NDVI

En la agricultura moderna, tomar decisiones basadas en datos es fundamental para maximizar el rendimiento y la sostenibilidad.

El NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada) es una herramienta ampliamente utilizada para evaluar la salud de los cultivos y optimizar el uso de recursos claves.

A continuación, explicaremos qué es el NDVI, cómo se utiliza en la agricultura y algunas de sus limitaciones.

¿Qué es el NDVI?

Hablaremos bastante sobre el NDVI, por lo que es conveniente empezar explicando qué es.

Es el índice de vegetación más utilizado en la agricultura, descubierto en 1973 por un grupo de científicos de la Universidad de Texas.

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

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

Un valor inferior a 0.2 corresponde a un suelo recién arado sin vegetación, mientras que valores superiores a 0.8 indican vegetación muy densa y sana.

En la siguiente imagen, se puede observar cómo el índice NDVI se correlaciona con el estado real de las plantas en un cultivo.

La luz que llega del sol impacta sobre las plantas, y parte de esa energía se refleja. La energía en el espectro de la luz roja y azul es la que las plantas utilizan para realizar la fotosíntesis.

¿Cómo funciona?

El sol es la principal fuente de energía para la Tierra y emite una amplia gama de radiación electromagnética.

Los ojos humanos solo pueden ver los colores rojo, verde y azul (el espectro visible), pero una cámara multiespectral puede captar otros tipos de luz que no son visibles para nosotros:

• Luz visible: Es la luz que percibimos. Las plantas utilizan la luz azul y roja para realizar la fotosíntesis, convirtiendo la energía solar en energía química almacenada en moléculas de glucosa, que luego son utilizadas por la planta para sus funciones vitales.

• Infrarrojo cercano (NIR): Es una luz invisible para nosotros, pero que las plantas reflejan en gran medida. Es muy útil para estudiar la salud de las plantas, ya que una planta sana refleja más luz NIR que una planta enferma o estresada.

• Infrarrojo medio: Este tipo de luz, también invisible, se utiliza en cámaras multiespectrales avanzadas para obtener información sobre el suelo, la humedad o la estructura de las plantas.

Las plantas sanas absorben gran parte de la luz visible para la fotosíntesis y reflejan mucha de la luz NIR.

Por el contrario, las plantas estresadas o con problemas reflejan menos NIR y más luz visible.

De esta forma, una planta que refleja poca luz roja está en buenas condiciones, ya que está absorbiendo la mayor parte de esa luz para realizar la fotosíntesis.

Por el contrario, una planta que refleja más luz roja podría tener problemas relacionados con el riego, la nutrición o enfermedades que afectan su desarrollo.

En resumen, una planta sana refleja mayormente el infrarrojo y absorbe la luz roja.

El índice NDVI se visualiza en mapas que funcionan como una especie de radiografía del cultivo, mostrando zonas donde las plantas están sanas y otras donde pueden estar sufriendo estrés.

Al igual que un médico utiliza radiografías para diagnosticar enfermedades, los ingenieros agrónomos utilizan estos mapas para analizar la salud de las plantas.

Uso del NDVI en la Agricultura

El NDVI tiene múltiples aplicaciones en la agricultura de precisión, ayudando a los productores a monitorear la salud de sus cultivos, identificar áreas problemáticas y tomar decisiones oportunas para mejorar el rendimiento.

Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen:

1. Monitoreo de la Salud de los Cultivos: El NDVI permite detectar áreas del campo con cultivos que muestran estrés hídrico, deficiencias nutricionales o enfermedades antes de que estos problemas se vuelvan visibles a simple vista.

2. Optimización del Uso de Insumos: Al identificar zonas con baja actividad vegetativa, los agricultores pueden focalizar el uso de fertilizantes, pesticidas y riego solo donde sea necesario. Esto no solo reduce costos, sino que también minimiza el impacto ambiental.

3. Predicción de Rendimientos: El análisis de series temporales de NDVI ayudan a realizar estimaciones de la producción final de un cultivo al observar el desarrollo del cultivo durante las etapas críticas de crecimiento.

4. Detección de Problemas Localizados: Zonas con valores de NDVI anómalos pueden indicar compactación del suelo, problemas de drenaje o enfermedades específicas. El monitoreo continuo permite realizar intervenciones localizadas antes de que el problema se propague al resto del campo.

Limitaciones del NDVI

Aunque el NDVI es una herramienta poderosa, también tiene limitaciones.

Por ejemplo, en etapas avanzadas del ciclo del cultivo, cuando las hojas comienzan a amarillear o caer, el NDVI puede subestimar la salud del cultivo, ya que las hojas más viejas reflejan menos luz NIR.

Además, en cultivos con un dosel muy cerrado, como en platos, cítricos o caña de azúcar, el índice puede no detectar diferencias en la salud entre la parte superior e inferior de las plantas.

Otro aspecto a considerar es que la interpretación del NDVI puede verse afectada por las condiciones del suelo, como su humedad.

Por ello, es aconsejable complementar el NDVI con otras fuentes de información, como los análisis de suelo y los sensores de humedad.

Este correo ha sido preparado por el Equipo de ViLab | www.vilab.cl