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Tabla 21 Correlación lineal de las variables con T5: 400 N (Kg/ha)-marzo
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Tabla 21 Correlación lineal de las variables con T5: 400 N (Kg/ha)-marzo
MCARI2 NDVI NPCI PRI NDVI (GS) Nitrógeno total
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MCARI2 1 NDVI 0,99255514 1 NPCI -0,76242304 -0,7994723 1 PRI -0,53174171 -0,45665245 -0,13295173 1 NDVI (GS) 0,91055586 0,89166409 -0,87751512 -0,29616392 1 Nitrógeno total 0,05873153 0,02522015 -0,47185292 0,39936732 0,46593243 1
Con la regresión lineal se verifica si los índices que presentan una correlación negativa: moderada y fuerte con el índice NDVI en la Figura 46 y correlación positiva moderada y fuerte con el índice NDVI del GS en la Figura 47 en el mes de enero son relevantes para explicar el % N total presente en el cultivo de pasto.
Nitrógeno total Lineal (Nitrógeno total)
% NITRÓGENO TOTAL 4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00 y = -50,17x + 38,599 R² = 0,4764
1.50
1.00
0.50
0.00 0 . 6 9 0 . 6 9 0 . 7 0 0 . 7 0 0 . 7 1 0 . 7 1 0 . 7 2
INDICE NDVI
Figura 46 Relación entre el Índice NDVI y %Nitrógeno Total en parcela T5: 400N (Kg/ha), enero.
Nitrógeno total Lineal (Nitrógeno total)
%NITROGENO TOTAL 4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50 y = 38,164x - 29,248 R² = 0,3345
0.00 0 . 8 4 0 . 8 4 0 . 8 5 0 . 8 5 0 . 8 6 0 . 8 6 0 . 8 7 0 . 8 7
INDICE NDVI (GS)
Figura 47 Relación entre el Índice NDVI (GS) y %Nitrógeno Total en parcela T5: 400N (Kg/ha), enero
4.2. DISCUSIÓN
Los suelos del cultivo del área de estudio presentan las características adecuadas para el crecimiento del ray grass perenne al tener un pH superior a 5.5, (Villalobos y Sánchez, 2010). El porcentaje del N presente en el suelo es bajo necesario para iniciar la experimentación en el bloque asignado.
Mediante los mapas de distribución espacial de los tratamientos T1, T2, T3, T4 y T5 en los dos periodos de corte se identificó que la adición de fertilizantes nitrogenados sobre el pasto mixto concuerda con Gutiérrez y López (2018) ya que al aumentar el N sobre el cultivo aumenta también las lecturas del NDVI del GS.
Se compararon los resultados de la presente investigación con la investigación de Gutiérrez y Domínguez (2019) ya que las dosis de fertilización son altas en las dos investigaciones.
Gutiérrez y Domínguez (2019) identificaron valores altos del NDVI del GS, en el corte 1: el valor de NDVI del GS para T1 (70 kg de N/ha/año) de 0.86, para T2 (140 kg de N/ha/año) de 0.87 y manteniéndose para T3 (210 kg de N/ha/año) y para T4 (280 kg de N/ha/año) con 0.88; mientras que en la presente investigación los rangos del NDVI del GS para T1, T2 y T4 se mantienen en 0.75-0.86 para T3 disminuye de 0.69 a 0.80 y aumenta en T5 de 0.81-0.92; en el corte 2: el valor del NDVI del GS para T1 (70 kg de N/ha/año) disminuye a 0.84, para T2 (140 kg de N/ha/año) se
mantiene en 0.87, para T3 (210 kg de N/ha/año) disminuye a 0.86 y para T4 (280 kg de N/ha/año) disminuye a 0.85; mientras que en la presente investigación los rangos del NDVI del GS son mayores a los valores citados para T1 con 0.75-0.86, para T2, T3, T4 y T5 se mantienen pero no incrementan con 0.81-0.92.
Roldán y Poveda (2006, citado en Gutiérrez y Kovacevic, 2021) reportaron que los valores de NDVI varían de acuerdo al sector y concluyeron que en la región Sierra los valores puede oscilar entre 0.38 y 0.69. Los resultados de esta investigación muestran que los datos obtenidos para el NDVI con la aplicación de los tratamientos se encuentran sobre de los rangos mencionados anteriormente.
Gutiérrez y López (2018), en Rye grass perenne registraron valores de NDVI del GS para T0 de 0.62, para T1 (70 kg de N/ha/año) de 0.66, para T2 (140 kg de N/ha/año) de 0.70, para T3 (210 kg de N/ha/año) de 0.73, para T4 (280 kg de N/ha/año) de 0.76 y para T5 (350 kg de N/ha/año) de 0.79. Comparando los resultados obtenidos todos los tratamientos superan los valores citados, en la subparcela que no se adicionó fertilizante se observa una alta actividad fotosintética en el cultivo de pasto destacando los valores del NDVI en el rango de 0.75-0.80 en el primer corte con un área de 1.257 ��2. Mientras que en el segundo corte en el rango de 0.81-0.86 con un área de 1.132 ��2 (Figura 16 y Figura 48 respectivamente).
Figura 48 Mapa del NDVI del cultivo de pasto en T0: 0N (Kg/ha), enero y marzo, sensor Green Seeker.
De igual manera se tiene para el T1 de 80 kg de N/ha/año en el primer corte valores altos de NDVI (GS) con una distribución uniforme en la subparcela destacándose en el rango de 0.75-0.80 con un área de 1.643 ��2. En el segundo corte en el rango de 0.75 a 0.80 con un área de 1.328 ��2 (Figura 17 y Figura 49 respectivamente).
Figura 49 Mapa del NDVI del cultivo de pasto en T1: 80N (Kg/ha), enero y marzo, sensor Green Seeker.
Para el tratamiento T2 de 160 kg de N/ha/año el cultivo en el primer corte domina el rango del NDVI (GS) comprendido de 0.75-0.80 con un área de 1.281 ��2 mientras que en el segundo corte presenta valores entre 0.81 -0.86 con un área de 1157 ��2 (Figura 18 y Figura 50 respectivamente).
Figura 50 Mapa del NDVI del cultivo de pasto en T2: 160N (Kg/ha), enero y marzo, sensor Green Seeker.
Para el tratamiento T3 de 240 kg de N/ha/año en el primer corte la respuesta del cultivo al N es alta ya que se evidencia el rango comprendido entre 0.75-0.80 con un área de 887 ��2. En el segundo corte, se evidencia los valores altos del NDVI comprendidos entre 0.87-0.92 con un área de 1.683 ��2 (Figura 19 y Figura 51 respectivamente).
Figura 51 Mapa del NDVI del cultivo de pasto en T3: 240N (Kg/ha), enero y marzo, sensor Green Seeker.
Para el tratamiento T4 de 320 kg de N/ha/año la respuesta del cultivo al N en el primer corte se destaca los valores del NDVI del GS en el rango comprendido de 0.75-0.80 con un área de 1.015 ��2, destacándose en el segundo corte en el rango de 0.81-0.86 con un área de 1.317 ��2 (Figura 20 y Figura 52 respectivamente).
Figura 52 Mapa del NDVI del cultivo de pasto en T4: 320N (Kg/ha), enero y marzo, sensor Green Seeker.
Para el tratamiento T5 de 400 kg de N/ha/año la respuesta del cultivo al N en el primer corte se destaca los valores del NDVI del GS en el rango comprendido de 0.81-0.86 con un área de 1.693 ��2 mientras que en el segundo corte la respuesta del cultivo al N es alta reflejándose en el rango de 0.87 a 0.92 con un área de 1027 ��2 (Figura 21 y Figura 53 respectivamente).
Figura 53 Mapa del NDVI del cultivo de pasto en T5: 400N (Kg/ha), Mes Enero y Marzo, sensor Green Seeker.
Con respecta a los valores de % de N total en MS, según Leon et. al (2018), los valores varían entre 2.4 al 5%, en el primer corte los valores de los tratamientos T2, T3, T4 y T5; y, en el segundo corte los tratamientos T1, T4 y T5 se encuentran dentro de los valores citados mientras que los demás tratamientas se encuentran por debajo de 2.4%.
De acuerdo a la primera pregunta de investigación, al presentar valores bajos del % N total en MS, se encontró relación entre el % de NTotal obtenido en laboratorio con la lectura obtenida con el NDVI del GS únicamente en el primer corte en el tratamiento de T0 0 kg de N/ha/año ya que presenta un R2=0.84 con una correlación positiva fuerte y perfecta, en los demás tratamientos no se encontraron relación entre el % de NTotal obtenido en laboratorio con la lectura obtenida con el NDVI del GS.
De acuerdo a la segunda pregunta de investigación el índice de vegetación idóneo que detecta la presencia de nitrógeno en la madurez del pasto mixto es para el
tratamiento T3 de 240 kg de N/ha/año en el primer corte con una correlación negativa fuerte y perfecta es el índice PRI con R2=0.81 y en el segundo corte con una correlación positiva fuerte y perfecta el índice NDVI del GS con R2=0.65; y para el tratamiento T4 de 320 kg de N/ha/año el mejor modelo para identificar el % de N total presente en el cultivo en el primer corte con una correlación positiva fuerte y perfecta es el índice NDVI del GS con R2=0.73 y en el segundo corte con una correlación positiva fuerte y perfecta el índice NDVI del GS con R2=0.58.
Rivera et al. (2019) no encontraron correlación significativa al asociar los índices de vegetación evaluados con el contenido de nitrógeno expresado en forma de concentración (%N). De igual manera en la presente investigación en los tratamientos T1 y T2 en el primer corte y T5 en el segundo corte no tienen correlación ningún índice con el % de N total presente en el cultivo . En el segundo corte de T1, los coeficientes de determinación de los índices PRI y NPCI y de T2, MCARI2 NPCI Y NDVI son bajos los cuales no permitieron identificar el % de N total presente en el cultivo. Para el tratamiento de T5 de 400 kg de N/ha/año en el primer corte los coeficientes de determinación de los modelos expuestos son bajos por lo que los índices NDVI y NDVI del GS no permitieron identificar el % de N total presente en el cultivo.
Al correlacionar varios índices de vegetación con las muestras de % N total obtenidas en laboratorio Bagheri et al., (2013) identificaron para los tratamientos de 50, 75, 100, 125, 150 kg de N/ha/año que el índice de vegetación cuyo coeficiente de determinación de 0,789 de MCARI2 fue el segundo mejor índice para la predicción del contenido de nitrógeno en maíz, seguido por NDVI con R2=0.72 . Comparando con los resultados en los tratamientos que corresponden a la cantidad utilizada por Bagheri et al. (2013), el tratamiento T2, en el corte 2, MCARI2 tiene un R2=0.49 y NDVI con un R2=0.30, valores menores a los citados.
Con respecto a la metodología aplicada una de las técnicas que facilitaron la georreferenciación de las muestras del NDVI del GS y MV fue la técnica de plantación de cuerdas cuya acción requirió trabajo y esfuerzo adicional para preparar previamente cada una de las cuerdas con su medida, con sus etiquetas y estacas respectivas.
Existieron factores limitantes dentro de la investigación que se deben considerar y a la vez son recomendaciones para los siguientes estudios a fin de obtener mejores resultados. Presentar solamente cuatro muestras de MV por parcela dificultó la construcción de los diagramas de dispersión ya que las observaciones no se ajustaron a la línea de tendencia y por ende sus coeficientes resultaron bajos en los índices de las imágenes satelitales.
De igual manera las muestras de suelo que se recolectaron fueron escasas para determinar las condiciones iniciales reales de la pastura ya que al presentar una sola muestra homogénea de todo el lote no se visualizó la cantidad de nitrógeno presente en el suelo en cada una de las zonas de las parcelas. Es necesario presentar muestras representativas para realizar por ejemplo mapas de interpolación espacial y verificar en qué zonas de la parcela presenta alto o bajo contenido de nitrógeno en el suelo.
5. CONCLUSIONES
La aplicación de las diferentes herramientas para medir la presencia de nitrógeno en un cultivo mediante sensores portátiles como el Green Seeker, imágenes multiespectrales, cálculos de Nitrógeno Total en laboratorio juntamente con técnicas de geoprocesamiento mediante sistemas de información geográfica se ha transformado en una alternativa esencial para evaluar escenarios geográficos de forma rápida y , en consecuencia, convertirse en apoyo para la toma de decisiones en diferentes procesos como es el caso del comportamiento de los cultivos permitiendo la obtención de datos que a simple vista no se pueden observar.
La utilización de los mapas de distribución espacial ha permitido identificar la acción participante de la clorofila en valores reflejados del índice NDVI del Green Seeker en la madurez del pasto mixto. Dichos valores indicaron que el cultivo en los dos periodos tiene alta actividad fotosintética gracias a la presencia de las diferentes dosis de fertilizante nitrogenado. Sin embargo, se evidencia con claridad en que en altas concentraciones de nitrógeno como T2 (160 kg de N/ha/año), T3 (240 kg de N/ha/año), T4 (320 kg de N/ha/año) y T5 (400 kg de N/ha/año) se incrementa uniformemente los valores del NDVI destacándose en el mes de marzo debido a las precipitaciones abundantes por lo que las raíces del pasto asimilaron de mejor manera el fertilizante nitrogenado colocado sobre la superficie del suelo.
Con respecto a los mapas de la respuesta al cultivo en la utilización de las imágenes satelitales se observaron que existe actividad fotosintética alta bajo la acción del fertilizante nitrogenado en el mes de enero con valores altos de los índices NDVI y MCARI2 en las parcelas de los tratamientos T2 y T5 mientras que en marzo los valores son uniformes en todas las parcelas cubriendo el rango de 0.8-09.
Con los porcentajes obtenidos en laboratorio del nitrógeno total en MS en cada una de las parcelas se verificó que los valores de nitrógeno dependen de la capacidad que tiene las plantas para asimilar el nitrógeno ya que se encontraron valores similares en cada uno de los tratamientos cuyos valores son bajos para relacionarlos con los índices espectrales de las imágenes satelitales. A pesar de ello, se identificó que el índice PRI es idóneo para detectar la presencia de nitrógeno en la madurez del pasto mixto con la cantidad de fertilizante nitrogenado de 240 kg
de N/ha/año perteneciente al tratamiento T3 con un coeficiente de determinación de R2=0.81. De igual manera, el índice NDVI proporcionado por el sensor Green Seeker identifica el % de Nitrógeno Total en la cantidad de fertilizante nitrogenado de 240 kg de N/ha/año con R2=0.65 y 320 kg de N/ha/año con R2=0.73. Los índices NDVI, MCARI2 y NPCI no son relevantes en ninguno de los tratamientos para estimar la presencia del Nitrógeno total en el pasto mixto compuesto por la mezcla forrajera de ray gráss perenne y alfalfa.
Los resultados obtenidos demuestran que los métodos y herramientas de índole espacial representan un apoyo fundamental para la realización de estudios integrales de la agricultura, pues facilita su comprensión, la manipulación de su información y permite tener una representación simplificada del objeto de estudio.
REFERENCIAS
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