Digitalización para reducir el consumo de fitosanitarios

La agricultura europea se caracteriza, de forma general, por una alta productividad ligada a una elevada mecanización y al alto empleo de productos agroquímicos aplicados de forma uniforme en las parcelas, incluso aunque se ha demostrado la elevada variabilidad de los parámetros implicados en la gestión de los cultivos.

Estas prácticas han generado consecuencias agro-medioambientales negativas como erosión, salinización y compactación del suelo, pérdida de fertilidad, y contaminación del medio ambiente.

La preocupación por estos impactos en la agricultura actual se ha visto plasmada en la normativa europea y española, las cuales destacan como elemento esencial el fomento del bajo consumo de fitosanitarios. Una forma de alcanzar este objetivo de reducción de las aplicaciones de fitosanitarios es evolucionar de la agricultura convencional a la agricultura de precisión, consistente en la aplicación de técnicas geoespaciales para el manejo del cultivo de manera que se incremente la eficiencia mediante la aplicación de fertilizantes, riego o fitosanitarios, sólo dónde y cuándo sean necesarios y en la cantidad requerida.

Esta evolución hacia un nuevo tipo de agricultura implica la necesidad de una transformación digital de la agricultura, que hará posible una mejora en su sostenibilidad.

Los empresarios agrícolas han de tomar conciencia de que la recolección y gestión de datos van a ser tareas de vital importancia para lograr el aumento de la eficiencia y sostenibilidad de la producción agrícola que la sociedad actual demanda.

Herramientas digitales

Una de las herramientas clave para obtener la información necesaria para implementar la agricultura de precisión es la teledetección. Hoy en día, el desarrollo de los vehículos aéreos no tripulados (UAVs) y sus sensores asociados han hecho a estas plataformas uno de los medios idóneos para llevar a cabo la detección remota de numerosas variables agronómicas con el fin de facilitar su cartografía y gestión.

Las principales ventajas del empleo de los UAV para alcanzar objetivos agronómicos frente a otras plataformas aéreas utilizadas hasta ahora (satélites y aviones tripulados) son su menor coste, la facilidad para realizar vuelos en el momento deseado, y la capacidad de tomar imágenes de gran calidad a baja altura.

Por todo lo anteriormente comentado, mis directores de tesis, la doctora Francisca López Granados y el doctor José Manuel Peña, me propusieron realizar una tesis doctoral centrada en la utilización de imágenes procedentes de un UAV para abordar la sostenibilidad de la aplicación de productos fitosanitarios mediante la generación de mapas que permitan su aplicación localizada.

Para alcanzar este objetivo planteamos dos formas diferentes y complementarias: primero la reducción de la aplicación de tratamientos herbicidas en el momento en que malas hierbas y cultivo están emergiendo, mediante el diseño de tratamientos dirigidos a las zonas infestadas por malas hierbas.

El momento elegido para la detección se debe a que es aquel en que las malas hierbas son más sensibles a los tratamientos, permitiendo su control de manera más fácil.

Sin embargo, esto implicó hacer la detección en estados fenológicos en que la mala hierba y el cultivo presentan grandes similitudes a nivel espectral, lo que llevó al uso de tecnologías avanzadas como los UAV y técnicas avanzadas de análisis de imagen para resolver la dificultad del problema.

Finalmente llegamos a programar un algoritmo robusto y automático para la discriminación de malas hierbas en cultivos herbáceos en fase temprana, concretamente en tres de los más importantes a nivel económico y por extensión ocupada en España: maíz, trigo y girasol. Esta tecnología ha demostrado la posibilidad de ahorros herbicidas del 70%, pudiendo ayudar en la mejora de la sostenibilidad de las aplicaciones de herbicidas.

Cultivos leñosos

Y la segunda manera fue la modelización tridimensional de cultivos leñosos para el diseño de tratamientos de aplicación localizada de fitosanitarios dirigidos a la parte aérea de los mismos. El manejo localizado de cultivos tiene como objetivo reducir la cantidad de fitosanitarios y otros insumos aplicados al campo mediante una reducción de las dosis de aplicación, que se haría de acuerdo a un análisis del cultivo, aplicando menores cantidades de productos a los árboles que tengan un menor desarrollo.

En relación a este objetivo, desarrollamos una metodología automática y robusta para la caracterización tridimensional de cultivos leñosos usando modelos 3D generados a partir de imágenes procedentes de un UAV. La información generada por el procedimiento nos permite crear mapas que reflejan la variabilidad de los cultivos, pudiendo ser utilizados para el diseño de tratamientos fitosanitarios con tecnología de aplicación variable que ayuden a reducir la cantidad de producto aplicado.

La realización de mi tesis, cuyo contenido acabo de exponer a grandes rasgos, no sólo me ha permitido adquirir conocimientos técnicos y llevar a cabo desarrollos tecnológicos como los explicados. También he tenido la oportunidad de aprender sobre la necesidad de aplicar las nuevas tecnologías al sector agrícola con el fin de mejorar su sostenibilidad, y he comprendido, mediante el trabajo con agricultores y con investigadores con formaciones académicas diferentes a la mía, la importancia de llevar a cabo un trabajo multidisciplinar en la investigación agraria, sumando conocimientos y puntos de vista de procedencia diversa.

Pienso que, además del conocimiento técnico adquirido, son estos aspectos que acabo de resaltar los que han hecho que la Cátedra Corteva en Agricultura Digital y Sostenibilidad de la Universidad de Sevilla, me haya otorgado el premio a la Mejor Tesis Doctoral en Agricultura Digital y Sostenibilidad. Un premio que desde aquí quiero agradecerles, y que no hubiera sido posible obtener sin la ayuda de mis directores de tesis y de otras muchas personas que me ha apoyado durante la realización de mi tesis.