Menos fertilizante y mucha mejor calidad del arroz… aparece una trasplantadora inteligente que atrapa “cuatro conejos de un tiro”

(Periódico Coreano de Tecnología Agrícola = reportero Lee Hyun-woo) En medio de la doble dificultad de las interrupciones en el suministro de materias primas para fertilizantes causadas por la inestabilidad de la cadena internacional de suministro de materias primas y la escasez de mano de obra derivada del envejecimiento de las zonas rurales, un grupo de investigadores nacionales está atrayendo la atención al abrir una vía de salida mediante tecnología de fertilización variable de precisión basada en datos.

La Administración de Desarrollo Rural (presidida por Lee Seung-don) anunció el 27 de mayo que desarrolló una “trasplantadora inteligente con ajuste personalizado de la cantidad de fertilizante por ubicación, aplicada simultáneamente al trasplante”, que identifica en tiempo real el estado del suelo del arrozal al mismo tiempo que se realiza el trasplante y ajusta automáticamente la cantidad de fertilizante esparcida, y que ya ha iniciado su distribución en el terreno. Esta tecnología está siendo evaluada como un producto que permite atrapar al mismo tiempo los llamados cuatro conejos de un tiro: reducción de costos, alivio de la carga laboral, protección ambiental y producción de arroz de alta calidad.

▲Resolver la heterogeneidad del suelo dentro de la parcela… concentración de 4 tecnologías innovadoras basadas en datos “desde el análisis hasta el control”=El método convencional de fertilización se limitaba a considerar todo el arrozal como un único valor promedio y a aplicar de manera uniforme fertilizante de liberación lenta.

Sin embargo, incluso dentro de una misma parcela, la cantidad de nutrientes que necesita el arroz varía según el drenaje, el contenido de materia orgánica y la fertilidad del suelo. Como resultado, en las zonas con suficientes nutrientes se aplicaba fertilizante en exceso, lo que provocaba un crecimiento excesivo del arroz, su caída o la aparición de plagas y enfermedades, y además los componentes sobrantes del fertilizante terminaban fluyendo hacia los ríos y causando contaminación del agua. En cambio, en las zonas con escasez de nutrientes el crecimiento se reducía, generando variaciones generales en la calidad y el rendimiento.

Para resolver de raíz estos problemas, la trasplantadora inteligente desarrollada esta vez △integra orgánicamente cuatro tecnologías clave en cuatro etapas: cálculo de la cantidad adecuada de fertilización (análisis), generación de mapas de fertilización (prescripción), reconocimiento en tiempo real de la ubicación de la labor agrícola (determinación) y tecnología de control de la cantidad óptima de fertilización (control).

En la primera etapa, el proceso de “cálculo de la cantidad adecuada de fertilización”, se vinculan la información del suelo analizada por los centros de tecnología agrícola de ciudades y condados y por el Instituto Coreano para la Promoción de la Tecnología Agrícola, con los datos del sistema de información ambiental del suelo “Heuktoram” de la Administración de Desarrollo Rural (información de prescripción de uso de fertilizantes). A través de ello, se verifica el estado de nutrientes por parcela y se comprueba con precisión la distribución de nutrientes en ocho elementos, como pH, materia orgánica y fósforo disponible.

En particular, también se reflejan en el algoritmo las características físicas, como el tamaño de los gránulos y la densidad, de 16 tipos de fertilizantes granulados de liberación lenta comercializados en el país, calculando así las variaciones en el volumen de descarga según el producto y obteniendo la cantidad adecuada de fertilización.
A continuación, en la etapa de “generación de mapas de fertilización”, con base en los datos analizados se aplica el método de interpolación espacial (Kriging) para determinar la cantidad adecuada de aporte de componentes principales como nitrógeno, fósforo y potasio por subzonas detalladas dentro de la parcela, y se construye un “mapa digital de prescripción de fertilización”. El mapa de prescripción de fertilización se organiza por parcela o por unidades de zona según el intervalo de trabajo agrícola de la trasplantadora.

Cuando comienza el trabajo real de trasplante, entra en funcionamiento la tecnología de “reconocimiento en tiempo real de la ubicación de la labor agrícola”. Utilizando información satelital de posicionamiento de alta precisión (RTK-GNSS), se redujo de forma drástica el error de ubicación a un margen de ±2 cm, y se rastrea en tiempo real la posición de desplazamiento de la trasplantadora para transmitir al dispositivo de control la información exacta sobre la cantidad de fertilizante correspondiente a esa zona.

Por último, en la etapa de “control de la cantidad óptima de fertilización”, la unidad de cálculo del controlador vinculada a una pantalla UI táctil ajusta en tiempo real la potencia del motor. Según los valores establecidos en el mapa de prescripción, la cantidad de fertilizante aplicada se regula automáticamente en tiempo real con un control de alta precisión dentro de ±5%, en una estructura que permite su aplicación exacta sobre la superficie del arrozal.

▲La prueba de demostración en Hwaseong demuestra su rentabilidad… 29% menos fertilizante y aun así 10% más de rendimiento=Los resultados de la prueba de demostración realizada por el equipo de investigación en explotaciones arroceras de la ciudad de Hwaseong son alentadores. En comparación con el método convencional, tomando como referencia 1 ha, el uso de fertilizante se redujo un 29%, y como el trasplante y la fertilización se realizaron simultáneamente con precisión, el tiempo de aplicación del fertilizante también se acortó en un 40%.

Aunque los costos de gestión y la mano de obra se redujeron considerablemente, la productividad y la calidad mejoraron. Como resultado de reforzar de manera focalizada las zonas con carencia de nutrientes y evitar la fertilización excesiva, el rendimiento aumentó en cambio un 10%, y la variación del rendimiento entre zonas se redujo en un 33%.

En particular, esta tecnología ofrece una gran ventaja para cumplir con los criterios de clasificación del arroz y contenido de proteínas establecidos por la notificación del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales. Al controlar adecuadamente por zonas la cantidad de nitrógeno, que determina el sabor del arroz cocido, se puede reducir el contenido proteico del arroz y producir de manera estable arroz de alta calidad, lo que ha llevado a evaluarla como una “maquinaria agrícola orientada al control de calidad” que ha demostrado su valor.

La Administración de Desarrollo Rural prevé que, si esta trasplantadora inteligente se introduce en toda la superficie nacional de cultivo de arroz (700.000 ha), podría lograrse un enorme ahorro anual en costos de insumos agrícolas de aproximadamente 560.000 millones de wones (800.000 wones por ha).
 

▲“Modular” y compatible con maquinaria agrícola existente… mayor aceptación en el terreno para responder al envejecimiento=También cuenta con aplicabilidad en el terreno. En esta ocasión, el dispositivo de control de fertilización variable fue fabricado en forma “modular”, desmontable y acoplable. Por ello, si una explotación ya posee una trasplantadora equipada con fertilizador lateral, puede convertirla en una trasplantadora inteligente simplemente añadiendo el módulo de control, sin necesidad de comprar un gran equipo nuevo, lo que reduce la carga económica.

No obstante, dado que su aplicación es limitada en trasplantadoras antiguas y obsoletas que no cuentan con fertilizador lateral o son difíciles de adaptar a un sistema de control electrónico, parece que en el futuro se prepararán medidas para ampliar la compatibilidad según el modelo.
También se resolvió el problema del costo de análisis de muestras de suelo para la prescripción por subzonas detalladas, que preocupaba en el terreno. A través del apoyo de los centros de tecnología agrícola de la ciudad o condado donde se ubica la explotación, se puede recibir el servicio de análisis de forma gratuita, y como se utilizan solo unas 10 muestras representativas tomando como base un arrozal de 1.200 pyeong, la molestia para el agricultor o la carga real de costos adicionales no es grande.

En la sesión informativa de ese día, Seong Je-hoon, director del Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas de la Administración de Desarrollo Rural, subrayó: “La trasplantadora inteligente, como tecnología de agricultura de precisión basada en datos, será de gran ayuda no solo para reducir mano de obra y costos, prevenir la contaminación del agua y producir arroz de alta calidad, sino también para fortalecer la capacidad de respuesta de los agricultores en una situación de crisis de suministro de fertilizantes como la actual”. Y añadió: “Tiene un gran significado el hecho de haber elevado el nivel de la tecnología nacional de agricultura de precisión hasta equipararlo con el de los países líderes del mundo, en medio de una tendencia en la que el mercado global de maquinaria agrícola se está reorganizando rápidamente en torno a lo inteligente. Seguiremos haciendo todo lo posible para desarrollar tecnologías agrícolas e introducirlas en el terreno con el fin de hacer realidad una agricultura futura sostenible”.

Por otra parte, la Administración de Desarrollo Rural prevé completar, de aquí a 2027, la mejora del sistema y el perfeccionamiento tecnológico en cooperación con la industria para acelerar la comercialización y la difusión en el terreno de la trasplantadora inteligente desarrollada esta vez. Asimismo, en 2028 planea impulsar un proyecto de difusión de nuevas tecnologías para expandir rápidamente esta tecnología a las explotaciones arroceras de todo el país.