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USO DE TECNOLOGIOAS DE ULTIMA GENERACION, SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA, PERCEPCION REMOTA y GPS EN LA INVESTIGACION AGRONÓMICA “AGRICULTURA DE PRECISION” EN CHILE Autor : Lester Campos A Coautores : Rafael Novoa SA – Robinson Vargas M Ponentes : Lester Campos A – Rafael Novoa SA Institución : Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Centro Regional de Investigación La Platina, Centro entomológico La Cruz Dirección Postal : Casilla 439-3,código postal 7083150 La Pintana–Santiago de Chile Teléfonos : 56-2-5417223 anexos (internos) 350-122-105 Fax(s) : 56-2-5417223 anexo (interno) 120 - 56-2-5417667 País : CHILE email :[email protected] [email protected] [email protected] URL : www.inia.cl RESUMEN El Instituto de Investigaciones Agropecuarias, del Ministerio de Agricultura de Chile, desde hace ya algunos años ha venido incorporando dentro de su política de investigación agrícola el uso de tecnologías de última generación, en áreas como biotecnología, genética, entomología y en recursos naturales se ha incorporado el uso de los Sistemas de Información Geográfica, la Percepción Remota y tecnología GPS. Dentro de esta ultima línea de investigación es que nace y se desarrolla el concepto de “agricultura de precisión” que depende del uso de estas geo-herramientas para lograr sus objetivos. INTRODUCCION En materia de investigación agrícola en Chile, existen múltiples variantes de acuerdo a la actividad agrícola que se este trabajando, ejemplo: post cosecha, control de plagas, control de enfermedades, nutrición, etc. Pero es en el área de las ciencias ambientales donde se da con más fuerza el uso de estas tecnologías El presente trabajo intenta dar una visión general de cómo se han incorporado los SIG, la Percepción remota y los GPS dentro de la agricultura chilena. CONCEPTOS GENERALES Cartografía Digital, Sistemas de Información Geográfica, Percepción Remota y GPS. La cartografía digital es una herramienta cuya aplicación en los últimos años ha cambiado, facilitando enormemente, la confección de mapas, haciendo más eficiente su reproducción, actualización, corrección y mejorando su precisión. Los sistemas de información geográfica son sistemas informáticos en que se puede trabajar indistintamente con cartografía digital, incorporando la percepción remota y el manejo de bases de datos, todos ellos elementos que se pueden utilizar para llegar a conformar una cobertura. Por otra parte la Percepción Remota es una técnica que permite extraer información a distancia a través de imágenes digitales multiespectrales (fotografía aérea digitalizada o imágenes satelitales) y darle un significado utilizable para diversos fines: diagnóstico de problemas (nutricionales, hídricos, fitopatológicos, etc), cartografía, evaluación de niveles de contenido de elementos o moléculas de hojas de un cultivo o tejido y muchos otros. APLICACIONES EN EL CAMPO AGRONÓMICO. 1.- Confección de mapas. (predios, Agro climáticos, Suelos: Tipos y Aptitudes, Uso actual de los suelos, cultivos, canales, caminos, líneas eléctricas, problemas ambientales, etc.) EJEMPLO: Uso de Tecnología Satelital (Percepción Remota) Uso Actual de los Suelos del Valle de Casablanca obtenido a partir de una imagen satelital Landsat 7 y visitas de terreno. Uso de Tecnología S.I.G. (Sistemas de Información Geográfica) para la generación de Mapas 2.- Exploración de Fuentes de Agua en el Secano: El área de secano se caracteriza por la escasez de agua , ya que no existen cursos de agua superficial importantes y la presencia de precipitaciones es bastante baja. En este caso basándose en análisis de una imagen satelital se pudo prospectar la presencia de pequeñas fuentes hídricas (vertientes) y promover una agricultura alternativa. Vertientes Conocidas Vertientes Prospectadas 3.- Diagnóstico de problemas agronómicos: - Fitopatológicos - Nutricionales - Hídricos: Drenaje o falta agua - Erosión - Malezas - Plagas EJEMPLO: Detección de plantas de limonero enfermas de tristeza de los cítricos, el posterior análisis de las firmas espectrales muestran una mayor reflectancia en las plantas enfermas (amarillo) 4.- Determinación de impactos ambientales Determinación de impactos producidos por planteles de cerdos y aves en las Comunas de San Pedro y Santo Domingo Básicamente la metodología consistió en realizar una superposición de coberturas que definían áreas de restricción, para finalmente obtener el área libre, disponible para la construcción de estos planteles: Áreas urbanas Cursos de agua Áreas protegidas Vegetación relicto Áreas ya ocupadas por planteles. Borde Costero Areas con pendientes superiores a 20% 5.- Agricultura de Precisión. El conocer y poder manejar la variabilidad espacial natural de diferentes elementos ( N, malezas, drenaje, agua) ha sido desde hace mucho tiempo el ideal que ha perseguido el trabajo agronómico. La agricultura de precisión es aquella que logra en una primera parte conocer esta variabilidad y que en una segunda parte puede incorporar las técnicas necesarias para poder manejarla. Ello permite reducir costos, aumentar rendimientos y reducir el impacto ambiental de la agricultura. Los Sistemas de Información Geográfica, la Percepción Remota y la tecnología GPS, son sin duda, las herramientas básicas para ambas tareas, ellos proveen de la información que se requiere para conocer variabilidad espacial porque entregan la información espacial, necesaria y cuantificada, de la mayoría de los factores que afectan los rendimientos de los cultivos. Por otra parte ellos (sobretodo la tecnología GPS) permiten que las medidas de manejo se apliquen localizadamente solo en el área que necesita corregirse. EJEMPLOS DE AGRICULTURA DE PRESICION En la imagen siguiente de % de N en las hojas del maíz, podemos ver que se definen sectores con niveles adecuados de N (sobre 2 %) y otros con niveles bajos. Por lo tanto solo sería necesario aplicar N en estos últimos esto es en solo un 50 % de la superficie. Si esto lo llevamos a gran escala, podríamos conocer la variabilidad de este nutriente en nuestro campo y aplicar localizadamente las dosis de fertilizante necesario para corregir el problema, con lo cual disminuiríamos los costos de producción. % de N en hojas de maíz A partir de una imagen (fotografía color diurna e infrarroja) de un cuartel de maíz, se pudo obtener la estimación del % de nitrógeno presente en las hojas, pudiendo detectar claramente las áreas en donde se necesitaba fertilizar. Otro ejemplo de agricultura de precisión lo constituye el trabajo en un área bastante sensible de la agricultura chilena como es el control de plagas. En este ámbito existe un trabajo en conjunto con el Centro entomológico INIA La Cruz en el cual se ha diseñado la siguiente metodología : Diseño e implementación de un innovativo sistema de monitoreo y control de la plaga falsa arañita de la vid, Brevipalpus chilensis Baker, sustentado en el empleo de tecnologías SIG, GPS y Percepción Remota en viñedos de la VI Región de Chile La falsa arañita de la vid, es una especie chilena, aún no encontrada en algunos países, razón por la cual, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos la tiene bajo estricta cuarentena vegetal. La principal planta hospedera continúa siendo la vid vinífera, especialmente las variedades de origen francés, en particular los cultivares Cot Rouge, Semillón, Sauvignon y Cabernet. Actualmente el monitoreo y control de plagas, en frutales, es realizado en base a las observaciones en terreno del encargado del huerto, "la mayoría de los agricultores aplican productos basados en un calendario, sin preocuparse de lo que realmente pasa en el huerto o, porque el vecino esta aplicando" (Ripa y Vargas,1990). Por lo tanto la idea es focalizar el empleo de pesticidas a las áreas que realmente requieren un tratamiento químico. Esto implica la necesidad de identificar con precisión las áreas afectadas, lo que sólo es posible de lograr mediante una base de datos geográfica capaz de discriminar las áreas que requieran de tratamiento, optimizando de esta manera la utilización de los recursos productivos. ESQUEMA DE LA METODOLOGIA DE TRABAJO Etapa I Diseño e implementación Lab. SIG Estructuración de la Oficina Central VI Región Recopilación de bases de datos Cartográfica Toma de Imágenes Corrección de Imágenes (georeferenciación, ortorectificación, etc.) Etapa II Diseño y generación del procedimiento de reconocimiento de la plaga Identificación de áreas afectadas por arañita Establecimiento de parcelas de ensayo Caracterización espectral de la plaga en la imagen Etapa III Monitoreo y reconocimiento en terreno de la distribución espacial de la plaga Diseño de muestreo Muestreo secuencial de la plaga Análisis de muestras en laboratorio Determinación de la distribución espacial de la plaga Determinación del factor presencia-ausencia Etapa IV Implementación del Sistema de Búsqueda Prospección de nuevas áreas afectadas a través de imágenes Muestreo de la plaga Etapa V Determinación del grado de precisión entre monitoreo con imagen y Monitoreo en terreno Corroboración de Presencia- Ausencia Corroboración de niveles de arañita Análisis de niveles de confianza respecto a posibles confusiones con deficiencias nutricionales (N,K,B) y/o enfermedades Etapa VI Diseño e implementación del Sistema de Aplicaciones Diferenciadas Elaboración de la cartografía de las parcelas de ensayos Distinguir y delimitar sectores afectados Puesta en marcha del sistema de aplicaciones diferenciadas en base GPS Prueba del sistema en las parcelas de ensayo ETAPA VII Difusión y Análisis de Resultados