agricultura de precisión: herramienta para mejorar la

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INIA Tierra adentro
cultivos
marzo - abril 2008
AGRICULTURA DE PRECISIÓN:
HERRAMIENTA PARA MEJORAR
LA RENTABILIDAD EN TRIGO
La agricultura de
precisión se presenta
como una buena
alternativa para
producir un cambio
en la rentabilidad
del trigo. Con esta
nueva herramienta,
el productor puede
tomar decisiones
dirigidas a corregir
o disminuir la
variabilidad en su
predio, modernizando
su sistema de manejo.
El viejo paradigma de que "los consumidores compran lo que los
agricultores producen" está llegando a su fin, y se ha reemplazado por "el agricultor debe producir
lo que el consumidor demande"
(foto 1), a riesgo de quedar fuera
del mercado.
Todo el que quiera ser competitivo
debe estar permanentemente en
sintonía con los requerimientos
de los usuarios y ser muy eficiente
en el uso de los recursos, con el
fin de obtener mejores rendimientos y calidad, disminuir costos de
producción e impactar lo menos
posible el medio ambiente.
Para enfrentar estos desafíos los
países desarrollados han incorporado tecnología avanzada en sus
procesos productivos. Es el caso
de la llamada "agricultura de precisión" (en adelante AP).
Marcelino Claret M.
Licenciado en Biología
Diplomado en Cs. Ambientales
mclaret@inia.cl
Stanley Best S.
Ingeniero Agrónomo, Ph.D.
Lorenzo León G.
Ingeniero Agrónomo, M.Sc.
Gustavo Santana U.
Ingeniero en Geomensura
INIA Quilamapu
La AP asume que el suelo manifiesta una variabilidad natural muchas veces no evidente al ojo humano. Así, en un potrero podemos
encontrar zonas de distintas características físicas y químicas
(textura, profundidad, nutrientes,
materia orgánica, etc.). La agricultura tradicional no toma en cuenta
dichas diferencias y aplica un manejo homogéneo o parejo de los
factores de producción -fertilización, riego, cantidad de semillas, agroquímicos, entre otros- en
grandes paños de suelo (figura 1).
Foto 1. Cambio de paradigma: se produce
lo que el consumidor demanda.
Potrero Manejo Homogéneo
Potrero Manejo Diferenciado
El manejo tradicional no considera la
variabilidad natural del suelo de cada potrero, por lo
tanto, la cantidad
de semilla, fertilizantes y agroquímicos es pareja.
La AP puede
aplicar lo que cada
sector necesita.
Figura 1: Concepto de agricultura de precisión (AP) y variabilidad natural.
Cuando no se considera la variabilidad natural, el cultivo expresa
en forma heterogénea tanto el
rendimiento como la calidad, es
decir, la producción es dispareja.
Es posible observar esta variabilidad en los cultivos en desarrollo;
por ejemplo, cuando las plantas
muestran distintos niveles de vigor. La AP postula, entonces, que
para realizar un manejo eficiente
del cultivo es necesario "aplicar
sólo lo justo donde se necesita",
lo que conlleva un uso más eficiente de los insumos, con una
posible disminución de los costos,
una producción más pareja en
rendimiento y calidad, y un menor
impacto sobre el medio ambiente
por reducción de las cargas de
fertilizantes y agroquímicos.
La AP postula que
para realizar un
manejo eficiente del
cultivo es necesario
"aplicar sólo lo justo
donde se necesita".
INIA Tierra adentro
cultivos
marzo - abril 2008
Imágenes: INTA Manfredi,
Argentina. 2004.
Foto 2. Rastra eléctrica.
Cómo identificar
la variabilidad
mente a través de un algoritmo
matemático es posible conocer
La AP utiliza distintas formas de los distintos niveles de vigor de
obtener la variabilidad natural de las plantas, resumidos en un índilos potreros, algunas de las cuales ce llamado NDVI (Normal Diferense explican a continuación.
tial Vegetation Index).
Rastra eléctrica: consiste en una
rastra tirada por un vehículo motorizado, la que cuenta con un dipolo eléctrico. A medida que avanza hace pasar corriente por el
suelo de polo a polo, obteniendo
la conductividad eléctrica (CE). De
la CE, mediante algoritmos matemáticos y con la toma de muestras de
suelo, es posible obtener algunas
características físicas que permiten
finalmente hacer mapas de las distintas zonas del potrero (foto 2).
Con las imágenes de los cultivos
y con la utilización de programas
computacionales especializados
SIG (sistemas de información geográfica), se logran mapas de los
potreros. En ellos aparece la variación en el vigor de las plantas,
producto de un manejo homogéneo ante un suelo variable. La información permite delimitar sectores para facilitar un manejo
diferenciado (foto 3).
Cámara multiespectral: el ojo humano capta el espectro azul, verde y rojo de la radiación solar, lo
que se conoce como "espectro
visible". Sin embargo, existen también otros canales espectrales,
como el infrarrojo cercano, que
pueden aportar buena información. La cámara fotográfica multiespectral, montada sobre un
avión, puede captar una imagen
de los canales rojo e infrarrojo
cercano en los cultivos. Nueva-
Monitores de rendimiento: equipos que se instalan sobre cosechadoras de trigo convencionales.
Poseen sensores con los cuales
se registra el rendimiento, el porcentaje de humedad y la superficie cosechada. Traen un receptor
GPS (Global Position System) que
permite conocer los parámetros
señalados de cada sector del potrero, en tiempo real y con una
gran precisión. Con los datos se
generan mapas donde figuran los
rendimientos de cada metro del
Foto 5. Mapa de rendimiento en trigo obtenido por investigadores de la Estación
Experimental INTA Manfredi en Argentina. El mapa muestra la producción de
trigo en escala porcentual.
Foto 3. Índice de vigor (NDVI).
Foto 4. Distintos tipos de monitores de rendimiento.
potrero y se establecen distintas
zonas de manejo diferencial para
cuando la rotación lleve el cultivo
a ocupar otra vez el mismo potrero
(foto 4).
brindan y todos deben ser calibrados en peso, humedad y distancia.
Los datos obtenidos de los sensores del monitor requieren ser procesados por especialistas en AP
y sistemas de información geoLos monitores son muy similares gráfica (SIG). El resultado se traen cuanto a la información que duce en indicadores y diagnósti-
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Poroto (1995)
6,5
50
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4,5
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Y (m)
Y (m)
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Tr i g o d e I n v i e r n o ( 1 9 9 7 )
Cebada de Primavera (1996)
6,5
50
0
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300
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Y (m)
0
X (m)
50
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250
300
X (m)
0
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150
200
250
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X (m)
M a p a d e Te n d e n c i a s
50
muy alto (>130%)
alto (120-130%)
medio (110-120%)
bajo (100-110%)
muy bajo (<100%)
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Y (m)
0
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200
250
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X (m)
Figura 2. Mapa de tendencias de la variabilidad de un potrero en el tiempo, con distintos cultivos.
cos que sirven al agricultor para
La realidad de Chile
tomar decisiones que pueden tener un gran impacto sobre el ren- La rentabilidad de la producción
dimiento y calidad del cultivo.
de trigo nacional resulta en la actualidad un problema complejo,
Algunos antecedentes
por cuanto involucra una serie de
internacionales
variables de mercado. Sin embargo, mejorarla no sólo pasa por
Argentina muestra en la actualidad bandas de precios sino también
un avanzado desarrollo de la AP
por la atención que se dé a otros
en cultivos extensivos, esencialfactores, tales como utilizar efimente soya, maíz y trigo. Esta incientemente los insumos para disvestigación es liderada por el Ing.
minuir costos e introducir nueva
Mario Bragachini y su equipo de
tecnología para mejorar renditrabajo del INTA. El equipo de AP
mientos y calidad del producto,
del INIA trabaja en un convenio
que permitirá incorporar su expe- con el fin de generar nuevas oporriencia al desarrollo de esta tecno- tunidades comerciales (empresas
salmoneras, exportación). En sulogía en Chile (foto 5).
ma, incorporar al cultivo herraLa información espacial de rendi- mientas capaces de renovar en
miento es valiosa para un año, pero aspectos claves de la gestión y
aún más valiosa para conocer el producción. Ello finalmente reduncomportamiento espacio-temporal dará en una mayor estabilidad de
de diferentes cultivos en un potre- la empresa y, en un futuro cercaro. Así se pueden construir mapas no, en mejores precios para el
de tendencias. El equipo de AP de productor. La AP se presenta cola Universidad de Lovaina (Bélgica) mo una buena alternativa para
ha demostrado cómo la variabili- producir un cambio, con tecnolodad natural del suelo se mantiene gías ya ampliamente utilizadas en
independiente del cultivo que se países como Estados Unidos, Canadá, Argentina y Brasil.
desarrolle (figura 2).
Para abordar el desafío, el Programa de Agricultura de Precisión
del INIA (PROGAP) -con experiencia en la aplicación de la AP en
viñas y frutales- está ejecutando
un proyecto de carácter exploratorio, a tres años (desde junio del
2006 hasta agosto del 2009), para
el trigo harinero. El proyecto, aprobado por el Fondo para la Innovación Agraria (FIA), tiene como
principal objetivo introducir la fertilización diferencial y probar e
introducir distintas tecnologías de
AP, para obtener un protocolo metodológico que permita usarla en
dicho cultivo.
dad de suelos, manejo y mejoramiento genético de trigo, calidad,
malherbología, economía, medio
ambiente, agrometereología, SIG
y AP. Este equipo multidisciplinario
abordará el estudio de manera
integral, con el fin de derivar en
metodologías replicables que puedan ser útiles a todos los productores trigueros del país.
Algunos resultados a
la fecha
En la primera temporada (2006/07)
se realizó una evaluación del manejo tradicional. Como actividad inicial,
las áreas de estudio fueron fotograEl proyecto INIA-FIA se desarrolla fiadas e ingresadas a SIG (foto 6).
en tres regiones, en trigo de secano y riego. Como socios del pro- Se efectuó una caracterización
yecto cuenta con la participación física de los suelos utilizando caactiva de Gabriel Muñoz M., Jean licatas en diferentes sectores del
Pierre Bretholet (Lobert Ltda.), potrero, se determinó la concenMarcelo Hoffmann y Javier Kilmer tración del nitrógeno en las plan(Agromaster S.A.) en las regiones tas, se muestreó la población de
de Bío Bío, La Araucanía y Los malezas y se tomaron imágenes
Ríos. El proyecto cuenta además aéreas multiespectrales para decon 12 investigadores de tres cen- finir la variabilidad de los potreros
tros regionales del INIA (Quilama- en estudio sobre la base de los
pu, Carillanca y Remehue), con distintos niveles de vigor de cultivo
especialidades tales como fertili- registrados (figura 3).
INIA Tierra adentro
marzo - abril 2008
cultivos
Para determinar los datos productivos se instalaron dos monitores
de rendimiento en cosechadoras
John Deere y New Holland. Los
equipos fueron calibrados en distancia, peso y humedad de grano.
Con ellos se cosechó en las áreas
de estudio de las regiones de Bío
Bío y de Los Ríos (foto 7).
La figura 4 muestra el mapa preliminar obtenido en la Región de
Bío Bío a partir de los datos entregados por el monitor de rendimiento. Los colores indican los
distintos rangos de producción
obtenidos en cada zona del potrero, en quintales por hectárea. En
la actualidad se recopila la información meteorológica y el historial del manejo agronómico de las
áreas. Paralelamente, se trabaja
en el diseño experimental del ensayo que medirá los efectos de la
fertilización nitrogenada en las
aguas subterráneas de la agricultura tradicional versus la agricultura de precisión.
Foto 6. Áreas de estudio ingresadas a SIG, regiones de Bío Bío, La Araucanía y Los Ríos.
Mulch de
centeno
Foto 7. Monitor de rendimiento y cosechadoras en operación.
MAPA DE NIVELES DE VIGOR DEL CULTIVO, FUNDO MONTERREY, NOVENA REGIÓN.
TEMPORADA 2006 - 2007 TRIGO VARIEDAD KUMPA
Hacia un cambio tecnológico
En definitiva, el proyecto establecerá una propuesta tecnológica
evaluada técnica, económica y
ambientalmente. Con esta nueva
herramienta el productor podrá
tomar decisiones dirigidas a corregir o disminuir la variabilidad
en su predio, modernizando su
sistema de manejo, para un uso
más eficiente de los fertilizantes.
El proyecto difundirá los resultados mediante días de campo,
charlas técnicas, boletines y un
seminario.
Con esto se espera sentar las bases
de un cambio tecnológico que, con
el aval de sus resultados, será progresivamente adoptado en el medio,
generando mayores retornos al productor y mejorando la competitividad del trigo chileno en el contexto
nacional e internacional.
Figura 3. Niveles de vigor del cultivo en el área de estudio
de la Región de la Araucanía.
MAPA DE RENDIMIENTO DE LA ZONA SIN RIEGO, OCTAVA REGIÓN.
TEMPORADA 2006 - 2007 TRIGO VARIEDAD CIKO
Figura 4. Mapa de rendimiento obtenido con monitor Ag Leader.
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