Uso de la Agricultura de Precisión y la Inteligencia Artificial, en el Mejoramiento de la Producción de los Cultivos, Minimizando Recursos e Insumos

Washington Padilla G. Ph.D
Precisión

El Laboratorio Agrobiolab Cía. Ltda. Del Grupo Clínica Agrícola por cerca de 40 años, en forma constante e ininterrumpida, ha venido desarrollando una investigación continua y útil, a la vez que ha mantenido exitosamente, el servicio con profesionalismo, en la realización de los análisis de suelos, foliar, extracto celular de la planta y agua con fines de riego, mejorando así la labor necesaria del diagnóstico clínico.

En este largo y productivo trabajo técnico-científico, ha acumulado una gran cantidad de datos y valiosa información que se está utilizando con éxito con el apoyo de la inteligencia artificial (IA) que lleva al uso de la Agricultura de Precisión, que es una estrategia de gestión que acumula, procesa y analiza datos temporales, espaciales e individuales, que al combinarlos con otras informaciones respalda las decisiones de manejo, de acuerdo a la variabilidad estimada con la finalidad de mejorar la eficiencia en el uso de recursos, incremento de productividad, rentabilidad y mantenerla dentro de los parámetros de sostenibilidad de la producción agrícola.

Por muchos años se ha discutido sobre la variabilidad espacial que tienen los suelos dedicados a la producción agrícola, siendo esta una de las razones por la cual, al realizar un muestreo con fines de estudio de fertilidad, se tengan que usar metodologías especiales, con el fin de minimizar el problema y obtener muestras representativas para el análisis químico y físico del suelo en el laboratorio. En la actualidad, con la ayuda de la tecnología, es posible obtener las muestras de suelo referenciales, mediante la ayuda de un GPS.

Herramientas para la precision

La ecuación de rendimiento o producción desarrollada por el científico norteamericano J.W. Fitts en la década de los sesentas, obtiene el resultado mediante la acción de cuatro factores que a su vez, se subdividen en los respectivos subfactores, siendo éstos: Clima, Suelo, Manejo y Cultivo.

Ecuación de rendimiento

PRIMER FACTOR, CLIMA

La agricultura de precisión, pone énfasis en el factor clima y todos sus componentes, los cuales deben ser determinados al detalle, para lo cual se hace uso de las modernas estaciones meteorológicas, las que al estar computarizadas, automatizadas y conectadas a satélites y una diversidad de sondas de detección en tiempo real, de los diferentes parámetros del suelo y de la planta, llevan a la elaboración de relaciones, correlaciones y regresiones que facilitan la interpretación de los resultaos obtenidos, facilitando así el manejo de recursos e insumos de uso contínuo en el campo de la agricultura.

Estacion y Evapotranspiracion

Uno de los parámetros importantes para la determinación de la lámina de riego o mm de agua o litros por metro cuadrado, que deben ser aplicados para mantener el suelo con el grado de humedad requerida por los cultivos, que es la capacidad de campo (CC) que se la obtiene a través de estas estaciones meteorológicas, que al determinar la evapotranspiración potencial (ETo) o conocida también como de referencia, es posible, al multiplicar con el kc del cultivo que determina la condición de éste, durante sus etapas fenológicas y el porcentaje de cobertura vegetal y grado de eficiencia de la aplicación del agua de riego, sea éste por goteo, microaspersión, sub-foliar, gran cañón o pivote central, se llega a la obtención de la evapotranspiración real (ETr) y con ello a la determinación de la lámina de agua a ser aplicada el día siguiente, es decir, compensar el agua perdida por evaporación del suelo y transpiración de la planta o cultivo el día anterior, regresando siempre al valor comprendido dentro de la banda de capacidad de campo (CC). Lo importante es que, con esta información en tiempo real, evita que las plantas lleguen a cerrar sus estomas y reduzcan su proceso fotosintético, por la insuficiencia de CO2, que puede ser causado por un déficit hídrico.


SEGUNDO FACTOR, SUELO

El segundo factor de la ecuación, corresponde al suelo, que sin lugar a duda es uno de los laboratorios más completos que la naturaleza ha creado, un suelo fértil es aquel que está compuesto por 45% de la parte mineral, el 5% de materia orgánica, en la que se incluye al 0,01% de la masa viva que está conformada por los organismos del suelo, macro y micro y el otro 50% lo comparten el agua y el aire ocupando 25% cada uno.

De aquí nace la frase, que no todo suelo fértil es un suelo productivo, es decir si el suelo no mantiene un balance o equilibrio perfecto entre aniones y cationes, siendo estos últimos de carga positiva, razón por la cual mantienen un equilibrio dentro de sus concentraciones porcentuales en la capacidad de intercambio catiónica efectiva (CICE) el suelo presenta limitaciones en su fertilidad, debido a que las plantas que se desarrollan en esta matriz no miran cantidades, sino balances o equilibrios para que cada uno de sus elementos químicos, que se encuentran formando las sales y que están disueltas en la solución del suelo, puedan ser absorbidas por las raíces, según sus necesidades en cada una de las etapas fenológicas del cultivo.

De ahí que el uso de una herramienta valiosa, como es la agricultura de precisión, ayuda a crear este balance haciendo que los elementos que se encuentran en deficiencia, según un análisis de suelos o de su solución, sean incrementados siguiendo el requerimiento de la planta en función de un estudio de una curva de absorción de nutrientes que determina sus necesidades para alcanzar el máximo rendimiento biológico, y aquellos que se encuentran altos o en exceso, dejen de ser aplicados, hasta que se llegue al balance catiónico correcto en la CICE.

Las metodologías que deben ser usadas en el emprendimiento de una agricultura de precisión deben ser calibradas según el tipo de suelo en que se vaya a trabajar, es por eso que el uso de metodologías que no han sido correlacionadas con la respuesta del cultivo en el campo, en un medio específico, no son para nada útiles. Por ejemplo, en el caso del fósforo que es un anión, en la solución del suelo se encuentra como el radical fosfato, siendo su composición como PO4 en los suelos con pH alcalino y como HPO4 en los suelos ácidos, estos radicales en los suelos con pH alto se combinan con el calcio o el magnesio, formando fosfatos correspondientes, mientras que en los suelos ácidos el HPO4 se une al hierro o al aluminio, formando fosfatos de hierro y aluminio.

Para el caso del catión potasio que juega el papel más importante en la nutrición de las plantas, según el autor de este documento, si el nutricionista sabe manejar el elemento potasio, sabe manejar un programa de fertilización, debido a la alta movilidad que tiene este elemento y su capacidad de transportar substancias tanto minerales como elaboradas dentro del sistema apoplástico en el xilema y simplástico en el floema.

Muestras compuestas

Es por esto, que se debe poner mucha atención en el manejo del potasio desde el momento mismo del muestreo, para con buen criterio emitir una recomendación de fertilización, se debe incrementar el número de sub muestras para hacer una muestra compuesta al menos 15 submuestras como se refleja en la figura A y no pocas, apenas 4 como en el caso de la figura B.

Es importante recordar que no sólo las propiedades químicas son indispensables en el suelo, por lo tanto se deben considerar las propiedades físicas más importantes que son la textura, es decir el porcentaje de arena, limo y arcilla que son componentes de esta matriz, siendo la arcilla la más activa de los tres, por tratarse de un coloide mineral (< de 2 Micras en tamaño) y está cargado negativamente, para participar dentro de la capacidad de intercambio que tiene el suelo con los minerales de carga positiva (cationes). Otra propiedad física del suelo es la densidad aparente, que representa al grado de compactación de los componentes minerales y la materia orgánica; luego están la conductividad hidráulica, permeabilidad y velocidad de infiltración del agua, propiedades que permiten mantener el agua en los niveles adecuados o ser conducidos a horizontes inferiores, para evitar su saturación.


TERCER FACTOR, MANEJO

El tercer factor de la ecuación es el Manejo, el que abarca toda la actividad que se deben realizar tanto en el suelo como en la planta y el agua de riego.

El sub factor agua, que se refiere al riego del cultivo, representa más del 70% del éxito de cualquier programa de producción agrícola, si el cultivo se mantiene con la humedad adecuada, en todas las etapas fenológicas, es decir que el 50% de los componentes de un suelo fértil está compartido en forma proporcional en este espacio, dependiendo de los factores físicos textura y contenido de materia orgánica, el volumen de agua medido en porcentaje (% V/V) puede variar notablemente según sus propiedades físicas ya anotadas.

Capacidad de campo

Dentro del factor Manejo se encuentra el riego que cada vez se lo ve como indispensable durante la temporada de estiaje, que se agrava año a año, por el problema de escasez del líquido vital, lo que lleva a programar un uso más eficiente, mediante la aplicación de la agricultura de precisión y toda su tecnología para alcanzar la aplicación de lo justo y necesario para mantener los cultivos con buenas producciones.

Este uso eficiente del agua de riego, ayuda a evitar la salinización del suelo, que es el resultado del uso en exceso de aguas salinas, conocidas como duras, por sus altos contenidos de carbonatos y bicarbonatos de magnesio, sodio, calcio y en algunas áreas del elemento boro.


CUARTO FACTOR, CULTIVO

El tercer factor de la ecuación es el Manejo, el que abarca toda la actividad que se deben realizar tanto en el suelo como en la planta y el agua de riego.

El cultivo, representado por la planta, que se la considera igual al resto de seres vivos de este planeta, ya que al comparar las estructuras celulares de la planta, la del hombre y animales, se ve que estructuralmente son exactamente iguales, teniendo como diferencia el núcleo siendo el magnesio (Mg) el de la clorofila y el hierro (Fe) el núcleo de la hemoglobina.

Consumo de mm de agua

El cultivo como parte del medioambiente, es el que determina sus necesidades de agua y de nutrientes, durante todo su ciclo, siguiendo sus etapas fenológicas, que las tiene muy bien definidas, con la agricultura de precisión se puede satisfacer estas necesidades con mucha exactitud.

La agricultura de precisión ayuda también, a definir y manejar tanto las plagas como las enfermedades de manera preventiva durante todo su ciclo productivo; con la ayuda de la inteligencia artificial que permitirá conocer hábitos y nichos de crecimiento y desarrollo de los microorganismos y de las plagas (uso de feromonas) será más fácil eliminarlos antes de que puedan alcanzar mayores resistencias a los métodos químicos como mecánicos de control que se usan en la agricultura convencional.

Para el caso de la identificación de plagas y enfermedades se ha desarrollado el uso de cámaras con lentes y emisión de rayos con diferentes frecuencias y visión artificial, montadas en drones que se mantienen más de dos horas en el aire y son capaces de recorrer más de 30 has en un solo día, labores que en forma manual pueden superar la semana.

Drones y detrichoderma

La detección de deficiencias nutricionales en los cultivos, en tiempo real, se ha facilitado notablemente, mediante el análisis de clorofila y del extracto celular de la planta (ECP) metodologías que pueden detectar parámetros como pH, conductividad eléctrica, nitratos, nitritos, contenidos de fósforo, potasio, calcio, etc para realizar fertilizaciones complementarias puntuales, de ser necesarias.

Equipo ORIBA

Para la determinación del crecimiento del grosor de tallos y frutos, se usan los dendrómetros automáticos que realizan el seguimiento del efecto de la nutrición de la planta en la fase de engrose y así acertar el tiempo adecuado de la cosecha.

Mediante el uso de regiones espectrales, la agricultura de precisión determina el grado de concentración de clorofila en diferentes partes de la planta; por ejemplo: a una longitud de onda de 0,4 a 0,6 micro nanómetros se determinan los pigmentos de las hojas, de 0,7 a 1,4 es posible auscultar las células de la planta y entre 1,6 a 2,5 se determina el contenido de agua y su grado de absorción, en tiempo real.


PRODUCTOS PARA USO EN DIFERENTES ACCIONES CORRECTIVAS

Basados en la siempre creciente información creada por GCA a través de 40 años de fructífera labor, se han creado productos especiales que son el efecto de combinaciones de substancias minerales y vegetales, que han permitido ser colocadas dentro de un solo producto, sea para aplicación al suelo como a la planta, para atacar a una serie de problemas que aquejan a los cultivos, en una sola aplicación.

Estos productos han estado en el mercado por muchos años y durante este tiempo se han ido mejorando paulatinamente, según los descubrimientos que se iban presentando, es decir se ha hecho camino al andar de la ciencia y de la tecnología. Estos productos no han sido colocados en percha, porque se desarrollan en base de los resultados de análisis de los laboratorios de GCA, es decir son productos ad hoc fabricados siempre bajo el pedido de los técnicos o productores.

Los productos Primavera P.S.1 y Aurora P.S.2 pertenecen a una nueva generación que al ser usados como preventivos, sus ingredientes actúan en forma independiente o en conjunto para provocar una reacción de los genes de resistencia, que permanecen adormecidos en la planta, despierten y produzcan la fitoalexinas correspondientes, como defensas naturales producidas por su sistema inmunológico.


RESULTADOS DEL USO DE PRIMAVERA P.S.1

Resultados Primavera

Características de Acción

  1. Desarrollador de raíces primarias y secundarias
  2. Crecimiento de hijuelos
  3. Mejorador de la biota del suelo
  4. Abastecedor de micronutrientes
  5. Acción catalítica
  6. Acción enzimática
  7. Acción vitamínica
  8. Acción fitohormonal
  9. Estabilizador del pH del suelo

RESULTADOS DEL USO DE AURORA P.S.2

Resultados Aurora

Características de Acción

  1. Acción desestresante
  2. Acción protectante
  3. Acción nutricional
  4. Acción catalizadora
  5. Acción fitohormonal
  6. Acción vitamínica
  7. Acción enzimática
  8. Acción elicitora
  9. Acción reguladora de crecimiento
  10. Acción maquilladora

RESULTADOS DEL USO DE BIO-ABONOS DE LENTA LIBERACION (PELETES)

Para la fertilización edáfica, que debe representar el 70% de la total, si se complementa con el 30% de una fertirrigación, GCA ha creado un biofertilizante de lenta liberación (Peletes) para mantener una constante dotación de nutrientes para el cultivo, ahorrando tiempo y dinero en cada aplicación. Las dosis a aplicar dependerán de los resultados de los análisis de suelos, en el laboratorio.

Resultados uso bio-abonos

Características de Acción

  1. Aporte de materia orgánica para la biota del suelo.
  2. Grado de fertilidad continuo
  3. Lenta liberación
  4. Evita, lixiviación de nutrientes
  5. Evita, escurrimiento superficial
  6. Alta eficiencia >90%
  7. Fácil aplicación
  8. Ahorro de mano de obra
  9. Aplicación trimestral
  10. Bajo costo

RESULTADOS DEL USO DE LA AGRICULTURA DE PRECISION

Resultados uso agricultura precision

El uso de la tecnología moderna ha permitido obtener alcances muy importantes en la agricultura, mediante el uso de la inteligencia artificial y de la agricultura de precisión, llegando a obtener el manejo y la información en tiempo real en la palma de su mano.


Recuerde siempre que "SU EXITO ES NUESTRO"


    Respaldo Bibliográfico

  1. 1. Berrío, M.A. et al. 2015. Uso de drones para el análisis de imágenes multiespectrales en agricultura de precisión. Ciencia y tecnología alimentaria. ISSN. Colombia.
  2. 2. Charitini Evandro. y Magdalena C. 2021. Manual PRICISUR-EMBRAPA-INTA. Manual de Agricultura de Precisión. Brasil.
  3. 3. Ortega R y Luis Flores. 2010. Agricultura de precisión Introducción al manejo sitio-específico. Chillan. Chile.
  4. 4. Ríos Rodolfo. 2020. La agricultura de precisión. Una necesidad actual. Geocuba, Investigación y consultoría. La Habana Cuba.