Cómo los sensores y la ciencia están mejorando la agricultura en el desierto
21 diciembre 2018 Según globalagriculture.org, la agricultura consume el agua dulce disponible en la Tierra a un ritmo sorprendente: 70% de "agua azul" de los cursos de agua y las aguas subterráneas se utilizan para la agricultura, informa la organización, tres veces el nivel utilizado hace 50 años. Se espera que la demanda aumente en 19% en los próximos 30 años debido a las necesidades de riego de los agricultores.
Los avances en la tecnología y la ciencia detrás de los cultivos (ya sea maíz, soja, frutas o verduras) pueden permitir rendimientos consistentemente buenos, a pesar de las condiciones climáticas que, de otro modo, podrían parecer abrumadoras para los agricultores y productores.
En una zona de España con quizás las condiciones agrícolas más inhóspitas de toda Europa, se han realizado investigaciones sobre el uso de sensores y tensioactivos del suelo. Las pruebas no solo han permitido comprender mejor la gestión del riego, sino también cómo modificar el suelo para reducir realmente la demanda de riego en la región.
Las lecciones aprendidas en España son aplicables a nivel mundial, para garantizar que la demanda de agua en constante aumento se corresponda con rendimientos correspondientemente más altos para alimentar al mundo.
El auge de la agricultura de precisión
Los sensores y la tecnología de mapeo permiten a los agricultores maximizar los rendimientos con recursos mínimos. Conocida como agricultura de precisión, la tecnología también ha comenzado a denominarse agricultura "inteligente" con el advenimiento de la capacidad del Sistema de posicionamiento global (GPS) para uso civil.
Con esta tecnología, los agricultores han podido mapear los campos de cultivo con mayor precisión que nunca, lo que a su vez permite monitorear las condiciones del campo para la aplicación de fertilizantes y tratamientos de malezas para satisfacer las necesidades específicas de las plantas. Los primeros usuarios de la agricultura de precisión se han beneficiado del monitoreo de cultivos para obtener recomendaciones óptimas de fertilizantes y corrección de pH.
Como recordatorio, hay cuatro categorías generales de tecnologías de detección que se emplean en la agricultura comercial:
Sensores de ubicación, que utilizan señales de satélite GPS para determinar la latitud, la longitud y la altitud de las tierras agrícolas.
Sensores ópticos, que utilizan la luz para medir las propiedades del suelo. Los sensores miden diferentes frecuencias de reflectancia de la luz y pueden ayudar a analizar la arcilla, la materia orgánica y los niveles de humedad en el suelo.
Sensores electroquímicos, que detectan iones específicos en el suelo para proporcionar información sobre el pH y los niveles de nutrientes del suelo.
Sensores mecánicos, que miden la compactación del suelo. Los tensiómetros, un tipo popular de sensor mecánico para la planificación del riego, detectan la fuerza utilizada por las raíces en la absorción de agua.
Es el trabajo que utiliza sensores mecánicos basados en tensiómetros comparativamente económicos en particular lo que está dando lugar a algunos de los mayores avances tanto en la gestión del riego como en la producción de cultivos.
Riego y tratamiento del suelo en el único desierto de Europa
Almería es una zona árida en las tierras baldías del sureste de España, cerca del Desierto de Tabernas, que a menudo se llama "el único desierto de Europa continental". Almería es también el hogar de la mayor concentración de invernaderos del mundo, donde se cultivan hortalizas como tomate, pimiento, melón, pepino, berenjena y calabacín.
Debido a las duras condiciones, el uso óptimo del agua en Almería exige técnicas rigurosas de riego y riego. El riego por goteo ha mejorado la forma en que los agricultores utilizan el agua de manera eficiente, pero la gestión todavía se ha basado en gran medida en la experiencia práctica de los agricultores, con poco apoyo científico para los protocolos que se utilizan.
La Universidad de Almería y la Estación Eperimental “Las Palmerillas” han estado investigando el uso de sensores de humedad del suelo para la gestión del riego en la zona. Los tensiómetros se utilizan como referencia para evaluar y desarrollar protocolos para el manejo del riego. Los tensiómetros miden el contenido de humedad del suelo y activan el riego a través de una cinta de goteo de doble línea espaciada aproximadamente cada cuatro pies.
Los investigadores monitorean continuamente estos sensores para identificar períodos de riego excesivo y insuficiente. Los agricultores locales ahora tienen una forma de calibrar sus estrategias de riego de acuerdo con las condiciones del suelo y las condiciones del cultivo. Un mejor control del riego ha llevado a un mejor control de costos, minimización del desperdicio de agua y niveles optimizados de agua en la zona de raíces.
Pero las estrategias de riego no son suficientes para mejorar la agricultura, sin considerar también la enmienda del suelo.
El agua local en esta comunidad agrícola tiene un alto nivel de salinidad (por encima de 4000 mS / cm). El riego también exige un tratamiento de agua complicado, que requiere que el agua pase a través de un sistema de ósmosis inversa. Esto, comprensiblemente, aumenta considerablemente el costo del agua cuando llega al cultivo.
Para gestionar el coste del riego por agua, ahora calculado de forma más científica mediante tensiómetros, uno de los agricultores de Almería también llevó a cabo una prueba de tensioactivos del suelo para determinar hasta qué punto la aplicación podría reducir la cantidad de agua manteniendo la calidad y el rendimiento del cultivo.
En la primavera de 2014, los agricultores realizaron pruebas en aproximadamente 5 acres de un cultivo comercial de melón en la región. El ensayo involucró un surfactante de suelo aplicado a intervalos específicos:
- 32 oz por acre después de plantar
- 16 oz por acre dos semanas después de la siembra
- 16 oz por acre cuatro semanas después de la siembra
Después de solo cuatro semanas siguiendo este programa cuidadosamente controlado, las lecturas del tensiómetro detectaron niveles de humedad suficientes. En ese momento, se detuvo el riego en el área tratada durante nueve días. Los intervalos de riego a partir de entonces se redujeron de 1,5 horas por día a 20 minutos por día.
Los agricultores que participaron en el programa encontraron que desde ese momento hasta la cosecha, el crecimiento de los cultivos requería solo 20 minutos de riego por día, reduciendo lo que se requería para cultivar el cultivo.
Se han observado resultados similares (es decir, la capacidad de reducir el tiempo y la cantidad de riego con el uso de tensioactivos del suelo) en otras partes del mundo, incluido Estados Unidos. Las áreas donde la disponibilidad de agua es un factor (el acuífero de Ogallala, o partes de California, por ejemplo) o las regiones que tienen que pagar por el agua, o donde el aumento de los costos de energía es un factor, se han beneficiado del uso de estas herramientas para gestionar el uso del agua. .
La combinación para reducir el consumo de agua y mejorar los rendimientos
La tecnología moderna puede ayudar con el riego, ya que los sensores de humedad y tensiómetros permiten a los productores monitorear y administrar los niveles de humedad. Si bien estos avances pueden ayudar a evaluar las condiciones del suelo, no son suficientes para mantener y aumentar los rendimientos.
Las condiciones climáticas cambiantes, así como las condiciones naturales en las áreas de cultivo en todo el mundo, afectan la calidad del agua utilizada para el riego en la agricultura y la capacidad del suelo para aprovechar esa agua. El monitoreo puede proporcionar una comprensión de las condiciones del agua y administrar mejor su uso, pero debe ir de la mano con estrategias adecuadas para acondicionar mejor el suelo para que acepte el riego.
Una combinación de sensores y monitores es el primer paso correcto para ayudar a los agricultores a evaluar los niveles de humedad, la salinidad, los requisitos de fertilizantes y más. A partir de ahí, las enmiendas y aplicaciones del suelo, como los tensioactivos del suelo, pueden mejorar el uso del agua en la agricultura, para mejorar el rendimiento y evitar el uso excesivo de agua en un momento de creciente demanda mundial del recurso.
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