Riego de precisión en invernaderos

Por Marc van Iersel, Stephanie Burnett y John Lea-Cox

La disponibilidad y la calidad del agua son problemas importantes alrededor del mundo. Estos problemas afectan a la agricultura, incluyendo a la industria de los invernaderos. Uno de los retos que debe enfrentar nuestra industria es reducir el consumo de agua y disminuir al mínimo los impactos ambientales negativos.

Durante la última década hemos estado trabajando en el desarrollo de métodos para que la industria de los invernaderos alcance esas metas.

A continuación les ofrecemos algunas observaciones y recomendaciones basadas en nuestro trabajo investigativo sobre el uso de redes de sensores inalámbricos. Nos hemos concentrado en el uso de sensores que proporcionan a los productores la información necesaria para tomar mejores decisiones de riego. El estudio fue llevado a cabo por varias unversidades y patrocinado por el Departamento de Agricultura de EUA-Iniciativa de Investigación sobre Cultivos de Especialidades y por la asociación American Floral Endowment.

Uso de sensores

Nuestro enfoque como productores en invernaderos debe ser muy sencillo: utilizar sensores de humedad del suelo para medir la humedad del sustrato.

Cuando el sustrato se seca demasiado, el cultivo es regado automáticamente. Este método aplica el riego según se necesita: cuando los cultivos consumen mucha agua, automáticamente reciben riego con más frecuencia.

riego de precisionUtilizar este método de riego es bastante sencillo en muchos invernaderos. Si cuentan con un sistema de control ambiental avanzado, probablemente podrán integrar sensores de humedad del suelo al sistema.

El siguiente paso será monitorear los datos del contenido del agua en el sustrato para ver cómo afectan las prácticas de riego actuales al contenido del agua en el sustrato. Con esa información siempre disponible, pueden decidir si requieren operar de manera diferente.

Asimismo, una vez que se sientan confiados en el uso de esos datos, pueden tomar el siguiente paso e instalar un sistema de control ambiental que riegue automáticamente basándose en las lecturas del contenido del agua en el sustrato.

Sistemas para el pequeño productor

Para los invernaderos más pequeños — que con frecuencia tienen sistemas de control ambiental muy sencillos — se ha desarrollado una solución diferente: redes de sensores inalámbricos independientes.

Estas redes de sensores consisten en nodos individuales. Cada nodo de medición puede tener hasta cinco sensores conectados. El nodo tiene un radio integrado que se comunica con la computadora de la estación base.

Hay nodos de control por separado que abren y cierran las válvulas solenoides, conforme a las órdenes transmitidas desde la estación base. Los productores utilizan la estación base para monitorear los datos y establecer los parámetros de riego.

Se puede tener acceso al software requerido para estas operaciones a través de un navegador de internet, el cual mantendrá la información disponible en línea.

Debido a que los nodos funcionan con baterías, pueden ser colocados en las áreas de producción donde no hay electricidad.

Información en tiempo real

Las redes de sensores proporcionan información a los productores sobre la humedad del suelo y las condiciones ambientales del invernadero o vivero.

Ya que los datos pueden ser vistos en línea, es fácil tener acceso a esta información.

Los productores reciben información confiable que les sirve para actuar.

Hemos comprobado que la mayoría de los productores toman mejores decisiones sobre el manejo del riego cuando tienen acceso a datos recabados de sus operaciones. Al darse cuenta del impacto que tienen las decisiones de riego sobre el contenido del agua en el sustrato, pueden mejorar sus prácticas estándar.

Control preciso del riego

En nuestra investigación demostramos que podemos lograr entre un 40 y un 70% de reducción en las aplicaciones de agua de riego utilizando un sistema de control de riego basado en sensores de humedad del suelo.

Aun cuando estas reducciones varían de operación en operación — ya que todos los productores manejan el riego de manera distinta — hemos visto de manera consistente grandes reducciones en el consumo del agua de riego. En el caso de un viverista, en el 2012 se redujo un 50% el riego, ahorrando más de 163,000 metros cúbicos de agua y $6,500 dólares en costos de bombeo.

Impacto en la disponibilidad de agua

Para la mayoría de los productores, el costo del agua es bajo en comparación con otros costos variables, como la mano de obra.

No obstante, algunas operaciones están limitadas por la capacidad de su pozo o bomba, o por el tiempo que se requiere para regar todos los cultivos.

La disponibilidad de agua y la duración del riego pueden limitar la cantidad de plantas que se pueden cultivar.

Un viverista pudo instalar un área de producción adicional de 12 hectáres, sencillamente por el volumen de agua que ahorró en otras áreas de producción utilizando el riego basado en sensores.

Mayores rendimientos y mejor calidad

Los productores pueden utilizar estos sensores como herramienta para refinar sus prácticas de cultivo y obtener mayores rendimientos y mejor calidad.

Pueden tomar decisiones de riego a tiempo mediante redes de sensores en sus invernaderos. Estudios han demostrado que el mejor manejo del riego aumentó un 30% el rendimiento y la calidad de las flores de corte llamadas “perritos” (boca de dragón), dependiendo del ciclo agrícola y el cultivar.

Este resultado demuestra claramente que los beneficios del riego de precisión van más allá de tan sólo el ahorro de agua.

Reducciones en la lixiviación de nutrientes

El agua mueve el fertilizante a través del suelo o el sustrato, por lo que el manejo del riego es parte esencial en el manejo de nutrientes.

El exceso de riego lixivia el fertilizante del sustrato. La lixiviación del fertilizante del sustrato puede provocar que se requieran aplicaciones adicionales de fertilizante.

Hemos comprobado que el sistema de control del riego por medio de sensores puede reducir en gran medida la lixiviación de los fertilizantes, reduciendo las aplicaciones de fertilizante en un 50%.

Se pueden alcanzar ahorros en fertilizante sin importar si se usa fertilizante soluble en agua o fertilizante de liberación controlada.

Cuando se utiliza fertilizante soluble en agua la reducción del riego reducirá las aplicaciones de fertilizante de manera automática.

Cuando se utilizan fertilizantes de liberación controlada, el mejor manejo del riego reducirá la cantidad de fertilizante que se lixivia y por lo tanto disminuirá la necesidad de aplicar dosis adicionales de fertilizante.

Alternativa a los reguladores de crecimiento

Los reguladores de fitocrecimiento se utilizan mucho en la industria de los invernaderos para controlar el tamaño de las plantas.

Se puede utilizar riego controlado por sensores para que las plantas queden expuestas a un déficit de agua controlado. De esa manera, se reduce
la tasa de elongación del tallo cuando las plantas están demasiado altas. Con los sistemas de riego controlados por sensores los productores pueden tener menor contenido de agua en el sustrato, durante todo el tiempo que sea necesario, para regular el crecimiento de sus plantas.

De manera adicional, el efecto del déficit de agua desaparece con rapidez en cuanto aumenta nuevamente el contenido de agua en el sustrato; a diferencia del uso de los reguladores de fitocrecimiento. El uso de este método de regulación del crecimiento, sin la aplicación de productos químicos, también puede aprovecharse para fines de comercialización, ya que los consumidores están cada día más preocupados por el uso de productos agroquímicos.

Beneficios a largo plazo

Probablemente la lección más importante de la última década es que nunca sabemos qué esperar.

Los productores con los que hemos trabajado han adoptado esta tecnología y la han utilizado en formas que no habíamos anticipado.

Como resultado de esta experiencia, no es fácil predecir todos los posibles beneficios que se pueden obtener de esta tecnología.

Resultaría sumamente interesante el que la industria adoptara esta tecnología para ver cómo la utilizaría. Sin embargo hay algo muy claro: los productores se adaptan con rapidez a la tecnología y encuentran la forma de aumentar al máximo sus beneficios. 

Marc van Iersel es profesor de horticultura de la Universidad de Georgia y Stephanie Burnett es profesora asociada de horticultura en la Universidad de Maine y miembro de la Coalición para la Investigación de Floricultura Sustentable). John Lea-Cox es profesor de horticultura de la Universidad de Maryland. Para más información sobre este proyecto investigativo visiten:
www.smart-farms.net.

 

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