IRAKA: The first Colombian soil information system with digital soil mapping products

Los avances en ciencia y tecnología combinados con la necesidad de manejar y administrar los recursos naturales han resultó en un aumento gradual en la disponibilidad de datos del suelo. Esto ha permitido caracterizar, describir o proponer proyectos para abordar cuestiones como la degradación del suelo, la productividad agrícola, las amenazas y los servicios de los ecosistemas. A pesar de la disponibilidad de datos del suelo, los usuarios buscan cada vez más información adicional, oportuna y confiable. para dar respuesta a situaciones actuales y futuras, como la seguridad alimentaria y el cambio climático. IRAKA es un suelo sistema de información para el altiplano cundiboyacense colombiano y el primero en brindar información adicional de fuentes oficiales disponibles. Tiene un diseño modular basado en la organización de una base de datos de suelos cuya estructura incorporó 299 perfiles, 1432 muestras y 55 propiedades y la integración, armonización, y estandarización de 8 estudios de suelos realizados en la zona. La información estructurada permitió modelar y validando las propiedades físicas y químicas a través del mapeo digital del suelo y comparando diferentes máquinas técnicas de aprendizaje, incluyendo bosque aleatorio, guardabosques, máquina de vectores de apoyo y modelos de conjunto de estos Técnicas Las interpolaciones de 11 propiedades cuantitativas y 1 propiedad cualitativa resultaron en aceptables coeficientes de bondad de ajuste debido a diferentes factores: variabilidad de la propiedad, representatividad, distribución en el área de estudio y descripción de la propiedad basada en covariables ambientales. Toda la información generada ha sido disponible para un uso generalizado en diferentes servicios web geográficos. Así, IRAKA contribuye a la gestión de la información y el conocimiento a través de técnicas y herramientas que permiten a los usuarios visualizar nuevos información, utilizar la información y llamar la atención sobre nuevos estudios y mejorar las bases de datos en las que la confianza el nivel es insuficiente y no permite la toma de decisiones

Effect of the severity of water stress on recovery, biochemical response, protein expression and yield in potato (Solanum tuberosum L.) in two stages of development

ilustraciones, fotografías, gráficas, tablasLa sequía es uno de los factores ambientales que más limita el crecimiento de las plantas y se prevé que el cambio climático reduzca la disponibilidad de agua en varias zonas productivas. En esta investigación se caracterizó el efecto de la severidad del estrés hídrico en la recuperación, respuesta bioquímica, expresión de proteínas y rendimiento por tamaño de tubérculos en dos etapas de desarrollo de la papa var. Diacol Capiro (DC). Plantas de papa en etapa de diferenciación de tubérculos (DT) y máxima tuberización (MT) se les suspendió el riego hasta alcanzar estrés hídrico Leve (EL), Moderado (EM) y Severo (ES); además se contó con plantas control bien regadas (BR). Cuando las plantas alcanzaron cada nivel de estrés y luego de 24 horas de restablecer el riego (rehidratación), se midió la actividad de enzimas antioxidantes del ciclo Ascorbato-Glutatión y la concentración de pigmentos fotosintéticos, prolina, malondialdehído (MDA), flavonoides y almidón. En los tres niveles de estrés hídrico, tanto en MT como en DT se determinó concentración de nutrientes en savia y en tejido foliar, y en DT se determinaron los perfiles proteómicos y se identificaron las proteínas que presentaron mayor correlación con el potencial hídrico. Se encontró que la planta de papa var. DC durante ES incrementa en hoja la actividad de enzimas antioxidantes y la concentración de MDA, carotenoides, prolina y almidón, como una respuesta para proteger el aparato fotosintético. La capacidad de recuperación bioquímica de la planta fue mayor en MT que en DT, debido a la menor duración del estrés en MT (7 días) en comparación con DT (21 días). En la savia de la hoja se incrementó la concentración de K+ y NO3- en plantas con estrés hídrico en comparación con BR, lo que se asoció a procesos de ajuste osmótico. En tejido foliar se observó un incrementó en la concentración de N en plantas con estrés con respecto a plantas bien regadas y estuvo relacionado con la concentración de clorofilas, carotenoides y actividad de enzimas antioxidantes. El ES redujo el número y peso de tubérculos grandes y aumentó el de tubérculos pequeños. Finalmente se encontró que las proteínas Rubisco activasa, la subunidad IV B del centro de reacción del PSI y proteína estabilizadora de manganeso incrementaron con la severidad del estrés, mientras que las tres posibles isoformas de la subunidad I de Citrocromo oxidadasa (RY290, RY289 y RY285) se redujeron. Nuestros resultados brindan un entendimiento detallado de las respuestas bioquímicas y la reducción del rendimiento por tamaño de tubérculo en plantas de papa a medida que se incrementa la severidad del estrés hídrico. (Texto tomado de la fuente).Drought is one of the environmental factors that most limits plant growth and climate change is expected to reduce water availability in several productive areas. In this research, the effect of the severity of water stress on the biochemical response, protein expression and yield by tuber size in two stages of development of potato var. Diacol Capiro (DC). Potato plants in the stage of tuber differentiation (DT) and maximum tuberization (MT) were suspended from irrigation until they reached Mild (EL), Moderate (EM) and Severe (ES) water stress; In addition, there were well-watered control plants (BR). When the plants reached each stress level and after 24 hour of restoring irrigation (rehydration), the activity of antioxidant enzymes of the Ascorbate-Glutathione cycle and the concentration of photosynthetic pigments, proline, malondialdehyde (MDA), flavonoids and starch were measured. In the three levels of water stress, both in MT and in DT, the concentration of nutrients in sap and leaf tissue is prolonged, and in DT the proteomic profiles were determined and the proteins that appeared greater conformation with the water potential were identified. It was found that the potato plant var. DC during ES increases the activity of antioxidant enzymes and the concentration of MDA, carotenoids, proline, and starch in the leaf, as a response to protect the photosynthetic apparatus. The biochemical recovery capacity of the plant was higher in MT than in DT, due to the shorter duration of stress in MT (7 days) compared to DT (21 days). In the leaf sap, the concentration of K+ and NO3- increased in plants with water stress compared to BR, which was associated with osmotic adjustment processes. In leaf tissue, an increase in N concentration was decreased in stressed plants with respect to BR and was related to the concentration of chlorophylls, carotenoids, and antioxidant enzyme activity. ES reduced the number and yield of large tubers and increased that of small tubers. Finally, it was found that the proteins Rubisco activase, subunit IV B of the PSI reaction center and manganese stabilizer protein increased with the severity of stress, while the three possible isoforms of subunit I of Cytrochrome oxidadase (RY290, RY289 and RY285) is reduced. Our results provide a detailed understanding of the biochemical responses and yield reduction per tuber size in potato plants as the severity of water stress increases.MINCIENCIAS (antes COLCIENCIAS) es el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de acuerdo a la Constitución y la ley Colombiana, como organismo para la gestión de la administración pública, rector del sector y del Sistema Nacional Ciencia, Tecnología e Innovación (SNCTI), encargado de formular, orientar, dirigir, coordinar, ejecutar, implementar y controlar la política del Estado en esta materia, teniendo concordancia con los planes y programas de desarrollo, de acuerdo a la presente Ley. AGROSAVIA es la corporación colombiana de investigación agropecuaria, entidad pública descentralizada de participación mixta sin ánimo de lucro, de carácter científico y técnico, cuyo propósito es trabajar en la generación del conocimiento científico y el desarrollo tecnológico agropecuario a través de la investigación científica, la adaptación de tecnologías, la transferencia y la asesoría con el fin de mejorar la competitividad de la producción, la equidad en la distribución de los beneficios de la tecnología, la sostenibilidad en el uso de los recursos naturales, el fortalecimiento de la capacidad científica y tecnológica de Colombia y, contribuir a elevar la calidad de vida de la población.Incluye anexosMaestríaMagíster en Ciencias AgrariasFisiología de cultivosCiencias Agronómicas.Sede Bogot

Estimation of Water Stress in Potato Plants Using Hyperspectral Imagery and Machine Learning Algorithms

This work presents quantitative detection of water stress and estimation of the water stress level: none, light, moderate, and severe on potato crops. We use hyperspectral imagery and state of the art machine learning algorithms: random decision forest, multilayer perceptron, convolutional neural networks, support vector machines, extreme gradient boost, and AdaBoost. The detection and estimation of water stress in potato crops is carried out on two different phenological stages of the plants: tubers differentiation and maximum tuberization. The machine learning algorithms are trained with a small subset of each hyperspectral image corresponding to the plant canopy. The results are improved using majority voting to classify all the canopy pixels in the hyperspectral images. The results indicate that both detection of water stress and estimation of the level of water stress can be obtained with good accuracy, improved further by majority voting. The importance of each band of the hyperspectral images in the classification of the images is assessed by random forest and extreme gradient boost, which are the machine learning algorithms that perform best overall on both phenological stages and detection and estimation of water stress in potato crops