NOTA INFORMATIVA. Enero La agricultura de precisión como estrategia para el campo cañero en México /CONADESUCA

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1 La agricultura de precisión como estrategia para el campo cañero en México NOTA INFORMATIVA Enero 2017 /Conadesuca /mx /

2 NOTA INFORMATIVA Contenido Introducción Qué es agricultura de precisión? Componentes de la agricultura de precisión -Sistemas de posicionamiento global -Monitor y mapas de rendimientos -Tecnología de aplicación variable de insumos (equipos) Campo cañero Innovaciones en el sector Conclusiones Bibliografía Av. Insurgentes Sur 489 Piso 12, Col. Hipódromo Condesa, Del. Cuauhtémoc, Ciudad de México, C.P , Tel.: (55) ext

3 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN La caña de azúcar es un cultivo importante en muchos países del mundo, incluido México; sin embargo, en este cultivo aún no se generaliza la aplicación de las técnicas de agricultura de precisión. Este tipo de técnicas buscan eficientar la producción en campo, y el cultivo de la caña de azúcar no es la excepción. La utilización de recursos disponibles de manera equilibrada y sustentable, optimizando el rendimiento de los cultivos mediante un preciso conocimiento del medio en el que se desarrollan y la ejecución óptima de las decisiones adoptadas sirven a esta causa. Esta optimización tiene una repercusión favorable en los aspectos medioambientales vinculados con la producción, por la racionalización del uso de insumos que conlleva. Las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) han puesto a disposición del sector agrícola todo un conjunto de nuevas herramientas que permiten dicha optimización, entre las que se encuentra la teledetección. En México, estas tecnologías se encuentran en etapa de prueba y desarrollo, aunque han demostrado ser totalmente eficientes, aún queda por implementar mucha difusión y transferencia de tecnología a fin de que los productores perciban en estas herramientas una forma accesible de mejorar el cultivo de la caña de azúcar. Por otro lado resultan más accesibles para productores con grandes extensiones de cultivo ya que el costo de la implementación de estas herramientas se ve limitado para pequeños productores debido al costo beneficio que implica su adquisición. La caña de azúcar es un cultivo importante en muchos países del mundo, incluido México 13

4 Qué es agricultura de precisión? La Agricultura de Precisión (AP) se puede definir como la manifestación de la era digital en la producción agrícola. En este término se engloban una serie de tecnologías de aplicación en la producción agraria, que tienen como factor común el uso de las TIC en la racionalización de la toma de decisiones y su precisa ejecución. Los progresos tecnológicos no están deslindados de sectores como la agricultura, a la par que estos avances se presentan, los agricultores deben actualizarse con las herramientas de la época: teclados, pantallas, selección en opciones de un menú, así como en el conocimiento de las tecnologías que se ponen a su disposición para conseguir una producción agrícola rentable y eficiente, sin perder de vista las restricciones en materia de seguridad, sanidad e inocuidad alimentaria, la conservación de los recursos naturales y las leyes que la economía de mercado imponen. Cualquier tarea que forme parte de las operaciones necesarias para la implantación, desarrollo y explotación de un cultivo, es susceptible de ser realizado haciendo uso de alguna de las técnicas que integran la AP. (Agüera, 2013) Componentes de la agricultura de precisión La AP abarca un grupo de tecnologías que permiten, entre otras posibilidades, el manejo automatizado del sitio específico. Entre ellas se encuentran los sistemas de posicionamiento por satélite (GPS), la percepción remota y los sistemas de información geográfica (SIG), entre otros. Esto posibilita que se pueda optimizar el manejo agrotécnico del cultivo, en dependencia del potencial productivo de cada área, que en la práctica puede variar en un entorno reducido de varios metros (McBratney, 2005). La AP fue inicialmente desarrollada para el cultivo de los granos, teniendo su mayor grado de adopción en el cinturón maicero de los Estados Unidos, así como en Europa y otros países desarrollados. Entre los principales productos de la AP se encuentran la gestión de equipos agrícolas, el monitoreo de rendimiento y la aplicación variable de insumos agrícolas (McBratney, 2005). Los beneficios netos asociados se refieren a incrementos en la cantidad o cualidad de las producciones y/o el ambiente con igual o menor cantidad de insumos. A pesar de que esta definición es bastante amplia, se considera que la verdadera aplicación práctica de la AP permanece vinculada con la agricultura de alta tecnología (McBratney, 2005). Los progresos tecnológicos no están deslindados de sectores como la agricultura 4

5 Sistemas de posicionamiento global El Sistema de Posicionamiento Global, conocido por sus siglas en inglés GPS (Global Positioning System), es un sistema de radionavegación satelital diseñado para que un observador pueda determinar cuál es su posición en la Tierra, con una cobertura sobre todo el planeta, en todo momento y bajo cualquier condición climática (Agropropuesta, 2008). Si bien el sistema GPS fue diseñado esencialmente con fines militares, el uso civil se ha difundido debido a su utilidad en las más variadas disciplinas, que van desde las netamente científicas, como la geodesia y tectónica, hasta fines comerciales como el geomarketing, pasando por fines puramente recreacionales. La captura de datos en terreno para aplicar correctamente esta tecnología, depende en forma crítica del componente espacial y por ende de coordenadas GPS que por la precisión y exactitud requeridas deben ser obtenidas mediante señales corregidas en forma diferencial. Entonces toda la información que se genera en terreno está siempre georeferenciada para su correcta ubicación dentro de la finca. Algunos ejemplos de datos obtenidos son: el lugar donde se toman las muestras de suelo (humedad, fertilidad, CE, etc.) el monitoreo del rendimiento de los cultivos, área foliar o la presencia de plagas y enfermedades. Monitor y mapas de rendimientos Actualmente existen en el mercado un sinnúmero de equipos diseñados para registrar los resultados de cosecha obtenidos con un cultivo en distintos sectores; es decir, un registro de la variabilidad espacial de los rendimientos; los cuales, son desplegados en forma de mapas georeferenciados mediante DGPS (Differential Global Positioning System) en tiempo real. Esto permite una rápida interpretación de los resultados de cosecha y también la integración de distintos años, facilitando los análisis temporales útiles para la gestión y toma de decisiones. Los tipos de variabilidad que pueden presentarse son: variabilidad natural e inducida. Es natural cuando depende del clima, el suelo (génesis del suelo y propiedades físicas y químicas), o del relieve, etc., mientras que la variabilidad inducida se refiere al manejo (historia del terreno, insumos agregados, prácticas culturales, etc.) (Agropropuesta, 2008). Sobre la base de esta información, posteriormente se tomarán las decisiones de aplicación de tasas variables de semillas, fertilizantes o pesticidas, que determinarán mejoras importantes en los rendimientos y calidad de los productos asociados a un menor impacto sobre el medio ambiente (Agropropuesta, 2008). El sistema GPS fue diseñado esencialmente con fines militares 5

6 Tecnología de aplicación variable de insumos (equipos) Monitor y controlador de siembra.- Conectados a DGPS puede generar mapas de la distribución espacial de las distintas dosis de semillas aplicadas. Aplicador variable de agroquímicos.- Los sensores de aplicación variable de agroquímicos permiten dosificar en forma eficiente la cantidad de pesticidas según el área foliar de los cultivos. Conectados a DGPS permiten obtener mapas precisos de la distribución espacial del producto aplicado. El uso de fertilizantes nitrogenados es generalizado en la producción de caña de azúcar, de tal manera, que este nutriente es considerado como el más importante desde el punto de vista económico para la producción del cultivo. La respuesta de la caña de azúcar a las aplicaciones de nitrógeno está influenciada por factores edáficos, climáticos y de manejo. (Agropropuesta, 2008). Drones.- Los vehículos aéreos no tripulados, mejor conocidos como drones, son una realidad que ya se aplica en México para controlar y monitorear de forma remota los campos agrícolas, y gracias a ellos se puede obtener un panorama certero, inmediato y georreferenciado de la salud de los cultivos, lo que permite agilizar la toma de decisiones y maximizar la producción en beneficio de los agricultores. El autopiloto de los drones automatiza los sobrevuelos en campos agrícolas, y la calidad de las imágenes obtenidas es más fidedigna a la de los satélites, pues permite detectar plagas, malezas y enfermedades de los cultivos; así como maximizar el uso de fertilizantes, herbicidas, reguladores de crecimiento y plaguicidas en áreas menores a 15 metros cuadrados. El dron forma parte de un sistema integral que permite al usuario programar la trayectoria y las características del vuelo a través de telemetría. Durante el vuelo, el artefacto se georreferencia por un sistema de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en inglés) para tomar imágenes y obtener el índice de vegetación diferencial, y por ende un estado holístico de los cultivos. Las etapas propicias en las que se puede realizar el análisis del cultivo son: en la preparación del terreno (topografía), la germinación (conteo de organismos), el crecimiento y el desarrollo (detección de anomalías), y la cosecha (maduración). El uso de fertilizantes nitrogenados es generalizado en la producción de caña de azúcar 6

7 Campo cañero Australia ha sido el país pionero en el desarrollo de productos de la agricultura de precisión para este cultivo. Desde mediados de la década de los años 90 se evaluó las posibilidades que podía ofrecer la agricultura de precisión para la industria azucarera australiana. Entre los aspectos analizados estuvo el manejo más preciso de insumos agrícolas; el mapeo de rendimiento como factor limitante para la introducción de la AP en la industria azucarera; el uso y requerimientos de la tecnología GPS en la AP; el control de dosis variable en la industria azucarera; entre otras. A pesar de estos esfuerzos, la mayoría de estos estudios han quedado a nivel de prototipos, como ha ocurrió por ejemplo con el monitor de rendimiento, impidiendo que el nivel de adopción se extienda como en el cultivo de los granos. No obstante, a partir de la edición y adopción de buenas prácticas tanto para la producción de caña, como para su cosecha (Sandell y Agnew, 2002), la AP ofrece las tecnologías necesarias para asegurar el cumplimiento de las mismas. Algunas de las características que puede ofrecer la agricultura de precisión en el campo cañero son: Siembra de precisión, fertilización a tasa variable y control en la dosificación de tallos. Demarcación de líneas de surcado en el ordenador y el uso del piloto automático Capacidad para realizar tratamientos culturales en líneas rectas o curvas o pivote de riego. Posibilita el trabajo nocturno de calidad través de los sistemas de orientación Pulverización localizada para defensivos para el control de plagas y enfermedades Tasa variada de correctivos y fertilizantes al voleo Tasa variable de fertilizantes en el cultivo, con la posibilidad de la formulación de NPK en el suelo (por separado). Sistema de gestión remota con control integrado de un área en específico Las labores de preparación de precisión en caña de azúcar se realizan utilizando un sistema autoguía o piloto automático para guiar al conjunto tractor-implemento por el campo de acuerdo a un patrón de recorridos definidos en campo y que dependen de la labor, el implemento y el ancho de trabajo. El uso de GPS y piloto automático, además de garantizar la calidad de la operación, asegura un mayor rendimiento, menos desgaste de los operadores y permite el trabajo en la noche de alta calidad. Es posible controlar la dosis de fertilizantes y correctivos, tanto en los distribuidores como en los cultivadores permitiendo trabajar con hasta tres productos al mismo tiempo, haciendo una la formulación en tiempo real. El control de la pulverización también es importante a través de un correcto paralelismo, el control automático de la dosificación y de corte automático de sección, en caso de sobre aplicación, para evitar fitotoxicidad en las plantas y los gastos innecesarios. La cosecha es una de las labores más importantes del cultivo de la caña de azúcar porque garantiza el flujo continuo de caña para su procesamiento en azúcar, etanol y energía. El uso de piloto automático en la cosecha de caña de azúcar disminuye el error de trayectoria de la cosechadora de caña que podría generar a su vez mayor rendimiento de corte de la maquina cosechadora, menor compactación del suelo, disminución del pisoteo de las cepas generando menos resiembra y renovación de los campos y menor riesgo de accidentes en acequias, canales de drenaje y postes. Australia ha sido el país pionero en el desarrollo de productos de la agricultura de precisión para este cultivo. 7

8 Innovaciones en el sector Como parte de los trabajos que se están desarrollando en el, se encuentra el monitoreo de la superficie cañera a nivel nacional a través del procesamiento de imágenes satelitales. Este monitoreo permite detectar los cambios que presenta el cultivo a lo largo de la zafra, esto se traduce en la adquisición de información vía remota a bajo costo. Con la finalidad de identificar a la superficie cañera de nuestro país, se procesaron imágenes satelitales, logrando digitalizar 912,968 ha con un total de 341,815 polígonos, de esta forma se cuenta con un campo cañero digitalizado. Por otro lado, se calculan índices verdes, como son el Índice Mejorado de Vegetación (EVI), el Índice de Área Foliar (LAI), Índice de Estrés Hídrico (MSI), Índice de Vegetación por Diferencia Normalizada (NDVI) y el Índice de Vegetación Ajustado al Suelo (SAVI), que permiten conocer el comportamiento del cultivo ante factores climatológicos que determinarán el crecimiento de la caña de azúcar, pues estos índices pueden mostrar la madurez del cultivo, la cantidad de área foliar, humedad, etc. (, 2017) Las herramientas anteriormente descritas tienen como objetivo brindar al campo cañero mexicano una mayor certeza de la situación de los cultivos de manera oportuna, buscando que sea de utilidad para los productores. Por otro lado, una forma de desafiar los cambios en la tendencia de consumo, pueden ser afrontados enfocando la producción primaria a otros sectores de la economía como el energético. La utilización de caña de azúcar como materia prima para la elaboración de etanol es una alternativa viable para contraponer los problemas que derivan de la inclusión de nuevas formas de dulce al mercado. El entorno normativo seguirá moldeando el consumo de productos agrícolas, tanto para alimentos como para biocombustibles. El nivel de consumo de bioetanol en combustible y biodiesel aún depende principalmente de los objetivos o requisitos establecidos por los gobiernos en las economías tanto desarrolladas como en desarrollo. Dichos objetivos han sido introducidos en los últimos años para lograr mayores niveles de seguridad energética y niveles más bajos de emisiones de dióxido de carbono, así como la generación de oportunidades de ingresos. La mayoría de estas políticas establecen objetivos de mezcla de combustibles renovables en el total de combustibles de transporte, y los cambios en estos niveles objetivo tendrán un impacto sobre el uso de biocombustibles en la próxima década. Como resultado, el mercado de azúcar ha perdido participación con respecto al JMAF. El nivel de consumo del JMAF es de 27.3%, mientras que el azúcar representó el restante 72.7% para el ciclo 2015/16. 8

9 Conclusiones La caña de azúcar es un cultivo donde la Agricultura de Precisión tiene grandes oportunidades, pues para lograr producciones significativas, es necesario incurrir en elevados costos de insumos agroquímicos y de mecanización. La mayor cantidad de productos para la agricultura de precisión han sido desarrollados para cultivos de granos, siendo posible para la mayoría de ellos adaptarse al cultivo de la caña de azúcar. La agricultura de precisión, busca soluciones para ofrecer al usuario final, un producto único y acabado, de nada sirve al agricultor un mapa de rendimiento, de conductividad eléctrica o el estimado con sensores remotos si no tiene la seguridad de que va a disponer de un correcto asesoramiento en su interpretación conjunta y de la maquinaria que le permita la distribución variable, que es lo que en definitiva justifica toda la información previa obtenida. Bibliografía Agüera V. J.; Pérez R. M., Agricultura de precisión: hacia la integración de datos espaciales en la producción agraria, España, Comité Nacional para el Desarrollo Sustentable de la Caña de Azúcar, SIE-Caña, México, Mcbratney, A.; Whelan B., Ancev T., Direcciones futuras de la agricultura de precisión. Australia, Revista Agropropuesta. Tecnologías aplicables en agricultura de precisión uso de tecnología de precisión en evaluación, diagnóstico y solución de problemas productivos, Santiago de Chile, Sandell, G.; Agnew J. The harvesting best practice manual for chopper-extractor harvesters, Australia, La agricultura de precisión, busca soluciones para ofrecer al usuario final, un producto único y acabado 9