11. Nuevas Tecnologías para la Agricultura
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Nuevastecnologíasparalaagricultura
Dr KaiSonderJefeUnidadSIG
CIMMYTContribucionesdeJillCairns,ZamanAllahMainassara,LorenaGonzález,MariaTattaris,FrancelinoRodrigues,IvanOrtiz
Monasterio,JellevanLoon
LaDefinicióndelaAgriculturadePrecisión:
Manejodeacuerdoalsitio
Tecnologíaespecificaalsitio(SST)
Aplicarladosisadecuadaenelsitioadecuadoaltiempoadecuado
AgriculturadeprecisiónUsatecnologíadeinformaciónparaqueelmanejodeacuerdoalsitioseaeconómicamenteviableenlaagriculturamecanizada.
Objetivo:
ReducircostosdeproducciónMinimizarimpacto ambiental
MERCER&HALL,1911THEEXPERIMENTALERROROFFIELDTRIALS.ErroresexperimentalesenestacionesdecampoyimpactosobreelcultivodeMangold/Chard Acelga(Betavulgaris subspecies cycla)
LosPioneros:Variabilidadenensayosygeoestadistica
EDEN&MASKELL,1928THEINFLUENCEOFSOILHETEROGENEITYONTHEGROWTHANDYIELDOFSUCCESSIVECROPSEfectosdevariabilidaddesuelosobrecrecimientoyrendimiento (Mapaderendimiento)
Examina laacidez detu sueloC.M.Linsley andF.C.BauerUniversityofIllinoisCircular346August,1929
Enunlote de16-hamide pHycarbonatos23muestras delasuperficie (5cmprofundidad)5subsuperficie (30cmprofundidad)5subsuelo (20inchdepth)Elmapa completado deacidez muestra donde ycuanto senecesita delimoSerecomienda planear otro muestreo despues de6años
IOWASTATEU
LINSLEY&BAUER,1929EconomicsofVariableRateLime inIndianaVariacióndepHenelcampoyaplicacióndecaldeacuerdoamapasdelsuelo
IOWASTATEU
JOHNSONETAL.1983Customprescribedtillage
MATTHEWS,1983.Continuous variation ofthequantityofinputstomatchtheneedsofsoiloracropinalocalizedregion
Elsiguiente paso:ladefinicion ensi deloque seconsideraagricultura deprecisionhoy endia ylosprimerosmoviemientos hacia lamaquinaria que :
Fairchild,1988(Patente 1986)SoilTeq applicacion variadadefertilizantesegun unmapadigital
Fairchild,1988(Patente 1986)SoilTeq aplicaciónvariadadefertilizantesegúnunmapadigital
Laprimeraverdaderaaplicacióndeagriculturadeprecisión
Momentoclaveenlahistoriadelaagriculturadeprecisión:
UsodeGPSparaloscivilesdesdecomienzodelos90ymayorprecisióndesdeel2000.ConRTKyotrossistemasmejorandocontinuamente.
Hoyendia hayampliagamadesistemasintegrados:
• Maximizarelbeneficioencadaparcelaestudiadaatravésdelaumentodelaproduccióny/oreduciendodeloscostesdeproducción.
• Ahorrodirectoeninsumos:semillas,abonos,herbicidas,fungicidas,etc.• Mejorasenlagestiónambientalporlareducciónsignificativadeagroquímicosy
otrosrecursos.• Seguimiento,controlypuestaaldíadeuncuadernodecampoparael
seguimientodecadaparcela.• Losdatosregistradossobrelasaplicacionesrealizadasseutilizanasuvezpara
optimizaryplanificarfuturostrabajos.• Irrigacióndeprecisión
Técnicasdetratamientovariable
• Reduccióndelasuperficiesolapada(traslapedeaplicaciones).• Incrementodelavelocidaddetrabajo.• Bajareltiempodemaniobra.• Posibilidaddetrabajarencondicionesdereducidavisibilidad:de
noche,connieblaopolvo.• Técnicasdetráficocontrolado(Controlderodada),aumentode
laproducciónpormenorcompactacióndelterreno .
Equiposdecontroldemaquinaria
Usoparadeterminarperdidas
• Movimientodeherbicidas• Fuegos• Daños(Granizo,viento,heladas,etc.)• Rendimientosbajodeproductos
IDAE,2010
1.Delimitacióndelaszonasdemanejo.2.ProgramacióndelmuestroconGPS(encuadriculaoporzonas)3.MuestreodeSuelo.4.Análisisfísico-químicodelasmuestras.5.Determinacióndelrendimientoobjetivobasadoenexperienciasanteriores.6.Recomendacionesdemanejodeinsumossegúnzonas.
Primerospasos
EM38sensor•Mide conductividaddesuelos
• Elsensordetecta corrientes electricasinducidas enlaprofundidadenrespuesta auncampomagneticoexterno que cambia• ProfundidadMax0.75cm(horizontal)
• Identifica variacion depropiedadesdelsuelo,especialmente salinidad ycontenidodehumedad
EM38sensordesuelo
Midiendo variabilidad delsuelousando elEM38
Kiboko, DanMakumbi’s field
Variabilidad enKiboko
Que implica esto?
EM38Conductividadeléctrica
Mapadezonasdesuelo
Ensayosdefertilizantes
MapasrendimientosRespuestasafertilización
EspectroscopiaderayosGammaParamapearvariabilidaddelsuelo
CombinaciónEM38yRayosGamma
Precision AgronomicsAustralia
BasadoenemisionesderayosGammadeisotopos radioactivosnaturalesdepotasio,uranioytorio.EstassemidenconunespectrómetroderayosGamma.
Unaalternativaparasuelosconbajaconductividadeléctrica(arenososysubsuelopedregoso)paradistinguirymapearcambiosdetipodesuelos
VehículoconEM38atrásyespectrómetrorayosGammaalfrente
EM38muestrapocavariabilidadmidiendoconductividadeléctrica
RayosGammaemisiones torio
RayosGammaEmisionespotasio
Azul=piedrahastalasuperficieRojo=40cmarenasobrepiedra
Caféoscuro=arenaprofundaVerde= piedraoarenasobrearcilla
Precision AgronomicsAustralia
Mapeoderendimiento
Mapeodeganancias
IDAE,2010
Lotz,1997
Cambiohibridomaíz
Problemamecánico
Problemadrenaje
Compactacióndefila
Antiguobosque
Áreabajahúmeda
RiachueloCompactaciónfilafinal
Cambiotiposuelo
• Cambiodefechadesiembra• Cambiodehibrido/variedad• Cambiodeaplicacióndeagroquímicos• Fallasdemaquinaria• Distribuciónmaladeesquilmos• Compactación
• Patronesdedrenaje• Loteformadoporsub lotesconhistoria
diferente• Patronesdetraficoviejos• Aplicacionesdeestiércolhistóricos• Tuberíasubterránea,líneasdeteléfono
Compactaciónprevia
• Cambiosdetopografía• Derivadeherbicidas• Efectosdesombraenlasorillas• Infestacióndeinsectosporcamposvecinos• Aplicacióndeestiércolvariable• Efectosdecanales
• Cambiosentipodesuelos• Infestacióndemalezas• Cambiosdefertilidaddelsuelo• Cultivosanteriores• Infestacióndeenfermedades• Efectosdeherbicidasresiduales• Cambiosenmateriaorgánica• Dañosporanimales• Áreashúmedas
Problemasdeinterpretacióndemapasderendimiento
Adaptadodewww.ext.vt.edu
Aguera VegayPerez Ruiz,2013
MapaRendimientoTrigo
Aguera VegayPerez Ruiz,2013
MapaBeneficioEconómicoTrigo
Mapasdeingresossegúnpreciosdelcultivo
Algodón 1USDpor libra Algodón 0.75USDpor libra
CottonIncorporated,UGAVellidis etal.,
Seriedetiempodemapasderendimiento
Crema:rendimiento inestableRojo:rendimientoestabledebajodelpromedioVerde:rendimientoestablepromedioAzul:rendimiento estableencimadelpromedio www.precisionagriculture.com.au
Fig.1:Mapaderendimientonormalizadodemaízexpresadoenporcentaje,elvalordeíndice 100%(colorverderango92/107)representaunrendimientode120qq/ha.
Fig.2:Mapaderendimientonormalizadodetrigoexpresadoenporcentaje,elvalordeíndice 100%(colorverderango94/105) representaunrendimientode54qq/ha.
Fig.3:Mapaintegradoquesurgedepromediarlosmapasdeíndice demaízytrigoanteriores.SitioB:102%SitioA:110%SitioC:90%(respectodel100%)
INTAManfredi
CottonIncorporated,UGAVellidis etal.,
Mapaderendimientodealgodón
CottonIncorporated,UGAVellidis etal.,
Maízzonasdeaplicacióndedosisvariabledenitrógeno
Rojo 170kgNpor haAmarillo200kgNpor haVerde220kgNpor ha
CottonIncorporated,UGAVellidis etal.,
Maízzonasdedensidadvariabledesiembra
Crema54,000plantasporhaVerde65,000plantasporhaVerde75,000plantasporha
Rendimiento 9.4tpor haCostos bajaron 60USDpor ha
CottonIncorporated,UGAVellidis etal.,
Dronesypercepcion remota
Ebee RTK
Plataformaaéreadepercepciónremotaparafenotipeodealtorendimiento(HighThroughputPhenotyping)
• AB1100helium filledblimp.• Tethered.• L8.0m,W3.1m.• Payloadapprox 6kg• Maxflightheight300m.• Maxwindspeed13m/s.
• Astec Falcon8,8-rotarUAV.• Remotecontrolled.• 650gpayload.• Maxflightheightapprox 130m.• Maxwindspeed10m/s.
• Airelectronics Skywalker• Autonomous flying
Imagenes Multispectrales
NIR
Rojo
Verde
2mtamañoparcela,100maltura
3-bandasimagen colores falsos
0.5mtamañoparcela,60maltura
Imágenestermales
Alternativas delarga escala
3000pesospor hora
• Áreadeinterés:400ha• Tiempovuelo:90min• Cantidaddeimágenes:970• Áreaporimagen:208mx165m• Resolución:16cm
CameraMulti-spectralEjemplovueloa300maltura
2030m
1990m
17500pixels
24600pixels
GREENSEEKER
GREENSAT
Aplicacionesdeprecisióndeinsumos
Irrigacióndeprecisión
Manejodeprecisión
VariableRate Tecnology (VRT)Tecnologíadedosisvariable
Fritzmeier Umwelttechnik
(A)Depositofertilizante,(B)Maquinatractor,(C)Fertikit concajadecontrolysensordenitrógeno,(D)2WTmachineprototypetoolbar frame,(E)Pua,(F)ruedasderinalto(90cmdiámetro),(G)ruedascontrolprofundidadyparatransporte
VanLoon,2015
IDAE,2010
Weed Seeker Trimble
PrecisionAgronomics, Australia
•TKPrecision (2cm)•Estacion base•SensordeAngulo dellantaparaTrueTracking•Precisionhuella sobre huella
PrecisionMobileDripIrrigation(PMDI)Irrigacióndegoteodeprecisión
• Altaeficiencia95%• Ruedaseca
Irrigacióndeprecisión
Pivotesconsensoresópticosparairrigaciónvariable
DavidHerring, NASA
Percepciónremotaparaevaluacióndeeficienciariego
Camerastermales
cornerstonemapping.com
ManejodeprecisiónControlderodada
http://pubs.ext.vt.edu/442/442-501/442-501.html
IDEA,2010
Dondeseestaaplicandolaagriculturadeprecisión?
• Australia• EstadosUnidosdeAmérica• Argentina• Brasil• Europa• Canadá
UsuariosdeaplicacióndefertilizantesendosisvariableenArgentina
www.agriculturadeprecision.org
UsuariosdediferentestecnologíasdeAPenArgentina
CambioclimáticoenMéxico
Sonder, 2014
Cambiotemperaturaminima FebreroSonoraentre2050syhoyRCP8.5
Sonder, 2014
January-April average min. temperature C°7.58.08.59.09.510.010.511.011.5
Whe
at y
ield
Yaq
ui V
alle
y (T
on/H
a)
4.0
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2010 2011
2006 2007
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2001
2012
2009
2013y= 11.55 - 0.65X
r2=0.75
Adaptacion alcambio climatico:Variedades nuevasmuestran su valoren Sonora
10Cincrease=700kgloweryield
DatacompiledbyH.-J.BraunandI.OrtizMonasterio CIMMYT
Temperaturaminima promedioEnero-Abril
Rend
imientotrigoVa
lledelYaq
ui(t/ha)
January-April average min. temperature C°7.58.08.59.09.510.010.511.011.5
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2010 2011
2006 2007
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2012
2009
2013y= 11.55 - 0.65X
r2=0.75
10C increase = 700 kg lower yield
2014
Adaptacion alcambio climatico:Variedades nuevasmuestran su valoren Sonora
DatacompiledbyH.-J.BraunandI.OrtizMonasterio CIMMYT
Temperaturaminima promedioEnero-Abril
Rend
imientotrigoVa
lledelYaq
ui(t/ha)
Sonder, 2015
Conclusiones
• APvalelapenaperoinversióninicialalta• Cuestióndeescala• Suberendimientos,bajacostosdeoperaciónyinsumos• Bajaimpactosambientalesnegativos• Sistemaintegradonecesarioperosepuedeadaptarpasoporpaso• Capacitaciónnecesariaparaaplicaciónopagarporservicios