitan los cultivos en varias partes de una granja y luego usar LoRa, una tecnología de transmisión de largo alcance y baja potencia, para controlar los procesos agrícolas. como el uso de actuadores para agregar fertilizante o agua en las cantidades y ubicaciones adecuadas. Crear una granja que no solo pueda sentirse a sí misma, sino que también pueda alimentarse.

“Los protocolos utilizados para la detección, que son de bajo costo, lentos y de larga distancia, no fueron diseñados para el control”, explica McCann. “Hemos tomado algo que no estaba diseñado para ser un sistema de control y hemos construido un sistema de control a partir de él. Hasta donde yo sé, somos los primeros en el mundo en hacerlo «.

Distancia del sensor de medición
Los investigadores midieron la distancia entre el dispositivo sensor y la antena para explorar la relación entre las frecuencias de radio y la distancia en el campo.
Los científicos de datos suelen tener mucho código y capacidad de procesamiento para jugar; no es así para los sistemas de sensores de McCann. “Para hacer que nuestros sistemas sean inteligentes, tenemos que tomar una gran cantidad de inteligencia informática y reducirla a un código superligero. Tenemos que tomar los poderosos recursos que espera de un centro de datos y, de alguna manera, reducirlos a dispositivos diminutos y permitirles desarrollar su propia inteligencia como una red, un poco como enjambres de hormigas y abejas «.

Esta parte de control del sistema de McCann se ha probado en Londres, pero no en Ridgeview. “La bodega está muy contenta de que leamos el viñedo”, explica McCann, “pero es comprensible que se sientan menos cómodos dejando que un grupo de académicos con su equipo de investigación de última generación alimenten su viñedo, por lo que no estamos haciendo nada disruptivo viñedo.» Eso no ha impedido que McCann simule su protocolo de control. “Hemos demostrado que nuestro sistema puede brindar las garantías de tiempo y confiabilidad que se esperan de tales sistemas, tanto para esta aplicación como para otras aplicaciones. La siguiente etapa es ver hasta dónde podemos llegar con la actuación práctica «.

¿Qué depara el futuro?
Cada vez más, las granjas utilizan sistemas de sensores, técnicas de imágenes, vehículos autónomos, robots y drones para hacer que la agricultura sea más eficiente, rentable y productiva. La capacidad de las granjas no solo para detectar sus campos de varios kilómetros, sino también para utilizar esa transmisión de datos para regularse en tiempo real ofrece la esperanza de un futuro más eficiente y sostenible para la agricultura.

Pero el potencial de los protocolos de control desarrollados por mi McCann y su equipo tiene potencial más allá de la agricultura. “Podría usarse para redes de agua, que son mucho más complicadas”, dice McCann. En el futuro, predice que las redes de tuberías de agua podrían autorregularse en gran medida. Eso requeriría que los sensores se distribuyan alrededor de las redes existentes y que se agreguen más puntos de conmutación (válvulas) a la infraestructura. “En última instancia, el objetivo es hacer que las redes de agua sean tan resistentes como Internet, en el sentido de que el agua pueda enrutarse alrededor de fallas o fugas y adaptarse mejor a la demanda. Hemos simulado tales redes en el laboratorio y hemos demostrado que tal sistema es muy viable «.

Esta investigación sobre protocolos de detección y control podría, por lo tanto, ayudar a cumplir con el desafío de la ingeniería centrada en datos de Turing de ‘infraestructura resistente y robusta’, con respecto a dos recursos fundamentales que serán cada vez más importantes en un mundo densamente poblado y en calentamiento: los alimentos y el agua. .

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