La Revolución Verde India desde fines de la década de 1960 hasta la década de 1970 tuvo como objetivo fortalecer la producción de granos alimenticios, especialmente en los estados del norte de Punjab, Haryana y Uttar Pradesh. Los agricultores pronto comenzaron a adoptar métodos agrícolas modernos, como semillas de variedades de alto rendimiento (HYV), pesticidas, fertilizantes, tractores, cosechadoras combinadas e instalaciones de riego.
Con la agricultura practicada a escala en estas regiones, la mecanización agrícola demostró ser una bendición, lo que resultó en un aumento dramático en la productividad agrícola y el desarrollo económico en las décadas siguientes. La mecanización agrícola también garantizó que los agricultores pudieran cosechar grandes extensiones de tierra en el breve lapso de tres semanas.
Sin embargo, uno de los principales inconvenientes de la agricultura mecanizada con el que los agricultores tenían que lidiar ahora era el manejo del rastrojo.
¿Qué es la quema de rastrojos?
La quema de rastrojos surgió como un método económico, rápido y eficiente para eliminar volúmenes masivos de rastrojos de arroz y trigo que deja la cosecha mecanizada. Este residuo es hasta dos pies más alto, en comparación con menos de 6 pulgadas después de la cosecha manual, y tarda aproximadamente un mes y medio en descomponerse.
Además, las leyes estatales en Punjab y Haryana obligan a los agricultores a retrasar un mes la siembra de viveros y el trasplante de arroz, desde mediados de mayo hasta mediados de junio, para proteger el nivel de agua subterránea que se reduce rápidamente en la región. En consecuencia, la siembra retrasada retrasa la cosecha, lo que deja a los agricultores sin tiempo suficiente para limpiar la tierra y preparar el lecho del suelo para la próxima cosecha, el trigo.
Además, los residuos del arroz (excepto la variedad basmati) no son adecuados como forraje para animales, ya que son más difíciles de masticar, tienen un alto contenido de sílice y tienen un valor calórico bajo que otros residuos de cultivos. De ahí que los agricultores recurran a la quema estratégica de rastrojos de paja. También es efectivo para eliminar plagas, malas hierbas (particularmente las resistentes a los herbicidas) y enfermedades de los cultivos del último ciclo de cultivo.
Riesgos asociados a la quema de rastrojos
Estas son algunas de las consecuencias más peligrosas de la quema de rastrojos:
- Contaminación: Lo primero y más importante sobre el resultado de esta técnica es que contribuye significativamente a la contaminación del aire. No solo contamina el aire con gases nocivos como monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2 ), óxidos de azufre (SOx ), óxidos de nitrógeno (NOx ), metano (CH4 ) y compuestos orgánicos volátiles (COV), pero también aumenta la presencia de partículas (PM10 y PM2.5 ) en aire. Además de las emisiones vehiculares e industriales existentes, entre el 20% y el 70% de los problemas de neblina y contaminación del aire de Delhi surgen debido a la quema de rastrojos en los estados vecinos durante octubre y noviembre de cada año. Los científicos también han relacionado la contaminación con el derretimiento de los glaciares del Himalaya.
Los datos de imágenes satelitales de Cropin, combinados con la tecnología geoespacial, ayudan a identificar cultivos, los límites de la tierra, el área de cultivo y brindan información detallada sobre los cultivos
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- Esterilidad del suelo: La quema de rastrojos elimina los nutrientes esenciales de nitrógeno, fósforo y potasio (NPK) y otros micronutrientes, lo que afecta la calidad orgánica del suelo y la productividad a largo plazo. Además, reduce considerablemente la capacidad de solubilidad de sus capas superiores. Este proceso de quemado deja cenizas que deterioran su valor nutritivo y también lo seca.
- Inestabilidad térmica: Quemar una gran cantidad de rastrojos a la vez da como resultado una penetración acelerada del calor en el suelo, elevando la temperatura del suelo a unos 42 °C. En consecuencia, conduce a la pérdida de humedad y la inestabilidad térmica, lo que dificulta el crecimiento de los cultivos posteriores. También mata los microorganismos del suelo presentes a una profundidad de 2,5 cm, que son fundamentales para la fertilidad del suelo.
- Pérdidas de carbono :La quema de rastrojos también libera alrededor del 80% del componente de carbono en forma de dióxido de carbono atmosférico. Aunque esta liberación de carbono a menudo es solo un poco mayor en comparación con la descomposición natural del residuo, es inmediata.
La pandemia de COVID-19 ha amenazado al mundo entero desde el punto de vista social, económico y, lo más importante, sanitario. Teniendo en cuenta que las afecciones respiratorias son una de las comorbilidades que resultan en la mortalidad relacionada con la COVID-19, el deterioro de la calidad del aire puede hacer que la pandemia de la COVID-19 sea más letal para aquellas áreas afectadas por la quema de rastrojos.
¿Todavía se practica la quema de rastrojos?
Varios países cuentan con regulaciones para la quema de rastrojos. Mientras que el Reino Unido y China prohíben la práctica y la Unión Europea la desalienta como parte de la Política Agrícola Común, algunos estados del noroeste de los Estados Unidos regulan la práctica. Sin embargo, en Australia, aunque la mayoría de los agricultores prefieren la quema de rastrojos, está permitida y recomendada en determinadas circunstancias.
En las planicies del norte del Indo-Gangético de la India, a pesar de plantear varias preocupaciones ambientales y de que los gobiernos estatales prohibieron e incluso criminalizaron la práctica, la quema de rastrojos todavía se practica al final de las temporadas de Kharif y Rabi por varias razones. En países tropicales como India, las condiciones climáticas no siempre favorecen a los agricultores. Para cultivar, especialmente durante los inviernos, los agricultores obtienen intervalos muy cortos para completar todo el proceso. En ocasiones, condiciones climáticas imprevistas, como lluvia o frío extremo, dificultan el proceso de siembra.
Algunos cultivos tienden a reducir la fertilidad de la tierra. Por lo tanto, se hace necesario sacar el residuo del suelo. Por lo tanto, técnicas como la quema de rastrojos son prácticas para eliminar más rápidamente los residuos del cultivo anterior y reducir la retención de nitrógeno.
Las mejores y más seguras alternativas a la quema de rastrojos
A continuación se presentan algunas prácticas alternativas para la quema de rastrojos para prevenir la contaminación y otros peligros para la salud. Sin embargo, estas alternativas aún no son prevalentes. Los agricultores a menudo incurren en gastos adicionales, o el equipo necesario para estas prácticas no está fácilmente disponible. Los centros de contratación personalizados también son reacios a comprar la maquinaria considerando que permanecerá sin uso durante la mayor parte del año, excepto los 15 días una o dos veces al año.
Tratamiento in situ de rastrojos: La gestión in situ de los residuos de cultivos es una de las mejores técnicas de conservación de ecosistemas. Ayuda a deshacerse de los residuos de cosecha, manteniendo intactos los nutrientes del suelo.
- Happy seeder:Se trata de una sembradora sin labranza montada en tractor para el manejo in situ del rastrojo de arroz. Puede cortar y levantar paja de arroz y sembrar trigo directamente en el suelo sin preparación previa del semillero. Luego deposita los residuos de paja sobre el área cultivada como mantillo, agregando valor orgánico muy necesario a la tierra. La máquina reduce el costo, el tiempo y el esfuerzo necesarios para realizar este proceso manualmente. Aunque los gobiernos estatales proporcionan estas máquinas a un valor subsidiado, varios agricultores han informado sobre escasez de equipos en los últimos años.
- Biodescomponedor Pusa:Es una solución de bioenzimas microbianas de bajo costo que convierte los residuos de cultivos en estiércol, según se informa, en 15 a 20 días. Uno o dos días después de aplicar la solución, los agricultores labrarán y regarán los campos, lo que provocará la descomposición acelerada del residuo.
Algunas de las otras máquinas agrícolas que ayudan a gestionar los residuos de cultivos in situ son:
- Rotavator, para preparación de terrenos y para incorporar residuos de cultivos en el suelo
- Sembradora de labranza cero para preparación del terreno y siembra directa de semillas en el rastrojo del cultivo anterior
- Baler, para recolectar y comprimir residuos en pacas compactas
- Cortador de paja de arroz con esparcidor, para cortar rastrojos de arroz y esparcirlos por el campo
- Aglutinante segador, para cosechar rastrojos de arroz y hacer manojos
Gestión ex situ de residuos de cultivos :La conservación y el tratamiento ex situ o “fuera del sitio” de los residuos de cultivos también son efectivos. Elimina los restos de cultivos de la tierra de su hábitat natural. Además, este proceso es mucho más ecológico que la quema de rastrojos.
- Conversión de paja en biocarbón:El biocarbón es carbón generado por pirólisis de biomasa en ausencia de oxígeno. La biomasa incluye material orgánico de desechos agrícolas y forestales y es una fuente de carbono verde y renovable. La producción de biocarbón a partir de biomasa libera energía casi sin azufre y con cantidades insignificantes de nitrógeno. Los residuos de cultivos están disponibles en abundancia y contienen un alto contenido de carbono. Por lo tanto, usarlos para producir biocarbón ayuda a secuestrar grandes cantidades de carbono de forma estable cada año y, en consecuencia, a disminuir los efectos adversos sobre el medio ambiente. Biochar también es notable por su valor potencial para mejorar la calidad del suelo.
- Uso alternativo para rastrojos de arroz:otras aplicaciones innovadoras pero comerciales para los residuos de cultivos incluyen su reutilización para fabricar productos como papel y materiales de embalaje, tratándolos como una fuente alternativa de combustible para generar energía en cemento, fábricas de azúcar o aceite, y convertirlo en pulpa para la fabricación de vajillas sostenibles.
- Etanol 2G a partir de desechos agrícolas:existe una demanda creciente de combustibles renovables para reemplazar los de origen fósil. En particular, los cultivos de granos almacenan solo la mitad de la energía que capturan en el grano cosechable, lo que ofrece un potencial significativo para extraer energía de los residuos de cultivos. La fabricación de bioetanol de segunda generación (2G) a partir de biomasa lignocelulósica respaldará el doble objetivo de evitar la quema de rastrojos y reemplazar los combustibles fósiles con una alternativa más limpia y renovable.
Cambio de patrón de cultivo: Aparte de los tratamientos in situ y ex situ, una alternativa eficaz para este proceso es el cambio de patrón de cultivo. Las frutas, verduras u otros cultivos bajos en residuos que no requieren mucha agua también son excelentes sustitutos del trigo y el arroz.
Las variedades de cultivos modificados genéticamente también son beneficiosas para los agricultores. Por ejemplo, las variedades de arroz de menor duración, como Pusa Basmati-1509 y PR-126, tienen una madurez de semilla a semilla de alrededor de 120 a 125 días. Permiten a los agricultores cosechar durante la tercera semana de septiembre, ampliando así la ventana hasta el inicio de la temporada de trigo. La principal desventaja de producir basmati, verduras, frutas, legumbres u otros cultivos es que el gobierno no los incluye en el sistema de adquisiciones basado en el MSP. Por lo tanto, priva a los agricultores de un ingreso asegurado.
Evaluación del impacto ambiental de la quema de rastrojos y mitigación de riesgos mediante sensores remotos
El progreso significativo en las aplicaciones de sensores remotos proporciona una solución a gran escala para mapear y monitorear áreas de cultivo de arroz y trigo y patrones de quema de rastrojos en la región. Cropin está realizando una extensa investigación para emplear soluciones basadas en sensores remotos para mitigar los riesgos asociados con la quema de residuos de cultivos y generar estadísticas que los organismos gubernamentales podrían utilizar para optimizar las políticas. La iniciativa también tiene como objetivo brindar información respaldada por datos de la que las empresas emergentes podrían beneficiarse en su proceso de movilización de rastrojos de cultivos, reduciendo así el riesgo de daño ambiental.
El marco geoespacial AI/ML de Cropin consume imágenes satelitales casi en tiempo real y genera varios índices de detección remota desde bandas multiespectrales a través de visuales a térmicas para examinar el impacto ambiental de la quema de residuos de cultivos. Los modelos ML ayudan a analizar el sistema Rice-Wheat (RWS) que siguen los agricultores a lo largo del tramo de 630 millones de acres de la llanura Indo-Gangetic. Estos datos actuarán como referencia para monitorear la actividad de quema de residuos de cultivos en los campos.
La detección de cultivos basada en sensores remotos de SmartRisk resaltará los patrones de siembra de cultivos y las etapas de cultivo del RWS para las diferentes aldeas. Los datos VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) de la NASA proporcionan un mapeo activo de incendios complementado con varios otros índices de detección remota, como el índice de área de combustión (BAI) y la relación de combustión normalizada (NBR), derivados de bandas infrarrojas térmicas y de onda corta. Juntos, agilizan la identificación de las quemas de rastrojos, tanto actuales como históricas. La información histórica, al integrarse con los patrones de siembra, etapas de cultivo y parámetros de estacionalidad climática, contribuye a diseñar el modelo de verosimilitud que pronostica las áreas de quema de rastrojos. 
Además, el monitoreo satelital de gases y partículas venenosas en la atmósfera (monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno y partículas) nos permite obtener un índice de contaminación para la región.
En resumen, la plataforma de Cropin monitorea datos de detección remota casi en tiempo real y analiza estadísticas en diferentes niveles de límites administrativos para permitir una toma de decisiones inteligente basada en datos. Permitiría a las entidades interesadas emprender medidas de mitigación sostenibles al tiempo que ayudaría a los agricultores a aumentar sus ingresos y preservar su productividad agrícola y la fertilidad de la tierra.
Hay varios resultados posibles de este esfuerzo.
- Las entidades pueden etiquetar las aldeas en función de la probabilidad y la intensidad de su contribución a la contaminación y planificar acciones apropiadas para la mitigación de riesgos según la prioridad.
- Los gobiernos pueden implementar programas de concientización sobre políticas, subsidios y otras medidas para reducir la quema de residuos de cultivos. También pueden apoyar el establecimiento de proyectos y grupos de autoayuda (SHG, por sus siglas en inglés) que adquieran rastrojos de cultivos para uso alternativo.
- Las empresas privadas y las compañías petroleras involucradas en la producción de bioetanol 2G pueden usar esta información para identificar áreas de cultivo de arroz y trigo con semanas de anticipación y planificar la adquisición de rastrojos de cultivos de manera eficiente.
- Del mismo modo, las empresas que adquieren rastrojos de cultivos para otros usos, como se mencionó anteriormente, pueden usar la plataforma de Cropin para monitorear la etapa del cultivo y conectarse directamente con los agricultores durante el período de cosecha.
Cropin Intelligence Platform para la evaluación del impacto de la quema de residuos de cultivos
Con la rápida industrialización y urbanización, el calentamiento global y el cambio climático ya se han convertido en problemas críticos. En tal situación, la quema de rastrojos es una práctica peligrosa que puede tener un costo enorme en todo el ecosistema. Por lo tanto, ciertamente es hora de pedir una prohibición total de tales prácticas de quema y elegir alternativas más ecológicas.
El futuro es nuestro para cambiar. Asóciese con nosotros para garantizar un mundo más saludable para el mañana.
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