por Lourdes Mederos, Universidad de Florida
Un nuevo estudio de la Universidad de Florida publicado en HortScience muestra cómo los drones pueden hacer más que simplemente tomar fotografías y videos aéreos: pueden ayudar a los agricultores a cultivar mejor cáñamo al ver la salud de sus cultivos con cierta asistencia de inteligencia artificial.
Investigadores del Centro de Investigación y Educación Tropical (TREC) del Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias de la Universidad de Florida (UF/IFAS) en Homestead utilizaron imágenes obtenidas con drones para ayudar a determinar la cantidad de fertilizante nitrogenado que necesitan las plantas de cáñamo para un crecimiento y una producción de flores óptimos.
Sus hallazgos podrían ayudar a los agricultores a optimizar el uso de fertilizantes para ahorrar dinero y preservar el medio ambiente.
«Los agricultores buscan formas de evaluar sus cultivos durante todo el año para tomar decisiones informadas sobre fertilizantes», afirmó Zack Brym, profesor asociado de agronomía en UF/IFAS TREC.
«Hemos demostrado que los agricultores con acceso a imágenes aéreas que utilizan detección de rayos rojos e infrarrojos cercanos (NIR) pueden detectar diferencias en la salud de las plantas por su color al escanear sus campos».
Esto es crucial porque la aplicación oportuna y precisa de fertilizantes puede afectar significativamente el rendimiento y la calidad del cultivo de cáñamo, afirmó Brym.
Dado que los nutrientes se desplazan rápidamente por el suelo en Florida, los agricultores aplican fertilizantes varias veces al año. Tecnologías como el uso de imágenes con drones ayudarán a determinar la cantidad de fertilizante necesaria a mitad de temporada, lo que promoverá un uso más eficiente de los recursos y apoyará prácticas agrícolas sostenibles, afirmó.
El cáñamo, una planta reintroducida en 2019 para la investigación de su cultivo en la agricultura de Florida, ofrece una oportunidad alternativa para los agricultores debido a la demanda potencial de productos de cáñamo en diversas industrias. Los sistemas de bajos insumos para la producción de fibra también pueden ofrecer beneficios para la salud del suelo y la captura de carbono.
Uno de los mayores desafíos es determinar la cantidad de nitrógeno —un nutriente esencial para las plantas— necesaria para un crecimiento y rendimiento óptimos de los cultivos. Si la cantidad es insuficiente, la planta sufre clorosis o amarilleamiento del follaje, retraso en el crecimiento y reducción del rendimiento. Si la cantidad es excesiva, la planta puede producir demasiada materia foliar, con escaso beneficio para la valiosa producción de flores, mientras que el exceso de nitrógeno puede filtrarse al medio ambiente.
Brym y su equipo se propusieron estudiar este problema mediante imágenes aéreas. Cultivaron una popular variedad de cáñamo floral llamada «Wife» durante tres años y aplicaron seis dosis de fertilizante nitrogenado, desde cero hasta muy altas.
Utilizando drones equipados con cámaras multiespectrales, sobrevolaron los campos un mes antes de la cosecha para capturar imágenes del cultivo desde arriba. Estas imágenes midieron el nivel de verde y salud de las plantas, indicando su buen crecimiento con diferentes dosis de nitrógeno.
El estudio reveló que el uso de una cantidad moderada de nitrógeno (de 112 a 168 kilogramos por hectárea o de 100 a 150 libras por acre) resultó en plantas más sanas y una mayor producción de flores. Las imágenes de drones detectaron claras diferencias en el tamaño y el color de las plantas, que coincidían con la cantidad real de material vegetal cosechado. Las imágenes de drones proporcionaron información precisa y en tiempo real sobre el estado de las plantas en el terreno.
Como último paso de la investigación, los científicos incorporaron tecnología de inteligencia artificial (IA) para procesar las imágenes de la reflectancia del dosel captadas por los vuelos de drones. La reflectancia se refiere a la medida de la proporción de luz u otra radiación que se refleja en la superficie del dosel del cáñamo. La reflectancia es fundamental en los estudios de teledetección y agricultura, ya que permite a los investigadores analizar cuánta luz reflejan las plantas, lo que ayuda a identificar y mapear con precisión las áreas del dosel.
«Estaba ansiosa por ver la eficacia de la IA automatizada para identificar el dosel del cáñamo», dijo Tamara Serrano, autora principal y exestudiante de posgrado en agroecología del equipo de Brym. «Para mi sorpresa, el proceso no fue tan fluido como esperaba y requirió correcciones manuales para corregir errores en la identificación del dosel».
Esta investigación es especialmente importante en Florida, donde los cultivos de rápido crecimiento y los suelos poco profundos implican que nutrientes como el nitrógeno se pierden fácilmente por escorrentía. El uso de drones para el monitoreo durante la temporada podría ayudar a los agricultores a optimizar el uso de fertilizantes, reducir el desperdicio y aumentar las ganancias, a la vez que practican la gestión ambiental. Con la industria del cáñamo aún en evolución, estos conocimientos representan un valioso avance.
«A pesar de los desafíos que enfrentaron con la tecnología de IA, la intensidad de las malezas y el clima, los datos demostraron consistentemente una fuerte correlación positiva entre el tamaño del dosel y la biomasa aérea a lo largo de los años», dijo Serrano.
Esto demuestra que las imágenes aéreas obtenidas con drones permiten monitorear eficazmente el crecimiento y la salud de los cultivos de cáñamo en flor , además de orientar las decisiones de gestión de nutrientes para los productores.
Más información: Tamara Serrano et al., Efectos de los fertilizantes nitrogenados en la producción de biomasa de cáñamo detectados mediante imágenes espectrales con drones, HortScience (2025). DOI: 10.21273/HORTSCI18264-24
