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Más rentabilidad y menos impacto ambiental con sensores ópticos

Sinaloa.- Hace ocho años la Asociación de Agricultores del Río Sinaloa Poniente (AARSP) y el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) establecieron una plataforma de investigación con la finalidad de que el conocimiento científico allí generado se difunda entre los productores y así puedan tomar decisiones apropiadas con respecto a sus cultivos.

La plataforma de investigación permite que los productores adopten innovaciones agrícolas con mayor confianza y rapidez, ya que pueden observar los resultados directamente en la plataforma, ahorrando tiempo y dinero en el proceso de adopción de prácticas sustentables.

Entre las tecnologías que recientemente se han validado y promovido en la plataforma de investigación está el uso de sensores ópticos para optimizar la fertilización nitrogenada. Esta tecnología, al igual que la Agricultura de Conservación que ya se maneja, se ha estudiado y validado no solo para obtener mayores utilidades, sino para minimizar el impacto ambiental.

Debido a diversos factores, una importante cantidad de fertilizantes nitrogenados se pierde durante su aplicación (se estima que en México y otros países en desarrollo las pérdidas promedio de nitrógeno por volatilización son de 18%), potenciando el riesgo de contaminación ambiental, sobre todo de cuerpos de agua.

¿Es posible reducir el uso de fertilizantes nitrogenados sin que se afecte el rendimiento? En la plataforma de investigación los resultados de diversos estudios indican que con el uso del sensor GreenSeeker® es posible ahorrar entre 150 y 180 unidades de nitrógeno (equivalente a ahorrar un poco más de $3,000 por hectárea) sin afectar los rendimientos.

Junto con el uso de sensores ópticos, la Agricultura de Conservación (sistema de producción sustentable que tiene a la cobertura del suelo con rastrojo y a la mínima labranza entre sus componentes básicos) contribuye a la obtención de una mayor utilidad: ha permitido reducir los costos de producción en al menos 15% (para el caso particular de la plataforma de investigación y su zona de influencia) manteniendo los rendimientos.

 

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La importancia del nitrógeno en los cultivos y cómo optimizar su aplicación

La producción agrícola del Valle de Yaqui se ve afectada cada vez más por los altos costos de producción. Algunos pequeños productores —en su mayoría ejidatarios— optan por rentar sus tierras, ya que para ellos no es viable sembrar solos. En el caso del trigo, en esa región particular los costos de producción en la actualidad pueden llegar hasta los $23,000, lo que es muy elevado si se consideran los factores de rendimiento y precios del grano en el mercado.

Uno de los aspectos que contribuye al aumento de los costos de producción es la poca eficiencia en el uso de ciertos fertilizantes, como el nitrógeno, nutriente esencial para las plantas que solo es asimilable por ellas a partir de un complejo ciclo (la mayor parte del nitrógeno disponible en la Tierra está en la atmósfera), por lo que la fertilización nitrogenada es fundamental. Sin embargo, una importante cantidad de este nutriente se pierde por escurrimientos, erosión o volatilización (se estima que en México y otros países en desarrollo las pérdidas promedio de nitrógeno por volatilización son de 18%).

Ya que sin nitrógeno las plantas crecen poco, las hojas palidecen e incluso pueden morir (pues es esencial para que realicen la fotosíntesis), es importante investigar y difundir prácticas que permitan optimizar la fertilización nitrogenada. A partir de diversos estudios desarrollados con la colaboración de productores del Valle de Yaqui, se ha observado que mediante el uso de sensores ópticos —que son una herramienta de diagnóstico de fertilización nitrogenada— es posible bajar la dosis de nitrógeno sin afectar el rendimiento potencial del cultivo de trigo.

El estudio se realizó en un predio de 90 hectáreas en la localidad de Vícam, donde se sembró trigo en el ciclo otoño-invierno 2018-19. Ahí se establecieron cinco franjas ricas en nitrógeno (secciones de tierra suficientemente fertilizadas que sirvieron como punto de referencia) distribuidas estratégicamente.

En la etapa de inicio de encañe se realizó el diagnóstico con los sensores GreenSeeker® y Sequoia (este último montado en un dron). Una vez tomadas las lecturas del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI, por sus siglas en inglés) —que es una estimación del “verdor” de las plantas, es decir, de su actividad fotosintética y su estado de nutrición—, se determinó el requerimiento de fertilizante nitrogenado más adecuado (mediante el algoritmo matemático que se utiliza para el Valle del Yaqui).

Al final del ciclo, se tomaron muestras de grano para determinar el rendimiento en las diferentes áreas de la parcela. Después de realizar los análisis correspondientes, fue posible observar que siguiendo las recomendaciones de los sensores ópticos el productor redujo la aplicación de nitrógeno, ahorrando un poco más de $2,000 por hectárea. Esta reducción en la cantidad de fertilizante (con una diferencia de 138 kilogramos de nitrógeno) no afectó el rendimiento.

El hecho de que el rendimiento del área del sensor y de la franja rica hayan sido muy similares indica que no es necesario sobrefertilizar para obtener mayor producción: lo importante es incrementar la eficiencia en el uso de nitrógeno para evitar pérdidas y permitir que este sea mejor aprovechado. Los sensores ópticos son una de las tecnologías que se promueven mediante el movimiento #AgriculturaConCiencia para impulsar una agricultura regional eficiente, responsable y climáticamente inteligente. ¡Súmate tú también!

Por: colaborador del Hub Pacífico Norte.

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Con sensores ópticos se optimiza la fertilización nitrogenada

Hub Bajío, Jal.- Con el afán de incrementar su productividad, muchos agricultores de Jalisco hacen un uso excesivo de agroquímicos. La sobredosificación de fertilizantes químicos tiene un impacto negativo en el medioambiente y la sustentabilidad del sistema de producción, pues afecta la salud del suelo y el bolsillo del productor.

Para ofrecer soluciones a esta problemática, el Hub Bajío —del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT)— se ha dado a la tarea de capacitar a productores y técnicos en temas de fertilización integral, brindándoles herramientas para que tomen las mejores decisiones en sus unidades de producción, particularmente las que les permitan mejorar la fertilización de sus cultivos y generar un plan de fertilización adecuado.

Las herramientas que se promueven son el análisis químico de suelo (para generar el plan de fertilización) y el uso de sensores ópticos (para determinar las condiciones del suelo y las necesidades del cultivo y complementar la fertilización durante el ciclo).

En Jalisco el Hub Bajío trabaja con técnicos y productores para calibrar y validar el sensor GreenSeeker® y generar el algoritmo (la fórmula matemática que ayuda a transformar el NDVI —o Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada— en dosis de nitrógeno) que permite hacer las recomendaciones de fertilización nitrogenada para el cultivo de maíz. Para tal efecto, se han establecido ensayos de calibración y validación que año con año ayudan a mejorar la precisión del algoritmo para poder relacionar el nitrógeno con el rendimiento, encontrando las dosis necesarias para nuestra meta de rendimiento.

Debido a que es posible que el resultado del análisis de suelo no represente la condición química de este durante el desarrollo del cultivo, es necesario realizar un análisis que ayude a corroborar que el plan de fertilización sigue siendo vigente para el cultivo. De ahí surge la utilidad del sensor GreenSeeker® (que toma lecturas en el espectro visual y el infrarrojo para generar un índice de vegetación que se relaciona con el rendimiento) para verificar que el plan de fertilización sea correcto o para adecuarlo.

Tras la calibración (y una vez obtenido el algoritmo) se procede a validar el resultado en parcelas de productores y posteriormente se promueve su adopción (con la asesoría de los técnicos capacitados). Cabe mencionar que el sensor requiere un área de referencia rica en nitrógeno para ser comparada con el área a fertilizar (el sensor entonces puede procesar los datos y emitir una recomendación de fertilización nitrogenada). La ventaja de utilizar el sensor es que, dada la movilidad del nitrógeno en el suelo y su alta relación con el cultivo, permite hacer un monitoreo más efectivo.

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Guasave late por una #AgriculturaConCiencia

Guasave es conocido como el corazón agrícola de México debido a su alta productividad. Cuenta con cerca de 200,000 hectáreas bajo riego, por lo que es el municipio con la mayor superficie de siembra en este sistema a nivel nacional. No obstante, el cambio climático y la variabilidad de los precios internacionales son un riesgo constante para la agricultura de este lugar.

Para evitar un “paro cardiaco”, la Asociación de Agricultores del Río Sinaloa Poniente (AARSP) cuenta con una plataforma de investigación que ha implementado desde hace 10 años el sistema de Agricultura de Conservación en diversos cultivos, como trigo, soya, cártamo y maíz. En esta se han realizado diversos ensayos con maíces de diferentes semilleras comerciales (en baja, normal y alta densidad) y otras pruebas para optimizar la fertilización nitrogenada.

Fernando Urías Preciado, responsable de la plataforma, comentó que esta se ha convertido en un referente para los productores de la región, pues con las diversas innovaciones que se promueven —como el uso del sensor GreenSeeker® y un mejor arreglo del suelo para la distribución y el cuidado de las plantas— han logrado disminuir hasta $4,000 por hectárea el costo de la preparación del suelo y reducir el uso de fertilizante nitrogenado (de 350 a 250 unidades).

Fernando Urías mencionó que —gracias al trabajo de la AARSP y al apoyo de organizaciones como el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y otras de los sectores público y privado— se ha logrado aumentar la superficie cultivada con Agricultura de Conservación, la cual pasó de 150 a más de 1,200 hectáreas en la región de Guasave.

Con la Agricultura de Conservación no solo es posible disminuir los costos de producción, sino también cuidar los recursos naturales. “Queremos que los productores adopten estas innovaciones y lleven lo que hemos logrado en la plataforma a las parcelas”, manifestó Urías.

También destacó que la articulación de esfuerzos para un fin común (lograr la rentabilidad y la sustentabilidad agrícolas) ha hecho posible la conformación del Club de Agricultura de Conservación de la AARSP; el establecimiento de un punto de maquinaria en la propia plataforma; y la consolidación de la Expo Agricultura de Conservación, que desde hace siete años sirve como foro para dar a conocer entre los productores los resultados de la plataforma.

Con respecto a la vinculación con el CIMMYT, Urías Preciado comentó que, juntos, “hemos evolucionado hacia el desarrollo de las tecnologías que los productores requieren; hemos tenido una relación fraternal, trabajando en conjunto para dar solución a cualquier problemática que se presente”.

Finalmente, resaltó la importancia de la articulación de esfuerzos en torno a iniciativas como #AgriculturaConCiencia, que promueve una agricultura responsable y climáticamente inteligente.

Con este ejemplo de colaboración, agradecemos a todas las instituciones, organizaciones y personas que hicieron posible el desarrollo del movimiento #AgriculturaConCiencia durante este año que concluye. A todos les deseamos felices fiestas y esperamos contar nuevamente con su entusiasmo y compromiso en 2020 para hacer de la Agricultura Sustentable el motor del crecimiento económico y sociocultural de nuestras comunidades y nuestro país. ¡Enhorabuena!

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Valle del Yaqui y Valle del Mayo, una apuesta histórica por la ciencia

Ciudad Obregón, Son.- El Valle del Yaqui y Valle del Mayo, en el sur de Sonora, tienen un clima árido y humedad deficiente durante la mayor parte del año; sin embargo, son considerados un referente mundial en la producción de trigo, contribuyendo significativamente a que el estado sea el principal productor de ese cultivo a nivel nacional (50% de la producción).

De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), los rendimientos de trigo por hectárea en Sonora son superiores al promedio nacional y están por encima del rendimiento mundial. El Centro de Estudios para el Desarrollo Rural Sustentable y la Soberanía Alimentaria (CEDRSSA) explica que este logro se debe a una apuesta histórica por la ciencia.

La alta productividad de trigo en Sonora, refiere el CEDRSSA, ha sido posible gracias “al conocimiento que [los productores] poseen sobre el cultivo debido a la tecnología generada por los centros de investigación, la diversidad de variedades disponibles y la tolerancia [que estas tienen] a las enfermedades”.

La vinculación entre el Valle del Yaqui y Valle del Mayo con la investigación científica se remonta a 1945, cuando el doctor Norman E. Borlaug —Premio Nobel de la Paz por su lucha para prevenir el hambre en el mundo— inició en el Campo Experimental El Yaqui los primeros ensayos de selección de líneas mejoradas de trigo con resistencia a royas.

A partir de las investigaciones dirigidas por el doctor Borlaug, la producción creció exponencialmente y México logró —hacia 1960— la autosuficiencia en trigo. Desde entonces, los productores del sur de Sonora han invertido en investigación científica y se han interesado por las innovaciones derivadas de esta.

Ha sido a través de esta apuesta por la ciencia que muchos productores del Valle del Yaqui y el Valle del Mayo han podido superar las adversidades que se han presentado para el cultivo del trigo. Los altos costos de producción y la insuficiencia de agua son los problemas de los que más hablan los productores en la actualidad.

Para brindar soluciones a esta problemática, el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) —institución en cuya creación participó el doctor Borlaug— y el despacho de asesoría técnica Agrinova promueven recorridos demostrativos a parcelas de productores que han innovado al adoptar la Agricultura de Conservación como sistema de producción.

Con la Agricultura de Conservación se reduce el laboreo del suelo, lo cual favorece su estructura y calidad. Gracias a esto, los productores del sur de Sonora que recientemente han implementado este sistema han tenido ahorros que oscilan entre los $1,500 y $3,000 por hectárea. Y, al mantener el rastrojo como cobertura del suelo, reduce la erosión y conserva la humedad.

Además de mostrar la Agricultura de Conservación, durante los recorridos demostrativos se promueve el uso (y se explica el funcionamiento) de sensores ópticos como el GreenSeeker® —para optimizar la fertilización nitrogenada—, se difunden prácticas para hacer un manejo eficiente del agua y se muestra la importancia de la inclusión de microorganismos y el uso de biofertilizantes.

En conjunto, estos elementos permiten tener amplios beneficios ambientales y económicos a cualquier productor que los integre a su sistema de producción de manera correcta. Para mayores referencias, sigue el movimiento #AgriculturaConCiencia, coordinado por el Hub Pacífico Norte —del CIMMYT— y la Confederación de Asociaciones Agrícolas del Estado de Sinaloa (Caades).

#AgriculturaConCiencia promueve acciones (como los recorridos demostrativos) para articular los esfuerzos de los productores y los diversos actores estratégicos que en el norte del país impulsan una Agricultura Sustentable y de alta productividad, fundamentada en el conocimiento científico. ¡Súmate!

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Guanajuato trabaja hacia una agricultura de alta productividad con sustentabilidad

“Desde hace varios años iniciamos la colaboración con el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT). En este tiempo hemos podido avanzar con las innovaciones que propone y que ha validado con los actores de la red de innovación. En Guanajuato tenemos la seguridad de que sí funcionan: permiten mejorar la producción y disminuir los costos de esta, haciendo que al final sea más rentable la actividad agrícola”, declaró José Francisco Gutiérrez Michel, titular de la Secretaría de Desarrollo Agroalimentario y Rural (SDAyR) de Guanajuato durante el evento Alta Productividad con Sustentabilidad: Manejo de Maíces Amarillos en Guanajuato”.

La actividad se desarrolló en la plataforma de investigación de MasAgro Guanajuato, establecida en el Distrito de Riego 011 de Irapuato, cuyo presidente —Agustín Robles Montenegro—, junto con 200 productores locales y representantes de empresas semilleras, acompañó al titular de la SDAyR y a Amador Aguillón —coordinador del Hub Bajío-Guanajuato, del CIMMYT— a un recorrido por diversas parcelas dedicadas a la investigación y a la validación de prácticas agrícolas sustentables que pueden potenciar la producción de maíz amarillo en la entidad.

México produce actualmente alrededor de 3.4 millones de toneladas de maíz amarillo, pero su demanda es de cerca de 13.5 millones de toneladas. Con este significativo déficit, entidades como Guanajuato tienen ante sí una gran oportunidad para producir maíz amarillo con alto potencial de rendimiento. MasAgro Guanajuato, programa de la SDAyR y el CIMMYT que cuenta con amplia trayectoria y resultados contundentes en la entidad, constituye la guía y la fuente de la estrategia Alta Productividad con Sustentabilidad, con la que estas dos instituciones de amplio historial de colaboración buscan continuar potenciando la agricultura estatal.

La investigación científica que lleva a cabo el CIMMYT y su experiencia en el desarrollo de sistemas agroalimentarios sustentables son y serán puestas a disposición de los productores para que logren sumarse y beneficiarse de estrategias como Alta Productividad con Sustentabilidad. En la plataforma de investigación de Irapuato, por ejemplo, actualmente se estudian diversos sistemas de labranza, varios tipos de riego y alternativas de fertilización, así como su efecto en híbridos de maíces amarillos que tienen el potencial de generar una alta productividad y una calidad adecuada para la industria.

Híbridos como 2061Y, de DEKALB; B-2628 y B-2359, de Brevant; ASH-1780Y, de La Hacienda; Titán, de Unisem; 300Y, de Eagle; y XR20A y XR39A, de Ceres, son algunos de los maíces amarillos que los productores pueden conocer en la plataforma de investigación. Además de estos materiales, se pueden ver los efectos positivos de la implementación de prácticas sustentables como la Agricultura de Conservación y los beneficios de utilizar tecnologías como el sensor GreenSeeker® (el cual permite optimizar el uso de fertilizantes nitrogenados).

A través de la colaboración estratégica de la SDAyR y el CIMMYT, programas como MasAgro Guanajuato y estrategias como Reto Rastrojo y Cosechando Agua (las cuales se integran a la nueva estrategia para fomentar la alta productividad) han podido trascender y beneficiar a los productores de la entidad. La integración de estas iniciativas, basadas en el uso eficiente de los recursos a través de mejores prácticas —en las que mayores rendimientos son una consecuencia—, será el medio y el catalizador para que los productores de Guanajuato hagan de la agricultura de la entidad un ejemplo de sustentabilidad y alta productividad.

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El algoritmo que ayudará a incrementar la rentabilidad del trigo y reducir la contaminación por nitrógeno

El nitrógeno (N) está involucrado en la producción de la clorofila, sustancia que les da a las plantas su característico color verde. Este elemento esencial es indispensable para el crecimiento y la fotosíntesis vegetal, así como para la obtención de buenos rendimientos en la producción agrícola. Sin embargo, su ciclo y absorción son procesos muy complejos (en la naturaleza este elemento es abundante en el aire, pero escaso en el suelo), por lo que en el ámbito agrícola se debe recurrir a los fertilizantes nitrogenados, cuya aplicación es igualmente compleja.

Estudios realizados en la región del Bajío —donde la aplicación desmesurada de nitrógeno es una práctica común en la producción de trigo y otros cereales— demuestran que el trigo sólo absorbe entre 20 y 35% del fertilizante nitrogenado. El resto se pierde porque se volatiliza o escurre, ocasionando pérdidas económicas y contaminación ambiental. Gran parte del problema está relacionado con el manejo inadecuado del fertilizante y la falta de herramientas prácticas que permitan determinar las cantidades adecuadas que cada cultivo necesita.

El sensor óptico GreenSeekerTM es una herramienta útil para diagnosticar los requerimientos de nitrógeno en los cultivos, mejorando la eficiencia de su uso. No obstante, el algoritmo que actualmente se emplea para recomendar la dosis de nitrógeno con este aparato requiere el establecimiento de una franja rica en nitrógeno (una sección de tierra suficientemente fertilizada que sirve como punto de referencia) y un complejo proceso de calibración que dificulta la transferencia de esta tecnología.

El sensor funciona leyendo los valores NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada) tanto de la franja de referencia como del área de diagnóstico, donde se aplicaría la recomendación de fertilización dada por el sensor. Estos valores son una estimación del “verdor” de las plantas (una planta sana tiene un color característico, señal de una actividad fotosintética y una nutrición adecuadas), que el sensor procesa mediante un modelo matemático para —finalmente— arrojar una recomendación.

Gracias a los datos generados en lotes experimentales desde 2009 en el Bajío, Roberto Paredes y Andrés Mandujano —investigadores del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP)— desarrollaron un nuevo algoritmo que sólo requiere los valores NDVI del área de diagnóstico (el cual fue generado a partir del propuesto por el investigador William Raun, de la Universidad de Oklahoma).

>El algoritmo simplificado fue evaluado durante el ciclo agrícola otoño-invierno 2018-19 en un lote de investigación del Campo Experimental Bajío
—del INIFAP— en Celaya, y en dos lotes comerciales de trigo de productores que participan en MasAgro Guanajuato —programa del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y la Secretaría de Desarrollo Agroalimentario y Rural (SDAyR)— en Yuriria y Valle de Santiago.

Los resultados obtenidos fueron positivos. Al recomendar dosis adecuadas de nitrógeno para variedades de trigo harinero, el algoritmo simplificado permitió obtener buenos rendimientos. Este logro es una oportunidad para mejorar la practicidad del sensor óptico y extender su uso en el Bajío, lo cual permitirá incrementar la eficiencia en el uso del fertilizante nitrogenado, reducir la contaminación por exceso de nitrógeno e incrementar la rentabilidad del trigo en la entidad.

A continuación, reproducimos el informe que los investigadores del INIFAP y MasAgro Guanajuato amablemente nos compartieron para su difusión.

 

GREENSEEKER SIN FRANJA RICA

MC Andrés Mandujano Bueno. Investigador del programa de Fertilidad de Suelos y Nutrición Vegetal, Cebaj-INIFAP.
MC Juan Francisco Buenrostro Rodríguez. Coordinador de Fertilidad del programa MasAgro-Guanajuato.

 

RESUMEN

En el Bajío la aplicación indiscriminada de nitrógeno (N) es una práctica común en la producción de trigo y otros cereales. Anualmente, en esta región, durante el ciclo otoño- invierno (OI) se cultivan cerca de 139,000 hectáreas de trigo —de las cuales 95% son de gluten suave—, donde se estiman pérdidas de 65 kg de nitrógeno por hectárea.

Utilizar el sensor óptico GreenSeekerTM para diagnosticar los requerimientos de nitrógeno mejora la eficiencia del uso de este nutriente, reduce la contaminación e incrementa la rentabilidad de los cultivos. El algoritmo actualmente empleado para recomendar nitrógeno con el GreenSeekerTM en la etapa de encañe utiliza valores NDVI de una franja de referencia rica en nitrógeno, cuyo establecimiento intensifica el trabajo y dificulta la transferencia tecnológica, debido a la atomización de las unidades productivas en el Bajío.

Desde hace algunos ciclos se ha trabajado para generar un algoritmo que únicamente utilice los valores del área de diagnóstico para lograr una recomendación de fertilización nitrogenada al momento del encañe. Con datos de NDVI de cinco ciclos productivos se generó el algoritmo DN=274-(11458*NDVIAD/DDR), el cual fue evaluado en OI 2018-19 en un lote experimental con seis variedades de trigo harinero fertilizadas con diferentes dosis de nitrógeno al momento de la siembra y en dos lotes de productores cooperantes, en Valle de Santiago y Yuriria.

El algoritmo sin franja rica recomendó dosis complementarias de nitrógeno al encañe de trigo adecuadas para lograr los mejores rendimientos posibles en las parcelas de evaluación. Los resultados obtenidos indican que el algoritmo sin franja rica recomienda dosis adecuadas para trigos harineros que son fertilizados con poco o mucho nitrógeno al momento de la siembra, con lo que se incrementa la eficiencia de uso del nitrógeno, se reduce la contaminación y se aumenta la rentabilidad del cultivo. Además, el nuevo algoritmo facilita la aplicación del GreenSeekerTM y permite masificar su uso.

 

INTRODUCCIÓN

A escala mundial, la tasa de recuperación del fertilizante nitrogenado en cereales varía de 35 a 65% (Dobermann, 2007; Fixen et al., 2015). Estudios realizados en la región del Bajío demuestran que el trigo absorbe entre 20 y 35% del fertilizante nitrogenado (Grageda-Cabrera et al., 2018) y el resto se pierde por lixiviación, volatilización, desnitrificación o escurrimiento, ocasionando pérdidas económicas y contaminación ambiental (McLellan et al., 2018; Santillano-Cázares et al., 2013). Gran parte del problema está relacionado con una gestión inadecuada del fertilizante a lo largo del ciclo del cultivo y la falta de herramientas prácticas de diagnóstico (Torres-Dorante et al., 2016).

El Bajío comprende terrenos no montañosos del centro de México, caracterizados por suelos arcillosos de tipo vertisol y clima semicálido. Con un rendimiento promedio de grano de trigo de 5.5 t ha-1, es la segunda región productora de este en México (Solís et al., 2017), ya que aporta 30% del volumen de grano de trigo a nivel nacional (SIAP, 2018). Alrededor de 95% de este grano es de tipo harinero. A escala regional, la escasez de agua, la incidencia de enfermedades y los altos costos de producción —incluida la fertilización— son los principales problemas que incrementan el riesgo de inversión y reducen la superficie cultivada de trigo y su rentabilidad (Ledezma et al., 2010).

El nitrógeno es indispensable para la fotosíntesis, la fijación de carbono atmosférico, la acumulación de materia seca y la producción de buenos rendimientos (Espinoza y García, 2008), por lo que se considera un elemento esencial. Además, por la cantidad de fertilizante nitrogenado que se aplica, su precio y lo dinámico de este elemento, su gestión es única y compleja.

 

a b

Efecto de la aplicación de nitrógeno en los cultivos de trigo (a) y maíz (b).

 

Una gestión exitosa del nitrógeno puede optimizar los rendimientos del cultivo, aumentar la rentabilidad y reducir al mínimo las pérdidas de este elemento.

El sensor GreenSeekerTM puede optimizar la aplicación de fertilizante nitrogenado para lograr los mayores rendimientos posibles de trigo. La mayoría de las veces, al utilizar esta tecnología, se reduce la cantidad de fertilizante nitrogenado sin mermar el rendimiento, lo que se traduce en ahorro para la economía del productor y contribuye al cuidado del medioambiente.

Anteriormente, para diagnosticar la necesidad de nitrógeno del trigo en la etapa de encañe Z3.0-Z3.3 de la escala de Zadoks (Zadoks et al., 1974), era necesario establecer en la siembra una franja de referencia (franja rica) con una cantidad no limitante de este nutriente en la porción más representativa de la parcela. Posteriormente, cuando el cultivo se encontraba en etapa de encañe, se utilizaba el GreenseekerTM para colectar valores NDVI en esta franja de referencia y en el área donde se aplicaría la recomendación de fertilización del sensor (área de diagnóstico), para finalmente introducir dichos valores en el algoritmo de optimización de la fertilización nitrogenada (NFOA, por sus siglas en inglés) propuesto por Raun et al. (2005) y modificado por Paredes y Mandujano (2013).

Con el nuevo algoritmo DN=274-(11458*NDVIAD/DDS), únicamente se utilizan los valores NDVI del área de diagnóstico al momento de la recomendación (NDVIAD) y el número de días después de la siembra del cultivo hasta el momento del diagnóstico (DDS).

a b

Procedimientos para el diagnóstico: anterior (a) y nuevo (b).

 

Para la generación del algoritmo simplificado se utilizaron datos de NDVI de cinco ciclos OI, de 2009 a 2013 y de 2017-18 de lotes experimentales con productores del Bajío.

 

RESULTADOS

Durante el ciclo OI 2018-19 se realizó la evaluación del algoritmo simplificado en seis variedades de trigo harinero de gluten suave fertilizadas con seis dosis de nitrógeno al momento de la siembra dentro de un lote de investigación del Campo Experimental Bajío, del INIFAP, en Celaya, Guanajuato, y en dos lotes comerciales de trigo de productores cooperantes del programa MasAgro Guanajuato en los municipios de Yuriria y Valle de Santiago. En el lote establecido en Yuriria se compararon los manejos del productor, GreenSeekerTM con franja rica y GreenSeekerTM sin franja rica, mientras que en Valle de Santiago únicamente se compararon el manejo del productor y el GreenSeekerTM sin franja rica. Los resultados se presentan en los cuadros 1 y 2.

 

Cuadro 1. Resultados de la evaluación experimental del algoritmo simplificado en Celaya, Gto.

Variedad NDVI Dosis base N Recomendación N N total Rendimiento kg ha-1
Salamanca 0.343 0 187 187 6,353
Salamanca 0.617 46 117 163 7,621
Salamanca 0.670 69 103 172 5,921
Salamanca 0.743 92 85 177 8,010
Salamanca 0.800 115 70 185 7,757
Salamanca 0.803 138 69 207 7,309
Cortázar 0.397 0 173 173 7,199
Cortázar 0.633 46 113 159 7,373
Cortázar 0.687 69 99 168 8,075
Cortázar 0.773 92 77 169 8,872
Cortázar 0.767 115 79 194 7,907
Cortázar 0.787 138 74 212 8,792
Bárcenas 0.397 0 173 173 6,691
Bárcenas 0.653 46 108 154 6,552
Bárcenas 0.670 69 103 172 8,311
Bárcenas 0.760 92 80 172 7,922
Bárcenas 0.790 115 73 188 8,695
Bárcenas 0.810 138 68 206 7,816
Urbina 0.427 0 165 165 6,511
Urbina 0.593 46 123 169 6,296
Urbina 0.723 69 90 159 7,029
Urbina 0.773 92 77 169 8,358
Urbina 0.780 115 75 190 6,193
Urbina 0.827 138 64 202 7,282
Maya 0.367 0 181 181 6,540
Maya 0.610 46 119 165 7,051
Maya 0.653 69 108 177 6,696
Maya 0.750 92 83 175 6,493
Maya 0.793 115 72 187 6,706
Maya 0.807 138 69 207 7,960
Faisán 0.387 0 176 176 6,315
Faisán 0.567 46 130 176 7,720
Faisán 0.670 69 103 172 7,987
Faisán 0.750 92 83 175 7,390
Faisán 0.780 115 75 190 8,070
Faisán 0.790 138 73 211 7,141

 

El algoritmo simplificado recomendó dosis de fertilización nitrogenada al momento del encañe de las seis variedades evaluadas de trigo, tanto para dosis bajas como para dosis altas de N aplicadas al momento de la siembra.

Con respecto a los resultados obtenidos en los lotes comerciales de Yuriria y Valle de Santiago, el algoritmo simplificado recomendó dosis adecuadas de N al momento del encañe, las cuales permitieron obtener un buen rendimiento en ambas parcelas. Las dosis calculadas con el nuevo algoritmo fueron 92 kg de N ha-1 más bajas que las dosis aplicadas por el productor (cuadro 2).

 

Cuadro 2. Evaluación del algoritmo simplificado en lotes comerciales de trigo.

Municipio Tratamiento Dosis base N Recomendación N N total Rendimiento
Yuriria Productor 100 184 284 5,180
GreenSeekerTM con franja 100 138 238 5,780
GreenSeekerTM sin franja 100 92 192 5,580
Valle de Santiago Productor 123 161 284 3,300
GreenSeekerTM sin franja rica 123 69 192 3,100

 

El rendimiento logrado al utilizar la tecnología GreenSeekerTM y el algoritmo simplificado no disminuyó significativamente.

 

CONCLUSIONES

El algoritmo simplificado recomienda dosis adecuadas de nitrógeno para variedades de trigo harinero, las cuales son muy semejantes a las calculadas con el algoritmo que utiliza el NDVI de una franja rica.

El algoritmo simplificado es una oportunidad para mejorar la practicidad en el uso del sensor óptico GreenSeekerTM y extender su uso en la región del Bajío mexicano, lo cual permite incrementar la eficiencia de uso del fertilizante nitrogenado, reduce la contaminación por excesos de nitrógeno e incrementa la rentabilidad del cultivo de trigo.

 

Fuentes

Dobermann, A. (2007). Nutrient use efficiency – measurements and management. En Fertilizer Best Management Practices (pp. 1-28). Paris, France: International Fertilizer Association (IFA).

Fixen, P., Brentrup, F., Bruulsema, T., García, F., Norton, R. and Zingore, S. (2015). Nutrient fertilizer use efficiency: measurement, current situation and trends. En P. Drechsel, P. Heffer, H. Magen, R. Mikkelsen and D. Wichelns (Eds.), Managing water and fertilizer for sustainable agricultural intensification (pp. 8-38). Paris, France: International Fertilizer Industry Association (IFA), International Water Management Institute (IWMI), International Plant Nutrition Institute (IPNI), and International Potash Institute (IPI).

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Alternativas sustentables en la producción del maíz de temporal en Campeche

Con el fin de proporcionar alternativas de mejora para la producción y economía de los productores de la región, Agroenlace Campeche, en conjunto con el CIMMYT y a través del Hub Península de Yucatán, realizó un evento en el que se presentaron innovaciones tecnológicas que beneficiarán los rendimientos y la rentabilidad del maíz de temporal.

El evento se realizó en la plataforma de investigación Hopelchén, Campeche, ubicada en el rancho Santa Enna, propiedad del productor innovador Luis Chan Be, y contó con la asistencia de 86 personas, entre técnicos, productores y estudiantes de la región.

Una de las inquietudes y dudas de los productores fue el manejo del cultivo ante situaciones adversas como la sequía y las altas temperaturas, que fueron características del ciclo PV 2018, en donde hubo un período de casi 40 días sin lluvia.

Por su parte, los representantes de Agroenlace Campeche, Yara México y el Hub Península de Yucatán impartieron una capacitación donde se abordaron diferentes temas en cuatro estaciones establecidas en la plataforma de investigación. Con una estación por representante, se impartió una plática sobre la innovación tecnológica que se está evaluando.

La primera estación fue acerca del manejo de microorganismos benéficos, en donde se habló de la importancia de estos en la fertilidad de los suelos y el proceso de reproducción de microorganismos y su manejo. La segunda estación fue sobre nutrición fraccionada del cultivo de maíz de acuerdo con el paquete tecnológico que maneja la compañía Yara México. La tercera estación fue sobre Agricultura de Conservación (AC), y en esta se habló de los principios de AC, sus beneficios y los puntos importantes a considerar en el establecimiento de esta práctica, así como aspectos clave para adaptar este sistema a la región. Finalmente, la estación cuatro se trató del experimento de calibración del dispositivo GreenSeeker®, y se expuso acerca del manejo del equipo, su funcionalidad y los beneficios futuros que pueden obtenerse en materia de fertilización.

Los productores mencionaron la importancia de implementar estas tecnologías y realizar eventos de este tipo, en los que se pueden observar los beneficios obtenidos en el cultivo en el que se están evaluando dichas tecnologías, el ahorro económico que puede obtenerse, la forma en la que estas alternativas podrían mejorar su producción en cuanto a rendimiento y la disponibilidad en el suelo de los nutrientes que serán captados por la planta para llevar a cabo su desarrollo, lo que al final se verá reflejado en el rendimiento/costo de producción. Por otra parte, técnicos y estudiantes mostraron interés en adquirir los conocimientos necesarios para realizar la transferencia de estas innovaciones tecnológicas.

Por: Carlos Augusto Tapia Moo, Viridiana Yurai Sel Soberanis, Mauricio Rafael Jasso González y Vladimir Nikolai May Tzun, técnicos de Agroenlace Campeche y colaboradores del Hub Península de Yucatán.

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Estudio revela que los productores, el ambiente y los mercados de carbono se beneficiarían con un manejo más preciso de los fertilizantes

Texcoco, Edo. Méx. – Según un estudio reciente, los productores de trigo bajo riego podrían aumentar sus utilidades y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero aplicando los fertilizantes en dosis más precisas.

Ese estudio, publicado en la revista Agriculture, Ecosystems and Environment, menciona que los productores del Valle del Yaqui —importante región productora de trigo en el noroeste de México que cubre más de 1.5 veces el área de la Ciudad de México— aplican mucho más fertilizante nitrogenado del que necesitan para maximizar sus rendimientos de trigo. Si aplicaran una menor cantidad del fertilizante, reducirían las emisiones anuales de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero, en una cantidad equivalente a 130,000 toneladas de bióxido de carbono y a las emisiones de 14 millones de galones de gasolina, según Neville Millar, investigador sénior de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) y el primer autor del artículo.

“Nuestro estudio es el primero que ha logrado aislar el efecto de aplicar múltiples tasas de fertilizante nitrogenado al trigo sembrado en zonas tropicales y subtropicales”, señaló Millar. “Esto demuestra que cuando se aplica fertilizante al trigo en cantidades mayores a las óptimas, desde el punto de vista económico, se causa un incremento exponencial en las emisiones de óxido nitroso”.

Las condiciones en que se cultiva el trigo y las prácticas que se utilizan son similares a las que se emplean en las enormes extensiones donde se cultiva trigo en China, India y Pakistán. En esos países se aplica casi la mitad de todo el fertilizante nitrogenado que se administra al trigo en todo el mundo, explica Iván Ortiz-Monasterio, agrónomo de trigo del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT), en cuya estación experimental se realizó la investigación aquí descrita. “Por esta razón, las recomendaciones son aplicables en todo el mundo; además, pueden producir tres beneficios: menos emisiones de gases de [efecto] invernadero, mayores ingresos para los agricultores y una continua alta productividad del cultivo de trigo”, dijo.

Al medir el óxido nitroso después de aplicar fertilizante nitrogenado a cultivos de trigo duro durante dos ciclos de cultivo, Millar y un grupo internacional de científicos encontraron un aumento exponencial en las emisiones procedentes de parcelas fertilizadas con una cantidad mayor que las económicamente óptimas (es decir, cuando el nitrógeno adicional que se aplica ya no incrementa los rendimientos).

Asimismo, encontraron que la calidad del grano no es afectada cuando se aplica una cantidad mayor que las tasas económicamente óptimas y, además, supera la calidad que las asociaciones de agricultores locales requieren en el grano que se vende en el mercado. Examinaron cinco dosis de fertilizante nitrogenado, desde 0 a 280 kilogramos por hectárea.

“En nuestro estudio, la mayor dosis para producir el mejor rendimiento de trigo fue de 145 kilogramos de fertilizante nitrogenado por hectárea, en el ciclo de 2014”, dijo Millar. “Los agricultores del Valle del Yaqui normalmente aplican alrededor de 300 kg; el cultivo de trigo absorbe y aprovecha sólo una tercera parte de eso, el resto se escapa a la atmósfera en forma de gases, incluido el óxido nitroso, o al agua subterránea en forma de nitrato”.

Promover el uso rentable y climáticamente inocuo de fertilizante

El uso excesivo de fertilizante por parte de los productores se debe en gran parte a su aversión al riesgo y a su preocupación por el aspecto económico, opina Ortiz-Monasterio. “Como en años de buenos rendimientos los cultivos utilizan más nitrógeno que en años de rendimientos bajos, los agricultores tienden a ser optimistas y aplican fertilizante como en años de buenos rendimientos”, dijo. “Al mismo tiempo, como no cuentan con datos acerca de la cantidad de nitrógeno presente en sus campos, los agricultores tienden a aplicar demasiado fertilizante porque eso les resulta menos caro que un cultivo que no tiene suficiente nitrógeno para desarrollarse y producir todo su rendimiento potencial”.

Ortiz-Monasterio y sus colegas han estado estudiando y promoviendo prácticas agronómicas que permiten a los productores utilizar el fertilizante más eficientemente e incluir en sus cálculos el nitrógeno que ya existe en el suelo y el clima. Esta tecnología, junto con el GreenSeeker®, un aparato manual que evalúa las necesidades de nitrógeno de las plantas, fue incluida en otro estudio para determinar si serviría para indicarle a los productores las tasas óptimas de fertilizante que deben utilizar. “Aparatos detectores semejantes al GreenSeeker®, pero que se montan en un dron, están proporcionando a los agricultores del Valle del Yaqui recomendaciones respecto a cultivos de trigo sembrados en más de 1,000 acres [405 hectáreas] en 2017 y 2018”, explicó.

El presente estudio, resultado de una colaboración de investigación entre el CIMMYT y el Programa de Investigación Ecológica a Largo Plazo de la Estación Biológica W.K. Kellogg (KBS), cuyo objetivo es reducir el impacto de los gases de efecto invernadero emitidos por la agricultura intensiva, también tiene como objetivo generar —para los cultivos mexicanos de grano— nuevos factores que reflejen de manera precisa las emisiones de óxido nitroso y las reducciones de esas emisiones, y que puedan utilizarse en los mercados mundiales de carbono, dijo Millar.

“Las organizaciones del mercado de carbono pueden incorporar, en los protocolos de ese mercado, los cálculos de emisiones que resultaron de nuestro trabajo, con el fin de ayudar a compensar a los agricultores por haber reducido su uso de fertilizante”, agregó.

“Este estudio demuestra que es posible manejar emisiones bajas de nitrógeno en los sistemas tropicales de producción de cereales; además, proporciona valiosos consejos respecto a los niveles óptimos que deben aplicarse en las extensas áreas de cultivo en todo el mundo”, dijo Lini Wollenberg, experta en agricultura con bajas emisiones del Programa de Investigación del CGIAR sobre el Cambio Climático, la Agricultura y la Seguridad Alimentaria (CCAFS), que ayudó a financiar este estudio. “Gracias a estos factores de emisión mejorados, los países podrán planificar y realizar mejor su compromiso de reducir las emisiones”.

Artículo completo en:

Millar, N., Urrea, A., Kahmark, K., Shcherbak, I., Robertson, G. P., and Ortiz-Monasterio, I. (2018). Nitrous oxide (N2O) flux responds exponentially to nitrogen fertilizer in irrigated wheat in the Yaqui Valley, Mexico. Agriculture, Ecosystems and Environment . Recuperado de https://doi.org/10.1016/j.agee.2018.04.003.

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KBS LTER

El Programa de Investigación Ecológica a Largo Plazo de la Estación Biológica W.K. Kellogg de la Universidad Estatal de Michigan (KBS LTER) estudia la ecología de ecosistemas de cultivo intensivo como parte de una red nacional de sitios LTER que fue establecida por la Fundación Nacional de Ciencia. Para más información, haga clic en http://lter.kbs.msu.edu

MSU AgBioResearch

MSU AgBioResearch realiza investigación avanzada e innovadora que combina los conocimientos científicos con la experiencia práctica a fin de ayudar a promover la alimentación, la energía y el medio ambiente. Abarca el trabajo de más de 300 científicos de siete facultades de MSU —Agricultura y Recursos Naturales, Artes y Letras, Artes y Letras de Comunicación, Ingeniería, Ciencias Naturales, Ciencias Sociales y Medicina Veterinaria— e incluye una red de 13 centros de investigación en todo el estado de Michigan.

CIMMYT

El Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) es el líder mundial en la investigación de maíz y trigo financiada por el sector público, y de los sistemas de producción relacionados con estos cultivos. Desde su sede, cerca de la Ciudad de México, el CIMMYT trabaja con cientos de colaboradores en todo el mundo en desarrollo a fin de incrementar de forma sustentable la productividad de esos cultivos, mejorar la seguridad alimentaria mundial y reducir la pobreza. El CIMMYT es miembro del Sistema CGIAR y coordina sus Programas de Maíz y Trigo y la Plataforma de Excelencia en Mejoramiento. El Centro recibe fondos de gobiernos nacionales, fundaciones, bancos de desarrollo y otras entidades públicas y privadas. Para más información, visite staging.cimmyt.org

CCAFS

El Programa de Investigación del CGIAR sobre el Cambio Climático, la Agricultura y la Seguridad Alimentaria (CCAFS), coordinado por el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), reúne a algunos de los mejores investigadores en las siguientes áreas: ciencias agrícolas, investigación para el desarrollo, ciencias climatológicas y ciencias de la tierra. Esto a fin de identificar y estudiar las interacciones más importantes, las sinergias y las ventajas y desventajas del cambio climático, la agricultura y la seguridad alimentaria. El CCAFS es llevado a cabo con el apoyo de los donadores de fondos del CGIAR y mediante acuerdos de financiamiento bilaterales. www.ccafs.cgiar.org

Para más información o entrevistas:

Holly Whetstone

Associate Director, ANR Communications & Marketing
Michigan State University
Tel: 517.884.3864
Email: whetst@msu.edu

Mike Listman
Communications officer, CGIAR Research Program on Wheat
International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT)
Tel (office): +52 (55) 5804 7537
Cel: +52 (1595) 114 9743
Email: m.listman@cgiar.org
Skype: mikeltexcoco

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MasAgro implementa herramientas para un diagnóstico de nutrientes que apoye la toma de decisiones de los productores

GreenSeeker® es la herramienta de apoyo en la nutrición del maíz.
Por: Helios Escobedo Cruz, Celeste Alvarado Alonso, César Enrique García Mora, Emma Castolo Calderón (Red_InnovAC).
7 de noviembre 2017.

Indaparapeo, Mich.- El principal elemento en la nutrición del cultivo de maíz es el nitrógeno (N) y, por lo general, los rendimientos se asocian a la disponibilidad de este nutriente. El gran problema con éste es lo difícil que es manejarlo, ya que su disponibilidad es limitada por varios factores: es un elemento móvil, si existe exceso de humedad se lixivia y si falta humedad se volatiliza. A través de MasAgro se implementan herramientas de diagnóstico que apoyen en la toma de decisiones, teniendo en cuenta las fuentes adecuadas, las dosis con base en la demanda del cultivo, los momentos oportunos conforme a la fisiología de la planta y la manera correcta de suministrar el fertilizante. Dentro de la nutrición, un factor fundamental es el pH del suelo, ya que el desarrollo adecuado de la planta depende de la buena asimilación de los macro y microelementos.

MasAgro desarrolló un proyecto para determinar el nitrógeno que requiere la planta en ciertas etapas, siendo el GreenSeeker® la herramienta que puede favorecer en la toma de decisiones; pero para que esto sea posible, se deben realizar ensayos de calibración a diferentes cantidades de nitrógeno, que van desde 0 hasta 360 unidades de este elemento. En la parcela de don Ricardo Vega Ayala, productor cooperante que se ha caracterizado por ser innovador al adoptar tecnologías que favorezcan el desarrollo del campo de su municipio y otras regiones, se estableció el ensayo de calibración con el protocolo que marca el seguimiento de todos los aspectos, de acuerdo a los lineamientos que marca la Unidad de Fertilidad del CIMMYT, el seguimiento y toma de datos, y con el doctor Iván Ortiz-Monasterio como el investigador responsable.

El señor Ricardo estuvo pendiente de cada una de las actividades realizadas y, para que la información se pase a los productores, se programó un evento demostrativo donde productores del municipio de Indaparapeo asistieron para observar el ensayo realizado. Como la planta se encuentra en secado, fue difícil revisarla detalladamente cada tratamiento; por tal motivo, se sacaron muestras de mazorcas de acuerdo con los tamaños por tratamiento, colocándolas de manera secuencial del uno al siete, donde uno es de cero unidades y siete es el de mayor cantidad de nitrógeno. En las imágenes del equipo GreenSeeker® se puede observar la manera en que se realizó la medición y las mazorcas, según el tamaño por tratamiento.

 

Durante el evento se habló sobre la importancia de la materia orgánica y el pH del suelo, lo que llamó la atención de los productores, ya que la mayoría fertiliza de manera empírica, sin tomar en cuenta los factores antes mencionados ni las herramientas que ayuden a mejorar la rentabilidad del cultivo. La mayoría conoce los análisis de suelo, pero muy pocos se apoyan en ellos para la nutrición. Igualmente, se mostraron análisis de suelo y datos de interés para una buena recomendación, donde el pH es fundamental para decidir la fuente fertilizante, el contenido de materia orgánica y la eficiencia de cada una de las fuentes, entre otros factores que deben ser considerados.