Detección de plantas de cultivo para mejorar la resiliencia climática
Mejorar la eficiencia en el uso del agua es un reto clave en la agricultura, fundamental para mantener el rendimiento de los cultivos, satisfacer las demandas de producción de alimentos de una población en crecimiento y apoyar los medios de subsistencia humanos en condiciones climáticas cada vez peores. Aprovechando tecnologías avanzadas, el proyecto SenseFuture, financiado con fondos europeos, ha profundizado nuestros conocimientos sobre cómo influye la gestión de los cultivos en la dinámica del agua del suelo y optimiza las plantas de suministro de agua, especialmente en las capas profundas del suelo. Realizado con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, el equipo de SenseFuture utilizó una amplia gama de técnicas de detección a múltiples escalas, incluidos vehículos aéreos no tripulados (VANT), sensores de dosel próximos e imágenes de las raíces de las plantas para supervisar la eficiencia en el uso del agua en grandes áreas de campo, junto con el procesamiento y análisis de datos impulsados por inteligencia artificial (IA). «La integración de tecnologías avanzadas permitió profundizar en el conocimiento de las interacciones entre la planta y el suelo, revelando cómo una agronomía novedosa mejora la eficiencia en el uso del agua en condiciones climáticas variables», afirma Eusun Han, coordinador del proyecto SenseFuture.
Sacar partido de la alta tecnología
Una amplia gama de sensores captó imágenes de alta resolución y datos en tiempo real a fin de revelar el estado hídrico de las plantas. Ello permitió a los investigadores evaluar cómo influyen las distintas estrategias de gestión de los cultivos en la eficiencia en el uso del agua en las explotaciones. La investigación se realizó en Australia y Dinamarca. Dada la gran variabilidad de las condiciones meteorológicas, el equipo de SenseFuture también utilizó sensores térmicos terrestres, más fiables en condiciones como cielos nublados y calor extremo. Además, herramientas basadas en IA, como el programa RootPainter, aceleraron notablemente el fenotipado de las raíces de las plantas, es decir, el proceso de analizar y medir rasgos de las raíces, como patrones de crecimiento, estructura y respuesta a las condiciones ambientales. Ello permitió al proyecto recopilar datos más precisos y detallados sobre las complejas interacciones entre la planta y el suelo en menos tiempo que con los métodos tradicionales.
Estrategias innovadoras para la resiliencia ante la sequía
Gracias a sus innovadores planteamientos, el equipo de SenseFuture descubrió que eliminar parte de la cubierta vegetal ayuda a los cultivos a sobrevivir a la sequía al reducir la transpiración. La estrategia conserva la humedad del suelo cuando la demanda de agua es menor, preservándola para etapas críticas como el llenado del grano, cuando el agua es más necesaria. «Básicamente, este enfoque optimiza el momento en que los cultivos utilizan el agua, aprovechando su resiliencia para desarrollar raíces más profundas a pesar de la pérdida de dosel», afirma Han. Otra estrategia eficaz identificada por el equipo de SenseFuture son los cultivos con doble objetivo, en que los cultivos se utilizan tanto para el pastoreo como para la producción de grano. El proyecto demostró que el éxito de este planteamiento depende en gran medida de la estación, especialmente de los niveles de precipitaciones. En las estaciones secas, sirve de red de seguridad al generar dos fuentes de ingresos agrícolas, a la vez que reduce el riesgo de pérdida de cosechas gracias al uso diferido del agua. «Los cultivos con doble objetivo pueden ser una poderosa estrategia para mejorar la eficiencia en el uso de los recursos y la resiliencia de los cultivos, sobre todo en zonas propensas a la sequía», añade Han. Los métodos pueden tener aplicaciones más amplias en diferentes sistemas de cultivo. Aunque el trigo y la colza respondieron bien a las prácticas de gestión en Australia, también podrían aplicarse planteamientos similares a los sistemas de cultivo perennes del hemisferio norte.
Los agricultores pueden predecir mejor con los datos y tomar mejores decisiones
Los resultados del proyecto SenseFuture suponen un paso importante hacia la mejora de las prácticas agrarias y están llamados a influir en las futuras decisiones agrícolas. Por ejemplo, se obtendrán valiosos conocimientos sobre el comportamiento de las plantas, especialmente sobre las respuestas subterráneas a la defoliación, que serán cruciales para perfeccionar las estrategias de cultivos con doble objetivo, optimizar el momento del pastoreo y desarrollar cultivares con una recuperación más rápida de las raíces y los brotes. Además, los innovadores procedimientos de fenotipado de plantas basados en datos validados durante el proyecto permitirán a los investigadores a desarrollar cultivos resilientes para climas futuros. Los próximos pasos para aplicar estos hallazgos en entornos agrícolas prácticos incluyen el avance de modelos predictivos para la eficiencia en el uso del agua y la optimización de recursos. «Al perfeccionar estas predicciones, podemos ofrecer a los agricultores información más precisa y práctica en tiempo real, ayudándoles a tomar mejores decisiones sobre inversiones en recursos para aumentar el rendimiento y reducir el riesgo ante el empeoramiento del cambio climático», explica Han. La integración de datos procedentes de diversos sensores y la explotación de herramientas basadas en IA en sistemas de apoyo a la toma de decisiones podrían impulsar aún más la agricultura digital. Ello permitiría un seguimiento, visualización y gestión más precisos de los sistemas agrícolas, lo que en última instancia impulsaría prácticas sostenibles y resilientes y mejoraría el funcionamiento diario de las explotaciones.
Palabras clave
SenseFuture, eficiencia en el uso del agua, VANT, IA, cultivos con doble objetivo, agricultura sostenible, vehículos aéreos no tripulados
