Ambientación, Fertilización y Re Fertilización mediante Imágenes NDVI y Sistema Úrsula GIS

En este artículo nos proponemos compartir una experiencia de aplicación de fertilización de precisión en un lote de trigo, campaña 17 / 18. En esta experiencia se utilizaron los siguientes recursos: 1) Mapas de rendimiento e imágenes NDVI para ambientar 2) Análisis de suelos con muestreo dirigido y mapas de respuesta de fertilización para controlar y corregir.

El primer paso fue descargar y seleccionar una serie de imágenes NDVI del lote en cuestión, que sirvieran para ambientar el lote para trigo. Se procuró que las imágenes fueran de años con oferta climática comparable. También se seleccionaron algunos mapas de rendimiento y se procedió a buscar ambientes con rindes históricos similares a fin de hacer un muestreo dirigido.

Para generar el muestreo dirigido se hizo lo siguiente:

1. Se usó la funcionalidad de convertir cada imagen NDVI a estimación de cosecha asignándole un rinde promedio arbitrario igual en cada caso, digamos 3,5 Tn/ha.
2. Se unieron todas las cosechas estimadas usando las funcionalidades de "Unir Cosechas" y "Grillar" para obtener una cosecha estimada promedio.
3. Se llevaron los mapas de rendimiento –debidamente limpios, calibrados, etc.- al rinde arbitrario 3,5 Tn/ha que se había seleccionado para las estimaciones según imágenes NDVI.
4. Se unieron con la estimación NDVI y se grillaron obteniendo de esta forma un mapa de distribución de rinde estimado dentro del lote.
5. El último paso fue clasificar según Jenkins en 3 ó 4 categorías y resumir las geometrías para obtener el mapa de ambientes terminado.

En este caso el área naranja representa zonas bajas de este lote con exceso hídrico; y el área verde la zona de cultivo de mayor potencial.

De acuerdo a esta ambientación, se diseñó un muestreo dirigido y se obtuvieron 10 muestras de suelo que se juntaron en 3 muestras conjuntas: 2 del área naranja por diferencia de la incidencia del exceso hídrico (ambientes B y C del cuadro) y 1 del área verde (ambiente A).

El resultado de los análisis fue:

De acuerdo a este resultado se procedió a dibujar los polígonos que  representan a cada Ambiente. Luego se suelo la funcionalidad de "Convertir a mapa de suelo" ingresando los valores correctos en cada caso.

Finalmente, para obtener la estimación de rendimiento de esta campaña, se tomó la ambientación y se corrigió el rinde promedio al rinde objetivo de 4,5 Tn/ha.

Concluyo aquí el trabajo de ambientación y estimación de rendimiento inicial y se procedió a generar la recomendación de fertilización. Para ello utilizó la funcionalidad de "Recomendar fertilización P" seleccionando fosfato diamónico como fuente fosfatada y se obtuvo una la siguiente recomendación de fertilización: 87 kg/ha para las zonas de alto potencial y 45 kg/ha para las de menor potencial.

A continuación, activando las capas de los mapas de suelo, la estimación de cosecha y la prescripción de fertilización P, se usó la funcionalidad de "Recomendar fertilización N" seleccionando urea como fuente nitrogenada. La funcionalidad "Recomendar fertilización N" calcula los requerimientos nutricionales de la cosecha según la configuración del cultivo (Tabla de requerimientos del IPNI[1]), le resta tanto el nitrógeno disponible en el suelo como el de la fertilización fosforada, e indica así la cantidad necesaria de urea que el productor deberá aportar para suplir las deficiencias de nitrógeno.

[1] International Plant Nutrition Institute

Una vez realizadas las tareas de prescripción, se esperó una ventana de oportunidad  en que no hubiesen lluvias, de forma tal que se redujese el exceso hídrico y fuera posible acceder a sembrar y fertilizar el lote. El mismo se pudo sembrar y fertilizar con urea pero no se alcanzó a incorporar el fosfato diamónico que quedó pendiente para una posterior aplicación. Esto no fue crítico dado las altas concentraciones de fosforo disponible en el suelo, producto de años de buenas políticas de reposición.

En el momento de la aplicación de la urea hubo problemas con el monitor y no se pudo aplicar correctamente la prescripción. (La aplicación fue con una fertilizadora Yomel al voleo.)

El mapa de respuesta de la aplicación de urea fue:

En el mismo se puede ver que toda la zona de abajo a la izquierda se fertilizó con 84 kg/ha en vez de los 225 kg/ha que correspondían según la prescripción. En ese momento se tomó la decisión de aprovechar la oportunidad para probar un esquema de re fertilización en hoja de bandera que se está recomendando para mejorar la calidad del grano.

Una vez nacido el trigo se esperó una ventana de cielo despejado y se obtuvo una imagen NDVI del nacimiento del mismo:

Imagen NDVI del cultivo:

Imagen del día después de la captura NDVI del satélite:

Con esta nueva información se dejaron de utilizar como guía los rindes históricos y se creó un nuevo mapa de rendimiento estimado. El rinde objetivo promedio se mantuvo en 4,5 Tn/ha.

Se observa diferencias entre la estimación de rendimiento a priori y la nueva estimación de rendimiento, basada en la imagen NDVI de este estadio. En bajos, en los que antes se veía menor potencial, ahora se ve un mejor nacimiento que en otras zonas. Esto podría deberse a que los bajos tuvieran mayor disponibilidad de fósforo trasladado por escurrimiento. Sin embargo este potencial podría finalmente no expresarse, por falta de nitrógeno o por exceso hídrico y encharcamiento. También se observa una diferencia más marcada que la esperada entre el sector con riego y el secano, aunque ninguna de las dos partes fueron regadas. Una posibilidad es que tal fenómeno se explique por diferencias de manejo histórico y un mayor contenido de materia orgánica. Quizás también influya que el sector con riego tiene antecesor maíz para semilla mientras que el secano tiene antecesor sorgo.

Con esta nueva información se volvió a utilizar la funcionalidad de "Recomendar fertilización P" seleccionando fosfato diamónico como fuente fosfatada y se consiguió la siguiente recomendación de fertilización: 90 kg/ha para las zonas de alto potencial y 60 kg/ha para las de menor potencial.

Con el objetivo de generar la recomendación de re fertilización se hizo lo siguiente: Activando las capas de los mapas de suelo, la nueva estimación de cosecha, la nueva prescripción de fertilización fosforada y la respuesta de la fertilizadora, se usó la funcionalidad de "Recomendar fertilización N" seleccionando como fuente nitrogenada la urea.

La respuesta fue:

Por limitaciones del equipo de aplicación se decidió simplificarla obteniendo la siguiente prescripción:

Conclusiones:

El método de ambientación y prescripción que brinda ÚrsulaGIS con mapas de NDVI, mapas de respuesta de cosecha y fertilización permite gran precisión y flexibilidad. Todavía falta para la finalización del lote, pero se espera obtener una mayor eficiencia de los insumos aplicados y una mejor calidad final del grano. Consideramos que el método propuesto tiene gran potencial como herramienta para la agricultura de precisión en los años por venir.

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