· Se trata de una tecnología universitaria de bajo
costo que consiste en una App, un algoritmo y una base de datos; les permitirá contar con más
información para la toma de decisiones en la mejora de la producción
Especialistas
de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán, de la UNAM, encabezados
por el investigador José Luis Sánchez Millán, desarrollan tecnología de bajo
costo para digitalizar, in situ, imágenes de cultivos agrícolas, a
fin de determinar el estatus fisiológico de la plantación; el modelo inicial es
un plantío experimental de chía en esa entidad académica.
Se
trata de una aplicación móvil (App) gratuita, una base de datos y un
algoritmo, cuyos resultados brindarán a los productores información para la
toma de mejores decisiones, por ejemplo corregir la nutrición mineral,
determinar la condición hídrica o la sanidad vegetal de los cultivos, explicaron
Sánchez Millán, académico de la unidad multidisciplinaria; y la tesista, Frida
Reséndiz Romero, estudiante de la licenciatura de Ingeniería Agrícola.
El
investigador detalló que con el apoyo de una cámara estándar de smartphone o
teléfono inteligente se efectúo la captura de una serie de imágenes, en
diferentes fechas, durante la etapa vegetativa y de inicio de la floración, a
fin de generar un banco de fotos para su procesamiento digital con el apoyo un
programa de libre acceso.
Posteriormente,
con la ayuda de la App que contiene un algoritmo, ambos en
diseño, se obtiene información relativa a la condición fisiológica del cultivo
y una recomendación para llevar a cabo acciones que mejoren la productividad,
incluso estimar el rendimiento.
Los
expertos expusieron que el teléfono celular se posiciona con tripié, o sujetado
firmemente, a una distancia de dos metros aproximadamente del cuadrante de
dosel (estrato superior de las plantas) central elegido. Las imágenes muestran
características morfológicas y fisiológicas de las plantas, lo cual permite dar
seguimiento al crecimiento y desarrollo del cultivo.
Sánchez
Millán mencionó que las plantas, en general, tienen considerable interrelación
con la energía electromagnética (espectro electromagnético). “Lo que nos
interesa en específico es la interrelación que tienen con el espectro del
visible, es decir, la región que el ojo humano es capaz de percibir: longitudes
de onda que van del azul, hasta el rojo”.
Por
ejemplo, los seres humanos podemos percibir el color verde y amarillo de las
plantas porque reflejan esos colores, pero también se sabe que estas absorben
fuertemente el azul y rojo, pero en el caso del infrarrojo no es visible al ojo
humano; sin embargo, las plantas tienen interacción con esta longitud de onda,
apuntó.
También
se conoce que, según su estado fisiológico, modifican la interacción con esas
longitudes de onda. Por ejemplo, una que crece en condiciones adecuadas
absorberá una cantidad importante de luz azul y reflejará el color verde (entre
otras longitudes de onda), de ahí que la consideremos sana, destacó.
En
cambio, aquellas con cierto estrés (por sequía, deficiencias nutricionales o
ataque de patógenos, etcétera) lo manifestará a través de una alteración en las
cantidades de las diferentes longitudes de onda que reflejan; es decir, se
modifica el espectro de luz que reflejan, lo cual, al ser cuantificable, es
posible manipular matemáticamente esta respuesta de las imágenes emitidas por
las planta.
La
propuesta es que mediante el uso de las imágenes de cultivos capturadas con las
cámaras -instaladas en los teléfonos inteligentes comunes (incluso de los
denominados “de baja gama”)- se pueda determinar la condición fisiológica y
estimar el rendimiento de cultivos agrícolas. Si bien esta tecnología se ha
utilizado desde hace dos décadas por lo menos, incluye el uso de cámaras
infrarrojas, las cuales son de precios prohibitivos para la mayoría de los
agricultores, detalló Sánchez Millán.
Nuestros
avances se han realizado utilizando como modelo experimenta el cultivo de chía
para grano. En etapa vegetativa las plantas acumulan fotosintatos (azúcares
resultantes de la fotosíntesis) en las hojas. Es decir, se preparan para la
etapa reproductiva o formación de la semilla; en el caso de la chía, se configuran
las espigas florales donde se formarán las semillas.
“Lo
que hicimos fue sacar fotografías en toda la etapa de desarrollo de la planta
de chía –incluyendo el momento de la floración– y observamos un cambio en la
tendencia de índices espectrales; es decir, la presencia de vegetación verde en
la superficie y su distribución espacial y espectral”, externó.
Bajo
costo
Frida
Reséndiz puntualizó que tuvieron cuatro fechas para la toma de fotografías, con
las que se generó la base de datos de imágenes las cuales se digitalizaron
con software libre. Posteriormente “se seleccionó un cuadrante
del dosel vegetal de dos surcos centrales. Los resultados arrojan información
relativa a la densidad que registra cada imagen de las bandas espectrales:
rojo, verde y azul (RGB, por sus iniciales en inglés) que es lo que se busca”.
Luego
fueron analizados matemáticamente, lo que proporcionó resultados sobre la
cantidad de RGB de la unidad experimental. “Con ello nos percatamos que todo
este proceso sí explicaba el estatus fisiológico de la planta, en este caso el
cambio de estado vegetativo a fase de reproducción y también que la
fertilización tiene un impacto en la translocación de fotosintatos”.
De
acuerdo con Frida Reséndiz bastó un dispositivo móvil con cámara para obtener
una serie de fotos con las que se conformó la base de datos que se “corrió” en
programas de análisis de imágenes y matemáticos, que contiene un algoritmo
para determinar en qué estado fisiológico se encuentra el cultivo. Por ejemplo,
si está sano porque tiene una proporción típica de RGB para diferentes etapas
de desarrollo, y con ello en un futuro poder establecer el rendimiento.
Precisó
que la generación del algoritmo, la base de datos y la App están
a cargo de Diego Ramírez Alfaro, también tesista y alumno de la licenciatura de
Matemáticas Aplicadas y Computación de la FES Acatlán.
José
Luis Sánchez aclaró: una vez que nos aseguremos que basta con las imágenes que
proporciona la cámara de un dispositivo móvil para realizar este procedimiento,
se estará en posibilidad de ponerlo a disposición de los productores de bajos
recursos “y, de esta manera, insertar a este segmento de la población en el uso
de tecnología de punta”.
Este
proyecto forma parte de las líneas de trabajo de la Cátedra de Investigación:
Aprovechamiento Integral de la Chía en el Área Agroalimentaria, con Clave
CI2240, de la FES-Cuautitlán, cuya responsable es Elsa Gutiérrez Cortez y
corresponsable José Luis Sánchez Millán.