Introducción a las herramientas de agricultura de precisión :La agricultura de precisión (PA) o agricultura de precisión es un sistema de gestión de la producción agrícola y ganadera que utiliza un sistema de posicionamiento global (GPS) para monitorear la posición del equipo en el campo para recopilar información y aplicar entradas según sea necesario en cada ubicación. La agricultura de precisión también se denomina gestión de cultivos por satélite o gestión de cultivos en un lugar específico. Esto se utiliza principalmente para desarrollar un sistema de apoyo a la toma de decisiones para la gestión completa de la finca para optimizar las entradas y salidas de los diferentes sistemas a intervalos regulares. La agricultura de precisión se compone de métodos de detección remota y cercana que utilizan sensores de IoT, que ayudan a monitorear el estado de los cultivos en múltiples niveles de crecimiento. La agricultura de precisión implica la adquisición y el procesamiento de una gran cantidad de datos relacionados con la salud de los cultivos. Múltiples parámetros están involucrados en la salud de una planta, y también incluyendo el nivel del agua, temperatura, y otros. En este artículo también cubrimos los siguientes temas sobre herramientas de agricultura de precisión;
- Herramientas necesarias para la agricultura de precisión
- ¿Qué es la agricultura de precisión?
- Las técnicas de la agricultura de precisión
- ¿Cómo funciona la agricultura de precisión?
- Tecnologías básicas utilizadas en agricultura de precisión
Una guía paso a paso de herramientas de agricultura de precisión
Agricultura guiada por drones (crédito de la foto:pixabay)
La agricultura de precisión permite al agricultor saber con precisión qué parámetros son necesarios para un cultivo saludable, donde se necesitan estos parámetros, y en qué cantidad en un determinado momento. Esto necesita recopilar información masiva de diferentes fuentes y diferentes partes del campo, como los nutrientes del suelo, la presencia de plagas y malezas, contenido de clorofila en plantas, y condiciones climáticas. El principal objetivo de la agricultura de precisión describe sus beneficios. El enfoque principal define los cultivos y los requisitos del suelo para una productividad óptima por un lado y para preservar los recursos, asegura la sostenibilidad y la protección del medio ambiente por el otro. Este proceso en la agricultura regular ayuda a resolver los problemas vitales en la agricultura como el desperdicio de recursos, Altos precios, e impacto ambiental destructivo.
La necesidad de una agricultura de precisión es;
La agricultura de precisión fusiona los nuevos métodos surgidos de la era de la información con una industria agrícola madura. Luego, es un sistema integrado de manejo de cultivos que intenta hacer coincidir el tipo y la cantidad de insumos con las necesidades reales de cultivo para áreas pequeñas dentro de un campo agrícola. Las características ambientales incluyen condiciones climáticas, malas hierbas, insectos y enfermedad.
La agricultura de precisión es un sistema de gestión agrícola basado en el uso de métodos modernos en cada etapa del trabajo. Un campo suele tener zonas heterogéneas. La agricultura de precisión permite identificar estas zonas y gestionar la variabilidad que conlleva un campo heterogéneo. Esto permite principalmente a los agricultores utilizar semillas, fertilizantes, y pesticidas de manera más eficiente y aumentan el rendimiento.
Objetivos de la agricultura de precisión
Los principales objetivos de la agricultura de precisión también se han ampliado;
- Seleccionando cultivos adecuados con mayores rendimientos y mercados más lucrativos.
- Mida automáticamente el rendimiento del sitio mediante la captura de datos relevantes
- Incrementar la sostenibilidad económica y ambiental de la finca.
- Predecir los cambios en las condiciones climáticas y reaccionar ante ellos de manera proactiva
La agricultura de precisión es un enfoque en el que los insumos se utilizan en cantidades precisas para obtener mayores rendimientos promedio en comparación con los métodos de cultivo tradicionales. Por lo tanto, es un sistema integral diseñado para optimizar la producción utilizando un elemento clave de información, tecnología, y gestión, para aumentar la eficiencia de la producción, mejorar la calidad del producto, conservar energía y proteger el medio ambiente. Entonces, La agricultura de precisión es un concepto atractivo y sus principios conducen naturalmente a la expectativa de que los insumos agrícolas se puedan utilizar de manera más eficaz. con las consiguientes mejoras en los beneficios y una producción menos onerosa para el medio ambiente.
La agricultura de precisión es un enfoque de la gestión agrícola que utiliza TI (tecnología de la información) para garantizar que los cultivos y el suelo reciban exactamente lo que necesitan para una salud óptima. El objetivo de la agricultura de precisión es garantizar la rentabilidad, sustentabilidad, y protección del medio ambiente. La agricultura de precisión también se conoce como agricultura satélite y manejo de cultivos específicos del sitio (SSCM). Ayuda a evitar prácticas no deseadas en un cultivo, independientemente de las condiciones locales de suelo / clima, lo que significa que reduce la mano de obra, agua, insumos como fertilizantes, y pesticidas, etc., y asegura productos de calidad.
La agricultura de precisión significa realizar cualquier práctica de gestión agrícola basada en el estado de la parcela. PA crea la imagen de algunos programas computarizados que controlan la maquinaria a través de señales de satélite o algunas configuraciones de sensores locales que pueden predecir el desarrollo del cultivo. Por eso, la agricultura de precisión se considera el futuro de la agricultura. Significa una serie de estrategias y herramientas que permiten a los agricultores optimizar y aumentar la calidad y productividad del suelo poniendo en marcha una serie de intervenciones clave específicas, un resultado que se puede lograr mediante la introducción de tecnologías avanzadas.
Ventajas de la agricultura de precisión
El sistema de agricultura de precisión ofrece muchas ventajas económicas, social, y ventajas ambientales sobre los métodos tradicionales;
- Aumenta el retorno de la inversión (ROI), reduciendo el uso de insumos y aumentando la cantidad y la calidad del rendimiento.
- Reduce el suelo, agua, y contaminación del aire al disminuir el uso de fertilizantes químicos y pesticidas.
- La agricultura de precisión aumenta la biodiversidad del suelo y apoya la vida silvestre fuera de las granjas.
- Hace que la agricultura sea sostenible al reducir la dependencia de los recursos y el agua.
- La agricultura de precisión reduce las emisiones de carbono del sector agrícola.
Otras ventajas de la agricultura de precisión son;
Mayor eficiencia en la toma de decisiones - Si los agricultores usan sensores para monitorear el campo, obtendrán acceso a largo plazo a datos en tiempo real. De esta manera, un administrador del sitio podrá distinguir patrones y predecir cambios, riesgos potenciales, y rendimiento de los cultivos, tanto durante la cosecha como durante la temporada de crecimiento.
Acceso a los registros de la finca - El uso de tecnología para sistemas de gestión agrícola aumenta la accesibilidad de los datos. Con agricultura de precisión, los miembros del equipo ya no están atados al espacio de la oficina. Gracias a los métodos basados en la nube, Todos los datos necesarios son gratuitos para acceder en cualquier momento desde cualquier dispositivo.
Mejor protección de cultivos - Para proteger la ubicación de los insectos que dañan los cultivos, los agricultores tienden a exagerar con su uso de nitrógeno. Y, además de reducir la sostenibilidad ambiental del sitio, el uso de productos químicos es caro. Con agricultura de precisión, un agricultor podrá administrar productos químicos solo cuando sea necesario y luego proteger los cultivos de manera más eficiente.
¿Por qué es importante la agricultura de precisión?
Las prácticas de agricultura de precisión pueden reducir la cantidad de nutrientes y otros insumos agrícolas utilizados, al tiempo que aumentan el rendimiento de los cultivos. Por lo tanto, los agricultores obtienen un retorno de su inversión ahorrando agua, pesticida, y costos de fertilizantes.
- Incrementar la productividad agrícola
- Evita la degradación del suelo
- Reducción de la aplicación de productos químicos en cultivos.
- Uso eficiente de los recursos hídricos
- Difusión de métodos agrícolas modernos para mejorar la calidad, cantidad, y costo de producción reducido
- Desarrollar actitudes favorables
- Prácticas de agricultura de precisión que cambian la situación socioeconómica de los agricultores
Los problemas de producción se pueden abordar fácilmente a través de la agricultura de precisión si se atiende adecuadamente. Los agricultores deben encontrar sus necesidades específicas de antemano para que luego se identifiquen las herramientas ideales que se adapten a sus necesidades. Estas herramientas de agricultura de precisión son esenciales para generar eficiencia, registros más precisos, y facilitar la gestión de la explotación. Por lo tanto, es importante encontrar sus necesidades antes de gastar cualquier moneda en software y dispositivos.
Después de determinar las necesidades agrícolas, ahora puedes elegir las herramientas que quieres incorporar para solucionar tus necesidades. Herramientas de agricultura de precisión, paquetes de programas, y los sistemas de orientación varían en precio y calidad. También, Los agricultores deben asegurarse de que comprenden lo que se necesita para poner en funcionamiento nuevas herramientas de precisión y lo que se espera de ellos cuando las utilicen para lograr un mayor éxito en la agricultura. Los agricultores deben conocer sus herramientas particulares que se pueden utilizar para diferentes tipos de cultivos; o si se usará solo para una sección de la finca o será todo el terreno; y cuál de los miembros del personal de la granja manipulará y utilizará las herramientas de agricultura de precisión o si es necesario recibir capacitación especializada. Este tipo de plan de implementación tiene un impacto significativo en las herramientas que seleccione para satisfacer necesidades específicas. Tener un plan de implementación a tiempo ayudará a los agricultores a disfrutar del máximo éxito con las herramientas de agricultura de precisión.
Componentes de la agricultura de precisión
- Características del cultivo:etapa del cultivo, salud de los cultivos, y necesidades de nutrientes, etc.
- Capa de suelo detallada con propiedades físicas y químicas, estado de nutrientes, salinidad y toxicidad, y temperatura del suelo, etc.
- Datos microclimáticos (estacionales y diarios) sobre la temperatura del dosel de los cultivos, dirección del viento, y humedad, etc.
- Condiciones de drenaje superficial y subterráneo
- Instalaciones de riego y otros insumos de planificación de interés.
- Maquinaria agrícola y otros equipos con sensores.
Herramientas de agricultura de precisión
Es importante que cualquiera que esté considerando la agricultura de precisión esté familiarizado con las herramientas tecnológicas disponibles. Aplicaciones informáticas que se utilizan principalmente para crear planes agrícolas precisos, mapas de campo, exploración de cultivos, mapas de rendimiento y para definir la cantidad exacta de entradas que se aplicarán a los campos. Entre las ventajas de este proceso se encuentra la posibilidad de crear un plan de cultivo amigable con el medio ambiente, lo que a su vez ayuda a reducir el costo y aumentar los rendimientos. Por otro lado, estas aplicaciones proporcionan datos de valor limitado que no se pueden aplicar para grandes soluciones de agricultura de precisión debido a la incapacidad de integrar los datos obtenidos en otros sistemas de apoyo.
Las principales herramientas utilizadas para la agricultura de precisión son;
1. Equipo de autoguiado
2. Tecnología de tasa variable
3. Internet de las cosas
4. Tecnología de sensores próximos
5. Sistema de posicionamiento global y sistema de información geográfica
6. Muestreo de cuadrícula
7. Sensores remotos
8. Sensores próximos
9. Sistemas de riego de precisión
10. Registros y análisis
11. Seguimiento y cartografía del rendimiento
1. Equipo de autoguiado
Este tipo de método permite a los agricultores cubrir un vasto campo con precisión y rapidez. Elimina principalmente superposiciones, salta y brechas de cualquier producto que apliquen los agricultores. Como resultado, fertilizante, insecticidas, pesticidas, y los productos fitosanitarios solo se aplican en la cantidad y el lugar correctos que se necesitan. Las herramientas de autoguiado también minimizan los accidentes que suelen provocar estas máquinas.
2. Tecnología de tasa variable
Fertilizante de tecnología de dosis variable (VRT), insecticida, agua, y las aplicaciones de plaguicidas pueden ser beneficiosas para combatir plagas y enfermedades. Las aplicaciones de tecnología de tasa variable de potasio (K) y fósforo (P) pueden ser beneficiosas, dependiendo de la fertilidad del campo. Las zonas de gestión deben desarrollarse en lugar de depender únicamente de muestras de suelo de rejilla.
La tecnología de tasa variable (VRT) es cualquier tecnología o método que permite a los agricultores controlar la cantidad de insumos aplicables dentro de áreas agrícolas definidas. Este método utiliza software especializado, controladores, y sistema de posicionamiento global diferencial (DGPS).
VRT se refiere principalmente a cualquier tecnología que permite la aplicación variable de insumos y permite a los agricultores controlar la cantidad de insumos que aplican en una ubicación específica. Los componentes básicos de esta tecnología VRT incluyen una computadora, software, un controlador, y un sistema de posicionamiento global diferencial (DGPS). Hay tres enfoques básicos para usar el método VRT basado en mapas, basado en sensores, y manual.
La aplicación de fertilizante de dosis variable permite principalmente a los productores de cultivos aplicar diferentes dosis de fertilizante en cada ubicación en todos los campos. La tecnología requerida para lograr la fertilización de tasa variable incluye una computadora en la cabina y un software con un mapa de aplicación de la zona de campo, equipo de fertilización capaz de cambiar las tasas durante la operación, y el Sistema de Posicionamiento Global (GPS).
3. Internet de las cosas
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Internet de las Cosas (Fuente de la imagen:pixabay)
El Internet de las cosas está ayudando a cambiar la forma en que los agricultores trabajan a través de la agricultura de precisión. un concepto de gestión agrícola que utiliza sensores, datos, y comunicación en red para adaptar el sistema agrícola. Luego, el resultado es un sistema más eficiente que promueve el crecimiento sostenible al tiempo que reduce los costos.
Las soluciones de agricultura de IoT para la agricultura de precisión permiten el monitoreo en tiempo real para recopilar datos valiosos que pueden tener un impacto significativo en la eficiencia operativa. IoT tiene una gama de aplicaciones diversas para sistemas agrícolas;
- Supervise y analice las condiciones del suelo y los parámetros cambiantes para optimizar el rendimiento de los cultivos.
- Desarrollar soluciones de rastreo que permitan a los agricultores monitorear el ganado y otros recursos agrícolas en áreas remotas.
- Utilice con cuidado los dispositivos conectados para detectar déficits de agua y nutrientes para intervenciones oportunas.
4. Tecnología de sensores próximos
Existen diferentes tipos de sensores. Los sensores de humedad y temperatura son algunos de los sensores importantes. Estos sensores pueden ayudar al agricultor a detectar cualquier tipo de problema experimentado por los cultivos, o enfatizar que el ganado podría estar sufriendo. Luego, ayuda al agricultor a solucionar los problemas fácilmente con menos recursos.
5. Sistema de posicionamiento global y sistema de información geográfica
Receptores del sistema de posicionamiento global (GPS)
El Sistema de Posicionamiento Global es un conjunto de 24 satélites en la órbita de la Tierra. Luego, envía señales de radio que pueden ser procesadas por un receptor terrestre para encontrar la posición geográfica en la tierra. Tiene un 95% de probabilidad de que la posición dada en la tierra esté dentro de los 10 a 15 metros de la posición real.
El GPS es un satélite que identifica la ubicación del equipo de campo que se encuentra a un metro del sitio real en la granja. Luego, la importancia de conocer una ubicación de precisión dentro de unas pocas pulgadas es;
- Los resultados de laboratorio y las muestras de ubicación del suelo se pueden comparar fácilmente con un mapa de suelos.
- Se pueden prescribir pesticidas para adaptarse a propiedades específicas del suelo.
- La labranza se puede ajustar porque una condición cambia en todo el campo.
- Puede monitorear y registrar fácilmente los datos de rendimiento a medida que se recorre el campo.
El GPS proporciona un sistema de posicionamiento preciso necesario para la implementación de campo de la tecnología de tasa variable. La Internet actual hace posible el desarrollo de un mecanismo para la gestión eficaz de las explotaciones mediante el uso de la teledetección.
Sistemas de información geográfica (SIG)
Los sistemas de información geográfica son sistemas de software y hardware que utilizan atributos de características y datos de ubicación para producir mapas. Los datos referenciados geográficamente se pueden mostrar en el sistema GIS, agregando una perspectiva visual para la interpretación.
El sistema GIS consta de software que ingresa, recupera, historias, muestra, y analiza la información geográfica referenciada en forma de mapa. Esta tecnología comprende hardware, software, y procedimientos diseñados para respaldar la compilación, almacenamiento, recuperación, y análisis de atributos de características y datos de ubicación para producir mapas. Este sistema vincula la información en un solo lugar para que pueda extrapolarse cuando sea necesario. Aunque, la base de datos GIS puede proporcionar información sobre la topografía de campo, tipos de suelo, pruebas de suelo, riego, tasas de aplicación de productos químicos, y rendimiento de los cultivos.
El SIG mejora las operaciones agrícolas y la productividad general. Al usar sembradoras y aspersores equipados con computadora, no pasa la misma línea dos veces, lo que significa que evitan superposiciones y áreas perdidas. Luego, esta innovación reduce el consumo de materiales y protege la naturaleza en el caso de aplicaciones químicas, sin mencionar que la fertilización y el riego excesivos destruyen los cultivos.
6. Muestreo de cuadrícula
El muestreo en cuadrícula es un tipo de proceso que implica dividir un campo en diferentes bloques más pequeños de, por ejemplo, 0,5-5 ha. Luego, se toman muestras del suelo dentro de estas rejillas para obtener tasas de aplicación precisas y adecuadas. Luego, luego se toman las muestras, mezclado, y enviado a laboratorios de suelos para pruebas y análisis. El muestreo por cuadrícula revela principalmente cómo se distribuyen los nutrientes en un campo. Esto evita la aplicación excesiva de fertilizantes en áreas donde los niveles de nutrientes son altos. El método de muestreo en cuadrícula permite el enriquecimiento del suelo con fertilizante en áreas donde los niveles de nutrientes son bajos. El muestreo del suelo ayuda a los productores a desarrollar zonas de manejo y mapas de prescripción en agricultura de precisión, aumentando la precisión de la tasa y la colocación de los insumos necesarios como fertilizantes y cal para ajustar los niveles de pH. Los productores y administradores normalmente usan estrategias de muestreo de cuadrícula o de zona cuando recolectan muestras de suelo.
7. Sensores remotos
Los sensores remotos se clasifican como;
Estos sensores remotos indican principalmente variaciones en el color del campo que corresponden a cambios en la estructura y tipo de suelo, crecimiento de cultivos, condición animal, y límites del campo. Generalmente, Los datos obtenidos por teledetección proporcionan una herramienta para evaluar la salud de los cultivos. También, Las cámaras electrónicas pueden grabar imágenes de infrarrojo cercano que están altamente correlacionadas con el tejido vegetal sano. Los nuevos sensores remotos con alta resolución espectral están aumentando la información recopilada de los satélites. Aunque, Las imágenes de detección remota pueden ayudar a determinar la ubicación y el alcance del estrés del cultivo. El análisis de estas imágenes utilizadas junto con la exploración puede ayudar a encontrar la causa de ciertos componentes del estrés del cultivo. Las imágenes obtenidas por teledetección se pueden utilizar para desarrollar e implementar un plan de tratamiento localizado que optimice el uso de productos químicos agrícolas. El método determina los factores que pueden estresar un cultivo en un momento específico para encontrar la cantidad de humedad del suelo.
Los sensores remotos son categorías de sensores aéreos o satelitales. Pueden indicar variaciones en los colores del campo que corresponden a cambios en el tipo de suelo, desarrollo de cultivos, límites de campo, carreteras, y agua, etc. Se pueden procesar imágenes de satélite y Arial para proporcionar índices vegetativos, que reflejan la salud de las plantas. La ciencia remota en términos agrícolas significa ver los cultivos desde arriba (desde un satélite o un avión que vuela a baja altura) sin entrar en contacto, y grabar lo que se ve y mostrar la imagen, y luego proporcione el mapa para identificar los problemas de campo de manera más efectiva. En un sistema de teledetección, La transferencia de información se logra mediante el uso de radiación electromagnética (EMR). Debido a la teledetección, hemos podido observar grandes regiones aptas para la agricultura y haciendo uso de sensores para medir la energía en longitudes de onda que están más allá del alcance de la visión humana (infrarrojos ultravioleta, etc.). El método de teledetección se puede utilizar para proporcionar información valiosa sobre diversos recursos agrícolas que influyen en la producción. Algunas de las áreas de aplicación agrícola más amplias son;
Previsión de la producción de cultivos - Incluye principalmente la identificación de cultivos, estimación de superficie, y previsión de rendimiento.
Mapeo de suelos - Los mapas de suelos proporcionan información sobre la idoneidad y las limitaciones del suelo para la producción agrícola, que son útiles en la selección de sistemas de cultivo adecuados y una planificación óptima del uso de la tierra.
Mapeo de tierras baldías - Páramo significa áreas afectadas por la sal, suelos ácidos, suelos erosionados, áreas anegadas, y tierra seca, etc.
Estrés hídrico –Los sensores SAR (radar de apertura sintética) son sensibles a la humedad del suelo. Requiere un uso extensivo de procesamiento para eliminar el ruido inducido por la superficie.
Detección de insectos - El sistema de teledetección aérea o satelital no se ha utilizado con éxito para identificar y localizar insectos directamente. La detección indirecta de insectos a través del estrés de detección de plantas se ha utilizado generalmente en cultivos anuales. Generalmente, el nivel de daño económico para el tratamiento se excede cuando el estrés de la planta es detectado por sensores remotos. Los entomólogos prefieren realizar exploraciones directas en el campo para detectar insectos a tiempo.
8. Sensores próximos
Estos sensores se pueden utilizar para medir parámetros del suelo como el estado del nitrógeno y el nivel de pH del suelo y las propiedades del cultivo a medida que el tractor conectado al sensor pasa sobre el campo.
9. Sistemas de riego de precisión
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Sistema de riego (fuente de la imagen:pixabay)
El sistema de riego de precisión es un método innovador que utiliza el agua de manera inteligente y ayuda a los agricultores a lograr mayores rendimientos de cultivos con una cantidad mínima de agua. Las tecnologías de comunicación inalámbrica y de sensores se desarrollan para monitorear las condiciones ambientales y del suelo, junto con los parámetros operativos de las máquinas de riego (es decir, flujo y presión) para lograr una mayor eficiencia en el uso del agua.
10. Registros y análisis
Generalmente, Los sensores electrónicos pueden recopilar una gran cantidad de datos en un período corto. También, Los controladores electrónicos pueden diseñarse para proporcionar señales que se registran electrónicamente. Puede resultar útil registrar las dosis de fertilizante que realmente aplica el equipo de aplicación, no solo lo que debería haberse anotado de acuerdo con un mapa de prescripción. Aunque, los agricultores querrán realizar un seguimiento de los datos anuales para estudiar las tendencias en la fertilidad, rendimientos salinidad, y otros parámetros. Eso significa que se necesita una gran base de datos con la capacidad de archivar, y recuperar datos para análisis futuros.
Se obtienen varios beneficios de un proceso automatizado de captura, almacenamiento y análisis de registros de campo físico. Se pueden realizar análisis detallados de las actividades de gestión de la explotación y los resultados. Los agricultores pueden observar el rendimiento de las nuevas variedades por región específica del sitio, medir el efecto de diferentes profundidades de siembra, y mostrar a su banquero los rendimientos reales obtenidos y los niveles de riesgo asociados.
11. Seguimiento y mapeo del rendimiento
Los monitores de rendimiento son una combinación de varios componentes. Por lo general, incluyen varios sensores y componentes diferentes, como un dispositivo de almacenamiento de datos que controla la interacción de estos componentes. Los sensores miden la masa, velocidad del separador, pista de velocidad, y grano. Los receptores del Sistema de posicionamiento global se utilizan principalmente para registrar la ubicación de los datos de rendimiento. Aunque, tierra, paisaje, y otros factores ambientales también deben sopesarse al interpretar un mapa de rendimiento. Usado correctamente La información sobre el rendimiento proporciona información importante para determinar los efectos de los insumos gestionados, como los fertilizantes, Lima, semilla, pesticidas, y prácticas culturales que incluyen labranza e irrigación. Examinar los registros de información de rendimiento de varios años e incluir datos de años de clima extremo ayuda a determinar si el nivel de rendimiento observado.
Los mapas de rendimiento se producen procesando datos de una cosechadora combinada adoptada que está equipada con un GPS que está integrado con un sistema de registro de rendimiento. Generalmente, El mapeo de rendimiento implica el registro del flujo de grano a través de la cosechadora. mientras se registra lo real en el campo al mismo tiempo.
