Descubriendo las firmas espectrales en un huerto de nueces
“Hemos detectado varias áreas de vegetación estresada en unos huertos de nueces que mapeamos al sur del estado de Nuevo México. Enviamos algunos expertos de la universidad local para identificar el origen del estrés y creen que fue causado por una deficiencia de zinc. ¿Sería posible echar un vistazo a los datos en esas áreas y ver si se puede encontrar una firma única que pueda permitir la detección posterior de una deficiencia similar?”
Brazito Orchard Services, 23 de octubre de 2017
Las preguntas sobre el uso de firmas espectrales para identificar deficiencias de nutrientes son bastante comunes en nuestra industria, debido al impacto negativo que estas tienen sobre el desarrollo de un cultivo. Como defensores del mapeo de drones y la teledetección, nos encantaría decir que SÍ, que las firmas espectrales son formas confiables de detectar deficiencias de nutrientes. Sin embargo, el problema es mucho más complejo. En este artículo explicaremos qué son las firmas espectrales y cómo pueden usarse de manera realista en la agricultura, usando como ejemplo el caso de Brazito Orchard Services.
Detección de estrés en plantas con RedEdge
Brazito Orchard Services, un proveedor de servicios agrícolas con sede en Mesilla Park, Nuevo México, fue contratado en octubre de 2017 para volar un huerto de nueces al sur del estado, utilizando un 3DR Solo equipado con la cámara RedEdge de MicaSense. Después de analizar las imágenes, el personal de Brazito identificó varias áreas con vegetación estresada.
Usando las imágenes captadas como guía, Brazito envió a un grupo de expertos de la Universidad Estatal de Nuevo México a recorrer el campo y determinar la causa del estrés. A través del muestras de hojas y suelo, el equipo confirmó que las áreas afectadas sufrían de deficiencia de zinc. Con este diagnóstico en mano, Brazito contactó al equipo de soporte de MicaSense para ver si era posible identificar la firma espectral de la deficiencia de zinc en los nogales, con el fin de permitir futuras detecciones del mismo problema.
Sin embargo, antes de ahondar en la pregunta de Brazito, es útil establecer un contexto sobre cómo se relacionan los sensores multiespectrales, las firmas espectrales y las deficiencias en plantas.
Qué son las firmas espectrales
Las plantas, como cualquier otro objeto, reflejan una parte de la luz transmitida por el sol, lo que se conoce como firma espectral, cuya intensidad sirve como indicativo del estado de salud de la planta.
Como se observa en la figura anterior, la intensidad de la luz reflejada dentro de las bandas visibles está controlada por los pigmentos de las hojas, como la clorofila. La intensidad de la luz reflejada en la banda infrarroja cercana está controlada principalmente por la estructura celular de la hoja. En general, una planta sometida a estrés tendrá una mayor reflectancia en las bandas visibles y una menor reflectancia en la banda del infrarrojo cercano (en comparación con una planta sana).
Identificación de síntomas, no de causas
Independiente de la causa, las plantas reaccionan de igual manera ante el estrés: disminuyen la producción de clorofila y generan un follaje de menor calidad. Esto significa que la firma espectral de las plantas estresadas se verá igual independientemente de si se trata de estrés hídrico, estrés por calor o estrés nutricional.
Las cámaras multiespectrales como RedEdge están diseñadas para detectar síntomas (bajo contenido de clorofila, menos follaje) según la cantidad de luz reflejada en las diferentes bandas, pero no necesariamente señalan la causa detrás de los síntomas. Por lo tanto, para obtener un diagnóstico preciso, es importante correlacionar las imágenes multiespectrales con otros análisis y muestras.
Conclusión
Entonces, ¿existe una firma espectral única para identificar las deficiencias de zinc? Desafortunadamente, la respuesta es no. La firma espectral de una planta estresada se verá casi idéntica a la firma espectral de otra planta estresada, incluso si padecen diferentes problemas.
Las cámaras multiespectrales capturan las firmas espectrales al igual que un termómetro mide la temperatura del cuerpo humano: una temperatura alta puede indicar una enfermedad, pero no la causa detrás de ella. De manera similar, los cambios en la reflectancia de la planta indican estrés, pero se requiere información adicional para identificar la causa.
En lugar de confiar únicamente en las firmas espectrales, Brazito tomó la decisión correcta al acudir a un grupo de expertos para que exploraran las zonas afectadas y tomaran muestras, utilizando las imágenes captadas por RedEdge como guía para localizar los árboles afectados.
“La falta de una firma realmente no cambió nada. Identificar los árboles estresados a una escala macro sigue siendo una ganancia significativa. Honestamente, no teníamos grandes esperanzas con la identificación de una firma específica, pero pensamos que valía la pena preguntar a los expertos de MicaSense”, afirmó Jason Byrd, de Brazito Orchard Services.
Con una mejor comprensión de los beneficios y las limitaciones de las imágenes multiespectrales, Byrd Farms y Brazito Orchard Services, están entusiasmados con la información cuantitativa adicional que puede aportar RedEdge de MicaSense. “Estamos muy contentos con el sensor y con la posibilidad que nos da de a empezar a ofrecer nuevos servicios este año. Podemos usar RedEdge para monitorear las aplicaciones de fertilizantes y ubicar los árboles poco saludables”.
