Mobilizacao do solo utilizando combinacoes de discos duplos e hastes parabólicas para prácticas de cultivo.

Maestría en CienciasMaestrí

Uso de la reflectancia difusa -NIR en la determinación de características físicas y químicas de un Oxisol. Carimagüa -Meta

La caracterización de las propiedades del suelo mediante análisis de laboratorio es parte esencial en el diagnóstico del potencial de uso de las tierras y de su fertilidad. Los análisis físicos y químicos tradicionales son costosos y demorados, lo que dificulta la adopción de tecnologías de gestión de cultivos, como la agricultura de precisión. El objetivo del presente trabajo fue determinar las propiedades físicas y químicas de un Typic Hapludox usando espectroscopia de reflectancia difusa NIR y métodos convencionales. Mediante un sistema de red rígida se recolectaron 1240 muestras en los horizontes A y B, para determinar los contenidos de carbono total (CT), nitrógeno total (NT), pH, acidez intercambiable (Ac.I), aluminio intercambiable (Al.I), capacidad de intercambio catiónica (CIC), P, Ca, Mg, K, Na, Cu, Fe, Mn, Zn, arena, limo y arcilla. También se obtuvieron las respuestas espectrales NIR de cada muestra y se elaboraron modelos mediante regresión por mínimos cuadrados parciales, con diferente número de muestras. El uso de las espectroscopía de reflectancia difusa y de técnicas estadísticas permitieron la cuantificación de diez de las propiedades analizadas (CT, NT, Cu, Fe, Arcilla, Mn, Ac.I, Al.I, K, CIC,). Para CT, Cu y Fe, es posible obtener modelos de predicción adecuados con bajo número de muestras (menos de 150) del total, RPD mayores de 2.0, R2 mayores de 0.80 y RMSE bajos. Los resultados obtenidos a partir de los modelos NIR pudieron integrarse directamente en las evaluaciones geoestadísticas, obteniendo mapas digitales y espectro-digitales similares para aquellas propiedades con modelos representativos. El uso de las técnicas pedométricas, ha mostrado resultados promisorios para estos suelos y se constituye en una base para el desarrollo de esta área de investigación de la ciencia del suelo en Colombia.Abstract. The characterization of soil properties using laboratory tests is a fundamental part in the diagnosis of potential land use and fertility. The traditional physical and chemical analyzes are expensive and time consuming, hampering the adoption of crop management technologies, such as precision agriculture. The aim of this study was to determine the physical and chemical properties of a Typic Hapludox using NIR diffuse reflectance spectroscopy and conventional methods. Using a rigid grid system, 1240 samples were collected in the A and B horizons soils, to determine the contents of total carbon (CT), total nitrogen (NT), pH, exchangeable acidity (Ac.I), exchangeable aluminum (Al.I ) cation exchange capacity (CEC), P, Ca, Mg, K, Na, Cu, Fe, Mn, Zn, sand, silt and clay. Also obtained NIR spectral signatures of each sample and models were developed by partial least squares regression, with different set size samples. The use of diffuse reflectance spectroscopy and statistical methods allowed the quantification of ten analyzed properties (CT, NT, Cu, Fe, Clay, Mn, Ac.I, Al.I, K, CEC). For CT, Cu and Fe, it was possible to obtain adequate prediction models with low calibration set size (less than 150) of the total, RPD greater than 2.0, R2 greater than 0.80 and lower RMSE. The results obtained from NIR models could be directly integrated into geostatistical evaluations, obtaining similar digital and spectrum digital maps, to those properties with representative models. The use of pedometrics methods has shown promising results for these soils and constitutes a basis for the development of this soil science research area in Colombia.Doctorad

Spatial prediction of soil penetration resistance using functional geostatistics

Knowledge of agricultural soils is a relevant factor for the sustainable development of farming activities. Studies on agricultural soils usually begin with the analysis of data obtained from sampling a finite number of sites in a particular region of interest. The variables measured at each site can be scalar (chemical properties) or functional (infiltration water or penetration resistance). The use of functional geostatistics (FG) allows to perform spatial curve interpolation to generate prediction curves (instead of single variables) at sites that lack information. This study analyzed soil penetration resistance (PR) data measured between 0 and 35 cm depth at 75 sites within a 37 ha plot dedicated to livestock. The data from each site were converted to curves using non-parametric smoothing techniques. In this study, a B-splines basis of 18 functions was used to estimate PR curves for each of the 75 sites. The applicability of FG as a spatial prediction tool for PR curves was then evaluated using cross-validation, and the results were compared with classical spatial prediction methods (univariate geostatistics) that are generally used for studying this type of information. We concluded that FG is a reliable tool for analyzing PR because a high correlation was obtained between the observed and predicted curves (R2 = 94 %). In addition, the results from descriptive analyses calculated from field data and FG models were similar for the observed and predicted values

Análisis multivariado del comportamiento espacial y temporal de la resistencia del suelo a la penetración

La resistencia a la penetración (RP) es una forma fácil y rápida de identificar la compactación del suelo.El objetivo del presente trabajo fue evaluar un procedimiento para caracterizar adecuadamente la variabilidad vertical y horizontal de la compactación de suelos agrícolas, usando técnicas de análisis multivariado. Las mediciones de RP se realizaron antes de la labranza y después de la cosecha en un lote sembrado con maíz (Zea mays) en la sabana de Bogotá (Colombia), en una cuadrícula regular de 32 puntos (25 m x 25 m), hasta una profundidad de 60 cm. Para identificar zonas y capas compactas del suelo se utilizaron técnicas de análisis multivariado. El análisis jerárquico, realizado a partir de las lecturas de RP por punto de muestreo, permitió elaborar mapas de contorno con zonas delimitadas de compactación. A su vez, cuando el análisis se realizó por profundidad utilizando la metodología de componentes principales, se identificaron tres capas de suelo donde la capa intermedia presentó los mayores valores de resistencia a la penetración en ambos muestreos. El procedimiento utilizado permitió caracterizar las variabilidades vertical y horizontal de la RP en el lote del estudio.The study of agricultural soil compaction is of great relevance, due to its negative effects on crop development and productivity. A quickly and easy way to identify soil compaction is throughout penetration resistance (PR). The aim of this study was to define an approach to adequately characterize the vertical and horizontal variability of agricultural soil compaction, using multivariate analysis techniques. Soil penetration resistance was measured before tillage and after crop harvesting a field grown with maize (Zea mays), using a 32 point regular grid (25 m X 25 m), up to 60 cm of depth. To identify compacted areas and layers, multivariate analysis techniques were used. The hierarchical cluster analysis, considering the RP measurements by sampling point, allowed drawing contour maps with defined compacted areas. Meanwhile, when such an analysis was performed by depth, together with the principal component analysis, three soil layers were identified being the middle layer the one with the highest values of PR in both sampling periods. The approach performed, allowed characterizing the vertical and horizontal variability of PR in the field under study

Modelo no destructivo para estimar el área foliar individual mediante parámetros alométricos en gulupa (Passiflora edulis fo. edulis)

La gulupa es uno de los frutos que ha aumentado sus exportaciones desde Colombia en los últimos 15 años, debido a sus características organolépticas. Conocer el área foliar (AF) en este cultivo es importante; sin embargo, no se conocen métodos prácticos que permitan su cálculo. El objetivo fue desarrollar modelos no destructivos para estimar el AF individual, mediante parámetros alométricos en hojas de gulupa. El AF se determinó en 100 hojas, mediante dos métodos estándar: el medidor portátil láser CI-202 y el software Easy Leaf Area (ELA). Se midió la longitud del lóbulo central (L), el lóbulo derecho (LD) e izquierdo (LI), el ancho base en los lóbulos (a) y el ancho entre las puntas terminales de los lóbulos (b) y se calculó la longitud total (Lt), como la suma de L+LD+LI. Los modelos lineales con mayor coeficiente de determinación (R2) fueron los que relacionaron las variables L*a (0,9377; 0,9756) y Lt*a (0,9430; 0,9841), para el AF, medida con el CI-202 y con el ELA respectivamente, frente al AF estimada. Se validaron R2 de 0,9336 y 0,9612, entre el área de la hoja medida en la localidad de Arcabuco y la estimada con L*a para los dos métodos empleados, mientras que para la estimación del AF con base en Lt*a, se encontraron R2 de 0,9552 y 0,9680, lo que convierte al método ELA como el más confiable para medir el AF y que la variable alométrica Lt*a permite encontrar la mejor predicción de AF individual en hojas de gulupa

Determinación de variables de secado en lámina para la deshidratación de pulpa de maracuyá

El maracuyá presenta un incremento significativo en producción y consumo en Colombia en los últimos años. Las pérdidas poscosecha hacen conveniente la introducción de tecnologías que permitan su aprovechamiento más eficiente. El objetivo del presente trabajo fue caracterizar la pulpa de maracuyá (Passiflora edulis f. flavicarpa) y determinar las variables de secado adecuadas para la obtención de pulpas deshidratadas en lámina. Se dimensionó y construyó un equipo para pruebas de secado estático y se caracterizó la pulpa de maracuyá (contenido de humedad, sólidos solubles, pH y acidez). Se obtuvieron las curvas de secado con aire forzado para diferentes condiciones de temperatura (50, 55, 60 y 65°C) y velocidad del aire (178,3, 206,1 y 231,4 m min-1), encontrándose que una temperatura del aire de secado de 65ºC y una velocidad del aire de 231,4 m min-1 son las condiciones más adecuadas para la deshidratación de las pulpas de maracuyá utilizadas en la fase experimental. Los productos deshidratados fueron evaluados por el panel de jueces, con buena aceptación por parte de los panelistas, esta evaluación sirvió como base para la determinación de las condiciones más adecuadas para la deshidratación desde el punto de vista sensorial. El comportamiento de los productos obtenidos con relación a sus parámetros de conservación fue satisfactorio, los recuentos microbiológicos estuvieron dentro de los rangos aceptables para productos deshidratados, lo que fue favorecido por la reducida actividad de agua alcanzada en el producto deshidratado. 

Estimación de erosión potencial bajo dos sistemas de corte de caña panelera utilizando la ecuación universal de pérdida de suelos

Con el fin de comparar las pérdidas de suelo en dos sistemas de corte tradicionalmente utilizados en el cultivo de caña de azúcar para la producción de panela, se llevó a cabo un estudio, en el que se realizaron mediciones en campo, utilizando un simulador de lluvia y parcelas de escorrentía, en un vertisol del municipio de Quebradanegra, Cundinamarca, en donde se presentan, simultáneamente, los dos tipos de corte: parejo (tipo de corte en el que se cosecha todo a la vez, al tener una madurez homogénea en el cultivo) y entresaque (sistema en el cual no hay madurez homogénea, por lo que se corta solo un porcentaje de las plantas a la vez). Para estimar las pérdidas de suelo potenciales asociadas a ambos sistemas de corte, se utilizó la Ecuación Universal de Pérdida de Suelos (USLE), obteniendo un factor medio C, asociado al tipo de corte, utilizando los datos determinados en campo y la erosividad de las intensidades de precipitación simuladas. Finalmente, se determinó la erosión potencial anual, bajo los dos sistemas de corte, donde se observó que el sistema de corte por parejo presenta un valor 2,2 veces mayor que el sistema de corte por entresaque. Por otra parte, al comparar las pérdidas potenciales de suelo con un lote recién preparado y sembrado, sin cobertura vegetal, se evidencia la capacidad del cultivo de caña panelera para brindar protección al suelo, presentando una erosión potencial 9 veces menor, en el caso del corte por parejo, con respecto a una condición de suelo sin cobertura vegetal

Evaluación de textura del suelo con espectroscopia de infrarrojo cercano en un oxisol de Colombia

Techniques such as near infrared spectroscopy (NIR) can be used to identify classes and properties of soils with good precision. The aim of this study was to calibrate models to predict the content of clay, silt and sand of a Typic Hapludox by NIR spectroscopy. The study was carried out in the Carimagua Experimental Station located in the municipality of Puerto Gaitán, Meta, Colombia. A grid design was used, 1200 samples were collected in an area of 5100 ha. The development of the models have made by partial least squares regression. A low representatively models were obtained for sand and silt contents, with values of R2 (0.41 and 0.34, respectively).The clay model  content showed a high R2 (0.76). For the clay was possible the development of similar digital maps and digital spectrum maps . The results for the clay content indicate that laboratory analysis  can be substituted, in large part by spectral models. In the case of sand and silt, in the future,  it would be convenient to improve the model  for substituting the laboratory analysis  for this class of soil.Técnicas como la espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) se pueden utilizar para identificarlas clases y propiedades de los suelos con buena precisión. El objetivo de este estudio fue calibrar modelos para predecir el contenido de arcilla, limo y arena de un Typic Hapludox por espectroscopia NIR. El estudio se realizó en la Estación Experimental de Carimagua situado en el municipio de Puerto Gaitán, Meta, Colombia. Se utilizó un diseño de red rígida, se tomaron 1200 muestras en una superficie aproximada de 5100 ha. La elaboración de los modelos se hizo mediante regresión por mínimos cuadrados parciales. Se obtuvieron modelos con baja representatividad para contenidos de arena y limo, con valores de R2 (0.41 y 0.34, respectivamente). El modelo para el contenido de arcilla mostró un alto R2 (0.76). Para la arcilla fue posible la elaboración de mapas digitales y espectro-digitales similares. Los resultados encontrados para el contenido de arcilla indican que los análisis de laboratorio se pueden sustituir, en gran parte, por los modelos espectrales. En el caso de la arena y el limo, sería conveniente mejorar el modelo para que, en el futuro, los análisis de laboratorio puedan ser sustituidos para esta clase de suelo

Evaluación de implementos de labranza a diferentes velocidades de operación y contenidos de agua del suelo.

Soil tillage is a relevant agricultural practice with important effects on soil physical properties and energy use. The objective of this study was to measure the cross-sectional area of worked soil, working depth, working width, draught and specific draught for different tillage implements, including disc plow, vibratory chisel plow and rigid chisel plow, at three soil water contents (0.05; 0.12 y 0.15 g g-1) and three forward speeds (1.12; 1.45 and 1.80 m s-1). The results showed that water content affects all the parameters analyzed, particularly for disk and vibratory chisel plow. The rigid chisel plow is energy efficient to loosen soil, with low specific draught and high cross-sectional area of working soil. Tillage at 0.12 g g-1 water content gave the lowest draught requirement for soil aggregate reduction.La labranza del suelo es de gran importancia puesto que altera las propiedades físicas y representa un alto consumo de energía. El objetivo del presente estudio fue medir el área transversal del suelo disturbado, la profundidad de trabajo, el ancho de trabajo, la fuerza de tracción y la resistencia específica para diferentes implementos de labranza, arado de discos, arado de cincel vibratorio y arado de cincel rígido, con tres contenidos de agua (0,05; 0,12 y 0,15 g g-1) y tres velocidades de operación (1,12; y 1,45 1,80 m s-1). El contenido de agua afectó todos los parámetros analizados, especialmente para el arado de discos y el arado de cincel vibratorio. Los resultados muestran que el arado de cincel rígido es energéticamente más eficiente para preparar el suelo, con una resistencia específica baja y una mayor área transversal de suelo disturbado. La preparación del suelo a un 0,12 g g-1 de contenido en agua, presentó la resistencia específica más baja para la fragmentación del suel