Cómo controlar las enfermedades de los cultivos con agricultura inteligente

Los sistemas agrícolas se enfrentan no solo a la producción de alimentos para humanos y animales, sino también a problemas de protección ambiental. Por ello, existe una creciente presión para reducir el uso de plaguicidas con el fin de disminuir los posibles costos de producción y el impacto ambiental.

Monitoreo de cultivos Permite identificar áreas potencialmente riesgosas y tratarlas individualmente, lo que se traduce en un aumento significativo de la eficacia en el manejo de la enfermedad.

La presencia de enfermedades en las plantas de una explotación agrícola supone un gran coste para los agricultores. Según una investigación del IRJET, las pérdidas de cosechas debidas a animales, enfermedades, plagas y malas hierbas representan entre el 20 y el 40 por ciento de la productividad agrícola mundial.

El método tradicional de analizar físicamente aspectos específicos de las hojas, como la textura, el color y la forma, para identificar infecciones no siempre es eficaz. Por ello, la mayoría de los agricultores del mundo recurren a agrónomos profesionales para diagnosticar enfermedades en sus cultivos en grandes explotaciones. Sin embargo, este proceso es largo y costoso.

Algunos agricultores emplean métodos tradicionales que carecen de técnicas modernas para automatizar la detección y clasificación de enfermedades en las plantas. Esto provoca que, en grandes explotaciones, los agricultores no logren detectar las enfermedades, lo que conlleva una reducción significativa en la cantidad y calidad de la producción agrícola.

En consecuencia, la agricultura inteligente se ha convertido en un activo digital indispensable para los agricultores, ya que permite la monitorización continua de las enfermedades de las plantas sin necesidad de mucha mano de obra, especialmente en zonas agrícolas remotas.

¿Qué son las enfermedades de los cultivos?

En general, una planta se enferma cuando un determinado agente causal la altera continuamente, lo que da lugar a una anomalía en el proceso fisiológico que interrumpe la estructura normal de la función y el crecimiento de la planta, entre otras actividades.

Las afecciones y los síntomas patológicos son consecuencia de la alteración de uno o más de los sistemas bioquímicos y fisiológicos críticos de una planta.

La aparición y prevalencia de enfermedades en los cultivos varían estacionalmente, dependiendo de la prevalencia del patógeno, las condiciones ambientales y los cultivos y variedades cultivadas. Algunas variedades de plantas son más propensas a sufrir brotes de enfermedades que otras.

Clasificación de las enfermedades de las plantas

Las enfermedades de las plantas se clasifican genéticamente según la naturaleza de su principal agente causal, que puede ser no infeccioso o infeccioso. Un organismo patógeno, como un virus, un viroide, una bacteria, un hongo, un micoplasma, una planta parásita o un nematodo, causa enfermedades infecciosas en las plantas.

Un agente infeccioso puede replicarse dentro o sobre una planta huésped y propagarse de un huésped vulnerable a otro. Las enfermedades no malignas de las plantas son causadas por condiciones de crecimiento desfavorables, como altas temperaturas, una proporción inadecuada de oxígeno y humedad, sustancias químicas tóxicas en la atmósfera o el suelo, y un déficit o exceso de nutrientes.

Debido a que no son organismos capaces de reproducirse dentro de un huésped, los agentes causales no infecciosos no son transmisibles.

En la agricultura, las plantas pueden verse afectadas por múltiples agentes patógenos al mismo tiempo. Una planta que sufre de deficiencia de nutrientes o un desequilibrio entre la humedad del suelo y el oxígeno suele ser más susceptible a la infección por patógenos, y una planta que ha sido infectada por una enfermedad a menudo es vulnerable a la invasión de patógenos secundarios.

El complejo de enfermedades es el conjunto de todos los agentes causantes de enfermedades que afectan a una planta. El conocimiento de los hábitos de crecimiento típicos, los rasgos varietales y la variabilidad normal de las plantas dentro de una especie —en relación con el entorno en el que crecen— es esencial para diagnosticar una enfermedad.

Causas de las enfermedades de los cultivos

Las enfermedades de los cultivos se han clasificado tradicionalmente en dos tipos: abióticas (también conocidas como no infecciosas) y bióticas (infecciosas). Las condiciones ambientales desfavorables suelen provocar enfermedades no transmisibles. Las temperaturas bajas o altas, así como el exceso o la falta de humedad, son algunos ejemplos.

Las infecciones también suelen ser causadas por contaminantes atmosféricos nocivos. Las plantas químicas o metalúrgicas cercanas pueden provocar su acumulación. La enfermedad generalmente se debe a la composición fisicoquímica inadecuada del suelo.

Este último factor suele ser consecuencia del uso deficiente de herbicidas en los campos. Estos ejemplos demuestran la importancia de la agricultura sostenible no solo para la protección del medio ambiente, sino también para la rentabilidad empresarial.

Incluso un régimen de luz desfavorable puede tener un impacto negativo, especialmente en las plantas cultivadas en invernaderos. Las toxinas liberadas al suelo por algunas embriofitas (plantas superiores) y hongos también pueden ser la causa de enfermedades en los cultivos.

Los agentes causales de las infecciones incluyen:

• Bacterias.
• Plantas parásitas.
• Virus.
• Hongos.
• Nematodos.

En las siguientes secciones, analizaremos las enfermedades relevantes de los cultivos y sus respectivos signos y síntomas.  Las condiciones ambientales no vivas o la mala gestión agrícola son ejemplos de agentes patógenos abióticos o no infecciosos. No se transmiten a otras plantas. Existen algunos agentes abióticos universalmente reconocidos:

• Temperaturas extremas.
• Viento.
• Sequía o inundación.
• Humedad.
• Lluvias frecuentes e intensas.
• Compactación del suelo.
• Exceso o deficiencia de nutrientes.
• Gestión inadecuada del agua.
• Daños químicos causados por pesticidas o sales.

Los agentes patógenos bióticos, también conocidos como agentes infecciosos, son organismos vivos que pueden propagarse de un huésped a otro y transmitir enfermedades.
Los patógenos se clasifican en las siguientes categorías:

Hongos: El problema agrícola más común son los hongos patógenos. Según los estudios, este tipo de enfermedad vegetal destruye aproximadamente un tercio de todos los cultivos alimentarios cada año.

En este sentido, el problema es grave tanto desde el punto de vista humanitario como económico. Estas infecciones, al igual que las enfermedades bacterianas de los cultivos, afectan principalmente a las plantas a través de heridas, poros y estomas. Además, las esporas de hongos suelen ser transportadas por ráfagas de viento.

Virus: Los viroides y los virus son los enemigos más débiles, pero críticos, de las plantas (agentes contagiosos subvirales). Es casi imposible salvar una planta después de una infección.

En la mayoría de los casos, la infección se propaga por contacto entre plantas sanas y enfermas. Los virus también pueden propagarse por reproducción vegetativa a través de semillas, polen e insectos. Sin embargo, lo más común es que se transmitan a través del suelo.

Bacterias: Las enfermedades bacterianas de los cultivos, generalmente causadas por bacterias, se encuentran entre las infecciones más comunes en la agricultura. Por ello, la prevención y el control de este tipo de enfermedades resultan difíciles.

El agente causal debe ingresar al tejido del cultivo para infectarlo. Esto ocurre principalmente como resultado de áreas dañadas, como las causadas por herramientas agrícolas, insectos (como pulgas) o simplemente condiciones climáticas desfavorables (como polvo, lluvia intensa y viento).

Por otro lado, las bacterias pueden infectar las plantas a través de orificios o glándulas naturales (por ejemplo, las que secretan néctar).

Nematodos: Los nematodos son gusanos redondos parásitos de plantas que no se pueden ver sin equipo especializado. Como viven en el suelo, afectan principalmente a raíces, bulbos y tubérculos. Se han identificado más de 4100 especies peligrosas de nematodos.

Plantas parásitas: se alimentan de cultivos y obtienen su clorofila de la planta huésped porque carecen de ella. El muérdago enano, por ejemplo, crece sobre otras plantas y obtiene nutrientes de ellas.
Algas; en teoría, no causan daños significativos; sin embargo, bajo ciertas condiciones, pueden resultar problemáticas.

¿Cuáles son los síntomas de las enfermedades de las plantas?

Una consecuencia observable de una enfermedad en la planta se denomina síntoma. Uno de los síntomas podría ser un cambio perceptible en el color, la función o la forma de la planta, como respuesta a la infección.

La marchitez por Verticillium se caracteriza por el marchitamiento de las hojas, causado por los hongos Verticillium albo-atrium y Verticillium dahlias. Los síntomas comunes de la tizón bacteriana en las plantas de frijol incluyen lesiones necróticas marrones rodeadas por un halo amarillo brillante en la lámina o el centro de la hoja.

No se observa el patógeno que causa la enfermedad, sino un síntoma provocado por la infección. A continuación se describen ejemplos de signos y síntomas comunes de enfermedades fúngicas, bacterianas y virales en las plantas:

Signos de enfermedades fúngicas:

Las infecciones fúngicas suelen manifestarse como necrosis localizada o generalizada. Las enfermedades de los cultivos causadas por hongos también pueden interferir con el crecimiento normal o contribuir a un crecimiento excesivo y anormal conocido como hipertrofia.

Otros síntomas de enfermedades de los cultivos incluyen:

• Manchas en las hojas.
• Exfoliación.
• Putrefacción.
• Antracnosis.
• Úlceras en las hojas.
• Rizos de verrugas y hojas.

Síntomas de enfermedades fúngicas:

• Roya de la hoja (común en el maíz).
• Mancha en forma de ojo de pájaro en las bayas (antracnosis).
• Plántulas afectadas por la pudrición (Phytophthora).
• Clorosis (amarillamiento de las hojas).
• Roya del tallo (roya del tallo del trigo).
• Mancha foliar (mancha marrón septoria).
• Esclerotinia (moho blanco).
• Oídio.

Signos de enfermedades bacterianas (difíciles de observar, pero que pueden incluir):

Como se mencionó anteriormente, existen numerosos tipos de enfermedades causadas por una gran cantidad de bacterias. Las enfermedades más comunes que afectan a los cultivos se enumeran a continuación:

• Sudor bacteriano.
• Lesiones empapadas de agua.
• Flujo bacteriano en el agua procedente de un tallo cortado.

Síntomas de enfermedades bacterianas:

• Mancha de fruta.
• agallas de la corona.
• Mancha foliar con halo amarillo.
• Llaga gangrenosa.
• En las plantas leñosas, el tallo se curva hacia abajo.

Signos de enfermedades virales:

Los síntomas de las enfermedades de los cultivos causadas por virus se clasifican generalmente en cuatro tipos: malformaciones, como el crecimiento anormal de los brotes y la deformación de las hojas y las flores; necrosis, marchitamiento y aparición de rayas y manchas anulares; enanismo, retraso del crecimiento tanto de partes individuales como de la planta entera; y decoloración, como el amarillamiento y el aclaramiento de las venas.

Las enfermedades de los cultivos de raíces, que se manifiestan como pudrición, son un claro indicio de la presencia de un virus. Sin embargo, algunas plantas pueden no presentar síntomas y ser portadoras latentes de la enfermedad. Por consiguiente, se requiere una vigilancia extrema en la lucha contra este tipo de infección.

Retraso en las plantas

Como puede observarse, existe una gran superposición en los síntomas de las enfermedades virales, bacterianas y fúngicas. Cuando aparece un problema desconocido en una planta, deben considerarse los daños causados por herbicidas, las enfermedades abióticas y los problemas con nematodos.

¿Cómo preservar las cosechas y predecir las enfermedades de los cultivos mediante la agricultura inteligente?

Rendimientos de ahorro Proteger los cultivos de las enfermedades es una preocupación fundamental para cualquier agricultor que desee obtener los mejores resultados. El primer y más importante paso en la protección de cultivos es el conocimiento. Todo agricultor debe conocer la susceptibilidad de sus cultivos a enfermedades específicas, así como los agentes abióticos que las favorecen.

Más importante aún, una de las prácticas más efectivas es emplear medidas preventivas, tales como:

• Plantación de variedades resistentes o tolerantes.
• Gestionar los momentos óptimos de siembra y cosecha.
• Calidad de la planta y material sano.
• Desinfección de equipos.
• Rotación de cultivos.
• Gestión de nutrientes de las plantas en función de las necesidades de los cultivos.

Existen otros factores que pueden tener un impacto significativo en las enfermedades de los cultivos y su manejo. El monitoreo regular de los cultivos y los campos, así como una respuesta oportuna, pueden ser cruciales para la supervivencia de cualquier producción agrícola. A continuación, se presentan tres maneras en que la agricultura inteligente puede ayudar a controlar las plagas y enfermedades de los cultivos.

Monitoreo de cultivos las 24 horas del día.

Los agricultores de todo el mundo sufren importantes pérdidas de alimentos como consecuencia de la infección de los cultivos por patógenos como hongos, virus, bacterias y otros.

Los agricultores pueden utilizar una solución avanzada de detección e identificación de enfermedades para reducir los daños en los cultivos. Pueden analizar la humedad, la temperatura y el contenido de humedad de las hojas para detectar deficiencias de nutrientes e infecciones, que pueden propagarse en los cultivos y disminuir el rendimiento.

Calculadora avanzada de fertilizantes

Una solución inteligente que incluya una calculadora de fertilizantes puede ayudar a calcular la cantidad adecuada de fertilizante a utilizar. Esto permite ahorrar dinero en pesticidas y, al mismo tiempo, proteger el medio ambiente de la contaminación agroquímica.

Los agricultores también pueden tomar medidas preventivas con suficiente antelación para evitar pérdidas en las cosechas, identificando la región de la explotación agrícola que presenta un alto riesgo de brotes de enfermedades.

Monitoreo efectivo de la salud de las plantas

En las grandes explotaciones agrícolas, la identificación de enfermedades en las plantas mediante inspección visual puede llevar a un diagnóstico erróneo. Aquí es donde entra en juego una solución agrícola inteligente basada en inteligencia artificial.

A partir de una imagen capturada de una hoja, esta solución agrícola inteligente puede ayudar a los agricultores a determinar si una enfermedad persiste en las plantas. La tecnología se utiliza para la predicción de enfermedades en los cultivos y puede recomendar tratamientos personalizados basados en fertilizantes, factores desencadenantes y síntomas, utilizando las imágenes capturadas.

En resumen

Las enfermedades de las plantas representan una seria amenaza para toda la cosecha. Por ello, es fundamental que los agricultores las combatan eficazmente y las controlen mediante la prevención oportuna. Esta tarea puede resultar difícil dependiendo del tamaño de la superficie agrícola, sobre todo porque la lista de enfermedades que afectan a los cultivos es bastante extensa. Sin embargo, los agricultores pueden beneficiarse de las tecnologías modernas. El monitoreo de cultivos permite identificar las zonas de riesgo y tratar cada cultivo individualmente, lo que aumenta significativamente la eficacia del control de enfermedades.