Predicción del rendimiento de los cultivos con datos de teledetección en Agricultura de Precisión

Para predecir el rendimiento de los cultivos, necesitamos comprender cuánta luz solar reciben las plantas y cuánta agua necesitan. El crecimiento de las plantas depende de estos dos factores, pero muchos otros factores afectan el crecimiento de las plantas, como la temperatura, la humedad y tipo de suelo.

La cantidad y la calidad de los cultivos producidos en el mundo son factores clave que afectan la seguridad alimentaria. Esto es especialmente importante en los países en desarrollo, donde la agricultura sigue siendo una parte fundamental de la economía.

Teledetección Los datos pueden utilizarse para estimar la cantidad de luz que reciben las plantas y, por lo tanto, predecir el rendimiento de los cultivos. Los datos de teledetección son una herramienta poderosa para estimar el rendimiento de los cultivos. Proporcionan información sobre los cultivos en crecimiento y su entorno, lo que permite estimar la producción agrícola.

Los datos de teledetección son una forma de análisis de datos en la agricultura que se puede utilizar para predecir el rendimiento antes de la cosecha. Este artículo explora todo lo que necesitas saber sobre los datos de teledetección.

¿Qué son los datos de rendimiento de los cultivos en la agricultura?

Los datos de rendimiento de los cultivos son información sobre la cantidad de cosecha producida por un agricultor o grupo de agricultores. Incluyen la cantidad de cosecha obtenida por hectárea. Esta cantidad se puede medir en toneladas, bushels o cualquier otra unidad de medida, según el cultivo.

Los datos de rendimiento agrícola son importantes para la agricultura, ya que ayudan a los agricultores a determinar cuánto deben sembrar la próxima temporada. Además, les permiten identificar posibles problemas en sus cultivos que requieran atención.

Los datos de rendimiento también pueden utilizarse para supervisar el progreso hacia los objetivos mundiales establecidos por los gobiernos, las organizaciones no gubernamentales y otras partes interesadas.

Además, los datos de rendimiento se utilizan para identificar las fortalezas y debilidades de las prácticas agrícolas y formular recomendaciones basadas en esta información. Los datos de rendimiento son útiles para tomar decisiones informadas sobre muchos aspectos de la agricultura, tales como:

Selección de semillas: Elegir variedades e híbridos basándose en datos de rendimiento puede ayudar a garantizar que los campos se siembren con las semillas más rentables disponibles.

Control de plagas: Al monitorear el crecimiento de las plantas, los datos de rendimiento pueden ayudar a los agricultores a determinar cuándo introducir control de plagas medidas. Esto puede reducir el uso de pesticidas y aumentar las ganancias.

Programación del riego: El uso de la información procedente de los sistemas de monitorización del rendimiento permite a los agricultores ajustar con precisión la programación del riego, lo que ayuda a ahorrar agua y dinero al tiempo que se mantienen altos rendimientos.

¿Qué son los datos de teledetección?

La teledetección es la ciencia que permite obtener información sobre un objeto o fenómeno sin contacto directo con él, de forma no intrusiva. Se utiliza en la agricultura para monitorear los cultivos, el suelo y las condiciones de humedad.

La teledetección utiliza emisiones de radiación electromagnética (REM), como las emitidas por ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible y luz ultravioleta.

La teledetección de cultivos permite medir las condiciones de crecimiento a lo largo del tiempo. Además, proporciona información sobre el estado de los cultivos en momentos y lugares específicos. Esta información puede utilizarse para estimar el rendimiento de los cultivos y determinar el momento óptimo para la cosecha.

Los datos obtenidos mediante teledetección pueden utilizarse para medir los cambios en el uso del suelo, controlar el crecimiento de los cultivos y el rendimiento agrícola, detectar los niveles de humedad y salinidad del suelo, determinar los niveles de infestación de plagas, controlar los niveles de contaminación ambiental, etc.

Por ejemplo, si caminas por un campo y observas las plantas, estás recopilando datos sobre ellas. Si sobrevuelas la zona en helicóptero o avión y observas las plantas desde arriba, estás recopilando datos de teledetección.

Existen muchos tipos diferentes de técnicas y dispositivos de teledetección que se utilizan para recopilar estos datos: imágenes satelitales, fotografías aéreas, sistemas de radar, lidar, etc.

¿Qué es la predicción del rendimiento de los cultivos?

La predicción del rendimiento de los cultivos es el proceso de estimar el rendimiento potencial o esperado de un cultivo específico para un área y una temporada de cultivo determinadas.

Consiste en analizar diversos factores, como las condiciones climáticas, las características del suelo, la genética de los cultivos y las prácticas de manejo, para realizar predicciones fundamentadas sobre la cosecha probable.

Es importante tener en cuenta que las predicciones sobre el rendimiento de los cultivos están sujetas a incertidumbre debido a la complejidad de los sistemas agrícolas y a la influencia de factores impredecibles como plagas, enfermedades y fenómenos meteorológicos extremos.

Si bien los modelos de predicción proporcionan información valiosa, sirven como herramienta de apoyo a la toma de decisiones, en lugar de ofrecer una certeza absoluta.

¿Cómo funciona?

Las siguientes fuentes de datos se combinan para crear una ponderación variada en las cifras de proyección de rendimiento, en función de las circunstancias de la temporada de cultivo actual en diversas regiones.

Los científicos de datos de Farmers Edge combinan estas fuentes de datos con los avances más recientes en aprendizaje automático para actualizar las estimaciones de pronóstico de rendimiento cada vez que se ve afectado un componente importante del rendimiento.

1. Datos de pretemporada

Los datos previos a la siembra deben ser precisos para sentar las bases de la predicción del rendimiento de los cultivos. Esta información está disponible antes de la siembra y prepara el terreno para las primeras predicciones de rendimiento.

Datos como la ubicación del campo, los cultivos actuales y anteriores, las condiciones climáticas específicas del campo durante los meses previos a la siembra, la información y los datos de los análisis de suelo, y las tendencias climáticas regionales de la última década se combinan para ofrecer información sobre cómo comenzar la temporada con cifras de rendimiento precisas que se puedan anticipar.

2. Datos de la temporada

Los datos recopilados durante la temporada de cultivo permiten comprender las variables que afectan al rendimiento agrícola a lo largo de la temporada de crecimiento, una vez sentadas las bases.

Las estaciones meteorológicas Farmers Edge instaladas en las explotaciones agrícolas proporcionan datos centrados en el campo que mejoran estos conjuntos de datos al ofrecer valores esperados y previstos que se almacenan y luego se restablecen cuando llegan los datos cada día, lo que permite perfeccionar los modelos.

Otros datos que se dan durante la temporada, como la aplicación de fertilizantes, también se tienen en cuenta, ya sea que esté planificada o no, para mejorar el diagnóstico de campo y ofrecer valores de rendimiento pronosticados.

3. Datos específicos del cultivo

La extensa red de agrónomos locales de Farmers Edge también puede proporcionar datos específicos sobre los cultivos durante la temporada de crecimiento.

Los agrónomos de Farmers Edge han identificado datos específicos de cada cultivo que influyen en el rendimiento durante la temporada de cultivo, incluyendo el contenido de agua durante las principales etapas de crecimiento o las horas por encima de las temperaturas cardinales para los cultivos durante los períodos clave que determinan el rendimiento, para los cinco cultivos principales en la predicción del rendimiento (maíz, canola, lentejas, soja y trigo).

4. Imágenes de cultivos y campos

Se utilizan imágenes satelitales de alta resolución para establecer valores de salud de los cultivos según el índice NDVI de forma rápida y precisa en los campos, lo que permite a los investigadores buscar resultados erróneos o problemas regionales relacionados con los cultivos que podrían afectar el rendimiento.

Estas tendencias regionales pueden utilizarse para determinar si las zonas se ajustan a las previsiones o si los factores ambientales han distorsionado los valores de predicción del rendimiento de los cultivos.

5. Datos de histograma

Los modelos de predicción de rendimiento de Farmers Edge utilizan grandes conjuntos de datos estadísticos para encontrar diferentes distribuciones en las imágenes de campo a lo largo del tiempo, lo que luego aporta claridad a una red neuronal convolucional que puede utilizar estas modificaciones para pronosticar el rendimiento en grandes áreas, como Estados Unidos o Canadá, a medida que las imágenes cambian con el tiempo.

No es sencillo prever la producción antes de que la cosechadora pase por el campo, pero el equipo de Farmers Edge está encantado de proporcionar a los productores predicciones de rendimiento agrícola basadas en estadísticas completas y precisas.

Cada fuente de datos tiene un peso en la predicción del rendimiento de los cultivos, que puede modificarse en función de los parámetros del modelo.

¿Cómo aumentar el rendimiento agrícola con tecnologías de precisión?

Los propietarios de explotaciones agrícolas llevan generaciones debatiendo y trabajando en cómo aumentar el rendimiento de sus cultivos. Algunos de los métodos descubiertos resultaron eficaces, mientras que otros no.

Además de la inestimable experiencia de las generaciones anteriores de agricultores, el sector agrícola ahora puede beneficiarse de los avances científicos y tecnológicos modernos.

Analicemos las formas más comunes en que los agricultores pueden aumentar los rendimientos y cómo se puede utilizar la experiencia previa y las nuevas tecnologías para incrementar la productividad agrícola.

1. Riego adecuado

Los agricultores que desean aumentar el rendimiento promedio de sus cultivos por hectárea necesitan un sistema de riego bien diseñado. Proporcionar la cantidad adecuada de agua a las plantas influye directamente en su desarrollo y, por consiguiente, en la productividad agrícola.

Los pronósticos meteorológicos son cruciales para un riego eficaz de las tierras de cultivo. Gracias a las tecnologías actuales, que incluyen programas y software personalizados para agricultores, ahora es posible realizar pronósticos meteorológicos hiperlocales.

Hace riego de precisión Esto es posible permitiendo a los agricultores prepararse con antelación y programar el riego de sus cultivos de la forma más precisa y eficiente posible.

2. Análisis del suelo y su calidad

Uno de los factores más importantes que afectan el rendimiento de los cultivos es la calidad o fertilidad del suelo. Además de la producción agrícola, la calidad del suelo influye en el costo de cultivo de una determinada planta, ya que algunas requieren proporciones específicas de elementos como partículas minerales, materia orgánica, agua y aire.

Los agricultores deben controlar periódicamente las condiciones del suelo en sus parcelas para lograr mayores rendimientos agrícolas. Rotación de cultivos Es una de las técnicas más efectivas para mantener el suelo sano, entre otras cosas.

La rotación de cultivos en una parcela específica evita el agotamiento del suelo e interrumpe los ciclos de los insectos, lo que resulta en una mayor producción agrícola y, como consecuencia, en un mayor rendimiento promedio por hectárea.

3. Calidad de las semillas

La calidad de las semillas que utilizan los agricultores para sembrar sus campos influye en la producción agrícola. Por ello, se recomienda a los agricultores sembrar únicamente semillas certificadas que hayan superado todos los controles de calidad necesarios en sus terrenos para aumentar el rendimiento agrícola.

Las semillas certificadas pueden ser más caras que las no certificadas, pero el resultado merecerá la pena, ya que la calidad de la semilla es uno de los elementos más importantes que afectan a la productividad de los cultivos.

Además, utilizar únicamente semillas de alta calidad es una de las maneras más responsables con el medio ambiente para aumentar la productividad de los cultivos. Un agricultor puede examinar la calidad de semillas específicas contactando con una empresa especializada y, si es necesario, realizando ensayos personalizados en una parcela concreta.

Además, es fundamental comprender que la calidad de las semillas no es permanente ni inmutable. Desde el momento en que se siembran, las semillas requieren protección. Una de las estrategias de tratamiento utilizadas para lograrlo es el recubrimiento de semillas.

Se trata de la técnica de recubrir los granos de semillas con materiales exteriores para mejorar sus propiedades (peso, tamaño) y/o proporcionarles sustancias químicas activas (micronutrientes, inoculantes microbianos, reguladores del crecimiento, etc.) para protegerlos de las enfermedades de las plantas y potenciar su crecimiento.

4. Aplicación inteligente de fertilizantes

Fertilizantes Los fertilizantes están diseñados para nutrir distintos tipos de suelo, potenciar el crecimiento de las plantas y aumentar las cosechas, pero su uso debe ser equilibrado y prudente. El uso excesivo de fertilizantes puede tener un impacto grave en la calidad del suelo y, por consiguiente, en la productividad agrícola.

Las distintas zonas de un campo pueden requerir diferentes niveles de fertilización, por lo que la mejor estrategia es utilizar fertilizantes de forma selectiva, según las necesidades de cada zona. Este enfoque preciso de fertilización mantiene la salud del suelo, lo que se traduce en mayores rendimientos promedio por hectárea.

A Software de monitoreo de cultivos es una de las opciones tecnológicas en este contexto. Incluye una herramienta de zonificación de terrenos que divide las tierras de cultivo en 2 a 7 zonas basándose en fotografías satelitales, identificando lugares que requieren más atención que otros.

Los agricultores suelen emplear tecnología de precisión como una de las formas más respetuosas con el medio ambiente para impulsarla.

5. Métodos de protección de cultivos

Los agricultores que desean aumentar el rendimiento de sus cultivos deben cuidar sus plantas durante todo su crecimiento y hasta el final de la temporada de cultivo. Según la situación, utilizan diversos productos para reducir el impacto de las malas hierbas, las plagas y las enfermedades en la productividad de los cultivos.

Los herbicidas, insecticidas, desecantes, reguladores del crecimiento vegetal, fungicidas, coadyuvantes y otros productos químicos son ejemplos comunes. La protección de cultivos se puede realizar de diversas maneras. El control de malezas y plagas, así como el control de enfermedades de las plantas, son dos de los más importantes.

6. Prevención y manejo de enfermedades de las plantas

Las infecciones en las plantas representan otro riesgo importante para el rendimiento agrícola de un agricultor. Los agricultores pueden utilizar diversos métodos de prevención y manejo de enfermedades, como elegir variedades resistentes o tolerantes a las enfermedades, tratar las semillas con fungicidas y aplicar pesticidas y otras sustancias similares a las plantas en desarrollo, según el tipo de plantas que se vayan a cultivar.

Los agricultores deben prestar especial atención al momento de utilizar estas u otras tácticas para maximizar su impacto. Es fundamental tener en cuenta que la protección oportuna de los cultivos es crucial para el rendimiento por hectárea: cuanto antes se detecte un problema, más rápido y fácil será resolverlo, y menor será la superficie afectada.

7. Control de malezas y plagas

Durante la temporada de cultivo, los principales desafíos para los agricultores son el control de malezas y el manejo de plagas. Una sola maleza, por ejemplo, puede producir más de 10 millones de semillas, las cuales, si no se controlan a tiempo, pueden reducir significativamente el rendimiento de un campo y causar problemas durante años. Los agricultores también deben adoptar un enfoque integral ante las infestaciones de plagas.

Los agricultores deben estar constantemente preparados para responder con prontitud a los problemas de infestación de plagas, ya que estas son organismos muy adaptables y de rápida reproducción que podrían poner en peligro la producción en determinadas tierras de cultivo.

La predicción del rendimiento de los cultivos es una preocupación fundamental para los agricultores, ya que afecta directamente a su margen de beneficio. Si un agricultor sabe cuánto rendimiento puede esperar de su tierra, puede planificar sus cultivos en consecuencia y aumentar su margen de beneficio. Por ello, es importante predecir con precisión el rendimiento agrícola antes de sembrar cualquier cultivo en un terreno determinado.

Ha sido un tema importante en agronomía desde la antigüedad. Es fundamental para la seguridad alimentaria, especialmente en épocas de sequía, inundaciones u otros desastres naturales.

Los agricultores también utilizan la predicción del rendimiento de los cultivos para tomar decisiones sobre cuándo sembrar y cosechar, basándose en el contenido de humedad del suelo, las plagas y otros factores como las condiciones climáticas y las necesidades de fertilizantes.

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Preguntas frecuentes

1. ¿Cómo aumentan los agricultores el rendimiento de sus cultivos?

Los agricultores aumentan el rendimiento de sus cultivos mediante el manejo del suelo, el riego eficiente, la rotación de cultivos y el control de plagas y malezas. Estas prácticas optimizan la fertilidad del suelo, la disponibilidad de agua y minimizan las plagas y enfermedades, lo que resulta en una mayor productividad de los cultivos.

2. ¿Cómo se calcula el rendimiento de los cultivos por hectárea/parcela?

Se puede medir mediante diversos métodos y factores. Un método común consiste en recolectar físicamente una muestra representativa del cultivo de una zona determinada y pesarla. Este peso se utiliza posteriormente para estimar el rendimiento total de todo el campo o la explotación agrícola.

Por ejemplo, si la muestra pesa 100 kilogramos y la superficie del campo es de 2 hectáreas, el rendimiento del cultivo por hectárea sería de 50 kilogramos.

Además, se pueden utilizar tecnologías avanzadas como la teledetección y las imágenes satelitales para evaluar la salud de los cultivos, los índices de vegetación y la biomasa, lo que proporciona información valiosa.

Al medirlo, también se tienen en cuenta otros factores como la calidad, el tamaño y el valor de mercado del grano. Por ejemplo, si la muestra pesa 100 kilogramos y la superficie del campo es de 2 hectáreas, el rendimiento por hectárea sería de 50 kilogramos.

3. ¿Cómo se estima el rendimiento de la cosecha antes de la recolección?

La estimación del rendimiento de los cultivos antes de la cosecha puede realizarse mediante una combinación de métodos.

Un enfoque consiste en utilizar modelos de crecimiento específicos para cada cultivo que tengan en cuenta factores como la fecha de siembra, las condiciones climáticas y la salud del cultivo para predecir el rendimiento potencial.

Otro método consiste en utilizar técnicas de teledetección, como imágenes satelitales o drones, para evaluar el vigor y la biomasa de los cultivos.

4. ¿Qué tipo de sistema agrícola produce granos más saludables?

Los sistemas de agricultura ecológica suelen asociarse con cereales más saludables. La agricultura ecológica evita el uso de pesticidas sintéticos, herbicidas y organismos genéticamente modificados (OGM). En su lugar, los agricultores ecológicos recurren a fertilizantes naturales, la rotación de cultivos y métodos de control biológico de plagas.

Estas prácticas contribuyen a la producción de cereales libres de residuos químicos, potencialmente con mayor contenido de nutrientes esenciales y con menores niveles de contaminación por pesticidas.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que los beneficios específicos para la salud que aportan los cereales pueden variar en función de factores como la calidad del suelo, la variedad del cultivo y las prácticas de manipulación posteriores a la cosecha.

5. ¿Cómo aumentan los pesticidas el rendimiento de los cultivos?

Los pesticidas pueden aumentar la producción agrícola al proteger las plantas de diversas plagas, enfermedades y malezas. Ayudan a controlar o eliminar insectos, hongos, bacterias y otros organismos dañinos que pueden perjudicar o destruir los cultivos.

Al reducir el impacto de las plagas, los pesticidas permiten que las plantas crezcan con más vigor, utilicen los nutrientes de manera eficiente y destinen más recursos al crecimiento productivo.