Un Sistema de Información para el Inventario de Malezas en Girasol en la Provincia de La Pampa

Transcripción

1 Un Sistema de Información para el Inventario de Malezas en Girasol en la Provincia de La Pampa Bellini Saibene, Y.; Ramos, L.; Montoya, J.C; Roberto, Z.; Titolo, D.; Berhongaray, G; Perez, A. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria EEA Anguil, Anguil, Argentina Resumen Se realiza un relevamiento sistemático de las especies de malezas presentes en el cultivo de girasol en el área agrícola de La Pampa. El registro y ordenamiento de los datos y los posteriores cálculos de medidas cualitativas (abundancia relativa, densidad media, diversidad, etc.) resultaban complejos e ineficientes realizados a mano. Se desarrolló un sistema Windows basado en tecnología.net utilizando Access 2003 como gestor de base de datos. Este sistema permitió contar con la información de una manera ordenada, sencilla y de fácil acceso, generar informes de forma automática, realizar consultas personalizadas y analizar la información mediante su posterior representación espacial por medio de mapas. También mejoró la disponibilidad, acceso e intercambio de la información al estar almacenada en una base de datos y disminuyó el tiempo implicado en las tareas de carga y consulta de datos realizadas por los profesionales. Palabras Clave:.NET, Inventario de malezas, girasol, sistematización, base de datos de malezas. Introducción (Times New Roman, 12, negrita) En el Documento Base del área estratégica de Protección Vegetal del INTA se describe, en su visión estratégica, que La producción agrícola argentina está limitada por varios factores entre los que se destacan los organismos perjudiciales (OP) como los agentes fitopatógenos, plagas y malezas. Estos organismos reducen la productividad y afectan la calidad de productos y subproductos agrícolas como resultado de su actividad biológica A estas limitaciones debe sumarse el hecho de que la sola presencia de algunos de estos OP puede significar una amenaza para la comercialización de productos en el exterior dado que frecuentemente con utilizados como barreras para-arancelarias [1]. En este mismo documento se propone como proyecto la identificación, relevamiento y dinámica poblacional de organismos perjudiciales para la producción agrícola. Un inventario de malezas permite conocer la composición y densidad de la flora de malezas, su distribución y abundancia y asistiendo al estudio y caracterización de la dinámica poblacional. Una base fundamental para un correcto manejo de malezas es conocer las especies presentes y su nivel de infestación. La identificación de malezas, sobre todo perennes y parásitas, debe ser precisa, ya que estas especies no suelen responder a las prácticas tradicionales de combate. La identificación de las especies anuales es primordial en áreas sometidas a aplicaciones de herbicidas y al conocer los componentes de la flora y su nivel de infestación, se estará en mejor posición para seleccionar el compuesto químico a utilizar. [2] Además, con la información del inventario se puede preveer las invasiones de especies indeseables en los cultivos y enfocar los trabajos de investigación en el control de aquellas especies que incidan en los diferentes cultivos. [3]. Al poder determinar las especies más importantes se focalizar la investigación en conocer sus características bioecológicas, información fundamental para un mejor diseño de las medidas de combate. [2]

2 La Estación Experimental Agropecuaria (EEA) Anguil del INTA lleva adelante la ejecución de un proyecto PICTO-ASAGIR que tiene dentro de sus líneas de acción una dedicada a realizar un análisis cuali y cuantitavo de las especies de malezas presentes en lotes de girasol en el área agrícola de La Pampa y compararla con inventarios previos (Rodríguez, et. al. 1990, 1991, 1992). [4] Para completar este objetivo se realizaron relevamientos en la región este de la provincia de La Pampa, donde los sistemas de producción son mixtos con una tendencia al aumento de la actividad agrícola. El relevamiento fue sistemático durante las campañas 2004, 2005 y Los datos relevados incluían la georreferenciación del lote e información del productor, del lote (control químico aplicado, tipo de suelo, sistema de labraza) y las diferentes estaciones. Las estaciones son las muestras de malezas tomadas a campo respetando la siguiente metodología (Thomas, 1979; Rodríguez et al, 1991): a) El operador se detiene en un ángulo del potrero elegido, camina 100 pasos siguiendo un costado del mismo, gira 90º y camina otros 100 pasos hacia el interior del cultivo. b) En este punto comienza la toma de muestras moviéndose en un ángulo de 45º, y en la misma dirección con un intervalo de 20 pasos toma 5 muestras. Luego gira 90º y se toman otras 5 muestras, y así hasta completar 20 muestras (figura 1). En cada muestreo el operador cuenta la densidad de plantas de cada especie de malezas en una superficie de 0,25 m 2 (figura 1). Las tareas de sistematización, almacenamiento y posterior procesamiento de la información resultaban muy complejas y desordenadas realizadas manualmente o con la ayuda de una planilla de cálculos (figura 2). El objetivo de este trabajo fue desarrollar una solución informática que permitiera almacenar de forma ordenada todos los datos obtenidos en el relevamiento a campo y realizara de forma automática los cálculos de las medidas cuantitativas (abundancia relativa, densidad media, diversidad, etc.) (Thomas 1985). También se debía contemplar la integración con un sistema de información geográfico (SIG) y la exportación de los datos de diversas consultas a un formato de fácil manipulación como Excel. Elementos del Trabajo y Metodología Se desarrolló el sistema utilizando la metodología de Análisis Estructurado de Sistemas, por lo que las fases del ciclo de vida del proyecto de desarrollo de software son: Análisis (requisitos), Diseño, Codificación, Pruebas, Integración y Operación Mantenimiento.[5] Se utilizó el ciclo de desarrollo cascada. Requisitos: para el relevamiento de requisitos de software se realizaron entrevistas con cuatro ingenieros agrónomos involucrados en la toma de datos a campo de las malezas y se revisaron diversos boletines de divulgación donde se presentaban resultados de relevamientos realizados en años anteriores (1990, 1991, 1992) para ver como deberían ser las salidas de tablas, gráficos y mapas. También se analizaron las planillas de cálculo utilizadas para realizar los cálculos y registrar las malezas detectadas. Diseño: con estos elementos se realizó la definición de la arquitectura del sistema y el diseño de la solución, modelando la misma por medio de lista de eventos, diagrama de contexto y diagrama de flujos de datos (DFD). También se diseñaron las bases de datos utilizando el modelo de entidad relación (DER) y se generaron los correspondientes

3 diccionarios de datos de almacenes, entidades externas y procesos. El diseño proporcionó una base sólida para realizar la planificación del ciclo de desarrollo de cada sub-sistema. Se utilizó Microsoft Project para realizar la planificación y seguimiento. Se utilizó Microsoft Visio para la realización de los diferentes diagramas. Codificación: esta etapa fue realizada por dos desarrolladores. Sus herramientas de trabajo fueron: el IDE de desarrollo (Visual Studio 2003) y una copia local de la base de datos Access. El sistema se programó con tecnología.net para Windows 32 bits. Se comenzó con el Framework 1.0 (disponible al inicio del proyecto) y actualmente se está utilizando el Framework 2.0. El lenguaje de programación principal es Visual Basic.NET. La tecnología de acceso a datos utilizada es ADO.NET. Las funciones de exportación se realizan a Excel y el mapeo automático es generado con un componente Flash. Pruebas: se realizaron pruebas de instalación en diferentes PCs con diferentes configuraciones para asegurar que el mismo funciona correctamente y además se realizaron los siguientes procedimientos: - Análisis de valores límites: el análisis de valores límites se realizó directamente en la base de datos, para controlar las restricciones que se crearon en las diferentes tablas y en el sistema. De esta manera se asegura que aunque la base de datos sea manipulada por una aplicación distinta al sistema de Malezas solo permitirá el ingreso de datos válidos. Se utilizaron los datos de relevamientos anteriores y de dos salidas a campo de la primer campaña (2004). - Prueba según experiencia: en estas pruebas se comprobaron, las siguientes transacciones: Baja de todos los registros de la tabla. Baja sin registros en la tabla. Alta sin registros en la tabla. Alta con registros en la tabla. Filtro sin registros en la tabla. Cancelación de todas las operaciones: Alta, Baja y Modificación. Prueba de las teclas: escape, enter, control, etc. Corte de energía durante el funcionamiento del sistema. Backup de datos. Restauración de datos. Integración: cada desarrollador programó una parte de la solución, finalmente uno de los dos se encargó de realizar la integración de los módulos en la aplicación final asegurando el correcto funcionamiento del conjunto del sistema con el agregado de cada parte. Las pruebas de integridad la llevó a cabo el desarrollador que no realizó la integración. Operación y Mantenimiento: se desarrolló un instalador que posibilita la distribución del software; donde el propio usuario puede realizar la instalación, sin necesidad de poseer conocimientos específicos sobre la materia. Su función consiste en instalar software propiamente dicho, pero también comprobar la existencia de diferentes elementos que serán solicitados en la máquina donde se implemente la aplicación, pues sin estos elementos el software no podría funcionar adecuadamente (Ej: Microsoft Framework). El sistema se utilizó en diferentes locaciones para la carga de los datos, por lo que posteriormente se tuvo que realizar una rutina de integración de las diferentes bases de datos distribuidas.

4 Resultados La solución informática incluye una base de datos, cuyo DER se presenta en la figura 3, y el sistema que cuenta con 10 módulos que presentan las siguientes funcionalidades: 1. Carga de Productores: permite ver, modificar, agregar o borrar productores dueños de los lotes relevados y que facilitan el acceso del personal del INTA para realizar las tareas de relevamiento (figura 4). 2. Carga de Lotes: aquí se ingresa la información de los lotes relevados. En esta instancia se ingresa la información de georeferenciación, por lo que es muy importante que esta sección se complete correctamente para la integración con el SIG (figura 5). 3. Carga de Estaciones: esta es la sección más importante del sistema, aquí se selecciona el lote y se registran las salidas y la información recolectada en cada estación realizada. Esta es la información que alimenta la sección de cálculos y consultas (figura 6). 4. Carga de control químico de malezas: aquí se ingresa por lote, el producto, la dosis y el momento de la aplicación. 5. Carga de datos de suelo: la información solicitada en este módulo es textura, limo, arcilla, arena, materia orgánica, profundidad, ph y fósforo. 6. Carga de localidades: permite realizar el mantenimiento de los registros de localidades. 7. Carga de Departamentos: contiene las funcionalidades de altas, bajas y modificaciones (ABM) de departamentos. 8. Carga de Malezas: las malezas que se utilizan en la carga de estaciones, deben ser definidas con anterioridad. Este módulo es el ABM de malezas. 9. Cálculos de los datos: esta opción es donde se podrá consultar para cada maleza registrada en salidas, datos como: Densidad Total (DT): la densidad de una maleza particular en un establecimiento se promedia para todos los campos en la Unidad de observación correspondiente prescindiendo si la maleza está o no presente en todos lo campos relevados de la unidad de Observación. La densidad se expresa en número de plantas por metro cuadrado. Densidad de ocurrencia (DO): la densidad de una maleza particular en un lote se promedia solamente en el número de lotes en que la citada maleza está presente en la correspondiente unidad de observación. La densidad se expresa en número de plantas por metro cuadrado. Uniformidad (U) (%): este valor indica el porcentaje de las unidades de muestreo (20 por lote) en las cuales una determinada maleza está presente en una unidad dada. Frecuencia (F) (%): este valor indica el porcentaje de lotes (en una unidad de observación) en el cual una maleza determinada está presente. Abundancia relativa: este valor toma en cuenta para su cálculo tres parámetros: La presencia o ausencia de la maleza en cada una de las 20 muestras en cada uno de los lotes (uniformidad relativa). La presencia o ausencia de la maleza en cada uno de los lotes (frecuencia relativa) La densidad media (densidad relativa).

5 El valor de la abundancia relativa nos da una idea comparativa de una maleza con respecto a otra y permite realizar una escala demostrativa de la importancia de las diferentes especies. [6] (figura 7). 10. Herramientas: este menú presenta dos herramientas tendientes a facilitar las tareas de copias de seguridad de la base de datos y su restauración en caso de daño en la misma, estas herramientas son: Realizar Backups y Recuperar copia de seguridad. El sistema fue solicitado para realizar relevamientos para el cultivo de girasol, pero el mismo fue desarrollado para ser utilizado con otros cultivos de ser necesario. Como se puede apreciar en las diferentes figuras 4 a 7 (capturas de pantallas del sistema), se intentó repetir el formato de la interfaz de usuario cada vez que fue posible, con el objetivo de hacer la tarea del ingreso de datos lo mas sencilla posible. Repitiendo la interfaz se reducir el tiempo de aprendizaje de los usuarios, además el sistema se hace predecible en sus acciones y en los lugares donde se ubican las diferentes funciones que se pueden realizar. Esta cualidad refuerza el hecho que el tiempo de capacitación a los usuarios sea mínimo. Discusión Toda la información contenida en el inventario sirve como insumo para la identificación de malezas con el objetivo de caracterizar su dinámica poblacional y basados en esa información, implementar acciones que reduzcan el impacto de las malezas sobre los rendimientos y calidad de los cultivos. El sistema obtenido permite contar con la información de una manera ordenada, sencilla y de fácil acceso. Además de poder registrar los relevamientos de malezas, permite generar informes de forma automática, realizar consultas personalizadas y analizar la información mediante su posterior representación espacial por medio de mapas (figura 8). La integración con el SIG fue exitosa y se pudo realizar de forma sencilla. La información relevada ha dado a luz a diversas publicaciones y trabajos en congresos, demostrando que el ordenamiento y sistematización de la información ayudó a los técnicos del INTA a realizar su trabajo; el sistema especialmente evitó la realización de algunas tareas debido a la automatización de las mismas y disminuyó el tiempo necesario para realizar otras, como, por ejemplo, los cálculos. También mejoró la disponibilidad, acceso e intercambio de la información al estar almacenada en una base de datos (figura 3), aunque se debe pensar en pasar a una plataforma de bases de datos centralizada para mejorar los tiempos de disponibilidad al no tener que realizar la consolidación de las bases de datos distribuidas, evitando además los posibles errores de consistencia. Otra mejora puede ser la migración del sistema a una plataforma web, aunque sea sus posibilidades de consultas y datos, para abrir el acceso directo a la información del sistema al público externo a INTA. Una de las ventajas de la plataforma actual del sistema, es que el mismo puede ser utilizado por un profesional o un productor sin necesidad de conexión a Internet y teniendo sus datos en su propia PC. Adicionalmente, el INTA está pensando en generar un atlas de malezas de Argentina por medio de una aplicación web que permita ingresar, mantener y publicar la información de las malezas de las especies vegetales. Este sistema puede ser un buen

6 antecedente a tener en cuenta para este desarrollo, especialmente la información de base como las malezas por cultivos y el formato en que se almacena la información registrada de ocurrencia. Desde ya que los registros almacenados actualmente en la base de datos alimentarían un futuro atlas de malezas. Finalmente, se puede trabajar en mejorar aún más la integración del sistema con el sistema de información geográfico, especialmente con el desarrollo de geodatabases, permitiendo realizar análisis espaciales de la información cruzando la misma con otras coberturas, de recursos naturales, información cartográfica, etc. Figuras Figura 1. Esquema del recorrido a seguir para la toma de muestras.

7 Figura 2. Extracto de una planilla de cálculo con la que se realizaban los cálculos automáticamente. Figura 3. Modelo relacional de la base de datos del inventario de malezas.

8 Figura 4. Ventana principal de carga de productores. Figura 5. Ventana completa de carga de lotes.

9 Figura 6. Visualización de las nuevas estaciones cargadas en la grilla de la pantalla principal. Figura 7. Grilla generada con los resultados encontrados según los parámetros de la consulta.

10 Figura 8. Lotes de girasol relevados. Referencias [1] Documento Base del Area Estratégica de Protección Vegetal del INTA. [2] R. Labrada, J.C. Caseley, y C. Parker Manejo de malezas para países en desarrollo. Estudio FAO Producción y Protección Vegetal 120. Departamento de Agriculturta. FAO [3] Rodríguez, N.; Perez Fernandez, J.; Torroba, H. Inventario de malezas en los cultivos anuales en la Provincia de La Pampa. 1991/92. Boletín de Divulgación Técnica Nº 50. EEA Anguil, INTA. 1992

11 [4] Montoya, J., Berhongaray, G., Pérez, A., Títolo, D., Troiani, H., Roberto, Z.,Ramos, L. y Bellini, Y. Inventario De Malezas En El Cultivo De Girasol En La Provincia De La Pampa.. IV Congreso Argentino de Girasol. ASAGIR. Mayo [5] Gane C., Sarson T. Análisis Estructurado de Sistemas. Ateneo [6] Bellini Saibene, Y; Ramos, L.; Montoya, J.C. Sistema de Carga y Consulta de Relevamiento de Malezas en Girasol Proyecto PICTO-ASAGIR. Manual del Sistema y de Usuario. INTA [7] Weed survey system used Saskatchewan for cereal and oilseed crops. Thomas G. Weed Science 33: [8] Inventario de malezas en los cultivos anuales en la Provincia de La Pampa. Rodríguez et al. Boletín de Divulgación Técnica Nº 49. EEA Anguil, INTA [9] Inventario de malezas en los cultivos anuales en la Provincia de La Pampa. Rodríguez et al. Boletín de Divulgación Técnica Nº 48. EEA Anguil, INTA [10] Perez Ferenandez, J. Producción sustentable de girasol en la región semiárida pampeana central. Documento del Proyecto Datos de Contacto: Lic. Sist. Yanina Bellini Saibene. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Haiti 350, (6300) Santa Rosa, La Pampa. yabellini@anguil.inta.gov.ar