Control de malezas resistentes con agricultura de precisión

En rojo las zonas infestadas con maelzas resistentes en Brasil (Embrapa, 2015).

La presencia de malas hierbas en campos agrícolas de producción de granos y fibras ha causado pérdidas a los agricultores durante mucho tiempo. Con la introducción de genes de resistencia en especies cultivadas como la soja y el algodón, muchos creían que este problema se resolvería. En Brasil, la soja resistente al glifosato se ha cultivado desde 2003. Pero después de casi 15 años, el problema con las malezas no ha sido resuelto y ha retomado importancia, principalmente debido a la presencia de malezas resistentes al glifosato. Como se puede ver en el mapa, el problema se está extendiendo en las principales regiones productoras de Brasil, principalmente en las áreas donde se han cultivado cultivos resistentes al glifosato, como la soja, el maíz y el algodón.

La foto a continuación ilustra una escena común en los campos brasileños, la presencia de tres especies de hierbas resistentes al glifosato en la misma área (Digitaria insularis, Conyza canadensis y Eleusine indica), además de una docena de otras especies, pero con una ocupación espacial de menos del 50% del área total. Naturalmente, las malas hierbas no se distribuyen uniformemente por los campos. La mayoría de las veces se agregan en cañas debido principalmente a la forma de dispersión de las semillas. En otros, los brotes pueden ser plantas muy escasas o aisladas.

Debido a esta variabilidad espacial, existe un gran potencial para la aplicación de herbicidas localizados. La pulverización localizada en tiempo real se basa en la identificación de la planta por el sensor y la aplicación inmediata del herbicida solamente en el blanco. El proceso de identificación de una planta se realiza reconociendo un patrón de reflectancia cuando se somete a una fuente de radiación. En este caso, los sensores son generalmente “activos” porque tienen su propia fuente de radiación, lo que les permite trabajar tanto día como noche.

En la actualidad, existen dos equipos comerciales en Brasil que realizan la identificación y pulverización de malezas en tiempo real: WEEDit y WeedSeeker. Para la detección de plantas, el primer sistema se basa en la técnica de detección de la fluorescencia de la clorofila que se crea por la acción de una poderosa fuente de luz, mientras que el segundo utiliza la reflectancia en dos bandas espectrales. La tecnología de estas herramientas no se limita a los sensores sino a la velocidad extremadamente rápida de las válvulas responsables de abrir y cerrar las boquillas. En el caso de WEEDit, la tecnología de modulación de ancho de pulso (PWM) a una frecuencia de 60 Hz permite que la tasa correcta de herbicida se rocíe con precisión sobre la maleza independientemente de las variaciones en la velocidad de la máquina. Este tipo de tecnología puede aportar ahorros potenciales que oscilan entre el 20% y el 90% y es directamente proporcional al nivel de infestación de malezas en la zona.

Otra ventaja de este tipo de sistemas es la posibilidad de llevar a cabo las aplicaciones con mayor frecuencia. Debido a que sólo se pulveriza sobre las malezas, no es necesario esperar a que todas las malas hierbas germinen y correr el riesgo de un bajo control debido a la presencia de malas hierbas fuera de la correcta etapa de control. Además, la espera puede dar a estas plantas la oportunidad de producir nuevas semillas, lo que agrava el problema de los cultivos futuros. Con más frecuencia, las aplicaciones reducirán naturalmente el banco de semillas en la zona a lo largo de los años. Hay informes de productores australianos con 98% de ahorro de herbicidas después de 7 años utilizando la tecnología.

Una de las limitaciones del uso de estas herramientas radica en la capacidad limitada de diferenciar las especies de plantas. Ambos equipos tienen límites de detección ajustables que permiten usar objetivos más grandes o más pequeños, pero sin la capacidad total de diferenciar especies. Con el fin de resolver esta limitación, se están desarrollando y probando tecnologías a nivel de investigación, principalmente mediante el reconocimiento de patrones en imágenes RGB (formato de hojas) y cámaras hiperespectrales (intensidad de reflectancia en regiones específicas del espectro). Un ejemplo de este tipo de tecnología está siendo desarrollado por la empresa estadounidense Blue River Technology. Su concepto de máquina inteligente para la visión y la pulverización hace uso de la visión de la computadora y de la inteligencia artificial para la diferenciación de la especie de la planta y de la aplicación en tiempo real.

La presencia de malezas en diferentes niveles de infestación dentro de un solo campo hace posible el uso de herramientas de agricultura de precisión como una forma más eficiente de control de malezas a través de la aplicación localizada usando las tasas correctas requeridas para cada parte de una zona agrícola. El aumento de la presencia de malas hierbas resistentes a los herbicidas genera una mayor demanda de estas tecnologías, ya que las formas tradicionales de control tienen altos costos y baja eficiencia. El riesgo de introducción o selección de nuevas especies resistentes, asociado al lento desarrollo de nuevas moléculas herbicidas, hace que el manejo correcto de las malezas sea cada vez más importante para el mantenimiento de un sistema de producción sostenible. El control de malezas localizado con identificación de sensor y aplicación de herbicidas en tiempo real permite grandes ahorros de productos, así como reducir los impactos sobre el medio ambiente y contribuir a reducir el problema a largo plazo. Las nuevas tecnologías deben desarrollarse para satisfacer estas demandas en los próximos años, ya que sin duda habrá un enorme mercado que explorar.

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