Los datos del sensor de humedad de la hoja mejoran la producción de cerezas

Leaf wetness sensor data improve cherry production

En julio de 2013, Lav Khot, profesor de Ingeniería de Sistemas Biológicos en la Universidad Estatal de Washington, y su equipo estaban en el campo estudiando cómo se recogían, pesaban y transportaban las cerezas, cuando de repente un helicóptero empezó a dar vueltas alrededor de un huerto cercano.

Cuando el Dr. Khot preguntó al cultivador, éste respondió: "Anoche llovió y estamos intentando secar las copas de los árboles". El cultivador explicó a Khot que las cerezas son propensas a agrietarse si la humedad permanece demasiado tiempo en la fruta, por lo que contratan helicópteros para que sobrevuelen sus huertos y eliminen el agua de la fruta y las hojas, con la esperanza de evitar la pérdida de fruta.

Decisiones basadas en datos

Las cerezas frescas son un negocio lucrativo. Así es como los agricultores pueden permitirse los aproximadamente 25.000 dólares que cuesta alquilar los helicópteros cada temporada. Intentan hacer todo lo posible para evitar el agrietamiento o el rajado, pero, curiosamente, según el Dr. Khot, las decisiones de los agricultores están totalmente influenciadas por las emociones. "Si llueve, el agricultor se pone nervioso y contrata a pilotos para que lleven el helicóptero".

El Dr. Khot se preguntó si podría ayudar a los cultivadores de cerezas a tomar sus decisiones basándose en datos reales. Él y su postdoctorando, el Dr. Jianfeng Zhou, están utilizando sensores de humedad en las hojas dePHYTOS 31 para determinar si hay agua en las copas de los árboles después de una lluvia y durante cuánto tiempo. El Dr. Khot espera que los datos de estos sensores ayuden a los agricultores a decidir si tiene sentido o no volar con el helicóptero.

¿Por qué se parten las cerezas?

No todas las variedades de cereza se agrietan, pero sí las de alto contenido en azúcar, ya que la piel es fina durante la maduración. Existen dos hipótesis asociadas al rajado o agrietamiento del fruto:

Riego: La elevada disponibilidad de agua en el suelo durante la maduración de la fruta (unas semanas antes de la cosecha) incita a los árboles a absorber más agua, lo que provoca que la fruta se parta.
Agua de lluvia: La lluvia se acumula en el cuenco del pedúnculo de la cereza o cuelga del fondo y es absorbida lentamente por la fruta a lo largo del gradiente de potencial osmótico. La fruta empezará a partirse debido al aumento de la presión dentro de la piel.
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Investigar la eficacia del secado con helicóptero

Existen dos métodos para secar las cubiertas. Uno utiliza un pulverizador que produce un viento cruzado que se desplaza lateralmente a través de los toldos, mientras que el otro utiliza la onda descendente de las aspas de los helicópteros. El Dr. Khot y su ayudante de investigación han experimentado con velocidades de viento cruzado para ver cuánto viento se generaba y cuánta agua se dispersaba realmente. El Dr. Khot comentó: "Fuimos al huerto de la WSU y pusimos en marcha el pulverizador con dos configuraciones para ver cómo se eliminaba el agua y cuánto viento entraba por las copas durante un tiempo determinado". Consiguieron eliminar el agua de los árboles y medirla con los sensores de humedad de las hojas. Sin embargo, empezaron las mediciones después de que las cerezas hubieran madurado, por lo que no pudieron relacionarlo con el agrietamiento.

Uno de los problemas de los helicópteros es que son muy peligrosos. Los accidentes no son infrecuentes y, por desgracia, algunos pilotos han muerto. El equipo también evaluará la eficacia de un helicóptero no tripulado de tamaño medio para comprobar si puede producir suficiente corriente descendente para secar las cerezas y compararlo con los helicópteros tripulados. El Dr. Khot afirma: "Los helicópteros son grandes y difíciles de volar cerca de las copas, pero podemos programar el dron no tripulado para que vuele cerca de la copa y elimine el agua con seguridad." Digital Harvest y Yamaha, que apoyan este aspecto de la investigación, han recibido una exención de la FAA para poder probar su helicóptero no tripulado.

Plantation of cherry trees in springtime.

Rows of cherry trees in an orchard on a cloudy day

Diferentes arquitecturas de árbol

El equipo del Dr. Khot hizo sus primeros experimentos con arquitecturas tradicionales de cerezos (imagínese un árbol típico), pero este año realizarán sus experimentos con árboles formados en forma de "Y", o completamente verticales. Los investigadores han desarrollado estas nuevas arquitecturas para facilitar la recolección y la gestión, pero el Dr. Zhou afirma que habrá menos variabilidad en la copa y, por tanto, resultados más interpretables en comparación con la arquitectura tradicional de los árboles, en la que la velocidad del viento es más heterogénea en toda la copa.

Impacto económico

El Dr. Khot afirma que la resolución del problema del rajado de las cerezas podría tener enormes repercusiones económicas, ya que los productores sufren grandes pérdidas cada año. Un antiguo agricultor lo subrayó al señalar que perdían una de cada cuatro cosechas. Pero también podría haber otros beneficios. Las implicaciones de esta investigación podrían resolver otros problemas de los agricultores, como la gestión de enfermedades y plagas. "La WSU ya cuenta con un buen programa AgWeatherNet en el que controlamos el tiempo fuera de los árboles en diferentes lugares, pero no dentro de las copas. Si tuviéramos un equipo de detección inteligente, como el sensor de humedad de las hojas, situado en la copa y que controlara el nivel de humedad durante un ciclo de 24 horas, podríamos desarrollar modelos basados en la humedad y relacionarlos con el número de plagas en distintos puntos del huerto. Eso es algo de lo que todos los cultivadores pueden beneficiarse".

Descubra el sensor de humedad de la hojaPHYTOS 31

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