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Troy Gibbs, un contratista de servicios de aplicaciones de Rantizo en Wisconsin, ha trabajado con Applied Ecological Services, el Departamento de Recursos Naturales de Wisconsin y Allied Cooperative, Pest Pros Crop Consultants en un proyecto para fumigar un área afectada por la hierba Phragmites. La ubicación del proyecto fue Turtle Valley Wildlife Area en el sur de Wisconsin, donde se realizó la aplicación de rociado a principios del otoño de 2020.

La ubicación del área afectada: Turtle Valley Wildlife Area, Wisconsin
La ubicación del área afectada: Turtle Valley Wildlife Area, Wisconsin.

Applied Ecological Services, dependiente del Departamento de Recursos Naturales de Wisconsin, buscaba tener aproximadamente 1,400 acres de terreno pantanoso tratado para la maleza invasora. Esto requirió que el área del proyecto fuera volada y mapeada para identificar las ubicaciones de la hierba invasora Phragmites antes de aplicar el tratamiento.

En el momento del vuelo de mapeo de drones, los Phragmites estaban sembrando, por lo que era más fácil identificar las especies invasoras a partir de mapas aéreos. Una vez ubicadas y marcadas, las áreas de tratamientos localizados se exportaron al dron de aspersión. El resultado final de este flujo de trabajo terminó siendo un mapa digital utilizado por DJI AGRAS MG-1 para la fumigación puntual, que cubre áreas de entre 0,1 y 10 acres.

“Al ser tan irregular como lo son los Phragmites y con algunos obstáculos en el área (árboles), el mapeo con mi DJI AGRAS sería ineficiente y potencialmente no tan preciso como me gustaría que fuera. Queríamos mapearlo y crear shapefiles que podamos usar para rociar con el dron AGRAS ”, dijo Gibbs.

Creación de zonas de pulverización de especies invasoras con Pix4Dfields
Troy trabajó en el proyecto con Austin Headlee, un agrónomo de Allied Cooperative, Pest Pros Crop Consultants. Headlee voló el área usando un senseFly eBee SQ con una cámara multiespectral Parrot Sequoia y recorrió los muchos acres sin ningún problema. Voló el área de vida silvestre en secciones para facilitar la fumigación más adelante.

Después de volar una sección del pantano, Headlee procesó las imágenes en mapas usando Pix4Dfields. Dentro del software pudo identificar y mapear fácilmente las especies invasoras de hierba Phragmites.

“Una cosa que me gustaría señalar es que mi primer verano en la universidad hice un mapa de Phragmites a mano para la rama del servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. “Me tomó 3 meses mapear 2000 acres a mano con un par de vadeadores con fugas, un kayak y un GPS de mano. Con este dron y Pix4D hice un mapa de 2000 acres en 2,5 días; la diferencia es enorme en el ahorro de mano de obra, la precisión es igual de buena y el consumo de tiempo es, obviamente, extremadamente menor. Tomé alrededor de 13,000 imágenes y tuve alrededor de 12 horas continuas de vuelo para este proyecto «.

Esto se facilitó específicamente mediante el uso de la función de visualización de capa avanzada de Pix4Dfields. Headlee señaló que normalmente usaba el Índice de clorofila foliar (LCI) para mapear esta especie invasora. LCI demostró elegir a los mejores Phragmites, pero parecía que los otros índices también funcionaron.

Headlee también usó Pix4Dfields para crear zonas alrededor de cada una de las áreas a tratar (rociar) y luego exportó y envió los shapefiles necesarios a Gibbs para ser usados ​​con su dron rociador.

Pulverización puntual de precisión con un dron DJI AGRAS
Gibbs posee y opera un DJI AGRAS MG-1 modificado con el kit de actualización de spray de Rantizo. Esta tecnología hace posible rociar el doble de acres al mismo tiempo que el modelo original. Gibbs cargó los shapefiles en su controlador e Imazapyr Polaris AC Complete (herbicida acuático aprobado que ha demostrado ser muy efectivo en Phragmites), en el tanque especificado por Applied Ecological Services, Inc. Después de cargar el producto, trabajó para rociar con precisión cada área donde se encontraba la hierba Phragmite.

Ahorrar dinero y proteger el medio ambiente

“Al mapear y rociar solo las Phragmites, pudimos reducir el uso de productos químicos y minimizar el impacto en las plantas no objetivo. Pudimos rociarlo con una precisión incomparable y mejor consistencia que en comparación con un helicóptero o un rociador terrestre ”, dijo Gibbs.

Cuando se le preguntó a Gibbs cómo ve el futuro de esta tecnología y otras aplicaciones a partir de lo que ha aprendido, respondió: “Vi los beneficios de esta tecnología de primera mano en un proyecto a gran escala y fue impresionante. Pudimos aplicar el producto solo donde tenía que estar, lo cual fue especialmente importante en un área de vida silvestre estatal. El Departamento de Recursos Naturales de Wisconsin pudo maximizar la cantidad de Phragmites tratados sin afectar las áreas no objetivo. La eficiencia y las capacidades de precisión que la tecnología puede ofrecer se destacaron en este tipo de entorno de trabajo ”.

Esta fue la primera instancia conocida de la pulverización de precisión de especies invasoras del Departamento de Recursos Naturales de Wisconsin, que fue claramente un gran ejemplo y un paso adelante. En este caso, el mapeo con drones y la fumigación puntual resultaron útiles para ahorrar tiempo y dinero valiosos, pero también contribuyeron al avance de los hábitats ecológicos con precisión.

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Striga es una maleza que infesta hasta 40 millones de hectáreas de tierras agrícolas en el África subsahariana. Conduce a pérdidas de rendimiento entre el 20% y el 100% y afecta a 100 millones de medios de vida, provocando pérdidas anuales de cultivos por valor de mil millones de dólares. Algunas de las soluciones desarrolladas hasta ahora incluyen el uso de Imazypyr (un herbicida no selectivo utilizado para el control de una amplia gama de malezas), pero esto puede matar o dañar el cultivo. [1]

Las raíces de varias legumbres, como Silverleaf Desmodium , son eficaces en la supresión de Striga y se han incorporado en push-pull , intercalados sistema. El desmodium neutraliza la hierba Striga y Napier sirve como señuelo para plagas como el barrenador del tallo del maíz. Si bien es prometedor, el desmodium puede ser difícil de establecer como plántulas pequeñas de desmodium de crecimiento lento vulnerables a las malezas invasoras.

Recientemente, se desarrolló un gen mutante en el maíz que proporciona resistencia a Imazypyr (IR) mediante cultivo de tejidos y se combinó con variedades de maíz locales como la raza IR KSTP 94 desarrollada por el Instituto de Investigación Agrícola de Kenia (KARI). El Centro Internacional de Trigo y Maíz ( CIMMYT ) desarrolló un enfoque novedoso para recubrir estas semillas de maíz recientemente resistentes con el herbicida Imazypyr antes de su distribución. Cuando las semillas de Striga no resistentes germinan, se adhieren a las raíces del maíz y absorben el herbicida del recubrimiento de la semilla. La Striga muere y el maíz crece con poco o ningún impacto del herbicida.

El uso de maíz IR en la finca permite a los agricultores afectados por Striga en Kenia aumentar las cosechas de un promedio de 500 kg por hectárea a 1.500 kg por hectárea. Si el 20% de la tierra severamente infestada en el oeste de Kenia se cultiva con maíz IR, es posible producir 60.000 toneladas adicionales de maíz o lo suficiente para alimentar al menos a 100.000 hogares. Grace Lugongo, una agricultora de Butula, en el oeste de Kenia, explica: “Hasta 2007, nunca había sabido el significado de cosechar un saco lleno de maíz de mi terreno de 0,5 hectáreas gracias al ‘ Striga’ hierba. Todos mis esfuerzos darían como resultado sólo 2 ‘gorogoros’ (una lata de unos 2 kg) de maíz. Decidí probar el maíz IR y con los años mis rendimientos han aumentado a 10 sacos en el mismo terreno. Desde la cosecha puedo satisfacer mis necesidades de subsistencia y también puedo permitirme un excedente para vender para satisfacer mis otras necesidades, como las cuotas escolares de mis hijos ”.

Dick Morgan, de Vihiga, una ciudad en el oeste de Kenia, explicó: “Antes de que me presentaran una nueva variedad de maíz, solía plantar maíz sin éxito. Esto fue muy frustrante ya que el maíz es nuestro alimento principal. En 2005, mi suerte en el cultivo de maíz comenzó a cambiar después de que me presentaron el maíz IR, que probé y vi un aumento significativo en los rendimientos del maíz y también en la reducción de la hierba Striga en mi finca ”. [2]

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Las soluciones de exploración con drones, como la asociación de Syngenta con Smart Agriculture Solution de Sony , son una forma revolucionaria en la que los productores y sus asesores están redefiniendo la exploración en el campo. Esta innovadora tecnología puede explorar un campo completo de 120 acres y procesar las imágenes en 30 minutos, o aproximadamente en el tiempo que lleva preparar y beber su taza de café matutino. Las imágenes son fácilmente accesibles para que los asesores de confianza las revisen y las compartan con los productores sin tener que caminar físicamente por los campos y sin conexión a Internet.

La resolución de imagen de unas pocas pulgadas por píxel, en comparación con muchas opciones de imágenes satelitales que proporcionan entre 100 y 400 pulgadas por píxel, permite a los agrónomos profundizar fácilmente en los detalles, planta por planta, y detectar problemas, ya sea una plaga que causa estragos, malezas invadir, o una enfermedad arrasando un campo. Los drones pueden ayudar a maximizar el tiempo y la eficiencia, señalar a los productores y sus asesores directamente a los puntos conflictivos y permitir que los asesores brinden recomendaciones más confiables y fomenten una administración de la tierra más saludable.

1. Maximice el tiempo y la eficiencia
La exploración de cultivos ha sido una parte integral de la agricultura desde el comienzo de la agricultura. La exploración con drones existe en la intersección de la eficiencia y la tecnología para capitalizar la cantidad de tiempo necesaria para la exploración y el análisis con el fin de liberar tiempo para actividades adicionales. Los métodos tradicionales de exploración de cultivos generalmente incluyen pasar horas y días caminando por el campo, observando manualmente el cultivo y tomando notas de campo en cualquier área que pueda necesitar atención y muestreo adicionales. La exploración con drones simplifica el proceso y agiliza la eficiencia, por lo que los asesores de confianza pueden dedicar su tiempo a explorar campos adicionales y más tiempo centrado en verificar áreas específicas del campo.

2. Ofrezca recomendaciones y recetas precisas
Los productores quieren recomendaciones basadas en datos que mejoren sus operaciones agrícolas. La exploración con drones proporciona más información de la que antes era posible junto con puntos de prueba visuales. Esto permite que los minoristas y agrónomos le presenten las mejores opciones porque tienen una imagen más completa de lo que sucede en sus campos. Pueden ofrecerle recomendaciones más informadas y más rápidas para un funcionamiento saludable. Al recopilar una gran cantidad de datos en mucho menos tiempo que los métodos de exploración tradicionales, la exploración con drones le brinda soluciones precisas para sus desafíos de campo únicos.

3. Impulsar la custodia de la tierra y la sostenibilidad
Más datos y visibilidad conducen a un uso más inteligente y preciso de las entradas. Los productores y minoristas pueden utilizar la exploración con drones para identificar cuándo y dónde es más eficiente realizar aplicaciones, lo que reduce el exceso de aplicaciones. Al usar insumos solo cuando y donde sea necesario, puede disminuir la cantidad de viajes a través de su campo, mejorar las prácticas agrícolas sostenibles y mejorar la administración de la tierra. La tecnología de prescripción a través de la exploración con drones permite a los minoristas ir más allá de la vista de pájaro y obtener una mirada de subcampo de lo que está sucediendo en sus campos; sus recomendaciones pueden ayudarlo a abordar áreas problemáticas específicas de un campo, enfocando sus aplicaciones a las necesidades precisas de su campo.

Por separado, las imágenes de drones y la exploración de cultivos son excelentes herramientas; pero cuando se usan juntos, la exploración con drones optimiza el tiempo, la eficiencia y el dinero. Mire hacia atrás en su temporada con confianza, sabiendo que utilizó la tecnología para respaldar su toma de decisiones y para impulsar la salud de su operación.

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La era de la agricultura digital está llegando a un momento ya cambiante en el estado de la agricultura, incluida la edad promedio de los operadores agrícolas, la cantidad de tecnología conectada en la granja, la fijación de precios en un mercado global de insumos y productos básicos, la consolidación en los negocios agrícolas y las granjas, y por supuesto, más opciones que nunca para conectar herramientas digitales en la granja. Los usuarios deben poder encontrar valor, romper las barreras del cambio y poder permitirse y beneficiarse de una nueva tecnología antes de que se adopte de forma significativa en la industria.

A medida que continuamos avanzando hacia esta era digital, todos hemos visto la curva de adopción de cualquier tecnología, pero ¿cómo seguimos acelerando eso para la tecnología agrícola? Consistentemente, hay tres pasos para romper la lenta adopción de nuevas tecnologías en todas las industrias. A continuación examinamos cómo aplicar estos pasos en el nuestro.

1) Encuentra las barreras
Uno de los mayores desafíos en la adopción de tecnología agrícola hoy en día es que puede haber muchas barreras para los cambios de paradigma y el cambio. Las barreras pueden ser funcionalidad, costo, beneficio real, tiempo para implementar un cambio, complejidad, y la lista continúa. Encontrar las barreras para una nueva tecnología es fundamental para hacer crecer el producto y escalar la herramienta digital a una gran base de usuarios. Si tiene la mejor herramienta tecnológica en agricultura, pero su mantenimiento, actualización y uso lleva 25 horas a la semana, la adopción será lenta.

Lo mismo ocurre con los precios. Ahora estamos viendo puntos de precios de entrada más bajos, lo que ayuda a ir más allá de los innovadores originales y los primeros usuarios que se aferraron primero a los productos. Estas herramientas ahora están comenzando a llegar a una base de usuarios más grande (consulte la Figura 1 a continuación). Ejemplos de esto son nuestros nuevos programas y precios para Climate FieldView. Encontrar las barreras y tomar medidas para eliminarlas es fundamental para acelerar la adopción de la tecnología agrícola a gran escala.

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Figura 1: Ciclo de vida de la adopción de tecnología. Fuente: Business-to-You.com .

2) Identifique la verdadera oportunidad
¿Es el nuevo producto digital simplemente «genial» o hay una clara necesidad? Las luces del portavasos en mi camioneta son “geniales”, pero no las necesito y no justifican una compra. Cuando se desarrolla una nueva herramienta de tecnología agrícola o se ofrece una a los clientes, especialmente en la agricultura, es fundamental saber para quién es el producto y el problema que resuelve.

No todos los productos deben ser disruptivos, y los procesos no necesariamente deben interrumpirse solo porque pueden serlo. ¿De verdad resolvemos un problema que tiene una granja o estamos creando algo en busca de un problema? Tener mejores formas de hacer los procesos antiguos de forma digital puede cambiar las reglas del juego si ayuda a resolver un problema (productividad, ahorro de costos, mejora de las ganancias, ahorro de tiempo, etc.), y este tipo de mejoras no necesitan mejorar la industria completa. La ejecución y el tiempo adecuados también son cruciales. El iPod no fue el primer dispositivo de este tipo en el mercado, pero podría decirse que es el que la mayoría de nosotros pensamos cuando sacamos la música de los CD y la introdujimos en un mundo digital. Ser el primero no siempre es lo mejor, pero ser el mejor en conectarse con las bases de clientes es fundamental.

3) Apoya el cambio
Esto figura como el número 3, pero podría decirse que podría figurar como la razón número uno por la que la adopción de tecnología puede ser lenta. El cambio no siempre es fácil, especialmente cuando se trata de nuevas tecnologías. Cuando decido dar ese acto de fe, quiero tener acceso a un buen soporte técnico. Especialmente en la tecnología agrícola, la fórmula secreta para escalar y proporcionar una solución verdaderamente valiosa es emparejar la tecnología con personas que pueden ayudar a recorrer las formas de usar y crear valor a nivel de cliente individual.

Si bien el proceso de digitalización en la agricultura nunca será perfecto, estar preparado puede brindar inmensas oportunidades para crecer y brindar a los clientes una forma más fácil de hacer las cosas. Romper las barreras mientras encuentra oportunidades y apoya el cambio en cada paso del camino ayudará a garantizar el crecimiento y el valor para la base de usuarios.

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Sin nuevos enfoques tecnológicos para la agricultura, la perspectiva de satisfacer las necesidades nutricionales de la población mundial en 2050 es abrumadora

Por STEPHEN WHALLEY,
director de estrategia,
MEMS & Sensors Industry Group
www.memsindustrygroup.org

Según las Naciones Unidas, 9.600 millones de personas vivirán en el planeta Tierra para el año 2050. Alimentar estas bocas requerirá satisfacer simultáneamente tres grandes necesidades: cantidad, ambiental y cultural. El Instituto de Recursos Mundiales (WRI) pronostica que tendremos que cerrar la brecha de aproximadamente el 70% entre la cantidad de alimentos que tenemos hoy y la cantidad necesaria para 2050. También necesitaremos reducir el impacto de la agricultura en el clima, los ecosistemas y el agua. . Finalmente, necesitaremos asegurarnos de que la agricultura apoye el desarrollo económico y social inclusivo.

Para el investigador e ingeniero distinguido de IBM Ulisses Mello y un equipo de científicos de IBM Research – Brasil, la respuesta a estos enormes desafíos radica en la recopilación y el análisis de datos en tiempo real. Están investigando cómo las técnicas y tecnologías de la “agricultura de precisión” pueden maximizar la producción de alimentos, minimizar el impacto ambiental y reducir los costos.

¿Qué es la «agricultura de precisión»? Considere que, tradicionalmente, la agricultura se practica realizando una tarea en particular, como plantar o cosechar, en un horario predeterminado. Pero al recopilar datos en tiempo real sobre el clima, la calidad del suelo y el aire, la madurez de los cultivos e incluso los equipos, los costos laborales y la disponibilidad, los agricultores pueden usar análisis predictivos para tomar decisiones más inteligentes. Este último proceso, más tecnológico, es lo que se entiende por «agricultura de precisión».

Con la agricultura de precisión, los centros de control recopilan y procesan datos en tiempo real para ayudar a los agricultores a tomar las mejores decisiones con respecto a plantar, fertilizar y cosechar cultivos. Colocan sensores en los campos para medir la temperatura y la humedad del suelo y el aire circundante. Además, estos centros de control toman fotografías de campos utilizando imágenes de satélite y drones robóticos.

Hasta ahora, las empresas más grandes se adaptaban mejor a las tecnologías de agricultura de precisión porque estas tecnologías requieren una infraestructura de TI robusta y recursos para realizar el monitoreo. Sin embargo, Mello cree que las tecnologías habilitadas en la nube reducirán la barrera de entrada para permitir que las granjas y cooperativas más pequeñas utilicen dispositivos móviles y crowdsourcing para optimizar su propia agricultura. “Un agricultor podría tomar una foto de un cultivo con su teléfono y cargarla en una base de datos, donde un experto podría evaluar la madurez del cultivo en función de su color y otras propiedades”, dijo Mello. «La gente podría proporcionar su propia lectura de temperatura y humedad para sustituir los datos del sensor, si no hay ninguno disponible».

MEMS & Sensors Industry Group (MSIG) está muy interesado en la conexión entre los sensores y su uso para ayudar a abordar los principales problemas mundiales, como el hambre, los problemas ambientales y el acceso a la atención médica. De hecho, MSIG anticipa que para el año 2020, más de un billón de sensores (TSensors) poblarán estas aplicaciones de amplio rango. Pero el uso de sensores para ayudar a alimentar a miles de millones de seres humanos requerirá la gestión del agua y el suelo, agricultura de precisión y mejoras en el rendimiento y la calidad de los cultivos.

IoT rojo y maduro
Un proyecto de Internet de las cosas relacionado con la agricultura que vale la pena mencionar, «Internet de los tomates», está siendo impulsado por la comunidad agrícola más pequeña. Los miembros de MSIG concibieron este proyecto en el Congreso Ejecutivo de MEMS & Sensors 2014, cuando el orador principal Francis Gouillart, presidente y cofundador de Experience Co-Creation Partnership, lanzó un desafío a la audiencia. Hizo un llamado a los miembros de la audiencia para que recopilen datos a lo largo de la cadena de valor agroalimentaria del tomate mediante el uso de tecnologías de IoT basadas en sensores. Exhortó a estos asistentes a la conferencia a involucrar a todas las partes interesadas o actores de la cadena de valor del tomate en un diálogo basado en datos destinado a transformar la calidad general del producto de tomate terminado. A través de la “co-creación”, imaginó mejorar la eficiencia del cultivo, distribución, procesamiento y venta minorista de esos tomates.

Fig. 1: IoTomatoes; Fuente: ADI

Fig. 1: En el corazón del proyecto Internet of Tomatoes se encuentra un sistema basado en sensores para medir la calidad de los populares productos rojos. Fuente: ADI.

Analog Devices (ADI) aceptó con entusiasmo el desafío y ha estado trabajando con Gouillart y toda la cadena de suministro de la granja a la mesa desde entonces. ADI está desarrollando la tecnología central a través de su plataforma de desarrollo Fenway ( Fig. 1 ), que incluye varios de los sensores patentados de la compañía y un microcontrolador. ADI también está aprovechando múltiples acuerdos técnicos o asociaciones con otras empresas. De hecho, ADI anunció recientemente un acuerdo con Consumer Physics, que ofrece SCiO, un dispositivo de detección molecular que se integra en el enfoque de “Internet of Tomatoes”. ADI también proporciona el equipo de creación rápida de prototipos necesario para adaptar constantemente la tecnología a las necesidades de los productores de tomate y otros actores de la cadena de valor en varias partes del mundo.

El proyecto Internet of Tomatoes proporciona una visión neutral, transparente y basada en datos de la productividad y la calidad a lo largo de la cadena del tomate que llevará a los diversos actores a opciones diferentes y mutuamente beneficiosas, lo que conducirá a una transformación de toda la cadena de valor y fomentará el desarrollo. y ventas de tecnologías habilitadoras y servicios asociados.

Eliminación de estrés en las plantas Otra pequeña empresa, PlantCare AG, con sede en Suiza, ofrece la «primera computadora de riego con autoaprendizaje del mundo que evalúa de manera inteligente las mediciones de hasta 60 sensores de humedad del suelo conectados de forma inalámbrica». El sistema de PlantCare AG ( Fig. 2 ) utiliza sensores para garantizar que las plantas crezcan sin estrés: reciben suficiente agua, pero no demasiada, lo que también las hace menos propensas a las enfermedades y más resistentes a las plagas. Dado que las condiciones de sequía son una amenaza generalizada en numerosas regiones del mundo, la conservación del agua proporciona un enfoque más sostenible para el riego.

Fig. 2: Sistema PlantControl; Fuente: PlantCare AG

Fig. 2: El sistema de PlantCare AG tiene como objetivo controlar el entorno de crecimiento (humedad, química / fertilizante y otros factores) para que los productos agrícolas sufran menos estrés ambiental desde la siembra hasta la cosecha. Fuente: PlantCare AG.

Si el agua, el sol y un suelo nutritivo y libre de plagas son los componentes básicos fundamentales de la agricultura, no olvidemos a las abejas. Los polinizadores son necesarios para un tercio de todos los cultivos que se utilizan directamente para la alimentación en todo el mundo. Pero la última década ha sido dura para ellos, reduciendo su número año tras año. El trastorno del colapso de la colonia de abejas (CCD) contribuyó a la pérdida del 42% de la población de abejas en 2015.

Los apiólogos (investigadores de abejas) atribuyen el CCD a múltiples fuentes, incluidos parásitos, virus y pesticidas. Los principales parásitos sospechosos son los ácaros, que infectan y destruyen las colonias de abejas. La plataforma Intelligent Foundation de Eltopia Communications, cuyo nombre en código es MiteNot, utiliza varios sensores, una MCU y componentes de administración de energía de STMicroelectronics para monitorear y recopilar datos sobre las condiciones ambientales y eliminar los parásitos que contribuyen al CCD de las abejas. La plataforma es una película compostable que detecta el ciclo de vida de las abejas y los parásitos. Luego, la solución interactúa con la colonia para aplicar calor específico para esterilizar los ácaros sin dañar a las abejas y sin pesticidas. Una búsqueda rápida en Internet revela otros proyectos que detectan las condiciones de la colmena y proyectos en los que se instalan sensores en la espalda de las abejas.

Maternidad del rebaño
En el frente del ganado, se están implementando varios sensores para monitorear la salud animal, los tiempos óptimos de apareamiento, la detección de preñez y los tiempos de parto. Uno de esos dispositivos, Moocall ( Fig. 3 ), es un sensor montado en la cola no invasivo que recopila más de 600 datos por segundo. Puede predecir con precisión cuándo es más probable que una vaca dé a luz midiendo los patrones de movimiento de la cola provocados por las contracciones del parto. Cuando estos movimientos de la cola alcanzan un cierto nivel de intensidad con el tiempo, Moocall envía una alerta de texto SMS directamente a un teléfono celular, en promedio una hora antes del parto.

Fig. 3: Indicador de maternidad; Fuente: Moocall

Fig. 3: Diseñado para montarse en la cola de una vaca, el sensor Moocall recopila y transmite datos sobre los movimientos de la cola, lo que indica cuándo una vaca está en trabajo de parto. Estos datos se utilizan para señalar a un agricultor en un momento en el que necesita participar activamente. Fuente: Moocall.

Todos los ejemplos anteriores ilustran cómo los tecnólogos, afortunadamente, están abordando la tarea de resolver el hambre en el mundo y alimentos de calidad para todos, desde el principio hasta el final de la cadena alimentaria. Aun así, todo el mundo debe trabajar hacia formas de sentido común de vivir individualmente nuestras vidas en armonía con el ecosistema de la Tierra. Además de nuestro propio sentido de lo que es correcto y necesario, en el futuro también podríamos recurrir al uso de miles de millones, y tal vez billones, de sensores (consulte la Iniciativa TSensors de MSIG ) para decirnos qué está sucediendo en el suelo, el agua , aire, cultivos y ganado. Con la ayuda de la agricultura de precisión, podemos ser mucho más inteligentes para garantizar que haya comida en la mesa en 2050.

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Se ha demostrado que reduce los costos de insumos y mejora los rendimientos en el caso de arroz, trigo, caña de azúcar, frutas y hortalizas.
¿Es solo una idea ambiciosa o puramente utópica? Con el sector agrícola indio creciendo a menos del cuatro por ciento anual, se necesitarían, al ritmo actual, 25 años para que los ingresos de los agricultores se dupliquen. Pero el objetivo del gobierno de Modi de lograrlo para 2022, en menos de cinco años, ciertamente parece ambicioso.

Por supuesto, ha respaldado su afirmación con algunas medidas de política bienvenidas, como el aumento de los desembolsos para la agricultura, la creación de vínculos de mercado (eNAM), garantizar la disponibilidad de semillas de calidad, implementar tarjetas de salud del suelo y aumentar el precio mínimo de apoyo (MSP) para seleccionar cultivos. Pero el objetivo seguirá siendo utópico si el gobierno no toma el toro por los cuernos y cambia la forma en que los indígenas cultivan.
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Los agricultores indios practican su profesión de la manera más ad hoc posible utilizando el instinto, la intuición o siguiendo ciegamente las prácticas heredadas. Si algo falta en su proceso, son los datos y la toma de decisiones basada en datos. En otras palabras, precisión.

Reformar las prácticas agrícolas
Esto impregna todas sus operaciones. La tierra se prepara sin una medida precisa de la profundidad a la que se necesita labrar para un cultivo en particular. El fertilizante se aplica de manera uniforme ignorando la posible variabilidad del suelo en el campo. El contenido de NPK (nitrógeno, fósforo y potasio) en el suelo tiende a variar a lo largo del campo. Una pulverización uniforme dejará un nutriente muy en exceso o muy escaso en varias secciones del campo. La tarjeta de salud del suelo del gobierno es un paso en la dirección correcta, pero su implementación es irregular.

Los agricultores siembran semillas esparciéndolas por el campo. No siguen ninguna norma en particular con respecto a la distancia espacial o la profundidad adecuada para sembrar la semilla. Esto evita que las plantas obtengan los nutrientes óptimos del suelo, lo que perjudica el rendimiento. Cuando se trata de riego, los agricultores simplemente riegan el campo por inundación. Solo 8,4 millones de hectáreas de 100 millones de hectáreas de tierra cultivable en el país se riegan por goteo. Incluso aquí los agricultores riegan sus campos sin monitorear las condiciones climáticas o después de estudiar la humedad del suelo.

Cuando se trata del cuidado de los cultivos, los agricultores deciden rociar fertilizantes, pesticidas o herbicidas después de una caminata superficial por el campo. No se basa en un escrutinio minucioso del cultivo ni se dirige solo a aquellas plantas o áreas afectadas. Además, muy pocos agricultores utilizan el sistema de riego por goteo para fertilizar las plantas. Su llamado sobre cuándo cosechar la cosecha tampoco es científico. No es la madurez del cultivo, sino la práctica histórica y la mentalidad de rebaño lo que impulsa la decisión.

Todo esto ha significado que los agricultores gasten más de lo que deberían en lo que respecta al costo de los insumos y terminan con un rendimiento inferior al potencial. Esto, junto con la dependencia de los monzones impredecibles, ha hecho de la agricultura, como suele decir el padre de la Revolución Verde de la India, MS Swaminathan, el negocio más riesgoso de la India.

Pero no tiene por qué serlo. La agricultura de precisión es aquella en la que todas las decisiones críticas que toman los agricultores en el campo se basan en datos y tecnología que los interpreta para que puedan emitir un juicio de valor. Algunos agricultores emprendedores incluso han llegado al extremo de implementar la tecnología Blockchain para interpretar los volúmenes de datos que han generado a partir de sus campos, dando inicio a lo que se conoce como ‘agricultura digital’.

Al adoptar la agricultura de precisión, los agricultores aportan una medida de precisión en todo lo que hacen. Y no es ciencia espacial. Los tractores equipados con sensores están disponibles para ayudarlos a labrar la tierra a la profundidad exacta que necesita el cultivo. Pueden dividir sus campos en varios cuadrantes y analizarlos para NPK y otros nutrientes. Hoy en día, incluso las imágenes de satélite se pueden utilizar para identificar el nivel de nutrientes en el suelo. Se pueden tomar acciones correctivas según las necesidades. Hay equipos disponibles para sembrar cultivos a la distancia espacial prescrita y a la profundidad adecuada.

Además, el cultivo se puede regar midiendo la humedad del suelo usando sensores y usando riego por goteo para entregar la cantidad correcta de agua. Los sensores son útiles para detectar con precisión los ataques de plagas. Las imágenes de satélite también se pueden utilizar para determinar la densidad de crecimiento e identificar secciones del campo donde el crecimiento es deficiente. Los fertilizantes / pesticidas solo se pueden aplicar en aquellas áreas que utilizan la infraestructura de goteo. Y la cosecha se puede realizar después de comprobar la madurez del cultivo.

Los beneficios de la agricultura de precisión son importantes. Reduce los costos de insumos entre un 18 y un 20% y mejora el rendimiento entre un 30% (arroz y trigo) y un 100% (caña de azúcar, frutas y verduras). Si se ignoran estos beneficios, la única forma de duplicar los ingresos de los agricultores es elevando los precios de los cultivos a niveles insostenibles.

El factor de costo
Sí, la agricultura de precisión tiene un costo: ₹2 lakh por hectárea. Además, adaptar la tecnología para las pequeñas granjas típicas de la India y los agricultores analfabetos también es un desafío. Pero ya hay modelos disponibles para hacer frente a estos problemas. Los agricultores con pequeñas propiedades de tierras ya están contratando tractores y otros equipos agrícolas, en lugar de comprarlos, en centros de contratación personalizados en varios estados o de otras iniciativas privadas como la aplicación Trringo del grupo Mahindra o la plataforma J-Farm Services de TAFE, por nombrar algunos. Esta red también se puede utilizar para ofrecer servicios relacionados con la agricultura de precisión pagando por uso. El gobierno, por su parte, debería reorientar los subsidios de los productos a la agricultura de base tecnológica. También debe mejorar el desarrollo de capacidades, especialmente entre los extensionistas, para enseñar agricultura de precisión a los agricultores. Los mercados deben desarrollarse para absorber la producción adicional que vendrá con especial énfasis en la adición de valor a través del procesamiento del producto. De lo contrario, los beneficios de la agricultura de precisión se perderán debido a los bajos precios.

Finalmente, la agricultura de precisión hace que la agricultura sea menos riesgosa y más atractiva, lo que atraerá a los jóvenes a la profesión. También es una buena forma de garantizar la seguridad alimentaria de la India.

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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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El sistema Precision Spray Control PSC consta de las pistolas automáticas PulsaJet®y un Controlador de Pulverización AutoJet®. Muchos Sistemas también incluyen un cabezal o rampa de pulverización. Con el sistema PSC, el controlador AutoJet abre y cierra las boquillas PulsaJet rápidamente para controlar el caudal. El ciclo es tan rápido, que en ocasiones el caudal parece ser constante. El caudal se ajusta automáticamente en función de los cambios en las condiciones de trabajo tales como la velocidad de la línea. Los ajustes en el caudal se hacen de manera inmediata para garantizar la dosis de aplicación adecuada.

BENEFICIOS
Reduce el desecho del producto causado por el exceso o falta de aplicación de recubrimiento
Reduce el uso de recubrimientos costos al aplicar solo la cantidad requerida directamente sobre el objetivo
Incrementa la producción – la alta velocidad en los ciclos (hasta 15,000 ciclos por minuto) mantiene el ritmo de altas velocidades de la línea
Reduce la necesidad de cambiar de boquilla entre lotes – una sola boquilla produce un amplio rango de flujos
Las boquillas hidráulicas PulsaJet, accionadas eléctricamente, pueden lograr flujos muy bajos – comparables a los flujos de boquillas de atomización con aire. A menudo se puede eliminar el uso del costoso aire comprimido junto con la deriva y la sobre aplicación producida por boquillas de atomización con aire

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La amenaza de la disponibilidad de alimentos para satisfacer las necesidades de todas las poblaciones humanas en el futuro hace que los enfoques tradicionales se modifiquen con nuevos enfoques. La cuarta revolución en la agricultura (Agricultura 4.0) está actualmente en marcha con un enfoque en el uso de nuevas tecnologías agrícolas (hidroponía, agricultura vertical, agricultura desértica y marina y modificación genética) y la aplicación de tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en la agricultura. .

El concepto de desarrollo agrícola que se ha desarrollado en este momento es el concepto de agricultura inteligente o comúnmente también llamado agricultura inteligente o agricultura de precisión. El descubrimiento de un sistema de monitoreo de tierras agrícolas basado en la tecnología de Internet de las cosas (IoT) permite a los agricultores monitorear sus tierras de cultivo a través de teléfonos inteligentes o computadoras. Además, los últimos avances tecnológicos en el manejo de big data también permiten almacenar datos de tierras agrícolas. Por supuesto, todavía hay muchas otras tecnologías que tienen la oportunidad de aplicarse a las tierras agrícolas en un esfuerzo por aumentar los rendimientos y mejorar la eficiencia de los recursos.

Esto se discutió en la Serie de seminarios web de escuelas vocacionales (SV), Universidad IPB , (5/6). La segunda serie de seminarios web titulada «Agricultura inteligente y agricultura de precisión: la próxima revolución agrícola» presentó a los oradores sin ninguna duda sobre su experiencia. A saber, el Dr. Suwardi como Decano de la Facultad de Agricultura, el Prof. Kudang Boro Seminar como Decano de la Facultad de Tecnología Agrícola y el Dr. Shelvie N Neyman como Presidente del Programa de Estudios de Ingeniería Informática SV.

En su introducción, el Dr. Arief Daryanto, Decano de SV, dijo que la Universidad IPB había desarrollado el concepto de Agricultura 4.0 o, a menudo, conocido como el concepto AgroMaritim 4.0. La agricultura 4.0 es una agricultura que se caracteriza por el uso de tecnología de inteligencia artificial, robots, internet de las cosas, drones, blockchain y análisis de big data, para producir productos superiores, precisos, eficientes y sostenibles.

«La agricultura inteligente y la agricultura de precisión permiten a los agricultores reducir la pérdida y el desperdicio de alimentos y aumentar la productividad desde la cantidad de insumos utilizados hasta la mesa del consumidor, desde la granja hasta el negocio de la mesa», explicó el Dr. Arief.

La segunda serie de seminarios web de SV fue organizada por el Dr. Wawan Oktariza, vicedecano de Recursos, Colaboración y Desarrollo de SV. En su presentación, el Dr. Suwardi dijo que la agricultura inteligente utiliza tecnología de big data, aprendizaje automático, Internet de las cosas (IoT), computación en la nube y otros para mejorar la calidad y cantidad de la producción industrial agrícola.

Según él, la clave principal para la agricultura inteligente son los datos medidos basados ​​en el análisis de sensores que se han instalado en el área de plantación. El sensor proporcionará información sobre diversos asuntos relacionados con las plantas, agregará fertilizante, si es necesario agregar agua, la temperatura alrededor del lugar de siembra al programa de cosecha recomendado. Por supuesto, esto tiene implicaciones para aumentar la eficacia y eficiencia de los rendimientos de los cultivos de los agricultores.

«La aplicación de la agricultura inteligente es importante debido a la eficiencia de los recursos naturales, especialmente la tierra y el agua, y la preservación de los bosques. La eficiencia de los recursos humanos mediante la utilización de maquinaria y tecnología agrícolas y el aumento del papel de los jóvenes en la agricultura», dijo.

La Universidad IPB ha llevado a cabo ampliamente investigaciones sobre agricultura inteligente , incluso en la Facultad de Agricultura, por ejemplo, Smart Green House (melones con sistemas hidropónicos inteligentes), Satreps (técnicas de evaluación de daños en el arroz), Smart Seeds (servicios de información de geodatos) y Spice. Up (en plantas de pimiento). Mientras tanto, el profesor Kudang en su presentación explicó la importancia de la tecnología de agricultura inteligente y de precisión para aumentar la productividad y la eficiencia en el sector agrícola en general. La tecnología de agricultura inteligente y de precisión ha sido llevada a cabo por la Universidad IPB. Por ejemplo, determinar el producto adecuado en Gorontalo (arroz y maíz).

«Esto es ciertamente importante en relación a la planificación y desarrollo de un área. Además, esta tecnología también se puede utilizar para determinar nutrientes en plantaciones de palma aceitera. También se ha llevado a cabo la aplicación de agricultura inteligente en productos pecuarios, por ejemplo, determinar la tierra apropiada para abrir un galpón cerrado para pollos de engorde en un área considerando varios factores. En principio, la agricultura inteligente y de precisión es una tecnología aplicable y en el futuro es importante cambiar la imagen de la agricultura en Indonesia «, dijo. explicado.

También es necesario mantener la seguridad alimentaria en el proceso de agricultura inteligente. En su presentación, el Dr. Shelvie dijo que es importante mantener la agricultura inteligente para que no se perturbe el ecosistema de agricultura inteligente que contiene. Por ejemplo, si un sistema de agricultura inteligente se ha hecho lo mejor posible, pero hay perturbaciones en forma de ciberataques, filtración de datos o manipulación de datos, etc., por supuesto que puede tener un impacto en la falla del sistema. El impacto a largo plazo ciertamente puede ser perjudicial, especialmente financieramente.

«Los principales desafíos para la seguridad y la privacidad en la agricultura inteligente se pueden ver desde varias perspectivas. Estos incluyen control de acceso, confianza y perspectiva de privacidad; perspectiva de datos; perspectiva de red; perspectiva de cumplimiento y cadena de suministro», dijo. El webinar, al que asistieron más de 200 personas de diversas universidades e instituciones en general, se desarrolló sin problemas. En el futuro, la Universidad IPB seguirá comprometida a ser una parte importante en la mejora del sector agrícola en Indonesia, uno de los cuales es mediante la aplicación de tecnología de agricultura inteligente y agricultura de precisión. (IAAS / NAS)

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