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UTILIZACIÓN DE SENSORES REMOTOS PARA MEJORAR EL MANEJO DE LA NUTRICIÓN
NITROGENADA EN TRIGO Y EN CEBADA
El nitrógeno es uno de los nutrientes que con mayor frecuencia limita el rendimiento
tanto de trigo como de cebada en la región pampeana. Para su diagnóstico y recomendación
de fertilización se ha considerado principalmente la disponibilidad al momento de la
siembra (nitrógeno de nitratos en los suelos más el nitrógeno agregado como fertilizante).
Sin embargo, son varias las razones que justifican el monitoreo del estado de nutrición
nitrogenada luego del ajuste según disponibilidad inicial. Los aportes de nitrógeno por
mineralización y las pérdidas de nitrógeno por lavado (entre otras) muestran diferencias
entre años y lotes (incluso diferencias entre zonas de un mismo lote). Si bien los modelos
que consideran el nitrógeno disponible al momento de la siembra tienen en cuenta los
procesos de aporte y de pérdida durante el ciclo del cultivo, en ocasiones la magnitud de
estos procesos justifican el monitoreo del estado nutricional para disminuir los errores de
sobre o sub fertilización.
Una herramienta que permite monitorear la nutrición nitrogenada tanto en trigo como
en cebada es el uso de los sensores remotos. Si bien se han evaluado distintos sensores, los
más estudiados en la región pampeana son las cámaras multiespectrales y el GreenSeeker.
Estas herramientas basan su funcionamiento en sensores ópticos que miden la reflectancia
del canopeo en las bandas del rojo (R) e infrarrojo cercano (IR), expresando los resultados
como un Índice de Vegetación Normalizado (NDVI = IR – R / IR + R). La utilización de
este método requiere la preparación de franjas de suficiencia de nitrógeno (sectores del lote
en los cuales se aplica una dosis inicial de nitrógeno elevada para asegurar condiciones no
limitantes del nutriente). Una vez que los cultivos alcanzan suficiente acumulación de
biomasa (desde macollaje en adelante), se determina el NDVI de referencia en las franjas
de suficiencia de N y en el resto del lote a fertilizar pasando el sensor por encima del
canopeo. Finalmente, con los valores de NDVI así obtenidos, se puede determinar las
deficiencias de nitrógeno incluso según distintas zonas dentro de un lote (Figura 1).
4-Toma de
decisiones
(fertilización)
3-Diagnóstico
1-Seguimiento
2-Evaluación
Figura 1: Ciclo de seguimiento, evaluación y diagnóstico de estado nutricional mediante uso de sensores
remotos montado en aviones tripulados.
En experimentos realizados en la región pampeana, se han obtenido aumentos
significativos en la eficiencia de uso del nitrógeno cuando se emplearon dosis variables
prescriptas mediante sensores remotos en comparación con una estrategia de fertilización
de dosis uniforme. Los aumentos en la eficiencia de uso de nitrógeno que posibilitó el
manejo variable del nutriente asistido mediante el sensor en general han significado
también una reducción de la dosis de nitrógeno aplicada.
Resultados en trigo y cebada
Durante las campañas 2013 y 2014 se realizaron en las localidades de Tandil,
Lobería, Gonzales Chaves, y Tres Arroyos experimentos en trigo y en cebada con el
objetivo de evaluar el uso de la relación entre NDVI observado y el NDVI de referencia
como herramienta para manejo de la nutrición nitrogenada. En cada sitio se realizaron
experimentos con diferente disponibilidad de nitrógeno, se midieron los niveles de NDVI
en primer nudo visible (Z3.1), y los rendimientos de grano. Los rendimientos tuvieron un
rango de 1200 a 7500 kg/ha en trigo y 1150 a 9100 kg/ha en cebada. En todos los sitios se
observó respuesta de rendimiento ante el agregado de nitrógeno según modelos cuadráticos
decrecientes.
La relación o cociente entre el NDVI observado y el NDVI de referencia se ajustó
tanto en trigo como en cebada con la dosis óptima económica (DOEN, Figuras 2 y 3). Así,
los valores negativos de Dif DOEN indican que la disponibilidad de nitrógeno es menor a
la dosis óptima económica, mientras que valores de Dif DOEN positivos indican que la
oferta de nitrógeno es mayor a la dosis óptima económica. Así, aumentos en los niveles de
nitrógeno inicial en las parcelas (Dif DOEN), determinaron incrementos el índice de
suficiencia de nitrógeno determinado por el cociente entre el NDVI observado y NDVI de
referencia (Fig. 2 y 3). Cuando la disponibilidad de nitrógeno corresponde a la dosis optima
económica (valor 0 de Dif DOEN en fig. 2 y 3) el índice de suficiencia fue de 0,96 y 0,97
en trigo, y de 0,96 en cebada (Figuras 2 y 3). Estos resultados son similares a los
observados por Zubillaga y colaboradores en San Antonio de Areco, y a lo observado por
Reussi Calvo y colaboradores en un reciente estudio en sur de la provincia de Buenos Aires
(Tabla 1).
Trigo 2013
Trigo 2014
NDVIobs/NDVIref
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
y = -1E-06x2 + 0,0005x + 0,96
0
-200
y = -9E-06x2 + 0,0015x + 0,97
R² = 0,54
-100
0
R² = 0,65
100
200
-150
-100
Dif DOEN
-50
0
50
Dif DOEN
Figura 2: Relación NDVI observado y NDVI de referencia (nivel de suficiencia de nitrógeno) en función
de un rango de niveles de nitrógeno disponible centrados en la dosis optima económica (Dif DOEN=0)
en trigo durante campaña 2013 y 2014. Los datos corresponden a sitios de Tres Arroyos, Gonzales
Chaves, Lobería y Tandil.
Cebada 2013
Cebada 2014
NDVIobs/NDVIref
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
y = -2E-05x2 + 0,0014x + 0,96
y = -7E-07x2 + 0,0005x + 0,96
R² = 0,84
R² = 0,82
0
-200
-100
0
Dif DOEN
100
200
-200
-100
0
Dif DOEN
100
200
Figura 3: Relación NDVI observado y NDVI de referencia (nivel de suficiencia de nitrógeno) en función
de un rango de niveles de nitrógeno disponible centrados en la dosis optima económica (Dif DOEN=0)
en cebada durante campaña 2013 y 2014. Los datos corresponden a sitios de Tres Arroyos y Tandil.
Tabla 1: Resumen de resultados de valores diagnóstico en trigo y cebada según estado fenológico, sitio y
autores.
Trigo
Estado
fenológico
Macollaje
Valor
diagnóstico
0,96
Trigo
Macollaje
0,96
Cultivo
Trigo
Trigo
Trigo
Trigo
Cebada
Cebada
Primer nudo
visible
Llenado de
granos
Primer nudo
visible
Primer nudo
visible
Primer nudo
visible
Primer nudo
visible
0,95
0,95
0,96
0,97
0,96
0,96
Sitios
Autores
Norte de Bs. As.
Sudeste de Bs
As
Sudeste de Bs
As
Zubillaga et al 2012
Reussi calvo et al
2015
Reussi calvo et al
2015
Norte de Bs. As.
Zubillaga et al. 2012
Sudeste de Bs.
As año 2013
Sudeste de Bs.
As. Año 2014
Sudeste de Bs.
As. Año 2013
Sudeste de Bs.
As. Año 2014
Lopez de Sabando y
Ross (no publicado)
López de Sabando y
Ross (no publicado)
López de Sabando y
Ross (no publicado)
López de Sabando y
Ross (no publicado)
Ejemplo de monitoreo
Para realizar el seguimiento de los cultivos de trigo y de cebada según estos modelos
propuestos se requiere la realización de una franja de suficiencia aplicada a inicio del
cultivo (franja con nivel de nitrógeno no limitante) y su diagnóstico posterior mediante el
uso de sensores (avión con cámara multiespectral, GreenSeeker, etc). Esta técnica alcanza
un alto grado de confiabilidad con lecturas entre fin de macollaje e inicios de encañazón
(desde Z 3.0). La metodología se basa en realizar la observación de la parcela de referencia
(NDVI ref) y la observación en el sitio (parcela, lote, etc) donde se quiera diagnosticar su
estado nutricional (NDVI obs). Posteriormente, se calcula el cociente (NDVI obs / NDVI
ref) y se la compara con valor diagnóstico (Tabla 1).
Como ejemplo de uso, en la figura 3 el esquema A muestra una situación con
deficiencia de nitrógeno y necesidad de corrección. Mientras que el esquema B muestra una
situación sin necesidad de corrección de nitrógeno.
Los sensores son herramientas que debemos integrar a nuestro método de diagnóstico
tradicional. Estos nos ofrecen la ventaja de poder hacer muchas determinaciones dentro del
lote. Lo cual, abre la posibilidad del manejo sitio específico de la fertilización dentro del
lote, e incluso poder realizar aplicaciones de corrección en tiempo real (sensores incluidos
en los equipos que realizan la fertilización permitiendo tomar lecturas y en el mismo
momento realizar aplicaciones).
0,70/0.82=
0,85
NDVI ref
0,82
NDVI obs
0,70
Deficiencia
de nitrógeno
A
0,79/0.82=
0,96
NDVI ref
0,82
NDVI obs
0,79
Suficiencia
de nitrógeno
B
Figura 3: Ejemplos de uso utilizando umbral de suficiencia la relación de NDVI observado y NDVI de
referencia igual a 0,96. Esquema A con deficiencia de nitrógeno, la relación de NDVI de referencia
(nitrógeno en nivel de suficiencia) y NDVI observado es menor a 0,96. Esquema B con suficiencia de
nitrógeno, la relación de NDVI de referencia (nitrógeno en nivel de suficiencia) y NDVI observado es
igual o mayor a 0,96.
Bibliografía
Zubillaga, M.M., M. López de Sabando, y M.S. Zubillaga. 2012. Índices espectrales y fertilización
nitrogenada de trigo a escala intralote. Actas de XXIII Congreso Argentino de la Ciencia del Suelo.
Reussi Calvo N.I., H. Sainz Rozas, H. Echeverría, y N. Diovisalvi. 2015. Using Canopy Indices to
Quantify the Economic Optimum Nitrogen Rate in Spring Wheat. Agron. J. 2014
doi:10.2134/agronj14.0392.