Desarrollo de una herramienta para la agricultura de precisión en los cultivos de arroz: sensado del estado de crecimiento y de nutrición de las plantas usando un drone autónomo.

El arroz es uno de los cultivos de cereales más importantes dado que constituye un alimento básico de más de la mitad de la población mundial. Globalmente más de 3.5 billones de personas dependen del arroz para generar el 20% de las calorías diarias necesarias. Se estima que para suplir la demanda mundial en 2030, se necesitarán 10 millones de toneladas de arroz por año, lo cual requiere de una tasa de aumento del rendimiento potencial de un 1.5% anual (Rice almanac, 2013). Hasta hoy, la tasa de incremento de rendimiento está en 1.27% anual, por lo tanto, se hace indespensable integrar herramientas tecnológicas que aceleren el mejoramiento de la productividad. La productividad del cultivo está ligada a un sinnúmero de variables: fisiológicas, genéticas, morfológicas, topográficas, ambientales, entre otras. En cultivos de arroz, se identifican como variables esenciales: temperatura, humedad, radiación solar, nivel de clorofila y nitrógeno. Aumentar la productividad de un cultivo demanda que el agricultor pueda sensar/monitorear información del cultivo en tiempo real, de manera precisa, rápida y con una buena cobertura espacial. Dado que el arroz se encuentra inundado la mayor parte del ciclo de crecimiento, se hace necesario integrar una herramienta de sensado aérea. Además, las evaluaciones deben permitir un registro a una corta distancia del suelo y estimar variables relevantes para el rendimiento del cultivo. Actualmente, los agricultores hacen uso de mapas satelitales, las cuales no tienen la resolución espacial necesaria para la extracción de información precisa del estado del cultivo, aparte, adquirir estas imágenes es costoso y se depende de las condiciones climáticas de visibilidad. Por otro lado, integrar estaciones climatológicas no brindan información espacial del cultivo, por tanto, no es posible hacer un cruce de variables dependiendo de su geo­localización. El seguimiento del estado de desarrollo y nutrición nitrogenada e hídrica del arroz durante el ciclo del cultivo es esencial ya que puede estar relacionada al rendimiento potencial de la planta (Takai et al., 2006), a una mejor tolerancia a estrés hídrico (Kumar, 2006) y a un mejor uso de nitrógeno (Xiong, 2013), entre otras. Aun no existe en Colombia la forma de abordar la dinámica de acumulación de biomasa y el rendimiento de manera no destructiva y precisa en campos de arroz. Las tecnologías combinadas de sensores remotos y robóticos podrían adaptarse para hacer un seguimiento preciso y no destructivo de la dinámica de biomasa y el rendimiento, permitiendo realizar el seguimiento de la misma parcela a través del tiempo. Esto permitiría ahorrar recursos al mejoramiento de variedades (tiempo, mano de obra) y aumentaría la precisión si se compara con el seguimiento manual y destructivo en campo que se realiza actualmente. El mejoramiento de los cultivos utiliza herramientas moleculares que le permite avanzar más rápido y con mayor precisión cada generación. A pesar de los avances en secuenciación genómica y en herramientas moleculares para el mejoramiento, el mejoramiento de cultivos de arroz está siendo limitado por la capacidad de describir las variedades en campo, ya que se necesitan grandes cantidades de datos fenotípicos, con una alta precisión y de bajo costo para crear marcadores moleculares eficaces.