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Agricultura sitio especifico-banano

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Agricultura sitio especifico-banano

  1. 1. METODOLOGÍApara el MANEJO Y USO DEL SUELOPOR SITIO ESPECÍFICO EN EL CULTIVO DE BANANO Incluye estudio de caso JULIO CÉSAR GUTIÉRREZ H. DARIO CASTAÑEDA SANCHEZ
  2. 2. ANDRÉS FELIPE ARIAS LEIVAMinistro de Agricultura y Desarrollo RuralJOSÉ LEONIDAS TOBÓN TORREGOZADirección de Desarrollo Tecnológico y Protección Sanitariadel Ministerio de Agricultura y Desarrollo RuralROBERTO HOYOS RUIZPresidente AUGURAGABRIEL JAIME ELEJALDE GAVIRIADirector Regional AUGURAEQUIPO DE TRABAJO JULIO CÉSAR GUTIÉRREZ HERRERA. Investigador Principal. JOHN JAIRO MIRA CASTILLO. Director de CENIBANANO. HÉCTOR JAIME LÓPEZ. Docente Universidad del Magdalena. DARÍO CASTAÑEDA SÁNCHEZ. Estudiante. Universidad Nacional de Colombia. JOSÉ MIGUEL COTES. Docente. Universidad Nacional de Colombia. DANIEL JARAMILLO JARAMILLO. Docente. Universidad Nacional de Colombia.INTERVENTORÍA YECENIA VEGA T.Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural.EDICIÓN Y DISEÑO Comunicaciones AUGURAPORTADA Campo Experimental AUGURA.Carepa- ( Antioquia). Fotografía: Julio C. Gutiérrez Herrera. 2009
  3. 3. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Tabla de ContenidoPresentación 4Agradecimientos 61. Introducción 72.Requerimientos ambientales y nutricionales del cultivo de banano 9 2. Necesidades nutricionales del cultivo de banano 1 11 2. Generalidades del cultivo de banano en Colombia 2 133. Conceptos básicos de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico 14 3.1 Tecnologías básicas para la aplicación de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico 144. Metodología para establecer un plan de manejo por sitio específico 17 4. Identificación de las variables relacionadas con la productividad 1 18 4.2 Levantamiento de la información y diseño de las bases de datos 18 4.3 Análisis y procesamiento de la información 19 4.4 Evaluación y monitoreo del plan de manejo por sitio especifico 20 4.5 Implementación del plan de manejo por sitio específico y transferencia de la información 20 4.6 Evaluación y monitoreo del plan de manejo por sitio 205.Estudio de caso 22 5. Introducción 1 22 5. Objetivos 2 22 5.3 Localización del área de estudio 23 5.4 Características ambientales del área de estudio 23 5.5 Metodología 26 5. Resultados 6 32 5.7 Clonclusiones y Recomendaciones 49Glosario 51Bibliografía 52Anexos 55Resumen 77 3
  4. 4. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Presentación Con el objetivo de mantener la productividad del sector bananero y generar nuevos conocimientos en el manejo del cultivo de banano en Colombia, la Asociación de Bananeros de Colombia - AUGURA a través del Centro Nacional de Investigaciones del Banano - CENIBANANO en convenio con diversas instituciones públicas y privadas ha venido desarrollando investigación técnica y científica desde 1985 en diversos campos de la ciencia, tales como: fitosanidad, fisiología, agricultura de precisión, ambiente y valor agregado. Dentro de este marco de conocimientos, AUGURA-CENIBANANO en asocio con la facultad de Ingeniería Agronómica de la Universidad del Magdalena le presentaron a la Dirección de Desarrollo Tecnológico y Protección Sanitaria del Ministerio de Agricultura, un proyecto denominado “Evaluación de factores edafoclimáticos en una finca bananera tendientes al manejo por sitio específico”, el cual tuvo como objetivo principal generar una metodología de diagnóstico, manejo y uso del suelo por sitio especifico del cultivo de banano. Dicho proyecto fue aprobado en el año 2006 y hace parte del programa especial de investigación denominado: “Programa de manejo integrado del cultivo de banano con énfasis en el control de Sigatoka Negra”, el cual viene ejecutando AUGURA desde el año 2004 y que tiene como propósito principal presentar soluciones con innovación tecnológica a la problemática generada con esta enfermedad y sus efectos en la producción del cultivo de banano. Bajo este gran objetivo y siguiendo los lineamientos propuestos por el Ministerio de Agricultura, entidad que está trabajando hacia la consolidación y desarrollo de las cadenas productivas en Colombia, se ejecutó el proyecto que tuvo una duración de 24 meses, durante los cuales se adelantaron diversas actividades entre las que se incluyen: Levantamiento y análisis de información utilizando equipos de precisión, planteamiento de una metodología para el manejo del cultivo de banano por sitio específico, capacitación de 350 productores en las regiones de Urabá y el Magdalena y visitas a campo. Los resultados de la investigación que aquí se presentan se constituyen en una herramienta útil para todo el sector bananero y específicamente para 4
  5. 5. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananolos productores de fruta ya que genera conocimiento y técnicas de manejodel cultivo adaptadas a las condiciones locales de producción, orientadas ala reducción de costos, aumento de la productividad de las fincas ysostenibilidad del cultivo. Así mismo se busca elevar el nivel de vida de todasaquellas personas que laboran o dependen directa e indirectamente de laagroindustria bananera.Expresamos nuestro agradecimiento a todas las entidades, productores yprofesionales que participaron en el proyecto; sin su valioso apoyo nohubiese sido posible llegar a generar este conocimiento innovador y de altaaplicación en la agroindustria bananera.ROBERTO HOYOS RUIZPresidente 5
  6. 6. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Agradecimientos La Asociación de Bananeros de Colombia, AUGURA agradece el apoyo incondicional a las siguientes personas e instituciones: - Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. Dirección de Desarrollo Tecnológico y Protección Sanitaria. - Universidad del Magdalena. Facultad de Ingeniería Agronómica. - Irma Quintero. Docente. Universidad del Magdalena. - Héctor Jaime López. Docente. Universidad del Magdalena. - Yecenia Vega T. Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. - Centro Internacional de Agricultura Tropical – CIAT. - Darío Castañeda Sánchez. Estudiante. Universidad Nacional de Colombia. - José Miguel Cotes. Docente. Universidad Nacional de Colombia. - Daniel Jaramillo J. Docente. Universidad Nacional de Colombia. 6
  7. 7. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 1 IntroducciónActualmente, manejo integral y eficiente de los cultivos depende en gran parte del elconocimiento detallado de los factores y variables ( explicativas y de respuesta) queintervienen en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Es así como la generación yaplicación de nuevas tecnologías que involucran estos aspectos han permitido elsurgimiento de la agricultura de precisión y o de la agricultura por sitio específico.La agricultura de precisión tiene como objetivo mejorar la productividad de los cultivos através de la implementación de un plan de manejo integral de acuerdo a las necesidadespropias del cultivo y también de acuerdo a las condiciones edáficas, ambientales ysocioeconómicas del medio; mientras que la agricultura por sitio especifico hace referenciaa áreas homogéneas de manejo.En términos generales, tanto la agricultura de precisión como la agricultura por sitioespecífico están referidas al manejo integral de los cultivos, teniendo en cuenta lavariabilidad espacial y temporal de las condiciones del medio. La aplicación de unprograma de agricultura de precisión o de agricultura por sitio específico depende de unconjunto de variables entre las que se encuentran: tipo de cultivo, condiciones del el lasmedio, escala de trabajo, la calidad y precisión de la información, entre otros. laEl gran auge de la aplicación de la agricultura de precisión y agricultura por sito específicoen cultivos tecnificados, como maíz, soya, sorgo y algunos cítricos especialmente enEstados Unidos, Australia y Brasil han incentivado la investigación y el desarrollo denuevas metodologías y formas de manejo integral de los cultivos.En Colombia,existen varias entidades que han adelantado programas exitosos deagricultura de precisión, en cultivos como caña, frutales y café. En el cultivo de bananodurante los últimos años AUGURA y CENIBANANO han apoyado la investigación en elmanejo integral del cultivo de banano, a través de convenios con diferentes instituciones,centros de investigación y universidades del país.En particular,las investigaciones están enfocadas en fertilización, suelos, manejointegrado de plagas, control biológico, fitopatología y fisiología vegetal del banano.Losresultados de las investigaciones obtenidos durante los últimos años han permitidoconocer las condiciones específicas de respuesta del cultivo de banano al manejonutricional y su interacción con el medio ambiente; así como también han ayudado aampliar el conocimiento técnico y científico del cultivo de banano en el país.Dando continuidad a este programa de investigación y buscando nuevas alternativas de 7
  8. 8. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano manejo del cultivo de banano, AUGURA a través de CENIBANANO en asocio con el Ministerio de Agricultura y la Universidad del Magdalena,adelantó el proyecto de investigación denominado “Estudio de factores edafoclimáticos en una finca bananera tendientes al manejo por sitio específico”; cuyo objetivo principal es generar una metodología de manejo del cultivo de banano por sitio específico, con el fin de dar respuesta a las inquietudes de los productores acerca de los factores limitantes que afectan la producción del cultivo de banano, como también para plantear nuevas prácticas de manejo con el fin de aumentar la productividad y lograr el desarrollo sostenible de la región. Este proyecto se desarrolló siguiendo la metodología propuesta de manejo por sitio específico que se presenta aquí, la cual comprende diversas etapas desde la identificación de las variables limitantes hasta su evaluación y representación. Para cada una de las variables identificadas se realizó un análisis estadístico, entre las cuales se incluyen: variables edáficas, ambientales, de crecimiento y desarrollo y peso del racimo, el fin de con evaluar la variabilidad,dependencia y representatividad de cada una de éstas dentro del sistema banano. El análisis de estas variables demostró que la productividad del cultivo depende en gran medida de la interacción de las condiciones fisicoquímicas del suelo y por lo tanto deben evaluarse y manejarse integralmente. 8
  9. 9. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 2 Requerimeintos ambientales y nutricionales del cultivo de bananoEl banano ( Musa spp) un cultivo muy importante tanto a nivel mundial como local.Este escultivo se desarrolla bien en las regiones tropicales húmedas y cálidas. Geográficamente,estas condiciones se encuentran en regiones localizadas entre los 30 º de latitud norte ysur, siendo óptimas las ubicadas entre los 15 º de latitud norte - con alturas inferiores a sur,los 300 m. n. s. m.La planta de banano requiere temperaturas relativamente altas: entre los 21 y los 29, 5ºC,con temperaturas mínima y máxima absolutas de 15,6 ºC y 37,6 ºC, respectivamente. Encuanto a pluviosidad, la precipitación más frecuente de las zonas productoras se encuentraen el rango de los 1.500 mm a 1.600 mm anuales. Esta cantidad sería suficiente parasatisfacer los requerimientos hídricos de la planta de banano, los cuales son de unos 100mm a 180 mm de agua al mes. Sin embargo, en aquellas zonas donde la precipitación noalcanza para suplir las necesidades hídricas del cultivo es posible aplicar agua a través delriego suministrar las cantidades necesarias para el normal desarrollo y crecimiento de laplanta.El cultivo de banano crece y se desarrolla bien en suelos profundos, fertilidad moderada dea alta, generalmente de texturas medias a finas ( francas,franco arcillosas y arcillosas)ybien drenados.Fisiológicamente, la planta de banano se caracteriza por extraer grandes cantidades denutrientes del suelo, especialmente potasio (K), calcio (Ca), nitrógeno (N) y magnesio (Mg),respectivamente. Estos elementos son denominados esenciales, ya que la planta necesitaaltos contenidos de estos para su normal crecimiento, mientras que otros elementos comozinc ( boro ( cobre ( hierro ( manganeso ( Zn), B), Cu), Fe), Mn), azufre ( y molibdeno ( S) Mo)son denominados elementos menores dado que las plantas los requieren en bajascantidades.Tanto los elementos mayores como los menores cumplen funciones importantes dentrode la planta, cuales se describen en la siguiente tabla: las 9
  10. 10. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Tabla 1: Principales funciones de los nutrientes en las plantas Nutrientes Principales funciones - Elemento activo en el proceso de fotosíntesis. - Participa en procesos metabólicos y fisiológicos. Nitrógeno (N) - Componente importante de la estructura de proteínas, ácidos nucléicos,vitaminas, reguladores de crecimiento y muchos otros compuestos. - Influye en la coloración de las hojas. - Esencial para la síntesis de la clorofila. Fósforo P) ( - Participa en varios procesos entre ellos los de síntesis y descomposición de proteínas, grasas y carbohidratos. - Importante para los procesos metabólicos que requieren energía. - Necesario para el metabolismo de los carbohidratos, la síntesis de proteínas, el control y la regulación de las actividades de varios elementos esenciales. Potasio K) ( - Regula el contenido de agua en las hojas. - Catalizador del proceso de fotosíntesis y respiración. - Importante para la formación de paredes celulares y para el crecimiento de las raíces. Calcio Ca) ( - Activador enzimático. - Participa en la división celular. - Importante en el proceso de fotosíntesis. Magnesio Mg) ( - Participa en procesos metabólicos de carbohidratos, grasas y proteínas. - Interviene en el transporte de fosfatos. Azufre S) ( - Constituyente importante de los aminoácidos cisterna, cistina y metionina. - Activador enzimático. Zinc Zn) ( - Participa en la síntesis de reguladores de crecimiento. Cobre (Cu) - Activador enzimático, necesario en la fotosíntesis. Boro (B) - Importante en el desarrollo celular, la floración y la fructificación. Hierro (Fe) - Importante en la formación de clorofila y de varias enzimas. Participa en los procesos de respiración y en el metabolismo del nitrógeno Mn) - Manganeso ( - Necesario en la síntesis de clorofila. - Necesario para la formación de la enzima encargada de reducir el nitrato a amonio Molibdeno Mo) ( dentro de la planta. 10
  11. 11. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 2.1 Necesidades nutricionales del cultivo de bananoEl cultivode banano, cualquier requiere como otro cultivo de nutrientes (elementosmayores ymenores)crecimiento y desarrollo. Un exceso o déficit en las cantidades para surequeridas por la planta puede generar desórdenes fisiológicos en ella ymalformacionde fruta. laNormalmente cultivo cuando el estecnificadointensamente, yexplotado serequiereaplicar regularmente nutrientes elcon suplir al medio, de fin las demandas del cultiv ymantener enequilibrio del los elementos suelo. 2.1.1 Elementos mayoresSegún Lahav y Turner (1992) las cantidades de nutrientes (expresados en kg/ha/año) extraídos porun cultivo de banano cuya producción anual es de 50 toneladas (equivalente a 2500 cajas, es decir20 kg/ha/año), los son relacionados en Tabla la 2.A su vez, y Espinosa (1995), López Tablas 2: Requerimientos nutricionales del cultivo de bananoreportan que un cultivo de bananocuya producción es de 70 toneladas, Lahav y López y Turner Espinosaequivalente a 3500 cajas, es decir 20 (1992) (1995)kg/ha/año, extrae las cantidades de Kg Kgnutrientes detalladas en Tabla la 2. Nitrógeno (N) 150 126.5De a u r o c n l s d t s c ed o o ao Fósforo (P) 60 14.5relacionados, el cultivo en Tabla la 2de banano es exigente en K y N. Así Potasio (K) 1500 399mismo las relaciones entre N-P-K Calcio (Ca) 215 10.2extraído por los racimos producidos Magnesio (Mg) 140 20.3en una hectárea de banano es: 2,5 125. Esto significa que, una hectárea Manganeso (Mn) 12 0.8de banano extrae en un año de Hierro (Fe) 5 1.9cosecha 10 veces más K que N. Zinc (Zn) 1.5 0.5 Boro (B) 1.25 0.8 Cobre (Cu) 0.5 0.3Obviamente, muchas de las cantidades extraídas y asimilables por el cultivo varían de acuerdo confactores ambientales, tipo de variedad, siembra, fertilidad densidad de calidad del y suelo,entreotras. 11
  12. 12. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Teniendo lo en cuenta anteriorconcluir que el N y el K son los elementos más importantes podemos en la nutrición del cultivo y por lo tanto no deben faltar en un plan básico de fertilización. Sinembargo una sola aplicación de estos nutrientes no garantiza una alta productividad; ya que para obtener buenos resultados se requiere de un plan de fertilización completo que garantice la presencia y disponibilidad tanto elementoscomo menores de mayoresde en la diferentes etapas del crecimiento del cultivo. 2.1.2 Elementos secundarios Los elementos secundarios requeridos por las plantas, tales como: Ca, Mg y S, son tan importantes como los mayores y como los micronutrientes, la calificación no indica una mayor relevancia de unos frente a los otros, solamente indica las cantidades necesarias de los primeros con respecto a los demás elementos. Según los datos de la Tabla 2.la relación entre Ca / Mg es 1.5, es decir que una hectárea de , banano extrae en un año de cosecha 1.5 veces más calcio que magnesio. Así mismo, observando las relaciones de Ca / Mg, extraídos por el racimo es 0.5, es decir, la extracción de Ca por una hectárea de cultivo en un año es la mitad del Mg extraído por un cultivo altamente productivo (> 3000 cajas/ha/año). Al parecer, una mayor producción de fruta genera una mayor demanda de Mg que de Ca, contrario a cultivos de producción media en donde la demanda de Ca es mayor 1.5 veces que el Mg. 2.1.3 Micronutrientes Los elementos mic llamados ronutrientes son importantes para la nutrición de las plantas, muchos de ellos son necesarios para la absorción de los elementos mayores o secundarios. Deben su nombre a las cantidades mínimas requeridas la por planta. Estos elementos (Fe), son: hierro manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), boro (B), molibdeno (Mo) y cloro (Cl). En el cultivo del banano son de vital importancia debido al rol que desempeñan en la formación del racimo, especialmente el B y el Zn. De acuerdodatosTabla relaciones para estos dos elementos (Zn/B) en el cultivo con los de la 2.,las del banano es 1.2; es decir, una hectárea de banano extrae durante un año de cosecha 1.2 más Zn que Si B. comparamos de Tabla los datos la 2. , observamos que la relación entre el Zn / B extraído por una hectárea en un año es de 0.71. Si analizamos la relación Ca Mg/ notamosmayor que a productividad, estos lasrelaciones entreelementos se invierten. Los análisis de los datos anteriores confirman la necesidad de elaborar un plan de fertilización completo que incluya elementos mayores y menores. Para ello, es necesario conocer el historial productivo de la finca, el contenido de nutrientes en suelos y hojas, las características de los suelos, la cantidad de fertilizantes aplicados y el manejo del agua, factoresconjunto son que en determinan el de nivel productividad del cultivo de fruta y calidad cosechada. la la 12
  13. 13. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 2.2 Generalidades del cultivo de banano en ColombiaEn el país el cultivo de banano es una actividad cerca que genera de 25.000 directos, empleoscondición que hace muy necesaria su preservación y mejoramiento, con el fin de satisfacer unademanda creciente de mercado en el mundo.Anivel el nacionalcomercial se cultivo de banano desarrolla en reg Urabá principalmente dos iones,y Magdalena. Hasta el año 2007 el total de hectáreas sembradas era 42,287; 827 de esdecirhectáreas menos que las reportadas en el año 2006, cuando fueron 43,654 las hectáreassembradas en banano de exportación. (Coyuntura bananera.2007).Durante el año 2007 las exportaciones colombianas de banano, ascendieron a 85.5 millones decajas de 18.14 Kg por valor de US $509.6 millones. Esto representó un crecimiento de 2.04 % envolumen y de 10.09 % en valor, respecto al año 2006, cuando se exportaron Colombia desde 83.8millones valor $ de cajas de por US 462.9 millones bananera. (Coyuntura 2007).La productividad 2007ubic promedio se ó entonces en 1,996 cajas por hectárea, levemente en elsuperior a la observada el año 2006 cuando 1,919 /año, jalonada principalmente por fuede cajas/hala mejora en la productividad en la región de Urabá (Coyuntura bananera. 2007).A nivel regional, las exportaciones de banano desde la zona de Urabá ascendieron durante el año2006 a 64.1 millones de cajas por de $ valor 381.8 US millones, presentándose un crecimiento del2.06 % en el volumen y un crecimiento de 10.54% en el valor frente al año 2006, cuando fueron de62.8 millones de cajas por US $ 345.4 millones. Actualmente el área sembrada en la zona de Urabáes 32.327 hectáreas en producción, 27 hectáreas menos que el año 2006, lo que representan un dedecrecimiento del 0.08% (Coyuntura bananera. 2007).Con relación a la zona de Santa Marta, exportaciones año 2007, las de banano en el ascendieron a21.3 millones US 127.9 millones, con crecimientos del 1.98 % y 8.79 % en volumen y de cajas $ porvalor frente al año 2006, cuando se exportaron 20.9 millones por $ de cajas 117.5 millones. El USárea sembrada en esta zona alcanza las 10,500 hectáreas en producción, 800 hectáreas menosque el año anterior. La productividad promedio en esta zona se situó en 2,031 cajas por hectárea;9.75 % más alta que el año anterior, cuando fue de 1,850 cajas por hectárea (Coyuntura bananera.2007). 13
  14. 14. 1Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Conceptos básicos 3 de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico La agricultura por sitio específico y la agricultura de precisión se refieren a un manejo de los cultivos adaptado a la variación espacial y temporal en las condiciones del campo; la diferencia entre los dos conceptos radica en que la agricultura de precisión puede llegar a manejar el cultivo hasta el nivel de planta por planta; mientras que la agricultura por sitio específico puede ser referida a unidades homogéneas de manejo. (Cock, J. 2000). H. 3.1 Tecnologías básicas para la aplicación de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico Una diferencia básica entre los sistemas de manejo agrícola convencionales y la agricultura de precisión, es la utilización de equipos ytecnologías modernasinformación para capturar, de procesar y analizar datos de múltiples fuentes, con una alta resolución espacial y temporal, útiles para toma r decisiones, así como para establecer las prácticas manejo para el y producción de la los cultivos (Ovalles, 2003). La agricultura concepto y una herramienta de manejo diseñada para manejar precisión es un de eficientementelos cultivos y aumentar la producción T . ambién se puede denominar como la captura y control de la información agronómica para satisfacer las necesidades delotes individuales enlugar necesidades todos (Pierce 1999). de las promedio los de lotes y Nowak, Algunastecnologías que han permitido el desarrollo de la agricultura de precisión son: el de las sistema de posicionamiento global (GPS), los sistemas de información geográfica (SIG), los sensores remotos y sensores los locales. Estas herramientas posibilidad de recolectar muchos datos de un número ofrecen la suficientemente de grande eventos; con varianza una total que suficiente permite con predecir gran confiabilidad los efectos de factores individuales y sus interacciones y quizás de mayor importancia para determinar la respuesta probable de un cultivo a un juego específico de condiciones ambientales y prácticas de manejo. 3.1.1 Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) Los GPS funcionan mediante receptores móviles sobre la tierra que captan las señales electromagnéticas emitidas por los satélites en orbita. Los receptores GPS calculan la posición en el campo, en términos de longitud y latitud, luego calculan la distancia midiendo el tiempo que tarda en llegar la señal. Posteriormente utiliza un modelo de triangulación para determinar la posición exacta del receptor GPS sobre la superficie de la tierra. Muchas de las aplicaciones de los GPS en las ciencias de la tierra están relacionadas con producción de cultivos, manejo forestal, acuicultura y manejo de recursos naturales. 14
  15. 15. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoEspecíficamente en agricultura, los GPS tienen amplia aplicación en el levantamiento o captura dela información espacial base para mapear diversas variables de producción como siembra , : , , ,cosecha control de enfermedades manejo de cultivo y productividad entre otros , . 3.1.2 Sistemas de Información Geográfica (SIG) ()Un sistema de información geográfica SIG es un sistema computacional que utiliza datosespaciales referenciados, para realizar análisis de información y mapeo. Un SIG permite capturar,almacenar y analizar información; además es posible realizar modelamiento de fenómenos . ,naturales a partir de información geoespacial Por ejemplo mapas de fertilidad detallados de lascondiciones actuales de una finca pueden ser elaborados y representadas espacialmente através del uso de GPS y su integración con un SIG . ,Generalmente en un SIG, la información se organiza por capas o coberturas como por ejemplo : .capas de suelos, topografía, producción, clima, hidrografía, vegetación, etc , las cuales se utilizan ,para realizar análisis espaciales cruzar diferentes tipos de información y representarlaespacialmente. Así mismo, un SIG debe soportar la manipulación y el manejo de todo tipo deinformación, espacial y no espacial.La implementación y operación de un SIG depende básicamente de las necesidades del usuario,ya que es quien define los objetivos, metodología y resultados esperados, teniendo en cuenta losrequerimientos de información para alimentar el SIG y las necesidades de cada organización.Por ejemplo el análisis de las condiciones edáficas y ambientales presentes de una finca sepuede realizar superponiendo la información de cada una de estas variables evaluarlas y ,complementarlas con información tabular (datos) de las variables analizadas, así como de lasprácticas y manejo del cultivo durante un lapso de tiempo.Básicamente un SIG está compuesto por: hardware computador ( ), software ( funciones y ), , ()herramientas datos equipos de cómputo PC y el personal . HARDWARE DATOS SIG SOFTWARE EQUIPOS Y PC PERSONAL Figura 1. Componentes básicos de un sistema de información geográfica 15
  16. 16. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 3.1.3 Sensores remotos Los sensores remotos son instrumentos capaces de registrar, codificar y grabar la energía emitida por los objetos presentes sobre la superficie terrestre, para luego transmitirla a un sistema , de recepción, denominado sensor. Una vez el sensor registra la señal o radiación este la procesa emitiendo diferentes señales que son espectralmente similares. Dentro de estos sensores se incluyen las imágenes de satélite y las fotografías aéreas. Las imágenes de satélite son herramientas muy importantes en la agricultura de precisión, especialmente cuando se requiere el levantamiento y captura de información espacial y temporal de las condiciones en un área determinada. Es una representación gráfica en forma vectorial o en matrices de los valores de reflectancia de los diferentes objetos localizados en la superficie terrestre captados por el sensor y que se manifiestan en la imagen mediante ciertos elementos que son la base de la interpretación. Los objetos, rasgos y características que conforman una determinada cobertura de la tierra se manifiestan en las imágenes de satélite mediante ciertos elementos que son la base y el fundamento de la interpretación (tono, textura, patrón, forma, tamaño, etc.). La forma en que estos elementos aparecen registrados depende del tipo de registro espectral, de la resolución espacial y de la resolución temporal. Las fotografías aéreas son una imagen de una serie de objetos o elementos geográficos presentes en un terreno, los cuales son captados desde un avión o cualquier dispositivo equipado con cámaras fotográficas diseñadas para ese fin. Las fotografías aéreas tienen múltiples usos y aplicaciones en diferentes campos de la ciencia como: geología, ecología, agronomía, geomorfología, agroforesteria, suelos e ingeniería . En agricultura de precisión las fotografías aéreas que se utilizan preferiblemente son de alta resolución y a escalas menores de 1: 10.000. Su aplicación abarca diferentes campos entre los , que se encuentran estudios de cobertura y usos de suelo monitoreo de enfermedades manejo , , de los cultivos mapeo de productividad y degradación de suelos . 3.1.4 Sensores locales Bajo este término se incluyen otros tipos de sensores y equipos diseñados para capturar información y medir directamente en el campo las condiciones edáficas y ambientales. Estos : equipos tienen algunas ventajas entre las cuales se incluyen alta precisión de los datos , rapidez, fácil operabilidad y en algunos casos bajos costos de operación. , Entre estos sensores se encuentran equipos de campo provistos con dispositivos instalados que miden la conductividad eléctrica, el pH de los suelos, el contenido de humedad, contenidos de humedad de las plantas, análisis de concentración de azúcares en las frutas para conocer el momento óptimo de cosecha, conservación de la calidad, conocimiento de la maduración de las frutas mediante sensores colorimétricos, estado nutricional de determinada plantación mediante el , conocimiento de las concentraciones de cada nutriente entre otros . La mayoría de estos sensores están equipados con procesadores de información que permiten transferir la información colectada directamente a un sistema de información geográfica (SIG) facilitando el procesamiento de los datos capturados. 16
  17. 17. 1 Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 4 Metodología para establecer un plan de manejo por sitio específicoEl desarrollo y la implementación de un IDENTIFICAR VARIABLESprograma de agricultura de precisión y o de RELACIONADAS CON LAmanejo por sitio específico parte de la PRODUCTIVIDADidentificación de las variables o factores queinfluyen en la productividad. Una vezidentificadas se procede a capturar o levantardatos e información de cada variable para su LEVANTAMIENTOposterior análisis y finalmente definir e DE LA INFORMACIÓNimplementar el programa de agricultura por Y DISEÑO DE BASES DE DATOS .sitio específico ( .)El esquema siguiente Figura 2 representalas etapas sugeridas para desarrollar unprograma de agricultura de precisión o ANÁLISIS Y PROCESAMIENTO .agricultura por sitio especifico DE LA INFORMACIÓN Ciencias TOMA DE DECISIONES IMPLEMENTACIÓN DEL PLAN DE MANEJO POR SITIO ESPECIFICO EVALUACIÓN Y MONITOREO DEL PLAN DE MANEJO POR SITIO ESPECIFICO Figura 2. Metodología general para el manejo por sitio específico 17
  18. 18. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano 4.1 Identificación de variables relacionadas con la productividad La primera etapa de este proceso consiste en identificar los factores o variables tanto ( ) explicativas como de respuesta limitantes y no limitantes que inciden en la productividad del . cultivo Una vez identificadas se procede a recolectar información de cada una de estas variables, ya sea a través del levantamiento de datos en campo o recopilación de información a partir de estudios realizados anteriormente en la finca o en la región. La identificación de estas variables generalmente va en relación directa con los propósitos del productor y su reconocimiento se puede realizar a partir de la información histórica del manejo de la fina y con la ayuda de datos de productividad de los lotes, teniendo en cuenta las áreas problemas o de baja productividad , como por ejemplo áreas mal drenadas, áreas erosionadas y presencia de suelos compactados . Algunas de las variables a analizar y que están relacionadas con la producción son: el clima, el , . suelo, la aptitud de uso, la fertilidad y el manejo del cultivo entre otras 4.2 Levantamiento de la información y diseño de las bases de datos Para desarrollar un programa de agricultura por sitio específico se requiere de información sobre la respuesta de un cultivo a diferentes prácticas de manejo bajo ciertas condiciones. Mientras que para implementar un programa de agricultura de precisión se necesita de información detallada de la variabilidad y la respuesta del cultivo a esta variabilidad, así como las acciones necesarias para remediarla . La captura y almacenamiento de la información es un aspecto muy importante durante un programa de agricultura de precisión. Por lo tanto es necesario recolectar información base de cada una de , . las variables identificadas tanto variables explicativas como de respuesta Dentro de las variables explicativas se encuentran: clima, relieve, topografía, los suelos el el la y el manejo agronómico, mientras que entre las variables de respuesta se incluyen: la producción, la calidad del producto, crecimiento y desarrollo, control de enfermedades y el el componentes nutritivos, entre otros. En caso que la información no exista, se debe levantar y referenciar al sitio o lugar donde se esta va a desarrollar el programa. La captura de información debe ser de acuerdo con la escala de trabajo. ejemplo si el nivel es muy detallado, debe contar al menos con un estudio Por se detallado de suelos, los cuales se identifiquen y caractericen tanto las propiedades químicas, en como las físicas y las biológicas. El levantamiento de la información base se puede realizar de forma convencional o utilizando herramientas de agricultura de precisión como GPS y sensores locales, que permitan hacer transferencia fácil y rápida de los datos capturados a un sistema de información geográfica (SIG). La precisión de los datos debe ser alta y la escala de trabajo detallada. La información base incluye: datos climáticos de la finca o región, registros históricos de la productividad por lote cultivado o por botalón, manejo agronómico del cultivo, tamaño y forma actual de los lotes, sistema de drenaje, variedades sembradas, sistemas de siembra y plan de fertilización, entre otros. 18
  19. 19. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano (Actualmente, la tecnología informática moderna incluyendo sensores remotos, GPS, bases dedatos relacionales, computadoras y paquetes de software para análisis de datos) ofrece laposibilidad de recolectar muchos datos de un número suficientemente grande de sitios con unavarianza total suficiente capaz de percibir los efectos de factores individuales y sus interacciones yde mayor importancia determinar la respuesta probable de un cultivo a un juego específico decondiciones ambientales y prácticas de manejo .Para el almacenamiento de los datos y el manejo de la información se recomienda diseñar basesde datos relacionales que permitan facilidad en el acceso a los datos y a la vez permitan crear - ,una interfaz usuario servidor eficaz con posibilidades de representar todas las variables através de mapas interactivos, utilizando un sistema de información geográfico (SIG). 4.3 Análisis y procesamiento de la información ,En esta etapa se analizan verifican y depuran todos los datos capturados de cada uno de los ,indicadores o variables seleccionadas tanto variables de respuesta como explicativas con el ,fin de evaluar el comportamiento espacial y su relación con la producción .Puesto que la productividad de cualquier cultivo depende espacialmente de diversas variables,entre ellas las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, es necesario analizarestadísticamente el comportamiento espacial de cada variable seleccionada en función delcrecimiento y desarrollo de la planta.Existen diversas técnicas o métodos estadísticos (estadística clásica, fuzzy logic, estadística )Bayesiana y geoestadística que permiten analizar cómo se comporta cada variable temporal y . ,espacialmente Por ejemplo investigaciones recientes han demostrado que la variabilidad de laspropiedades físicas del suelo y el contenido de humedad están en relación con la profundidad del . ).suelo y la forma del terreno (Stockton and Warrick 1971 Así mismo Vieira et al. (1981) estudió lavariación espacial de las propiedades hidráulicas de los suelos utilizando técnicas de variogramas, ,kriging y co-kriging métodos que demuestran la magnitud de variación de esta propiedad y la ratade infiltración.Para cada indicador o variable seleccionada se recomienda realizar un análisis estadísticodescriptivo que al menos incluya: valores mínimos y máximos, media, mediana, la desviación - , .estándar, el coeficiente de variación y la prueba de Shapiro Wilks entre otros Adicionalmente yde acuerdo con los resultados obtenidos se propone realizar análisis de tendencia espacial,utilizando modelos que se ajusten a las variables analizadas.Con base en la información colectada previamente, así como con los resultados del análisisestadístico se puede proceder a delimitar unidades de manejo por sitio específico y a su vezgenerar mapas de productividad, así como de factores limitantes a nivel de lotes o botalones .Las unidades de manejo se definen como áreas que tienen condiciones similares de uso y manejo.Los mapas de productividad obtenidos a través del cruce de información base de las variables , : , ,analizadas como las propiedades de los suelos la fertilidad las prácticas de manejo entre , ,otras se constituyen en la base fundamental para corregir los limitantes detectados y definir lasprácticas agrícolas de manejo por unidades o por sitio específico.El éxito de aplicación de programas de manejo por sitio específico depende de muchos factores, 19
  20. 20. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano entre los cuales podemos mencionar la precisión de los datos capturados, las condiciones del medio, el plan de manejo agronómico, el uso de los recursos y la identificación efectiva de las variables limitantes. 4.4 Toma de decisiones , Esta es una de las etapas más valiosas dentro del proceso ya que cada una de las decisiones a tomar serán importantes en el manejo de la finca y en general sobre la productividad. Con base en la información colectada y analizada se debe diseñar un plan de manejo integrado del cultivo de acuerdo a las condiciones locales de la finca, dando prioridad a aquellos aspectos o problemas más significativos que hayamos identificado previamente. En esta fase es recomendable trabajar conjuntamente con cada una de las personas , encargadas del plan de manejo de la finca y también de la productividad ya que cada una de las prácticas a ejecutar podría afectar el programa de trabajo de las otras áreas. 4.5 Implementación del plan de manejo por sitio específico y transferencia de la información Cada una de las actividades o prácticas a realizar se deben ejecutar de acuerdo a un plan de . trabajo definido en la etapa anterior Se recomienda definir un tiempo límite para la implementación de la práctica o del plan de manejo, con el fin de facilitar el monitoreo en un tiempo determinado. Además es necesario crear herramientas de comunicación interactiva entre los productores y los técnicos, con el fin de facilitar la interpretación y aplicación de los resultados obtenidos en las etapas anteriores. 4.6 Evaluación y monitoreo del plan de manejo por sitio específico Dado que aumentar la productividad y mejorar las condiciones del medio donde se desarrolla el cultivo es un proceso continuo que puede durar uno o varios años, es recomendable hacer un seguimiento de cada una de las prácticas implementadas con el fin de asegurar que el plan de manejo específico cumpla con los objetivos planteados . El monitoreo dentro de un lapso de tiempo permite evaluar, que tan efectivas han sido las prácticas de manejo y a la vez ayuda a demostrar o verificar los cambios que se han , producido durante un ciclo productivo , es decir desde que se inicio la valoración hasta la implementación del plan de manejo. Teniendo en cuenta que los objetivos de aplicar un programa de manejo por sitio específico , buscan aumentar la productividad desde un punto de vista sostenible es decir un manejo , racional del agua del suelo y la conservación del medio ambiente estos planes de manejo , deben ser a largo plazo flexibles y abiertos a cualquier cambio o modificación durante un 20
  21. 21. Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de bananoperiodo de tiempo, de tal forma que puedan ser reestructurados o ajustados en cualquier .momento de acuerdo a las necesidades y funcionalidad del sistema productivo ,Para garantizar eficacia y buenos resultados en nuestro plan de manejo se recomienda unmonitoreo continuo de cada una de las prácticas o programas implementados. 21
  22. 22. 1Metodología para el manejo y uso del suelo por sitio específico en el cultivo de banano Estudio de caso 5 “Estudio de factores edafoclimáticos en una finca bananera tendientes al manejo por sitio específico” 5.1 Introducción Para lograr desarrollar e implementar un programa de agricultura de precisión es necesario , determinar los factores que influyen en la productividad del cultivo caracterizar las condiciones , del medio donde crece el cultivo evaluar el comportamiento temporal y espacial de estas variables, así como conocer los mercados de los productos . Actualmente en el país, varias entidades del sector agrícola e investigadores están evaluando la mejor forma de utilizar sus distintos conocimientos para valerse de la información obtenida de lotes comerciales para dilucidar cómo se puede mejorar el manejo de los cultivos aplicando agricultura . de precisión y o agricultura por sitio específico Casos exitosos de agricultura de precisión y agricultura por sitio específico en caña, café y frutales demuestran la gran utilidad de estas tecnologías en el manejo de los cultivos. En el caso del cultivo de banano, varios investigadores en agricultura de precisión (Espinosa, 2000; Stoorvogel y Vargas, 1998), concuerdan que la aplicación de este tipo de tecnologías , podrían jugar un papel importante en el aumento sostenido de los rendimientos teniendo en cuenta la falta de conocimiento de las diferentes relaciones que existen entre los factores edáficos , versus la productividad sin olvidar las condiciones ambientales bajo las cuales se desarrolla el . cultivo De acuerdo con esto y debido a la necesidad de plantear nuevas prácticas relacionadas con el manejo integral del cultivo de banano, AUGURA ejecutó un proyecto en convenio con el Ministerio de Agricultura y la Universidad del Magdalena denominado “Evaluación de los factores edafoclimáticos en una finca bananera tendientes al manejo por sitio específico” . El proyecto busca establecer la variabilidad espacial y temporal de las propiedades del suelo ; su efecto en el desarrollo de la raíz y en la planta; así como evaluar la relación de estos con los , rendimientos para finalmente determinar si el manejo por sitio específico de éstas, se puede efectuar a través de prácticas viables económica y tecnológicamente rentables para cualquier productor bananero . 5.2 Objetivos 5.2.1 General Generar una metodología de diagnóstico, manejo y uso del suelo por sitio específico, tomando en cuenta la variabilidad espacial y el impacto de factores bióticos y abióticos sobre los rendimientos del cultivo de banano en una finca productora de la zona de Urabá. 22

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