Monitorización y modelización de la respuesta productiva del cultivo de brócoli usando imágenes satelitales de Sentinel-2, en Murcia

Abstract

[ES] España es el cuarto mayor productor de brócoli a nivel mundial por detrás de China, India y EEUU. Desde el año 2011 hasta el 2022 se ha producido un aumento del 25 % en producción, especialmente producido en la última década, consolidándose como uno de los principales cultivos en nuestro país. La Comunidad de la Región de Murcia se ha consolidado como la principal exportadora de brócoli en toda España, alcanzando una cuota en el comercio exterior del cultivo en España del 80 %. Sin embargo, existe una preocupación por muchas empresas de Murcia por los reducidos rendimientos obtenidos en los últimos años. La menor productividad alcanzada se debe a problemas bióticos por enfermedades y plagas y, por factores abióticos como las altas temperaturas. Una de las nuevas herramientas disponibles en el manejo agronómico de los cultivos es la Teledetección. Las posibilidades de esta nueva tecnología se centran tanto en la obtención de un modelo de estimación del rendimiento de los cultivos, como la monitorización y detección de plagas y enfermedades. Para ello, se utilizan valores de reflectancia registrados en los sensores remotos de los satélites e índices de vegetación derivados de la reflectancia obtenida en cada banda de una longitud de onda considerada. La aplicación de la teledetección de forma mayoritaria se ha estado aplicando a grandes cultivos como los cereales y no destacan los trabajos llevados a cabo en cultivos hortícolas. La obtención de modelos de estimación del rendimiento comercial en bróculi utilizando la teledetección permitiría conocer el estado agronómico del cultivo y las posibles desviaciones de su rendimiento potencial. Con esta información, sería posible establecer medidas correctoras en el manejo agronómico del cultivo que ayudasen a reducir el uso de los inputs de producción y a aumentar la eficiencia en el uso de los mismos. El presente trabajo tiene como objetivo realización una monitorización del cultivo del brócoli mediante la teledetección para obtener modelos de estimación de la respuesta productiva del cultivo. La teledetección se presenta como una tecnología capaz de generar información y ayudar en la toma de decisiones en el manejo agronómico de los cultivos, con el fin último de solucionar problemas. El estudio se llevará a cabo en Purias e Hinojar, dos términos municipales procedentes de Lorca localizada en la zona del Valle del Guadalentín (Murcia). Se estudiaron un total de 121,9 ha al aire libre con parcelas entre 0,2 a 3,1 ha, repartidas en dos fincas desde agosto del 2023 hasta mayo de 2024. Las variedades cultivadas de brócoli son 9: Tritón, Leonidas, Shard, Marathon, Parthenon, Tirreno, Monrello, Gladiador y Larson. Con el objetivo de poder contrastar la mayor cantidad de variedades posible, se combina el estudio de parámetros agronómicos y productivos con los datos seleccionados de reflectancia espectral de Sentinel-2.

[EN] Spain is the fourth largest producer of broccoli worldwide behind China, India and the US. From 2011 to 2022 there has been a 25% increase in production, especially in the last decade, consolidating itself as one of the main crops in our country. The Community of the Region of Murcia has established itself as the main exporter of broccoli throughout Spain, reaching a share of 80% in the foreign trade of the crop in Spain. However, there is concern among many companies in Murcia about the reduced returns obtained in recent years. The lower productivity achieved is due to biotic problems due to diseases and pests and abiotic factors such as high temperatures. One of the new tools available in the agronomic management of crops is Remote Sensing. The possibilities of this new technology focus both on obtaining a model for estimating crop yields, as well as on monitoring and detecting pests and diseases. To do this, reflectance values recorded in the remote sensors of the satellites and vegetation indices derived from the reflectance obtained in each band of a wavelength considered are used. The application of remote sensing has mostly been applied to large crops such as cereals and the work carried out in horticultural crops does not stand out. Obtaining models for estimating commercial yield in broccoli using remote sensing would allow us to know the agronomic status of the crop and the possible deviations from its potential yield. With this information, it would be possible to establish corrective measures in the agronomic management of the crop that would help to reduce the use of production inputs and increase the efficiency in their use. The objective of this work is to monitor the broccoli crop by remote sensing to obtain models to estimate the productive response of the crop. Remote sensing is presented as a technology capable of generating information and helping in decision-making in the agronomic management of crops, with the ultimate goal of solving problems. The study will be carried out in Purias and Hinojar, two municipalities from Lorca located in the area of the Guadalentín Valley (Murcia). A total of 121.9 ha were studied outdoors with plots between 0.2 and 3.1 ha, spread over two farms from August 2023 to May 2024. There are 9 varieties of broccoli cultivated: Triton, Leonidas, Shard, Marathon, Parthenon, Tyrrhenian, Monrello, Gladiator and Larson. In order to be able to contrast as many varieties as possible, the study of agronomic and productive parameters is combined with the selected spectral reflectance data from Sentinel-2.