Guia para el monitoreo de los cultivos

Este artículo te ofrece una guía para la identificación temprana de problemas o anomalías en los cultivos.

En la siguiente figura se ilustra el modelo general de operación:

1. Primero se capturan imágenes satelitales multiespectrales del cultivo.

2. Estas imágenes se procesan para obtener índices de vegetación, los cuales se analizan para determinar anomalías o posibles problemas.

3. Luego se envía la información de la anomalía al agricultor y en algunos casos se prioriza una visita a terreno para la toma de datos.

4. Un equipo técnico idealmente formado por el agricultor, el técnico de terreno y el asesor revisan los antecedentes y definen las acciones para corregir la anomalía, si corresponde.

A continuación veremos qué son los índices de vegetación y cómo se utilizan para detectar las anomalías en los cultivos:

¿Qué es el NDVI?

Hablaremos bastante sobre el índice de vegetación NDVI. Por eso, creo que lo mejor es que empecemos explicando qué es.

El NDVI, o índice de vegetación de diferencia normalizada, es uno de los índices de vegetación más utilizados en la agricultura.

Fue descubierto en 1973 por un grupo de científicos de la Universidad de Texas.

Es un indicador numérico de la superficie fotosintéticamente activa de un cultivo, lo cual está relacionado con la densidad y la salud de las plantas o árboles.

Se obtiene mediante sensores transportados por satélites, aviones o drones que captan cómo las plantas reflejan y absorben la luz.

Los valores de NDVI para cultivos varían de 0 a 1.

Un valor inferior a 0.15 corresponde a un suelo recién arado sin vegetación, mientras que valores superiores a 0.85 corresponden a vegetación muy densa y sana.

En esta figura vemos cómo el índice NDVI se correlaciona con el estado real de las plantas en el campo.

¿Cómo funciona?

Una planta sana, con mucha clorofila y una buena estructura celular, absorbe activamente la luz roja y refleja el infrarrojo cercano o NIR.

Y sucede exactamente lo contrario con una planta enferma o estresada, absorbe más luz roja en lugar de reflejarla y disminuye el reflejo del infrarrojo cercano.

Así, esta relación entre la luz roja y la presencia de clorofila medida por el infrarrojo cercano es lo que se conoce como NDVI y permite diferenciar una planta sana de una enferma o estresada.

Variante del NDVI: MSAVI2 y NDRE.

Si bien el NDVI es el índice de vegetación más utilizado, existen otras variantes más precisas para algunas etapas o condiciones de desarrollo de un cultivo.

El MSAVI2 o Índice de Vegetación Ajustado al Suelo Modificado es un índice de vegetación que se utiliza como variante en áreas con elevada exposición de suelo.

Por ejemplo, en el estado fenológico de emergencia de un cultivo o en huertos de frutales en formación o de baja densidad de plantación.

Bajo estas condiciones, el NDVI entrega datos incompletos o erróneos debido a la pequeña cantidad de vegetación existente o a la ausencia de clorofila.

MSAVI2 minimiza la influencia del suelo y aumenta el rango que señala la vegetación, mejorando de esta forma el análisis frente al NDVI.

Por otra parte, el NDRE o Índice de Diferencia Normalizada de Borde Rojo, se diferencia del NDVI en que puede detectar las variaciones en la salud o estrés de los cultivos en sus etapas más avanzadas o en huertos de árboles adultos de alta densidad de plantación.

En estos casos, el NDVI tiende a saturarse y no detecta las diferencias.

El NDRE si las detecta porque utiliza la luz de borde rojo que atraviesa las hojas en forma más profunda que la luz roja, utilizada por el NDVI.

Así, donde hay alta intensidad de vegetación es recomendable utilizar NDRE.

Entonces, teniendo en cuenta la sensibilidad de los índices, por ejemplo, en un cultivo de maíz, deberíamos comenzar a analizar el cultivo con MSAVI2, cambiando luego a NDVI en las etapas medias de su desarrollo.

Cuando el cultivo termina su desarrollo vegetativo, cambiamos a NDRE.

Finalmente, durante la etapa final o senescencia, podemos volver al MSAVI2 para seguir el desarrollo del cultivo hasta la cosecha.

En frutales de hoja caduca, como el cerezo, comenzamos con MSAVI2 durante el receso invernal hasta el término de la floración en primavera, cambiando a NDVI durante el período de desarrollo vegetativo.

Antes de la cosecha, cambiamos a NDRE y finalmente, cuando comienza la caída de hojas, volvemos a MSAVI2 para seguir el monitoreo durante el otoño.

Finalmente, en frutales no caducos como los paltos o cítricos, usaremos el NDRE durante todo el año si son árboles adultos con alta densidad de plantación.

Identificación de anomalías

Ahora veremos 3 métodos que nos ayudarán a identificar las áreas problemáticas de un cultivo.

El primero de ellos es el método de valores anormales.

En cualquier cultivo es deseable tener pocas diferencias entre las plantas o árboles dentro de un mismo huerto.

Un desarrollo homogéneo permite un crecimiento parejo y que el cultivo madure al mismo tiempo.

El primer método consiste entonces en revisar el mapa de NDVI e identificar valores anormales.

Estos valores son muy diferentes de los valores promedios del cultivo y se detectan visualmente.

A comienzos de la temporada, valores altos de NDVI podrían indicar presencia de malezas o malas hierbas, mientras que al final de la temporada, el NDVI nos puede ayudar a determinar qué cultivos están listos para la cosecha: cuanto más bajo es el índice, más cerca estará de la etapa de maduración.

Cuando hay aumentos o disminuciones muy altas de la vegetación, es recomendable ver la imagen visible RGB, para corroborar que no exista un obstáculo o trabajo en terreno que pueda estar afectando el valor de los índices.

Un segundo método para identificar problemas en el campo es comparar los valores de NDVI de un cultivo en dos días distintos.

Si el cultivo está en su etapa inicial o de desarrollo vegetativo, un sector con NDVI más bajo respecto al que tenía la semana anterior será un lugar con un potencial problema.

Aun cuando no se deba a una plaga o enfermedad, el descenso de los valores de NDVI durante las etapas medias del cultivo indica que ese sector no se está desarrollando de forma uniforme y que precisa una revisión en terreno.

Luego de revisar valores anormalmente altos o bajos y verificar que no existan sectores con NDVI más bajo respecto a la imagen anterior, podemos consultar el gráfico de valores promedios del índice de vegetación.

Este gráfico muestra la dinámica o evolución del NDVI en el tiempo y lo compara con el rendimiento habitual que ha tenido esa especie en los últimos años en la misma zona climática.

¿Qué hacer con las áreas identificadas?

Puedes crear una ruta de monitoreo utilizando las imágenes de NDVI y las notas de ubicaciones para llegar al lugar con el GPS del teléfono móvil.

Primero, observa qué áreas muestran valores de NDVI excepcionalmente bajos o altos.

También analiza aquellas áreas en las que el índice está decreciendo o aumentando lentamente respecto del resto del campo.

Marca estas áreas en el mapa.

Ahora es tiempo de ir a terreno. Al tener previamente identificadas las zonas con posibles problemas, ahorraremos tiempo y seremos más eficientes en las visitas al campo.

Aconsejamos ir a terreno a verificar qué son las anomalías y comprobar si efectivamente son zonas con problemas.

Si la anomalía no es importante o no informa nada nuevo de lo que ya sabías, como un problema de textura del suelo, se podrá ignorar e informar a la plataforma.

De esta forma, sabremos que no debemos volver a informar ese mismo problema.