1. fabio leiva

La Agricultura de Precisión
(AP): conceptos básicos y sus
aplicaciones

Fabio R. Leiva, Ing. Agric, M. Sc., PhD.
Profesor Titular
Director Grupo Desarrollo sostenible y gestión ambiental
frleivab@unal.edu.co

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1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP) ?
2. ¿Por qué la AP ?
3. ¿Para qué la AP?
4. ¿Cómo implementar la AP?
5. ¿Qué se debe tener presente?
6. Conclusiones y recomendaciones

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¿Qué es agricultura de precisión (AP)?
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La agricultura de precisión (AP) es una manera de
abordar la agricultura (concepción) que busca
optimizar el proceso productivo a partir de la
variabilidad específica del agroecosistema


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1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP)?
5. ¿Qué se debe tener presente?


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¿Por qué la AP? (1)
La ineficiencia técnica en la producción agrícola trae
consecuencias negativas en lo económico, ambiental y
social, y esto compromete la competitividad y
sostenibilidad de los cultivos.

La ineficiencia técnica ocurre cuando:
Se usan prácticas generalizadas que desconocen la
heterogeneidad de las condiciones agroecológicas y de los
requerimientos de las distintas especies vegetales
Se usan agroquímicos (fertilizantes y plaguicidas) sin criterios
técnicos adecuados
Se abusa de la maquinaria agrícola
Se adolece de adecuada gestión (información y registros)


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Cambios profundos en la producción agropecuaria:
Globalización

La agricultura colombiana de exportación afronta grandes
retos (Leiva y Lee, 2008):
1. La revaluación del peso que hace perder competitividad
2. Exigencias cada vez mayores de la sociedad hacia una agricultura
más amigable con el ambiente. Trazabilidad (cómo se producen los
alimentos).
3. Exigencias sociales, p. ej. Ethical Trade Initiative del Reino Unido,
Demócratas en EEUU para la firma del TLC
4. Sistema macroeconómico cada vez más abierto y permeable,
mayor competitividad con otros países.

El productor agrícola debe enfrentar estas grandes
presiones, manteniendo la productividad y la calidad de su
producto, a costos de producción razonables


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 Los sistemas agrícolas presentan variabilidad
(heterogeneidad)

 Suelo, agua y clima
 Aspectos sanitarios y de malezas
 Rendimiento del cultivo y beneficio $
 Manejo del cultivo


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Avance tecnología!
 Computadores: Duplican su
tamaño cada 3 años (en 15 años,
equipos 32 veces más capaces)
 Equipos de medición: sensores
 Sistemas de posicionamiento
global (GPS)
 Maquinaria y equipos agrícolas
 SIG
 Geomática: conceptos, imágenes
 Geoestadística


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¿Para qué la AP?
 Mejorar la eficiencia y la productividad  Competitividad

 Cumplir con exigencias ambientales y de inocuidad  Sostenibilidad

 Realizar trazabilidad (cómo se producen los alimentos) 
Exigencias de mercado

 Cumplir exigencias técnicas: ej. Caña de azúcar en los Llanos
orientales colombianos

 Mejorar indicadores económicos

 Mejorar condiciones sociales  ergonomía, calidad ambiental

AP alternativa para abordar los retos actuales de la
producción de cultivos


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1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP)?
5. ¿Qué se debe tener en cuenta?


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¿Cómo implementar AP?

 ¿En cualquier finca se pueden implementar
sistemas AP?

 En cualquier cultivo y labor (siempre y cuando exista
variabilidad)
 En cualquier zona del país
 Requiere adaptación a las especificidades de cada sistema
productivo:
 Ambiente: Clima, suelo, topografía
 Material genético
 Sistemas de gestión
 Estrategias/Expectativas del productor

Si es factible, ¿dónde empezar?


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¿Cómo y dónde empezar?
Datos de
rendimiento Esquema del
del cultivo por proceso para
sitio definir si se
justifica un
Mapas de sistema AP
rendimiento (adaptado de
del cultivo Leiva, 2008)

Mantener manejo Muestreo del lote
¿Existe
convencional para identificar
NO apreciable SI
(corregir posibles causas de
variabilidad?
problemas) la variabilidad

Análisis sobre
posibles causas de
la variabilidad

Identificación de
Definición del Análisis
posibles
sistema de técnico-
alternativas de
manejo por sitio económico de
manejo por sitio
específico alternativas
específico

Caracterizar adecuadamente la variabilidad para toma de decisiones

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para Variabilidad del clima: alta variabilidad
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el Logo temporal y escaso control


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para Textura del suelo: escasa variación
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el Logo temporal y control


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para Propiedades del suelo: considerable
variabilidad temporal y control
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4.77 < pH < 5.37
Cultivo de maíz

2.26 < CO < 4.58


Variabilidad y Aspectos que se pueden controlar para la toma de
decisiones

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Concepción de Agricultura de precisión (AP)

 AP es una Concepción (manejo de
variabilidad), No es una tecnología, pero
requiere tecnología:
 Tecnologías duras (hardware)
 Tecnologías blandas (software)
 Niveles tecnológicos


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el Logo Tecnología

Tecnología completa:
 Computadores
 Sistemas de posicionamiento global (GPS)
 Sistemas de información geográfica (SIG)
 Software: Mapas, Estadística, Sistemas de apoyo para toma
de decisiones
 Piloto automático
 Sensores
 Imágenes aéreas (aviones, satélites)
 Tecnología mecanizada para aplicación variable y regulada

Tecnología sencilla (indígena)
 Creatividad (software)


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GPS - DGPS

Toma de datos en campo

Ubicación de
una máquina
en campo


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SIG

• Gran herramienta para gestión
y almacenamiento de
información

• Software sencillo ó más
complejo

• Gratuito o por licencia ($)


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para Banderillero satelital y Piloto automático
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el Logo con DGPS


Control tipo barra luminosa para banderillero satelital

Barra
luminosa

Interfase

Datalogger / Computador
(opcional)

Cable de batería
DGPS

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para Aplicación comercial banderillero
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el Logo satelital

Exigencias técnicas:
curvas a nivel

Eficiencia y calidad de
trabajo en horas nocturnas


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para Sensores para mapas de rendimiento del
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el Logo cultivo


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Sensor electromagnético para medir
el Logo CE suelo

CE = f (humedad, textura,
salinidad, CIC, temperatura)

McCutcheon et al., 2006.
Biosystems Engineering
94 (1): 19–32 inicio atrás siguiente

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Reflectancia espectral del suelo

 Propiedades que resultan en baja
reflectancia de suelos
 Alta humedad del suelo
 Alto contenido de materia orgánica

 Propiedades que resultan en alta
reflectancia de suelos

 Baja humedad
 Superficie plana del suelo


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Reflectancia espectral de plantas
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 Las plantas verdes tienen relativamente  En contraste, la reflectancia y la
baja reflectancia y transmitancia en las transmitancia de las plantas
regiones visibles del espectro (400-700 verdes son comúnmente altas
nm). en la región del infrarrojo
cercano NIR (700-1300 nm)
 Causado por alta absorbancia de luz
 Las plantas no absorben
para la fotosíntesis
esta parte del espectro
 Concentraciones de clorofila
 Procesos asociados


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Sensor de clorofila (N)

• Aplicaciones TDV de N.
• Mejor eficiencia del fertilizante
• Mejor respuesta del cultivo
• Menor riesgo de impacto ambiental negativo


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NTech GreenSeeker

 El sensor óptico GreenSeeker,
desarrollado en Oklahoma State
University y comercializado por
NTech Industries, Inc.

 Genera rayos de luz en dos
longitudes de onda: Rojo y NIR

 Mide la luz reflejada por las plantas

 La reflectancia se usa para calcular
NDVI (índice de vegetación de
diferencia normalizada)
NDVI = (NIR – VIS)/ (NIR + VIS)

http://nue.okstate.edu/


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Equipo TDV para siembra
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• Densidad adecuada de semilla según
condiciones específicas de suelo
• Mayor eficiencia en uso de fertilizantes
• Mejores rendimientos/calidad


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Variabilidad para manejo del riego

No aplicar
riego en áreas
no cultivadas

Pivote 1
No hacer
doble
aplicación en
áreas de
traslape de
Pivote 2 pivotes


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Tecnología de dosis variable (TDV) para riego

 Mejora en eficiencia de uso de agua y en respuesta
del cultivo
 Ahorro en agua y en costos relativos
 Reducción de riesgo ambiental


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para Equipo para distribución de insumos líquidos
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el Logo mediante TDV
 Mejora en eficiencia de uso de
plaguicidas, mejor control
 Ahorro en insumos y en costos de
insumos
 Reducción de riesgo ambiental:
humanos y otros seres vivos


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para Equipo TDV para control de malezas en
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el Logo tiempo real

Barra de
Boquilla
herramientas

Receptor/emisor
de infrarrojo

Vista lateral

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¿Qué se debe tener en cuenta? (1)

 La AP tiene importantes ventajas, pero:
 Gestión subestándar  el agricultor difícilmente apropia esta
concepción.
 Tiempo e inversión en capacitación.
 Tiempo e inversión en toma de datos y análisis.
 Disponibilidad y limitaciones técnicas en hardware y software.
 La rentabilidad de AP se debe evaluar adecuadamente.
B>C?
 ¿Hay mejoras en rendimiento del cultivo?
 ¿Hay ahorros en costos? Menor costo de un insumo?
 Labores mas rápidas o más confiables?
 ¿Hay beneficios ambientales?



Muestreo adecuado en AP
 Obtener resultados confiables con relativamente baja
inversión en tiempo y dinero
 Datos erróneos NO se corrigen con análisis sofisticado

Información previa:
estudios previos,
mapas, imágenes
(Google Earth) ?


 Uso inadecuado de métodos de
interpolación (mapas):

 Métodos geoestadísticos inapropiados:
dependencia espacial, variables discretas (ej.
Malezas en parches, focos de insectos-plaga)

Iguales datos,
diferentes métodos
de interpolación

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Actualidad y Perspectivas en Colombia

 Un número considerable de cultivos en Colombia se están
beneficiando de AP: caña de azúcar, banano, palma de aceite,
maíz, soya, arroz, algunos frutales y otros
 Esa tendencia tiende a incrementarse
 ¿Conciencia sobre las exigencias y los retos de la agricultura
en Colombia? ¿Eficiencia productiva?
 Se requiere: Más tecnologías Blandas y Duras
Mayor capacitación
Mayor apoyo a investigación
Mayor comunicación y coordinación entre
instituciones que trabajan el tema


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1. ¿Qué es agricultura de precisión (AP) ?
5. ¿Qué se debe tener en cuenta?


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Conclusiones y recomendaciones

 La AP como concepción que busca optimizar el proceso
productivo a partir de la variabilidad del agroecosistema tiene un
importante potencial para la competitividad y sostenibilidad
 La tecnología está llegando al país y su costo tiende a disminuir
 La implementación de sistemas AP debe ser sistemática, según
las características de la agroempresa y luego de un análisis
beneficio-costo
 Un número importante de cultivos actualmente se benefician de
la AP, con tendencia a incrementarse
 La capacitación es parte fundamental del proceso de adopción de
AP
 Se requiere apoyo a investigación
 Se requiere intercambio de información y mayor coordinación
interinstitucional


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Publicaciones 1
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Artículos en revistas científicas
 Camacho-Tamayo, J. H., Luengas, C. A., Leiva, F. R. 2010. Análisis multivariado
de propiedades químicas en Oxisoles con diferentes niveles de intervención
agrícola. Acta Agronómica 59(4). Aceptado para publicación.
 Rodríguez Álvarez, J., González Serrano, A. M., Leiva, F. R., Guerrero Jiménez,
L. 2008. Fertilización por sitio específico en un cultivo de maíz (Zea mays L.) en
la Sabana de Bogotá. Agronomía Colombiana 26(2): 308-321.
 Camacho-Tamayo, J. H., Luengas, C. A., Leiva, F. R. 2008. Effect of agricultural
intervention on the spatial variability of some chemical properties of soils in the
Eastern Planes of Colombia. Chilean Journal of Agricultural Research 68(1): 42-
55.

Libro
 Leiva, F. R. (Ed.). 2008. Agricultura de precisión en cultivos transitorios. Editorial
Universidad Nacional de Colombia. Bogotá, D. C. 108 pp.


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Publicaciones 2
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Memorias, Proceedings, Eventos nacionales e internacionales, Otros

 Cortés Bello, C. A., Leiva, F. R. y Camacho Tamayo, J. H. 2010. Evaluación del
comportamiento de la resistencia a la penetración del suelo mediante técnicas
multivariadas. In: Memorias XV Congreso de la Ciencia del Suelo. Sociedad
Colombiana de la Ciencia del Suelo (SCCS). Pereira.

 Leiva, F. R. y Lee, R. A. 2008. Agricultura específica por sitio en cultivos de
flores de exportación en Colombia. Revista Asocolflores 70: 26-36.

 Criollo, V., Leiva, F. R. y Guerrero. L. 2008. Respuesta del maíz (Zea mays L.)
a la zonificación de la fertilidad del suelo mediante agricultura de precisión en
la Sabana de Bogotá. In: Memorias del XIV Congreso Colombiano de la Ciencia
del Suelo. Villavicencio, Colombia. 62-69.

 Salamanca, C., Leiva, F. R. y Guerrero, L. 2007. Evaluación del manejo de la
fertilidad del suelo por sitio específico en un cultivo comercial de arveja (Pisum
sativum L.) en la Sabana de Bogotá. 2007. In: Memorias III Encuentro de
Agricultura de Conservación, Villavicencio (Meta). Colombia. 30 – 45.


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Nota. Esta presentación incluye fotos tomadas
de internet únicamente con fines
académicos


GRACIAS POR
LA ATENCIÓN
¿PREGUNTAS?

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