Sensores ópticos proximales: aplicación al estado nutricional de la viña

Abstract

[ES] Conocer el estado nutricional de los cultivos y, en concreto del nitrógeno (N), permite ajustar los aportes fertilizantes a las necesidades del cultivo y asegurar altas producciones minimizando el impacto ambiental producido por las emisiones de N. Tradicionalmente se han empleado métodos útiles como el del Nmin y el análisis foliar, pero estos procedimientos son costosos en tiempo y en recursos. Por ello una alternativa a estos análisis de suelo y planta son los sensores ópticos proximales que, colocados en contacto o cerca de la planta, proporcionan información útil del estado de los cultivos y su manejo, siendo de especial interés como apoyo a la fertilización nitrogenada. Por ello, estos sensores constituyen una herramienta que posee un elevado potencial con vistas al futuro de la fertilización en una agricultura de precisión, pero para que eso ocurra se deben superar las limitaciones de estos sensores mediante investigaciones promovidas por la presión ambiental y social para la gestión sostenible del N. En este trabajo se ha realizado una revisión de los sensores ópticos proximales como sistemas de apoyo en las recomendaciones de abonado describiendo los tipos de sensores existentes, sus características, y la situación actual en la que se encuentran; ello ha servido para aportar una visión general del funcionamiento de estos sensores y entender la evaluación de los medidores de clorofila MCL502, CCM-300 y Apogee MC-100, realizada en una parcela de vid situada en Caudete de las Fuentes, en la Plana de Utiel-Requena. Para realizar la evaluación y comparación de los tres medidores de clorofila primero se calibraron los dispositivos mediante las medidas realizadas in situ que fueron contrastadas con las medidas de clorofila obtenidas en el laboratorio, esto permitió establecer las ecuaciones y los modelos que relacionan las lecturas SPAD de los dispositivos con la clorofila del cultivo y que se emplearon para evaluar el correcto funcionamiento de estos sensores. Esos modelos a su vez permitieron realizar una caracterización del contenido de clorofila a lo largo del ciclo del cultivo del viñedo para un transecto en la misma zona y cuyos resultados coinciden con los trabajos realizados por otros autores en el cultivo de vid. Por último, se emplearon las medidas realizadas para estimar el contenido de N en diferentes estados fenológicos a partir de las relaciones encontradas por otros autores.

[EN] Knowing the nutritional state of the crops, and in particular of the nitrogen (N), makes it possible to adjust the fertilizer contributions to the needs of the crop and to ensure high production while minimizing the environmental impact produced by N emissions. Traditionally, useful methods such as Nmin and leaf analysis have been used, but these procedures are costly in terms of time and resources. Therefore, an alternative to these soil and plant analyses are the proximal optical sensors that are placed in contact with or near the plant and provide useful information for crop management and, specifically, for nitrogen fertilization. Therefore these sensors are a tool that has a high potential for the future of fertilization in precision agriculture, but for that to happen the limitations of these sensors must be overcome through research promoted by environmental and social pressure for sustainable management of N. In this work, a review of the proximal optical sensors as support systems in fertilizer recommendations has been carried out describing the types of existing sensors, their characteristics, and the current situation in which they are found. This has served to provide an overview of the operation of these sensors and to understand the evaluation of the MCL502, CCM-300 and Apogee MC-100 chlorophyll meters, carried out in a vineyard plot located in Caudete de las Fuentes, in Utiel-Requena region. To carry out the evaluation and comparison of the three chlorophyll meters, the devices were first calibrated by means of the measurements made in situ which were contrasted with the real chlorophyll measurements obtained in the laboratory. This allowed the establishment of the equations and models that relate the SPAD readings of the devices with the chlorophyll of the crop and which were used to evaluate the correct functioning of these sensors. These models, in turn, made it possible to characterize the chlorophyll content throughout the grapevine cultivation cycle for a transect in the same area, the results of which coincide with the work carried out by other authors on vine cultivation. Finally, the N content in different phenological states was estimated from the SPAD- N relationships found by other authors.