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Agricultura de Precisión

El cambio en las prioridades mundiales, coloca en primer plano la protección del ambiente, frente al afán de crecimiento de la producción industrial. Hoy a los países industrializados les preocupan las consecuencias catastróficas del incremento en el calentamiento global, si no se limita a 1.5 °C,  durante los próximos cincuenta años.

En el entorno agroindustrial la situación no es diferente, países como Brasil, han realizado gigantescas inversiones durante los últimos treinta años, en el mejoramiento de sus suelos, algunos de ellos áridos y esto le permite perfilarse como el mayor productor agropecuario y despensa de alimentos del planeta.

En contraste la India, donde no se respeta el ciclo del agua, destruye gran parte de sus humedales y ve comprometido su futuro agroindustrial por el secamiento total y progresivo de los grandes ríos, durante las épocas de verano.

En Colombia, pese a los graves daños que causan los fenómenos naturales del niño y la niña, continuamos indiferentes; no aprendemos de los errores cometidos en el pasado y olvidamos que la improvisación que caracterizó a las colonizaciones hechas hace muchos años en la zona andina, llevadas a cabo sin planeación ni respeto por los ecosistemas, pasan cuenta de cobro: el calentamiento global, el empobrecimiento de los suelos, la deforestación y las limitaciones importantes en los recursos hídricos para alimentación y agricultura, hacen estragos en las diferentes regiones del país.

La política agropecuaria nacional incluye nuevas colonizaciones con el propósito de ampliar la frontera agrícola y lograr que grandes inversionistas nacionales y extranjeros desarrollen mega proyectos productivos en la Orinoquia, una de las últimas reservas mundiales que quedan, junto con la Amazonía.

Entendemos que incrementar áreas cultivadas en palma, maíz, caucho, arroz, caña no solamente es conveniente sino indispensable para el futuro del país, pero deben llevarse a cabo en forma programada, sin poner en peligro los ecosistemas frágiles existentes; se debe respetar el ciclo del agua, garantizando la conservación y protección de las reservas hídricas, humedales, morichales y matas de monte.

Debemos tener en cuenta que en el sistema de manejo agroecológico de estas explotaciones no se deben seguir prácticas tradicionales, es necesario implementar culturas de producción, más eficientes, como la agricultura de precisión, para manejar recursos productivos. En esta forma las altas inversiones que se están realizando, ofrecen beneficios no solo al inversionista sino a la población en general.

Esta tecnología que protege el ambiente y permite reducir los costos de producción, se puede implementar gradualmente, en forma modular, siendo será la mejor opción de hacer sostenible la agricultura en el futuro próximo.

Veamos algunos conceptos tomados de publicaciones especializadas de organismos estatales de investigación y de transferencia de tecnología, de países donde actualmente se utiliza esta tecnología.

Definir agricultura de precisión, permite varias opciones, su complejidad está influenciada por la presión que imprimen proveedores de ayudas utilizadas para implementarla: entre ellas equipos, instrumentos de tecnología y software disponibles en el momento, en cada país. Básicamente agricultura de precisión es un sistema de manejo para explotaciones, basado en información y tecnología, disponibles para un sitio específico. Utiliza fuentes de información, relacionada con los distintos factores que intervienen en la producción: suelo, agua, cultivos, nutrición, control de plagas, prácticas culturales y productividad. Su principal objetivo es lograr adecuada protección del ambiente y garantizar sostenibilidad.

La agricultura de precisión elimina promedios en la producción y evita que lotes con diferente capacidad productiva se manejen con las mismas recomendaciones.

La agricultura de precisión ofrece muchos beneficios: primarios como reducción en costos de producción y uso eficiente de los distintos factores productivos. Igualmente, al usar tecnología e información permite incrementar, en volumen y alcance resultados de las labores en el cultivo, reduciendo labranza, usar control de precisión en los equipos de labranza utilizados en la finca, permite reducir la compactación y erosión de los suelos. Con mayor control para seleccionar sitios de trabajo se logra, en forma integral, un manejo más eficiente del programa productivo. La utilización eficiente de datos históricos, permite en forma fácil, hacer seguimiento de la producción, orientándola a la obtención de cosechas inocuas, con beneficios ambientales.

La implementación de esta cultura no es fácil, porque el productor tradicional orienta la agricultura de precisión principalmente hacia el retorno de su inversión, olvidando que en la mayoría de los casos, el manejo específico por sitios, ofrece como resultado un importante impacto ambiental, con grandes beneficios para el proyecto productivo, derivados del mejoramiento de la calidad del agua y del suelo, por ser dirigidas, permite reducir las aplicaciones, disminuyendo la utilización de fertilizantes y plaguicidas.

En un nivel elemental, la agricultura de precisión incluye prácticas sencillas como la revisión de los lotes y la aplicación de plaguicidas solamente en parches; en fertilización química, permite reducir hasta niveles técnicamente posibles su utilización, debe responder al resultado del análisis de suelo y foliar para un sitio determinado y no generalizarlos para toda la finca.

La agricultura de precisión puede involucrar la utilización de sistemas más complejos, que requieren administración intensiva de los elementos del sistema productivo, el uso de sistemas GPS (sistema de posicionamiento global), para referenciar el suelo, el agua, los rendimientos de cosechas y cualquier otra información que sea necesaria para una aplicación variable de insumos en un lote determinado, dentro del cultivo.

Con el uso de sensores remotos, se realizan prácticas para mejorar los sistemas de monitoreo en los cultivos y para determinar el impacto económico y ambiental que tiene la aplicación variable de insumos agrícolas. Los drones y teléfonos inteligentes facilitan la recolección de información para ser analizada a través de plataformas que sirven como base para hacer recomendaciones en tiempo real en el manejo de un lote.

Es común que algunos agricultores piensan que la agricultura de precisión les permitirá alcanzar una producción uniforme en su finca; sin embargo, la razón principal de su implementación debe ser la protección del medio ambiente y la de manejar cada lote de acuerdo con sus posibilidades.
Las prácticas utilizadas en agricultura de precisión ayudan al agricultor a reconocer las áreas que tienen problemas de productividad o ambientales y escoger las mejores soluciones para cada caso. En situaciones extremas la agricultura de precisión puede ayudar al productor a identificar los lotes que deben ser descartados, por razones económicas o de tipo ambiental, dentro de un sistema de producción normal y proceder a su adecuación antes de incluirlos en un proceso productivo.

Curiosamente, las consideraciones económicas y de producción son los primeros aspectos que llevan al productor a interesarse en la agricultura de precisión, olvidando el tema ambiental, para contrarrestar esta tendencia, las ayudas que las agencias estatales ofrecen para desarrollar estos programas, deben estar condicionarse a que productor sea consciente de la importancia que tiene la conservación de los recursos naturales y que invierta en los equipos y sistemas de información necesarios para implementarla.

Para conocer más el tema de agricultura de precisión, analizaremos los distintos elementos que esta involucra. En la próxima publicación de AgData, analizaremos el suelo, recurso básico y los factores que intervienen en la determinación de su calidad.

EL SUELO, RECURSO PRODUCTIVO QUE DEBEMOS PROTEGER Y MEJORAR.

El más importante después del agua. Lo han definido como la gran fábrica, capaz de producir los alimentos, bebidas y materias primas de todo tipo que el hombre requiere. Es la base y soporte de la actividad agrícola; la ciencia lo considera el motor de la vida y compromete a las generaciones actuales y futuras en su protección y restauración.

El parámetro que relaciona “lo que un suelo hace, con aquello que el agricultor espera que haga”, se define como calidad del suelo.

Los esfuerzos para recuperar la calidad de un suelo con vocación productiva, necesariamente buscan equilibrar sus características físicas, químicas y biológicas.

Cuando un suelo presenta características de empobrecimiento y cansancio, debe implementarse un plan de manejo que permita interacción de las seis variables, capaces de revertir este proceso y pueda convertirlo nuevamente en suelo sano. Sin embargo, al evaluar los resultados del programa de restauración, se debe tener presente que éstos dependen del tipo de suelo en particular, porque cada suelo responde en forma diferente a la aplicación de estas prácticas.

1.Mejorar el contenido de materia orgánica (MO). Por ser el sustrato donde se desarrollan los microorganismos, la mejor alternativa de manejo, en suelos que presentan bajo contenido, es incrementarlo en forma regular. La población de microorganismos debe ser adecuada. Para que un suelo sea eficiente el contenido de MO debe ser superior al 2.5%, porque es imposible que los microorganismos puedan subsistir en suelos con contenidos menores.

La adición de materia orgánica, mejora la estructura del suelo, su capacidad para retener nutrientes y volverlos disponibles para las plantas, también incrementa la retención de agua y protege al suelo de compactación y erosión.

Para incrementar el contenido de MO es recomendable dejar los residuos de cosechas sobre el lote, hacer rotación con aquellos cultivos que produzcan altos residuos de cosechas, hacer un manejo óptimo de la nutrición y del agua, así las plantas crecen sanas y desarrollan raíces suficientes y fuertes. Se recomienda plantar cultivos de cobertura, usar abonos verdes, estiércol, compost y así como sistemas de labranza mínima o no labranza. Bajo ninguna circunstancia, se deben quemar rastrojos después de la cosecha, éstos se deben descomponer luego incorporarlos. En cualquier programa de recuperación de calidad del suelo, donde se utilicen acumuladores de energía, es necesario disponer de un contenido de MO no inferior al 2.5%, para que los microorganismos puedan vivir y realizar su acción mejoradora.

En condiciones agroecológicas de la zona cálida del Tolima, se hicieron evaluaciones que confirman que cuando el suelo tiene contenido bajo de MO, menos de 1.5%, la población de microorganismos se sitúa entre 50.000 y 250.000 UFC/mg de suelo; cuando el contenido es medio, entre 1.5% y 3.0%, se sitúa entre 150.000 y 975.000 de UFC/mg de suelo y si es superior al 3.0%, están entre 1.5 millones y 9 millones de UFC/mg de suelo.

2. Evitar labranza excesiva. Disminuir la intensidad de la labranza, reduce la perdida de MO y permite que los residuos de cosechas protejan la superficie del suelo. Básicamente, el propósito de la labranza debe ser incorporar los residuos de cosecha, suavizar la superficie, preparar la cama para la semilla y controlar malezas y plagas. La labranza desmedida puede romper la estructura, aumentar el riesgo de erosión o de compactación y desmejora el hábitat para los microorganismos benéficos. Para ayudar al agricultor, existen equipos modernos que permiten cultivar sin causar perturbaciones al suelo.

3. Manejo eficiente de nutrición y control de plagas. Una función muy importante que realiza el suelo es neutralizar y eliminar agentes tóxicos, pero su capacidad es limitada. Los plaguicidas y fertilizantes químicos tienen efectos positivos, pero causan daño a los organismos benéficos, contaminan y desmejoran la calidad del aire en el suelo y la retención de agua para la planta.

Hay que aclarar que no solamente los agroquímicos originan problemas, los fertilizantes orgánicos que proceden de fuentes minerales y de síntesis, cuando se sobre utilizan, también contaminan y causan deterioro. El manejo eficiente de la nutrición, un control racional de plagas y el monitoreo al suelo, permiten evaluar el nivel de incidencia de organismos patogénicos e insectos dañinos y aplicar solamente controles indispensables, en el lugar y momento oportuno. Utilizar alternativas diferentes a los agroquímicos, como la rotación de cultivos y el uso de compost dentro de un programa de nutrición, ofrece ventajas.

4. Se debe prevenir la compactación porque es causa de múltiples problemas en el suelo:

Reduce la porosidad y formación de agregados. Disminuye la capacidad de intercambio catiónico dejando al suelo sin nutrientes. Elimina los espacios para que circule el aire y el suministre oxígeno. Afecta los procesos y reacciones metabólicas de los microorganismos y de la planta. Limita la disponibilidad de agua en el suelo. Disminuye la transpiración de las plantas. Afecta la calidad de la solución del suelo y su concentración de nutrientes. Altera la temperatura del suelo. Limita las reacciones básicas entre los microorganismos y plantas, originando marchitamiento y muerte de las plantas.
La compactación profunda es causada por el tráfico pesado y repetido sobre un suelo seco y la origina el uso de equipos muy pesados; como no es posible remediarla, lo ideal es prevenirla.

5. Conservar la cobertura. Los suelos descubiertos están más expuestos a la acción de la erosión hídrica y eólica; el resecamiento y cuarteamiento alteran la estructura. El suelo se debe cubrir con residuos de cosechas o sembrando cultivos de cobertura. Estas prácticas son benéficas para una gran cantidad de organismos, habitantes naturales del suelo, mejoran la disponibilidad y utilización del agua, evitan el excesivo calentamiento del suelo, la aparición de enfermedades y el desarrollo de acumulación excesiva de fósforo sobre la superficie.

6. Diversificar sistemas de siembra. La diversificación es benéfica por muchas razones: cada especie vegetal desarrolla una estructura única de raíces y de residuos en el suelo. La diversidad de micro organismos en el suelo ayuda a controlar la población de plagas. Diversificar las prácticas culturales reduce presión de malezas y enfermedades. Un cambio en la vegetación incrementa no solamente la diversidad en la vegetación, sino también los tipos de plagas y la vida silvestre existente en el área.

Hay conceptos aceptados universalmente que confirman la relación existente entre la actividad biológica de un suelo con su capacidad productiva:

Los seres que viven en el suelo, determinan la calidad de éste porque modifican su estructura, regulan los efectos de la erosión y la disponibilidad de agua. Protegen los cultivos contra la acción de plagas y enfermedades, son centro de procesos que se realizan en los de ciclos de nutrición y de descomposición; además de intervenir directamente en el desarrollo de la planta y en la emisión de descontaminantes al ambiente.
El suelo es el hábitat de la mayor parte de la diversidad genética del mundo, tiene una gama increíble de organismos que activan la cadena alimenticia. Su tamaño y rango son amplios, desde bacterias, algas, hongos y protozoos unicelulares a otros más complejos como micro artrópodos y nematodos, pasando por gusanos, pequeños insectos, vertebrados y plantas. Estos organismos se alimentan, crecen y mueren en el suelo y hacen posible que tengamos agua pura, aire limpio, plantas sanas y que las corrientes de agua sean moderadas.

La cadena de alimentos del suelo forma parte integral de los procesos de mejoramiento del ambiente; los microorganismos del suelo transforman los compuestos orgánicos, incluyendo el estiércol, los restos de cosechas y de plaguicidas y evitan la contaminación del agua. Retienen el nitrógeno y otros nutrientes y los introducen en la solución del suelo; algunos fijan el nitrógeno de la atmósfera y lo vuelven disponible para la planta. Otros favorecen la formación de agregados, mejoran la porosidad; incrementan la infiltración del agua reduciendo su perdida y se convierten en blanco para las plagas en los cultivos y alimento para los animales de pastoreo.

La actividad principal de los organismos vivos de una comunidad es crecer y reproducirse; como individuos, las plantas y los organismos del suelo trabajan, para sobrevivir y dependen de interacciones de unos con otros.

Los subproductos que crecen en la zona de las raíces y los residuos de las plantas, alimentan a los microorganismos, ellos por su parte garantizan la salud de la planta, a través de la descomposición de la MO; reciclan nutrientes, fortalecen la estructura del suelo y controlan gran cantidad de organismos que viven en el entorno, incluidas plagas de los cultivos.

El material parental y la MO constituyen la “bodega” donde se almacena energía, nutrientes usados por la planta y los microorganismos. Para la labor que realizan los microorganismos en el suelo, existen diferentes tipos de compuestos, unos más útiles que otros. En un “suelo sano”, la MO está constituida por partes casi iguales de humus y MO activa. Esta última constituye la parte disponible para los microorganismos del suelo. Las bacterias tienden a usar compuestos orgánicos simples como los exudados de las raíces y residuos frescos de plantas, mientras que los hongos usan los compuestos más complejos como residuos fibrosos de plantas, maderas y el humus del suelo.

Una de las propiedades más extraordinarias del humus, saturado con iones de hidrógeno, consiste en su capacidad para aumentar la disponibilidad de bases como potasio, calcio, magnesio y sodio.

El ion hidrógeno, presente en la superficie coloidal del humus, actúa como un ácido y reacciona con los minerales del suelo, extrayendo el potasio molecular del material parental, para que sea adsorbido.

Una vez el intercambio se realiza, el potasio ligeramente adherido al coloide húmico, queda fácilmente disponible para la planta; el humus es el único compuesto capaz de realizar esta transferencia. En resumen, el potasio cambia de un elemento, retenido en forma molecular, a una base adherida al humus y queda disponible en forma inmediata para las plantas.

El humus o MO humidificada, está formado por compuestos orgánicos complejos que permanecen en su matriz, después de que algunos organismos han usado y descompuesto el material original.

El humus se forma a través de reacciones químicas y biológicas de las plantas y del tejido animal muerto, gracias a la actividad biológica de los microorganismos.

La fertilidad del suelo está determinada, hasta cierto punto, por el contenido de ácidos húmicos. Su alta capacidad de intercambio catiónico, el contenido de oxígeno, su gran aptitud para retener el agua, hacen que el humus mejore, en forma muy importante, la calidad del suelo y el crecimiento de las plantas.
No obstante, la acción más importante del humus radica en su habilidad para amarrar iones metálicos insolubles, óxidos e hidróxidos y suministrarlos, cuando se necesitan, en forma lenta y continuada como nutrientes a las plantas.

El humus no se descompone en forma rápida porque está protegido físicamente dentro de agregados y por tener una estructura molecular muy compleja que la evita; por esta razón puede ser atacado directamente por la mayor parte de los microorganismos.
El humus reconstruye en forma integral los suelos: físicamente mejora su estructura, químicamente cambia las propiedades de fijación y regula pH, y biológicamente estimula la actividad de las plantas y los microorganismos.