Sistema portátil de sensores para la medición de nutrientes NPK en cultivos de café orientado a la agricultura de precisión en Loja, Ecuador
Revista Científica CEDIA. Revista de investigación en tecnologías de información y comunicación aplicadas.  ilustración de una flor en una maceta electrónica.
PDF (ES)
PDF (English)

Palabras clave

agrosensores
macronutrientes
monitoreo de suelos
variabilidad espacial
validación experimental

Resumen

El monitoreo oportuno de nutrientes en suelos agrícolas es fundamental para optimizar la fertilización y mejorar la productividad en cultivos de café bajo esquemas de agricultura de precisión. El objetivo de este estudio fue desarrollar y evaluar preliminarmente un sistema portátil de monitoreo de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) basado en un microcontrolador Arduino y un sensor comercial con comunicación RS-485, aplicado en un cultivo de café en Loja, Ecuador. Se realizaron diez mediciones in situ en un terreno de aproximadamente tres hectáreas y los resultados fueron comparados con un análisis de laboratorio obtenido a partir de una muestra compuesta representativa del área de estudio. Los valores promedio obtenidos por el sistema fueron 32,71 ppm para N; 32,92 ppm para P; y 0,216 meq/100 ml para K. A la par, el laboratorio reportó 31,0 ppm, 34,0 ppm y 0,21 meq/100 ml, respectivamente. Los errores relativos fueron 5,5 % para N, −3,2 % para P y 2,9 % para K. Los resultados muestran una alta concordancia promedio entre el sistema propuesto y el análisis convencional, evidenciando su potencial como herramienta de monitoreo preliminar para la gestión nutricional en el cultivo de café.

https://doi.org/10.61854/rccedia.v1n1.002
PDF (ES)
PDF (English)

Citas

Adamchuk, V. I., Hummel, J. W., Morgan, M. T., & Upadhyaya, S. K. (2004). On-the-go soil sensors for precision agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, 44(1), 71–91. https://doi.org/10.1016/j.compag.2004.03.002

Bland, J. M., & Altman, D. G. (1986). Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. The Lancet, 327(8476), 307–310. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(86)90837-8

Eponon, E. C., Kassi, K., Kouame, K. D., Snoeck, D., Ouattara, T., Camara, M., Chérif, M., & Koné, D. (2023). The soil diagnostic method to formulate fertilizer requirements for coffee trees in côte d’Ivoire. Archives of Current Research International, 23(4), 51–59. https://doi.org/10.9734/acri/2023/v23i4569

Food and Agriculture Organization of the United Nations [FAO]. (2015). Status of the world’s soil resources (SWSR): Main report. Food and Agriculture Organization of the United Nations.

Gebbers, R., & Adamchuk, V. I. (2010). Precision agriculture and food security. Science, 327(5967), 828–831. https://doi.org/10.1126/science.1183899

Giavarina, D. (2015). Understanding Bland–Altman analysis. Biochemia Medica, 25(2), 141–151. https://doi.org/10.11613/BM.2015.015

Havlin, J. L., Tisdale, S. L., Nelson, W. L., & Beaton, J. D. (2014). Soil fertility and fertilizers: An introduction to nutrient management (8th ed.). Pearson.

International Coffee Organization [ICO]. (2022). Coffee development report 2022.

Jones, J. B. (2001). Laboratory guide for conducting soil tests and plant analysis. CRC Press.

McBratney, A., Whelan, B., Ancev, T., & Bouma, J. (2005). Future directions of precision agriculture. Precision Agriculture, 6(1), 7–23. https://doi.org/10.1007/s11119-005-0681-8

Modbus Organization. (2012). Modbus application protocol specification V1. 1b3. https://www.modbus.org/file/secure/modbusprotocolspecification.pdf

Monk, S. (2016). Programming Arduino: Getting started with sketches (2nd ed.). McGraw-Hill Education.

Muñoz-Huerta, R. F., Guevara-Gonzalez, R. G., Contreras-Medina, L. M., Torres-Pacheco, I., Prado-Olivarez, J., & Ocampo-Velazquez, R. V. (2013). A review of methods for sensing the nitrogen status in plants: Advantages, disadvantages and recent advances. Sensors, 13(8), 10823–10843. https://doi.org/10.3390/s130810823

Naderi-Boldaji, M., Alimardani, R., & Sharifi, A. (2013). Design and development of a soil nutrient measurement system for precision agriculture. Journal of Agricultural Science and Technology, 15, 651–662.

Nath, S. (2024). A vision of precision agriculture: Balance between agricultural sustainability and environmental stewardship. Agronomy Journal, 116(3), 1126–1143. https://doi.org/10.1002/agj2.21405

Pérez-Expósito, J. P., Fernández-Caramés, T. M., Fraga-Lamas, P., & Castedo, L. (2017). VineSens: An eco-smart decision-support viticulture system. Sensors, 17(3), 465. https://doi.org/10.3390/s17030465

Raun, W. R., Solie, J. B., Johnson, G. V., Stone, M. L., Lukina, E. V., Thomason, W. E., & Schepers, J. S. (2005). Optical sensor-based algorithm for crop nitrogen fertilization. Agronomy Journal, 97(3), 815–820. https://doi.org/10.2134/agronj2004.0271

Riaño, S., & Barrero Sánchez, F. H. (2023). Implementación de los nodos de una red inalámbrica de sensores aplicada en cultivos de café. Encuentro Internacional de Educación en Ingeniería. https://doi.org/10.26507/paper.3180

Sadeghian, S. (2022). Nutrición de cafetales: Fertilice con mayor eficiencia agronómica y económica. Memorias Seminario Científico Cenicafé, 71(1), e71138. https://doi.org/10.38141/10795/71138

Shaviv, A. (2001). Advances in controlled-release fertilizers. Advances in Agronomy, 71, 1–49. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(01)71011-5

Tilman, D., Cassman, K. G., Matson, P. A., Naylor, R., & Polasky, S. (2002). Agricultural sustainability and intensive production practices. Nature, 418, 671–677. https://doi.org/10.1038/nature01014

Viscarra Rossel, R. A., McBratney, A. B., & Minasny, B. (2011). Proximal soil sensing. Geoderma, 162(1–2), 1–5. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2010.12.017

Zhang, N., Wang, M., & Wang, N. (2002). Precision agriculture: A worldwide overview. Computers and Electronics in Agriculture, 36(2–3), 113–132. https://doi.org/10.1016/S0168-1699(02)00096-0

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.

Derechos de autor 2026 Franklin Jiménez, Marianela Carrión González