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1. fabio leiva

  1. 1. La Agricultura de Precisión (AP): conceptos básicos y sus aplicaciones Fabio R. Leiva, Ing. Agric, M. Sc., PhD. Profesor TitularDirector Grupo Desarrollo sostenible y gestión ambiental frleivab@unal.edu.co
  2. 2. Espacio Contenido paracolocarel Logo 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 inicio atrás siguiente
  3. 3. Espacio ¿Qué es agricultura de precisión (AP)? paracolocarel 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 inicio atrás siguiente
  4. 4. Espacio Contenido paracolocarel Logo 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 inicio atrás siguiente
  5. 5. Espacio para colocar el Logo ¿Por qué la AP? (1)La ineficiencia técnica en la producción agrícola trae consecuencias negativas en lo económico, ambiental y social, y esto compromete la competitividad y sostenibilidad 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) inicio atrás siguiente
  6. 6. Espacio para colocar el Logo ¿Por qué la AP? (2)Cambios profundos en la producción agropecuaria: GlobalizaciónLa agricultura colombiana de exportación afronta grandes retos (Leiva y Lee, 2008): 1. La revaluación del peso que hace perder competitividad 2. 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 inicio atrás siguiente
  7. 7. ¿Por qué la AP? (3) 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 inicio atrás siguiente
  8. 8. Espacio paracolocarel Logo ¿Por qué la AP? (4)Avance tecnología!  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 inicio atrás siguiente
  9. 9. Espacio Contenido paracolocarel Logo 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 inicio atrás siguiente
  10. 10. Espacio paracolocarel Logo ¿Para qué la AP? 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 Llanos orientales colombianos Mejorar indicadores económicos Mejorar condiciones sociales  ergonomía, calidad ambiental AP alternativa para abordar los retos actuales de la producción de cultivos inicio atrás siguiente
  11. 11. Espacio Contenido paracolocarel Logo 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 inicio atrás siguiente
  12. 12. Espacio para colocar el Logo ¿Cómo implementar AP? ¿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? inicio atrás siguiente
  13. 13. Espacio paracolocarel Logo ¿Cómo y dónde empezar? Datos de rendimiento Esquema del del cultivo por proceso para sitio definir si se justifica un Mapas de sistema AP rendimiento (adaptado de del cultivo Leiva, 2008) Mantener manejo Muestreo del lote ¿Existe convencional para identificar NO apreciable SI (corregir posibles causas de variabilidad? problemas) la variabilidad Análisis sobre posibles causas de la variabilidad Identificación de Definición del Análisis posibles sistema de técnico- alternativas de manejo por sitio económico de manejo por sitio específico alternativas específico inicio atrás siguiente
  14. 14. Caracterizar adecuadamente la variabilidad para toma de decisiones
  15. 15. Espacio para Variabilidad del clima: alta variabilidadcolocarel Logo temporal y escaso control inicio atrás siguiente
  16. 16. Espacio para Textura del suelo: escasa variacióncolocarel Logo temporal y control inicio atrás siguiente
  17. 17. Espacio para Propiedades del suelo: considerable variabilidad temporal y controlcolocarel Logo 4.77 < pH < 5.37 Cultivo de maíz 2.26 < CO < 4.58 inicio atrás siguiente
  18. 18. Variabilidad y Aspectos que se pueden controlar para la toma dedecisiones
  19. 19. Espacio paracolocarel Logo Concepción de Agricultura de precisión (AP) AP es una Concepción (manejo de variabilidad), No es una tecnología, pero requiere tecnología:  Tecnologías duras (hardware)  Tecnologías blandas (software)  Niveles tecnológicos inicio atrás siguiente
  20. 20. Espacio paracolocarel Logo Tecnología 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) inicio atrás siguiente
  21. 21. Espacio paracolocarel Logo GPS - DGPS Toma de datos en campo Ubicación de una máquina en campo inicio atrás siguiente
  22. 22. Espacio paracolocarel Logo SIG • Gran herramienta para gestión y almacenamiento de información • Software sencillo ó más complejo • Gratuito o por licencia ($) inicio atrás siguiente
  23. 23. Espacio para Banderillero satelital y Piloto automáticocolocarel Logo con DGPS inicio atrás siguiente
  24. 24. Control tipo barra luminosa para banderillero satelital Barra luminosa Interfase Datalogger / Computador (opcional) Cable de batería DGPS
  25. 25. Espacio para Aplicación comercial banderillerocolocarel Logo satelital Exigencias técnicas: curvas a nivel Eficiencia y calidad de trabajo en horas nocturnas inicio atrás siguiente
  26. 26. Espacio para Sensores para mapas de rendimiento delcolocarel Logo cultivo inicio atrás siguiente
  27. 27. Espacio paracolocar Sensor electromagnético para medirel Logo CE suelo CE = f (humedad, textura, salinidad, CIC, temperatura) McCutcheon et al., 2006. Biosystems Engineering 94 (1): 19–32 inicio atrás siguiente
  28. 28. Espacio paracolocarel Logo Reflectancia espectral del suelo  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 inicio atrás siguiente
  29. 29. Espacio Reflectancia espectral de plantas para colocar el Logo Las plantas verdes tienen relativamente  En contraste, la reflectancia y la baja reflectancia y transmitancia en las transmitancia de las plantas regiones visibles del espectro (400-700 verdes son comúnmente altas nm). en la región del infrarrojo cercano NIR (700-1300 nm) Causado por alta absorbancia de luz  Las plantas no absorben para la fotosíntesis esta parte del espectro  Concentraciones de clorofila  Procesos asociados inicio atrás siguiente
  30. 30. Espacio paracolocarel Logo Sensor de clorofila (N) • Aplicaciones TDV de N. • Mejor eficiencia del fertilizante • Mejor respuesta del cultivo • Menor riesgo de impacto ambiental negativo inicio atrás siguiente
  31. 31. Espacio para colocar el Logo NTech GreenSeeker El sensor óptico GreenSeeker, desarrollado en Oklahoma State University y comercializado por NTech Industries, Inc. Genera rayos de luz en dos longitudes de onda: Rojo y NIR Mide la luz reflejada por las plantas La reflectancia se usa para calcular NDVI (índice de vegetación de diferencia normalizada) NDVI = (NIR – VIS)/ (NIR + VIS) http://nue.okstate.edu/ inicio atrás siguiente
  32. 32. Espacio paracolocar Equipo TDV para siembrael Logo • Densidad adecuada de semilla según condiciones específicas de suelo • Mayor eficiencia en uso de fertilizantes • Mejores rendimientos/calidad inicio atrás siguiente
  33. 33. Espacio paracolocarel Logo Variabilidad para manejo del riego No aplicar riego en áreas no cultivadas Pivote 1 No hacer doble aplicación en áreas de traslape de Pivote 2 pivotes inicio atrás siguiente
  34. 34. Espacio paracolocarel Logo Tecnología de dosis variable (TDV) para riego  Mejora en eficiencia de uso de agua y en respuesta del cultivo  Ahorro en agua y en costos relativos  Reducción de riesgo ambiental inicio atrás siguiente
  35. 35. Espacio para Equipo para distribución de insumos líquidoscolocarel Logo mediante TDV  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 inicio atrás siguiente
  36. 36. Espacio para Equipo TDV para control de malezas encolocarel Logo tiempo real Barra de Boquilla herramientas Receptor/emisor de infrarrojo Vista lateral inicio atrás siguiente
  37. 37. Espacio Contenido paracolocarel Logo 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 inicio atrás siguiente
  38. 38. Espacio paracolocarel 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? inicio atrás siguiente
  39. 39. ¿Qué se debe tener en cuenta? (2)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) ?
  40. 40. ¿Qué se debe tener en cuenta? (3) 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
  41. 41. Espacio paracolocarel Logo Actualidad y Perspectivas en Colombia 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 entre instituciones que trabajan el tema inicio atrás siguiente
  42. 42. Espacio Contenido paracolocarel Logo 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 inicio atrás siguiente
  43. 43. Espacio paracolocarel Logo Conclusiones y recomendaciones La AP como concepción que busca optimizar el proceso productivo a partir de la variabilidad del agroecosistema tiene un importante 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, según las características de la agroempresa y luego de un análisis beneficio-costo Un número importante de cultivos actualmente se benefician de la AP, con tendencia a incrementarse La capacitación es parte fundamental del proceso de adopción de AP Se requiere apoyo a investigación Se requiere intercambio de información y mayor coordinación interinstitucional inicio atrás siguiente
  44. 44. Espacio Publicaciones 1 para colocar el LogoArtículos en revistas científicas Camacho-Tamayo, J. H., Luengas, C. A., Leiva, F. R. 2010. Análisis multivariado de propiedades químicas en Oxisoles con diferentes niveles de intervención agrícola. 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.) en la Sabana de Bogotá. Agronomía Colombiana 26(2): 308-321. Camacho-Tamayo, J. H., Luengas, C. A., Leiva, F. R. 2008. Effect of agricultural intervention on the spatial variability of some chemical properties of soils in the Eastern Planes of Colombia. Chilean Journal of Agricultural Research 68(1): 42- 55.Libro Leiva, F. R. (Ed.). 2008. Agricultura de precisión en cultivos transitorios. Editorial Universidad Nacional de Colombia. Bogotá, D. C. 108 pp. inicio atrás siguiente
  45. 45. Espacio Publicaciones 2 para colocar el LogoMemorias, Proceedings, Eventos nacionales e internacionales, Otros Cortés Bello, C. A., Leiva, F. R. y Camacho Tamayo, J. H. 2010. Evaluación del comportamiento de la resistencia a la penetración del suelo mediante técnicas multivariadas. In: Memorias XV Congreso de la Ciencia del Suelo. Sociedad Colombiana de la Ciencia del Suelo (SCCS). Pereira. Leiva, F. R. y Lee, R. A. 2008. Agricultura específica por sitio en cultivos de flores 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 en la Sabana de Bogotá. In: Memorias del XIV Congreso Colombiano de la Ciencia del Suelo. Villavicencio, Colombia. 62-69. Salamanca, C., Leiva, F. R. y Guerrero, L. 2007. Evaluación del manejo de la fertilidad del suelo por sitio específico en un cultivo comercial de arveja (Pisum sativum L.) en la Sabana de Bogotá. 2007. In: Memorias III Encuentro de Agricultura de Conservación, Villavicencio (Meta). Colombia. 30 – 45. inicio atrás siguiente
  46. 46. Espacio paracolocarel LogoNota. Esta presentación incluye fotos tomadas de internet únicamente con fines académicos inicio atrás siguiente
  47. 47. GRACIAS PORLA ATENCIÓN ¿PREGUNTAS? Espacio para colocar el Logo

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