Monitorización y evaluación de la influencia de la aplicación de bacterias (Azotobacter chroococcum) en el rendimiento del cultivo de trigo en Burgos mediante la teledetección

Abstract

[ES] La tendencia creciente de la población mundial genera una necesidad de incrementar las producciones agrícolas para satisfacer las necesidades alimentarias a nivel mundial. El aumento de la producción tendrá lugar vía un incremento de la productividad, y por tanto será necesario aumentar la eficiencia y el rendimiento en los sistemas agrícolas, especialmente los cereales. Entre los cultivos más importantes a nivel mundial se encuentra el trigo, elemento básico en la dieta. La fertilización nitrogenada de los cultivos constituye una práctica cultural de especial relevancia para asegurar un rendimiento elevado y una mayor productividad. Sin embargo, en la agricultura actual el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados implica riesgos de contaminación ambiental en las aguas subterráneas y atmosfera, y sobre todo, riesgos de toxicidad en el ser humano por el efecto nocivo de los nitratos. Este impacto negativo del nitrógeno en los sistemas agrícolas se encuentra motivado entre otras causas por la baja eficiencia en la aplicación de los fertilizantes, puesto que sólo el 50% del nitrógeno aplicado es transformado a nitrógeno asimilable por las plantas, perdiéndose el resto. El uso de Azotobacter chroococcum, como medida para incrementar la eficiencia del uso de nitrógeno y reducir las pérdidas de este elemento, constituye un elemento del manejo agronómico de los cultivos totalmente introducida en las explotaciones. Estas prácticas de cultivo toman especial relevancia en condiciones de limitación de los aportes nitrogenados a los cultivos por las restricciones recogidas en las normativas de aplicación de los fertilizantes. El objetivo que se pretende alcanzar es el seguimiento y monitorización del cultivo de trigo bajo un programa de fertilización nitrogenada complementado con bacterias fijadoras de N. Para ello, se seleccionarán dos parcelas de trigo en el municipio de Mahamud (Burgos), cultivadas en 2022-23. En estas parcelas se aplicarán bacterias fijadoras de N (Az.) a una dosis de 1,5 L ha-1 aplicadas en la fase ahijado del cultivo, y el diseño del experimento será de bloques al azar con dos niveles de tratamiento (Bacterias y Control), y 3 repeticiones. Con objeto de monitorear las fases fenológicas del cultivo en los niveles del tratamiento estudiado, se utilizarán datos de reflectancia en las bandas registradas por Sentinel-2 y los principales índices de vegetación como NDVI, DVI o RVI. Para estudiar la influencia de las bacterias en la respuesta productiva del trigo se utilizarán datos de rendimiento estimado a partir de un modelo matemático predictivo generado con los resultados del grupo de investigación en Digitalización de la UPV, y de rendimiento real en cada repetición. Los ODS abordados en este trabajo son los siguientes: 1. ODS2: Hambre cero 2. ODS12: Producción y consumo responsable 3. ODS13: Acción por el clima 4. ODS15: Vida de ecosistemas terrestres

[EN] As the increase of agricultural production is needed in order to meet global food needs, and governmental demands to reduce activities that pollute the environment, the use of Azotobacter chroococcum is proposed as a measure to increase nitrogen use efficiency and increase wheat production while accomplishing with approved restrictions that limit nitrogen use in agriculture. For this purpose, two wheat plots were selected in the municipality of Mahamud (Burgos) and treated with the bacteria. In order to monitor the productive response of the different treatments, biomass data and nitrogen concentrations obtained in different samplings were combined using remote sensing (Sentinel-2) together with actual yield data obtained from a John Deere Yield Track system installed on the combine harvester and the potential yields of each plot, predicted from a predictive model. After analyzing the productive results and the evolution of the vegetation indices NDVI and RVI, and of the reflectance values in the B8 and B4 bands, it was concluded that both plots were subjected to abiotic stress in the middle of the crop cycle, which limited their growth and final yield, with only one of the plots showing a positive effect of the N- fixing bacteria on the productive response of wheat. The higher reflectance and higher values of vegetation indices reached in only one of the experimental plots, and their positive correlation with plant growth, led to a positive response in terms of productivity when N-fixing bacteria were applied.