Flujo de trabajo para establecer zonas específicas de tiempo en agricultura de precisión mediante la integración espacio-temporal de datos de sensores de plantas y suelo
Autores: Scudiero, Elia; Teatini, Pietro; Manoli, Gabriele; Braga, Federica; Skaggs, Todd H.; Morari, Francesco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Flujo de trabajo para establecer zonas específicas de tiempo en agricultura de precisión mediante la integración espacio-temporal de datos de sensores de plantas y suelo
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Zonas de manejo
Agricultura de precisión
Relación suelo-planta
Variabilidad espacial
Análisis de agrupamiento difuso
Delimitación específica en el tiempo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Las zonas de gestión (MZs) se utilizan en la agricultura de precisión para diversificar la gestión agronómica en un campo. Según las prácticas comunes actuales, las MZs suelen ser estáticas espacialmente: se desarrollan una vez y se utilizan posteriormente. Sin embargo, la relación suelo-planta a menudo varía con el tiempo y el espacio, disminuyendo la eficiencia de los diseños estáticos de MZ. Por lo tanto, proponemos un flujo de trabajo novedoso para la delimitación de MZ específicas en el tiempo basado en la integración de datos de sensores de plantas y suelos. El flujo de trabajo incluye cuatro pasos: (1) se utilizan mediciones de sensores geoespaciales para describir la variabilidad espacial del suelo y el estado de crecimiento de las plantas en temporada; (2) se utiliza modelado de regresión de ventana móvil para caracterizar los cambios subcampo de la relación suelo-planta; (3) se utilizan información del suelo e indicador(es) subcampo de la relación suelo-planta (es decir, el(los) coeficiente(s) de pendiente de regresión local) para delimitar MZ específicas en el tiempo utilizando análisis de conglomerados difusos; y (4) la delimitación de MZ se evalúa e interpreta. Ilustramos el flujo de trabajo con un ejemplo idealizado, pero realista, utilizando datos sintéticos y con un ejemplo experimental de un campo de maíz de 21 ha en Italia utilizando dos años de crecimiento de maíz, conductividad eléctrica aparente del suelo e índice de vegetación por diferencia normalizada (NDVI). En ambos ejemplos, las MZs se caracterizaron por combinaciones únicas de propiedades del suelo y relaciones suelo-planta. El enfoque propuesto brinda una oportunidad para abordar la naturaleza espacio-temporal de los cambios en las interacciones genéticas de cultivos x medio ambiente x gestión.
Descripción
Las zonas de gestión (MZs) se utilizan en la agricultura de precisión para diversificar la gestión agronómica en un campo. Según las prácticas comunes actuales, las MZs suelen ser estáticas espacialmente: se desarrollan una vez y se utilizan posteriormente. Sin embargo, la relación suelo-planta a menudo varía con el tiempo y el espacio, disminuyendo la eficiencia de los diseños estáticos de MZ. Por lo tanto, proponemos un flujo de trabajo novedoso para la delimitación de MZ específicas en el tiempo basado en la integración de datos de sensores de plantas y suelos. El flujo de trabajo incluye cuatro pasos: (1) se utilizan mediciones de sensores geoespaciales para describir la variabilidad espacial del suelo y el estado de crecimiento de las plantas en temporada; (2) se utiliza modelado de regresión de ventana móvil para caracterizar los cambios subcampo de la relación suelo-planta; (3) se utilizan información del suelo e indicador(es) subcampo de la relación suelo-planta (es decir, el(los) coeficiente(s) de pendiente de regresión local) para delimitar MZ específicas en el tiempo utilizando análisis de conglomerados difusos; y (4) la delimitación de MZ se evalúa e interpreta. Ilustramos el flujo de trabajo con un ejemplo idealizado, pero realista, utilizando datos sintéticos y con un ejemplo experimental de un campo de maíz de 21 ha en Italia utilizando dos años de crecimiento de maíz, conductividad eléctrica aparente del suelo e índice de vegetación por diferencia normalizada (NDVI). En ambos ejemplos, las MZs se caracterizaron por combinaciones únicas de propiedades del suelo y relaciones suelo-planta. El enfoque propuesto brinda una oportunidad para abordar la naturaleza espacio-temporal de los cambios en las interacciones genéticas de cultivos x medio ambiente x gestión.