1. fabio leiva

La Agricultura de Precisión (AP): conceptos básicos y sus aplicaciones

Fabio R. Leiva, Ing. Agric, M. Sc., PhD.

Profesor Titular

Director Grupo Desarrollo sostenible y gestión ambiental

frleivab@unal.edu.co

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo Contenido

1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP) ?

2. ¿Por qué la AP ?

3. ¿Para qué la AP?

4. ¿Cómo implementar la AP?

5. ¿Qué se debe tener presente?

6. Conclusiones y recomendaciones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

La agricultura de precisión (AP) es una manera de abordar la agricultura (concepción) que busca optimizar el proceso productivo a partir de la

variabilidad específica del agroecosistema

¿Qué es agricultura de precisión (AP)?

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo Contenido

1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP)?

2. ¿Por qué la AP ?

3. ¿Para qué la AP?

4. ¿Cómo implementar la AP?

5. ¿Qué se debe tener presente?

6. Conclusiones y recomendaciones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

La ineficiencia técnica en la producción agrícola traeconsecuencias negativas en lo económico, ambiental ysocial, y esto compromete la competitividad ysostenibilidad de los cultivos.

La ineficiencia técnica ocurre cuando:

Se usan prácticas generalizadas que desconocen la

heterogeneidad de las condiciones agroecológicas y de los

requerimientos de las distintas especies vegetales

Se usan agroquímicos (fertilizantes y plaguicidas) sin criterios

técnicos adecuados

Se abusa de la maquinaria agrícola

Se adolece de adecuada gestión (información y registros)

¿Por qué la AP? (1)

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Cambios profundos en la producción agropecuaria:Globalización

La agricultura colombiana de exportación afronta grandesretos (Leiva y Lee, 2008):

1. La revaluación del peso que hace perder competitividad2. Exigencias cada vez mayores de la sociedad hacia una agricultura

más amigable con el ambiente. Trazabilidad (cómo se producen los alimentos).

3. Exigencias sociales, p. ej. Ethical Trade Initiative del Reino Unido, Demócratas en EEUU para la firma del TLC

4. Sistema macroeconómico cada vez más abierto y permeable, mayor competitividad con otros países.

El productor agrícola debe enfrentar estas grandes presiones, manteniendo la productividad y la calidad de su

producto, a costos de producción razonables

¿Por qué la AP? (2)

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Los sistemas agrícolas presentan variabilidad

(heterogeneidad)

Suelo, agua y clima

Aspectos sanitarios y de malezas

Rendimiento del cultivo y beneficio $

Manejo del cultivo

¿Por qué la AP? (3)

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Computadores: Duplican su

tamaño cada 3 años (en 15 años,

equipos 32 veces más capaces)

Equipos de medición: sensores

Sistemas de posicionamiento

global (GPS)

Maquinaria y equipos agrícolas

SIG

Geomática: conceptos, imágenes

Geoestadística

Avance tecnología!

¿Por qué la AP? (4)

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Contenido

1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP)?

2. ¿Por qué la AP ?

3. ¿Para qué la AP?

4. ¿Cómo implementar la AP?

5. ¿Qué se debe tener presente?

6. Conclusiones y recomendaciones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Mejorar la eficiencia y la productividad Competitividad

Cumplir con exigencias ambientales y de inocuidad Sostenibilidad

Realizar trazabilidad (cómo se producen los alimentos) Exigencias de mercado

Cumplir exigencias técnicas: ej. Caña de azúcar en los Llanosorientales colombianos

Mejorar indicadores económicos

Mejorar condiciones sociales ergonomía, calidad ambiental

AP alternativa para abordar los retos actuales de la producción de cultivos

¿Para qué la AP?

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Contenido

1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP)?

2. ¿Por qué la AP ?

3. ¿Para qué la AP?

4. ¿Cómo implementar la AP?

5. ¿Qué se debe tener en cuenta?

6. Conclusiones y recomendaciones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

¿En cualquier finca se pueden implementar sistemas AP?

En cualquier cultivo y labor (siempre y cuando exista

variabilidad)

En cualquier zona del país

Requiere adaptación a las especificidades de cada sistema

productivo:

Ambiente: Clima, suelo, topografía

Material genético

Sistemas de gestión

Estrategias/Expectativas del productor

Si es factible, ¿dónde empezar?

¿Cómo implementar AP?

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Esquema del proceso para definir si se justifica un sistema AP

(adaptado de Leiva, 2008)

Datos de

rendimiento

del cultivo por

sitio

Mapas de

rendimiento

del cultivo

Mantener manejo

convencional

(corregir

problemas)

NO

¿Existe

apreciable

variabilidad?SI

Muestreo del lote

para identificar

posibles causas de

la variabilidad

Análisis sobre

posibles causas de

la variabilidad

Definición del

sistema de

manejo por sitio

específico

Análisis

técnico-

económico de

alternativas

Identificación de

posibles

alternativas de

manejo por sitio

específico

¿Cómo y dónde empezar?

Caracterizar adecuadamente la variabilidad para toma de decisiones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Variabilidad del clima: alta variabilidad temporal y escaso control

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Textura del suelo: escasa variación temporal y control

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

4.77 < pH < 5.37

Cultivo de maíz

2.26 < CO < 4.58

Propiedades del suelo: considerable variabilidad temporal y control

Variabilidad y Aspectos que se pueden controlar para la toma de decisiones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

AP es una Concepción (manejo de

variabilidad), No es una tecnología, pero

requiere tecnología:

Tecnologías duras (hardware)

Tecnologías blandas (software)

Niveles tecnológicos

Concepción de Agricultura de precisión (AP)

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Tecnología completa: Computadores

Sistemas de posicionamiento global (GPS)

Sistemas de información geográfica (SIG)

Software: Mapas, Estadística, Sistemas de apoyo para toma

de decisiones

Piloto automático

Sensores

Imágenes aéreas (aviones, satélites)

Tecnología mecanizada para aplicación variable y regulada

Tecnología sencilla (indígena) Creatividad (software)

Tecnología

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Toma de datos en campo

Ubicación de una máquina

en campo

GPS - DGPS

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

• Gran herramienta para gestión y almacenamiento de información

• Software sencillo ó más complejo

• Gratuito o por licencia ($)

SIG

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Banderillero satelital y Piloto automático con DGPS

DGPS

Datalogger / Computador(opcional)

Barra luminosa

Interfase

Cable de batería

Control tipo barra luminosa para banderillero satelital

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Exigencias técnicas: curvas a nivel

Eficiencia y calidad de trabajo en horas nocturnas

Aplicación comercial banderillero satelital

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Sensores para mapas de rendimiento del cultivo

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

CE = f (humedad, textura, salinidad, CIC, temperatura)

McCutcheon et al., 2006. Biosystems Engineering 94 (1): 19–32

Sensor electromagnético para medir CE suelo

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Propiedades que resultan en baja

reflectancia de suelos

Alta humedad del suelo

Alto contenido de materia orgánica

Propiedades que resultan en alta

reflectancia de suelos

Baja humedad

Superficie plana del suelo

Reflectancia espectral del suelo

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Las plantas verdes tienen relativamente

baja reflectancia y transmitancia en las

regiones visibles del espectro (400-700

nm).

Causado por alta absorbancia de luz

para la fotosíntesis

Concentraciones de clorofila

Procesos asociados

En contraste, la reflectancia y la

transmitancia de las plantas

verdes son comúnmente altas

en la región del infrarrojo

cercano NIR (700-1300 nm)

Las plantas no absorben

esta parte del espectro

Reflectancia espectral de plantas

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Sensor de clorofila (N)

• Aplicaciones TDV de N.• Mejor eficiencia del fertilizante• Mejor respuesta del cultivo• Menor riesgo de impacto ambiental negativo

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

El sensor óptico GreenSeeker,desarrollado en Oklahoma StateUniversity y comercializado porNTech Industries, Inc.

Genera rayos de luz en doslongitudes de onda: Rojo y NIR

Mide la luz reflejada por las plantas

La reflectancia se usa para calcularNDVI (índice de vegetación dediferencia normalizada)

NDVI = (NIR – VIS)/ (NIR + VIS)

http://nue.okstate.edu/

NTech GreenSeeker

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Equipo TDV para siembra

• Densidad adecuada de semilla según condiciones específicas de suelo

• Mayor eficiencia en uso de fertilizantes

• Mejores rendimientos/calidad

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

No aplicar

riego en áreas

no cultivadas

No hacer

doble

aplicación en

áreas de

traslape de

pivotes

Pivote 1

Pivote 2

Variabilidad para manejo del riego

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Tecnología de dosis variable (TDV) para riego

Mejora en eficiencia de uso de agua y en respuestadel cultivo

Ahorro en agua y en costos relativos

Reducción de riesgo ambiental

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Mejora en eficiencia de uso de plaguicidas, mejor control

Ahorro en insumos y en costos de insumos

Reducción de riesgo ambiental: humanos y otros seres vivos

Equipo para distribución de insumos líquidosmediante TDV

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Vista lateral

Barra de

herramientasBoquilla

Equipo TDV para control de malezas en tiempo real

Receptor/emisor

de infrarrojo

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Contenido

1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP)?

2. ¿Por qué la AP ?

3. ¿Para qué la AP?

4. ¿Cómo implementar la AP?

5. ¿Qué se debe tener en cuenta?

6. Conclusiones y recomendaciones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

¿Qué se debe tener en cuenta? (1)

La AP tiene importantes ventajas, pero:

Gestión subestándar el agricultor difícilmente apropia esta

concepción.

Tiempo e inversión en capacitación.

Tiempo e inversión en toma de datos y análisis.

Disponibilidad y limitaciones técnicas en hardware y software.

La rentabilidad de AP se debe evaluar adecuadamente.

B > C ?

¿Hay mejoras en rendimiento del cultivo?

¿Hay ahorros en costos? Menor costo de un insumo?

Labores mas rápidas o más confiables?

¿Hay beneficios ambientales?

Muestreo adecuado en AP

Obtener resultados confiables con relativamente baja inversión en tiempo y dinero

Datos erróneos NO se corrigen con análisis sofisticado

Información previa: estudios previos, mapas, imágenes (Google Earth) ?

¿Qué se debe tener en cuenta? (2)

Uso inadecuado de métodos de interpolación (mapas):

Métodos geoestadísticos inapropiados:

dependencia espacial, variables discretas (ej.

Malezas en parches, focos de insectos-plaga)

Iguales datos, diferentes métodos

de interpolación

¿Qué se debe tener en cuenta? (3)

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Un número considerable de cultivos en Colombia se están beneficiando de AP: caña de azúcar, banano, palma de aceite, maíz, soya, arroz, algunos frutales y otros

Esa tendencia tiende a incrementarse

¿Conciencia sobre las exigencias y los retos de la agricultura en Colombia? ¿Eficiencia productiva?

Se requiere: Más tecnologías Blandas y Duras

Mayor capacitación

Mayor apoyo a investigación

Mayor comunicación y coordinación entreinstituciones que trabajan el tema

Actualidad y Perspectivas en Colombia

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo Contenido

1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP) ?

2. ¿Por qué la AP ?

3. ¿Para qué la AP?

4. ¿Cómo implementar la AP?

5. ¿Qué se debe tener en cuenta?

6. Conclusiones y recomendaciones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

La AP como concepción que busca optimizar el procesoproductivo a partir de la variabilidad del agroecosistema tiene unimportante potencial para la competitividad y sostenibilidad

La tecnología está llegando al país y su costo tiende a disminuir

La implementación de sistemas AP debe ser sistemática, segúnlas características de la agroempresa y luego de un análisisbeneficio-costo

Un número importante de cultivos actualmente se benefician dela AP, con tendencia a incrementarse

La capacitación es parte fundamental del proceso de adopción deAP

Se requiere apoyo a investigación

Se requiere intercambio de información y mayor coordinacióninterinstitucional

Conclusiones y recomendaciones

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo Publicaciones 1

Artículos en revistas científicas

Camacho-Tamayo, J. H., Luengas, C. A., Leiva, F. R. 2010. Análisis multivariadode propiedades químicas en Oxisoles con diferentes niveles de intervenciónagrícola. Acta Agronómica 59(4). Aceptado para publicación.

Rodríguez Álvarez, J., González Serrano, A. M., Leiva, F. R., Guerrero Jiménez,L. 2008. Fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz (Zea mays L.) enla Sabana de Bogotá. Agronomía Colombiana 26(2): 308-321.

Camacho-Tamayo, J. H., Luengas, C. A., Leiva, F. R. 2008. Effect of agriculturalintervention on the spatial variability of some chemical properties of soils in theEastern Planes of Colombia. Chilean Journal of Agricultural Research 68(1): 42-55.

Libro

Leiva, F. R. (Ed.). 2008. Agricultura de precisión en cultivos transitorios. EditorialUniversidad Nacional de Colombia. Bogotá, D. C. 108 pp.

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo Publicaciones 2

Memorias, Proceedings, Eventos nacionales e internacionales, Otros

Cortés Bello, C. A., Leiva, F. R. y Camacho Tamayo, J. H. 2010. Evaluación delcomportamiento de la resistencia a la penetración del suelo mediante técnicasmultivariadas. In: Memorias XV Congreso de la Ciencia del Suelo. SociedadColombiana de la Ciencia del Suelo (SCCS). Pereira.

Leiva, F. R. y Lee, R. A. 2008. Agricultura específica por sitio en cultivos deflores de exportación en Colombia. Revista Asocolflores 70: 26-36.

Criollo, V., Leiva, F. R. y Guerrero. L. 2008. Respuesta del maíz (Zea mays L.)a la zonificación de la fertilidad del suelo mediante agricultura de precisión enla Sabana de Bogotá. In: Memorias del XIV Congreso Colombiano de la Cienciadel Suelo. Villavicencio, Colombia. 62-69.

Salamanca, C., Leiva, F. R. y Guerrero, L. 2007. Evaluación del manejo de lafertilidad del suelo por sitio específico en un cultivo comercial de arveja (Pisumsativum L.) en la Sabana de Bogotá. 2007. In: Memorias III Encuentro deAgricultura de Conservación, Villavicencio (Meta). Colombia. 30 – 45.

atrás siguienteinicio

Espacio para

colocar el Logo

Nota. Esta presentación incluye fotos tomadas de internet únicamente con fines académicos

GRACIAS POR LA ATENCIÓN

¿PREGUNTAS?

Espacio para

colocar el Logo