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X Curso Internacional de Agricultura de Precisión y V Expo de Máquinas Precisas

Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas.

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De: Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - INTA
Fecha: martes, 09 de agosto de 2011
Descripción: Ramiro Cid habla sobre el Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas en el marco de Agricultura de Precisión 2011
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Resumen

Las aplicaciones localizadas de herbicidas requieren de dos herramientas que deben ser utilizadas en forma conjunta: un sistema electrónico-computarizado que permita la confección, mediante un programa SIG, de un mapa de prescripción y, por otra parte, un equipo de pulverización que admita la aplicación de herbicidas en forma selectiva. Ambas herramientas distan de ser alternativas comercialmente disponibles y de alcance masivo. Se buscará brindar un resumen de los diferentes métodos utilizadas para la confección de mapas de prescripción para manejo sitio específico de malezas, con particular orientación a su uso en los sistemas de producción de nuestro país.

Introducción.

Numerosos autores coinciden en el hecho de que las malezas se presentan en el campo en forma irregular, sin contar con una distribución homogénea, sino configurando “manchones” que cubren un porcentaje variable de la superficie, desde un 10% hasta un 80% o más. A su vez, la densidad de las malezas dentro de estos manchones es, también, un valor variable. (Leguizamón E. 2005, Fernandez Quintanilla C. y Barroso J. 2001).

Dentro de los criterios de la agricultura tradicional, las aplicaciones de herbicidas, se hacen en cobertura total, como si el campo de cultivo fuera una superficie homogénea, desconociendo este tipo de distribución.

Sin embargo, la agricultura de precisión recomienda ajustar el uso de insumos de acuerdo con el criterio de manejo sitio específico, es decir aplicando las reales necesidades en cada unidad del lote.

Este criterio resulta sumamente atractivo por dos factores: ahorro de insumos, en nuestro caso herbicidas, y menor contaminación o impacto ambiental. Gerhards et al. 1997 determinan este ahorro entre el 40 y el 50% de herbicida, y Koller y Lanini (2005) lo fijan entre el 34 y el 49% en diferentes aplicaciones. Sobre el segundo punto son cada vez mayores las presiones y demandas sociales que, necesariamente, deben ser atendidas. Auernhammer 2001 analiza la posible incidencia de la Agricultura de Precisión sobre el medio ambiente.

Pero, con el advenimiento del uso masivo del glifosato, asociado con la siembra directa y la soja transgénica, el manejo de malezas se ha trivializado ya que ha dejado de existir una percepción que indique que las malezas son un inconveniente serio. Simplemente se hacen algunas pulverizaciones en el barbecho y posteriormente sobre el cultivo, normalmente sin hacer ningún tipo de relevamiento de las poblaciones existentes.

Sin embargo, empiezan a asomar algunas circunstancias que hacen pensar que en un futuro no demasiado lejano será necesario efectuar algunos ajustes a este sistema de manejo: aparición de las llamadas “malezas nuevas” que antes, con el sistema de laboreo tradicional no presentaban mayor relevancia y quedaban circunscriptas a determinados ámbitos específicos (Commelina erecta, Chloris sp, Parietaria debilis, Oenothera spp, etc.), algunos biotipos resistentes a glifosato (Lolium sp y, fundamentalmente, Sorghum halepense) y una tendencia hacia el aumento de monocotiledóneas que requieren mayores dosis de glifosato (Cyperus spp y Cynodon dactylon) (Leguizamón 2007)

Pero lograr un manejo sitio específico de las malezas de un lote implica tener resueltos dos aspectos fundamentales: conocer en qué sitios del lote se debe aplicar el herbicida (eventualmente, inclusive, qué tipo de herbicida), y contar con maquinaria con difusión a nivel comercial que permita hacer estas aplicaciones localizadas. Lejos estamos, a nivel productivo, de esta situación. Por el contrario, a nivel experimental, existen numerosos antecedentes que han podido conjugar estos dos factores.En pos de la brevedad se citarán solamente algunos.

Baio y Balastreire (2002) efectuaron un mapeo de los manchones de malezas, recorriendo en contorno de los mismos y utilizando a tal efecto DGPS Trimble modelo AG-132 y volcando la información de las malezas en el mapa mediante los Programa s S.I.G. SSToolbox y Farm Side Mate. Para las aplicaciones utilizaron una pulverizadora autopropulsada equipada con un sistema de inyección directa MidTech Tasc 6600. Las aplicaciones fueron realizadas al día siguiente de la elaboración del mapa y con un ahorro del 31,6 % en herbicida. Sin embargo, los autores mencionan el serio inconveniente que les ocasionara el tiempo de respuesta en los cambios de zonas.

Un ensayo con características similares fue realizado en 1999 por Al-Gaadi y Ayers, mediante el uso de un programa SIG y una pulverizadora con un sistema de inyección directa.

Posteriormente, Hlobeñ y col (2007) desarrollaron un equipo aplicador que podía funcionar siguiendo las indicaciones de un mapa de tratamiento previo o bien, reaccionando en tempo real según un sistema de detección basado en una cámara fotográfica y el análisis instantáneo de las imágenes. El equipo disponía de un sistema de que permitía variar la concentración del herbicida en el caldo según el caso detectado. Como puede apreciarse, la tecnología avanzó mucho entre este y los trabajos anteriores.

Si bien se encuentra en desarrollo creciente la tecnología de aplicaciones localizadas de herbicidas mediante el uso de detectores de malezas basados en diferentes principios, en el presente trabajo nos orientaremos a los métodos basados en la confección de mapas de prescripción. 
 

Diferentes métodos de mapeo de malezas.

Cuando se propone utilizar una metodología de mapeo de malezas para posteriores aplicaciones de herbicida, se debe tener en cuenta su costo, el tiempo que implica su obtención y la efectividad que se espera obtener del mismo. Más allá de ello, a los efectos de investigación, podrán dejarse de lado alguno de estos factores, pero se debe tener conciencia de que el sistema no alcanzará escala comercial hasta que no sea económicamente favorable.

Otro aspecto a considerar es la estabilidad de las malezas en el tiempo. Es sabido que, a largo plazo, la flora de malezas va sufriendo transformaciones en su composición, dependiendo del manejo y de las técnicas de laboreo y siembra (Gigón R y col. 2007). Pero no se han encontrado estudios sobre la relativa estabilidad a mediano plazo, por ejemplo de un año para el otro. El tema es relevante a los efectos de conocer cuál es el plazo máximo de uso de un mapa de malezas, con sus implicancias económicas.


Métodos manuales

Muestreos discretos:Para ello el campo se divida en una suerte de malla rectangular o cuadrada. El tamaño de la malla variará en función de la superficie a mapear y del grado de precisión deseado pudiendo ir,  tentativamente, desde los 5 x 5 m hasta los 50 x 50 m. Dentro de cada uno de los cuadros obtenidos, se coloca en su centro un marco de entre 0,1 y 1 m2. Se hace el relevamiento de las malezas y su densidad.  Christensen y Heisel -1998- estiman un mínimo de 25 puntos relevados por hectárea para tratamientos localizados.

Algunos autores fijan, en lugar de la grilla, una gran W que recorre todo el lote como método de toma de muestras (Leguizamón 2005).

Claramente las mayores limitantes para este tipo de relevamientos está dada por su gran demanda de mano de obra, tiempo de recopilación y consecuentemente su costo. Consecuentemente quedan limitados a  estudios de tipo científico y no a aplicaciones comerciales de herbicidas.


Diagrama de un lote con puntos de grilla para mapeo manual y semiautomático de malezas (a) y automático (b). Fuente: Schuster, Nordmeyer y Rath 2007


Muestreos continuos:

El criterio es parecido, pero el recorrido del campo se hace a pie o en un vehículo provisto de un sistema DGPS y una cámara para la obtención de las imágenes. Posteriormente, éstas deben ser procesadas y  “compaginadas” mediante un software que arma el “mosaico” del lote. Es también, un sistema lento y oneroso.



Muestreo continuo de malezas (Fuente: Koller y Lanini 2005)
 

Relevamiento por manchoneos:

Consiste en fijar sobre un mapa las zonas en las que se ubican los manchones de malezas. Balastreire y Baio (2001) definieron los manchones mediante el uso de DGPS mientras recorrían el contorno de los mismos en un cuatriciclo debidamente equipado. Un método similar se puede definir mediante imágenes aéreas sobre las cuales se definen los manchones. En el Instituto de Ingeniería Rural de INTA se están efectuando ensayos de éste tipo mediante un avión no tripulado. Este brinda la posibilidad de obtener imágenes a diferentes alturas con lo cual se puede obtener mayor o menor detalle en las tomas. Lógicamente, la gran ventaja de este sistema consiste en su rapidez y bajo costo, pero perdiendo precisión en cuanto a la densidad y composición de las malezas. Es un método apto solamente para barbechos y para aplicaciones localizadas con herbicidas totales del tipo del glifosato. En los ensayos del I.I.R., aún en curso, se busca evaluar si el sistema se adapta, también a cultivos en pie en desarrollos tempranos.
 

Imágenes satelitales:

Estos sistemas presentan varios inconvenientes fundamentales. Por un lado las imágenes comercialmente disponibles presentan “pixelados” que van desde los 20 m (SPOT), 30 m (Landsat), 36 m (IRS-1B) hasta 1,1, km (AVHRR). Esta escala los deja afuera del nivel de precisión requerido para mapeo de malezas (Lamb y Brown 2000). Por otra parte el costo de las imágenes satelitales es relativamente oneroso. Pero lo que constituye un impedimento hoy insalvable es la imposibilidad de conseguir imágenes correspondientes al día de muestreo de la maleza o, a lo sumo a una fecha cercana a la aplicación.


Imágenes aéreas.

Ya se han mencionado los ensayos que se están llevando a cabo en el I.I.R. Por otra parte el uso de imágenes multiespectrales obtenidas de esta manera se ha mostrado en algunos casos como una herramienta sumamente útil. Ya desde 1985 existen antecedentes de su uso para el monitoreo de malezas (Curran). Ya se ha mencionado la factibilidad de volar a diferentes alturas como una alternativa al nivel de resolución. No obstante ello, las cámaras multiespectrales siguen siendo demasiado costosas para su uso masivo.

Entendemos que, para la toma de imágenes fotográficas aéreas el uso de aviones no tripulados comandados a control remoto es una herramienta mucho más accesible.


Imágenes Hiperespectrales y Fluorescentes. (Singh, Agrawal, Bora- 2011)

Son sistemas más sofisticados y con usos recientes en la obtención de mapeo de malezas. El primero de ellos, es básicamente, un sistema multiespectral pero determinando bandas espectrales mucho más angostas y numerosas. En el segundo sistema las imágenes son obtenidas en forma simultánea con la irradiación de una fuente de luz de características particulares y variables, pero muy frecuentemente del espectro ultravioleta. Son ensayos que no han pasado de la etapa de investigación científica.
 

Conclusiones y tendencias.

Las aplicaciones de agroquímicos bajo los criterios de agricultura de precisión están fuertemente ligados a la posibilidad de contar con maquinaria apta para efectuar aplicaciones localizadas y a la disponibilidad de mapas de prescripción accesibles,económicos y confiables. Creemos que es este segundo aspecto el que está frenando el desarrollo de estas tecnologías.

En la actualidad, y para la realidad de nuestro país solamente podrían estar disponibles los sistemas de relevamiento por manchoneo, ya sea obtenidos desde recorridas pedestres o, mejor aún desde vehículos que obtengan fotografías de rápido procesamiento o por imágenes aéreas. Dentro de las imágenes aéreas, por facilidad de obtención, accesibilidad y costo, se adaptan mejor aquellas logradas mediante un vehículo aéreo no tripulado. Dado el sistema de siembra directa mayoritariamente utilizado en nuestro país, con el uso intensivo de glifosato como principal herbicida de acción total, estos mapeos de malezas por manchoneo podrían transformarse en herramientas de suma utilidad para el ahorro de herbicidas con su consecuente menor impacto ambiental.

En la medida en que las otras tecnologías de mapeo, en virtud de su mayor desarrollo y creciente investigación, se vuelvan más accesibles, también podrán incorporarse como alternativas comerciales válidas.


Bibliografía

  1. Al-Gaadi K.A., Ayers P.D. 1999 – Integrating GIS and GPS into a Spatially Variable Rate Herbicide Application System. ASAE – Applied Engineering in Agriculture Vol 15 (4) pp 255 – 262.
  2. Auernhammer Hermann 2001 – Precision Farming – The Environmental Challenge. In Computers and Electronics in Agriculture 30 (2001) pp 31-43.
  3. Baio F.H.R. and Balastreire L.A.; Evaluation of a Site Specific Chemical Application System Based on the Spatial Variability of Weeds – 2002 – ASABE – Proceedings of the World Congress of Computers in Agriculture and Natural Resources. Pp 225-231 – Iguaçu Falls, Brazil.
  4. Balastreire L.A., Baio F. H.R., 2001. Avaliaçao de uma metodología prática para o mapeamento de plantas daninhas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. On line versión ISSN 1807-1929. Rev. Bras. Eng. Agric Ambient. Vol 5 Nº 2.
  5. Christensen S., Heisel T., 1998 – Patch Spraying using historical, manual and real time monitoring of weeds in cereals . Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschtz, Sonderheft XVI, pp 257-265
  6. Curran P.J.; 1985. Aerial Photography for the assessment of crop Condition: a review.Applied Geography 5- 347,360
  7. Fernandez Quintanilla C., Barroso J., 2001. La evaluación de malezas dentro de la Agricultura de Precisión. Revista de Investigaciones de la facultad de Ciencias Agrarias. Año 1 Nº 1. Universidad Nacional de Rosario. Santa Fe. Argentina.
  8. Gerhards R., Soekefeld M., Schulze-Lohnem K. et al. – 1997 – Site specific weed control in winter wheat. J Agron Crop Sci 178-219-25
  9. Gigón R., Vergara M., Labarthe F., Lageyre E., López R., Vigna M. 2007 – Relevamiento de malezas sobre cultivos de girasol (Helianthus annus) en el sudoeste de la Provincia de Buenos Aires. Informe INTA Bordenave.
  10. Hlobeñ P., Sökefeld M., Schulze Lammers P.; 2007 – On Line Methods for Determining Mixture Concentration in Direct Injection Systems for Site Specific Herbicide Application. Institute of Agriculture Engineering, Rheinische Friedrich Wilhelms University. Bonn. Germany.
  11. Koller M., Lanini W.T.; 2005 - Site-specific herbicide applications based on weed maps provide effective control. California Agriculture. Volume 59 Number 3
  12. Lamb D.W., Brown R.B.; 2001 Remote-Sensing and Mapping of Weeds in Crops. Journal of Agricultural Engineering Res. 78-(2) 117-125
  13. Leguizamón E. 2005. El monitoreo de malezas en el campo. Revista AgroMensajes de la Facultad. Nº 17 – Dic/2005. Facultad de Ciencias Agrarias Universidad nacional de Rosario.
  14. Leguizamón E. 2007. El manejo de malezas: desafíos y oportunidades. Revista AgroMensajes de la Facultad. Nº 23 – Dic/2007. Facultad de Ciencias Agrarias Universidad nacional de Rosario.
  15. Leguizamón E. 2008 . La Ecología de Malezas y la Agricultura de Precisión. En 8º Curso Internacional de Agricultura de Precisión y 3ª Expo de Máquinas Precisión – Resúmenes de trabajos presentados. INTA EEA Manfredi Córdoba. 14 al 16 de octubre de 2008.
  16. Schuster I., Nordmeyer H., Rath T.; 2007 . Comparison of vision-based and manual weed mapping in sugar beet. Biosystems Engineering 98 (2007) 17-25
 
Autor/es
(1744)
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Re: Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas.
30/10/2012 | Excelente!!Muy parecido al trabajo necesario por ambientes en pasturas y pastizales.
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Froilan Garzon Meneses
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Tulua, Valle del Cauca, Colombia
Asesor Técnico
Re: Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas.
30/10/2012 | excelente articulo, pero hay otros herbicidas fuera del glifosato que se emplea para el control de malezas con tolerancia a los anteriores.
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Re: Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas.
31/10/2012 | Muy buen articulo, espero que pueda progresar rápidamente el proyecto y poder cumplir con la alta productividad y protección del medio ambiente!!!
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Re: Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas.
02/11/2012 | muy bueno el articulo seria interesante realizar ensayos en el norte de nuestro pais donde tenemos mayor espectro de malezas.
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Re: Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas.
03/11/2012 | MUY BUEN TRABAJO , CON ESTO SE PODRÁ CUANTIFICAR O SABER DIRECTAMENTE SOBRE QUE TIPO DE MALEZA ACTUAR Y EL HERBICIDA Y DOSIS ESPECIFICA...Y DE ESTA MANERA REDUCIR LA CONTAMINACIÓN ..
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Ramiro Esteban Cid
down arrow
Castelar, Buenos Aires, Argentina
Ing. Agrónomo
Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina
Re: Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas.
05/11/2012 | Quiero agradecer a todos los que opinaron que mi opinión fue buena.
Pero no debemos olvidar que solamente estamos en el inicio de este camino y que aún nos queda un muy largo camino por recorrer hasta que esto sea una práctica usual.
Está en nosotros, los investigadores y también en los productores y contratistas llegar a este punto por una cuestión de responsabilidad social.
¡Muchas gracias!
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Aaron Chavez Rivera
down arrow
Tlacolula de Matamoros, Oaxaca, México
Agricultor
Re: Mapeo de malezas para aplicaciones sitio específicas.
17/11/2012 | El articulo es muy interesante para minimizar los costos en el combate de las malas hierbas que compiten con los cultivos agrícolas, aunado a esto es necesario saber en que cultivos ha dado mejores resultados el producto.
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