Con una duración prevista de dos años, este proyecto representa una iniciativa pionera en aras de la productividad y la sostenibilidad agrícola

El propósito principal del proyecto es facilitar la digitalización del cultivo de colza en Andalucía, creando un conjunto de prácticas de manejo avanzado que lo posicionen como una opción viable para los productores de secano. Además, en su etapa final, busca fomentar el uso del aceite de colza dentro de la cadena agroalimentaria como un producto de atractivo nutricional y organoléptico para consumo crudo. Para lograr esto, se propone la implementación de nuevos modelos de toma de decisiones que ayuden a los agricultores en la aplicación de técnicas de cultivo más especializadas, con el fin de mejorar los rendimientos y optimizar las ganancias económicas.

Durante los últimos diez años, la siembra de colza (Brassica Napus sp.) se ha incrementado de forma notable en la agricultura andaluza, en especial en la región del Valle del Guadalquivir. Este crecimiento se debe principalmente a factores como su rentabilidad, su adaptabilidad a sistemas tanto de regadío como en secano, y la posibilidad de entrar en rotación con otros cultivos a lo largo del año. Así mismo, es un cultivo que soporta un amplio rango de temperaturas, pero requiere condiciones muy específicas en las características de suelo. Todo ello ha motivado que en España nos encontremos una superficie de 92.098 ha (año 2021), ya que la demanda mundial de grasas vegetales ha aumentado y la escasez de girasol debido a la guerra en Ucrania ha impulsado los precios del mercado, lo que ha favorecido su cultivo.

Aunque la reputación de este cultivo en nuestro país sufrió un golpe devastador debido al escándalo de la adulteración del aceite en la crisis sanitaria de los años 80, cuyo fraude por desnaturalización afectó lamentablemente a tantas personas, la colza ha preservado su presencia destacada en el mercado en el resto de Europa. De hecho, es la semilla oleaginosa más cultivada, con una producción de 19,5 millones de toneladas durante la campaña 2021-2022 (COPA-COGECA). Este volumen de producción supera ampliamente el de otras oleaginosas, como el girasol, que contabilizó 9,6 millones de toneladas (Figura 1). Su predominancia se debe a su gran valor nutricional, su accesibilidad económica, su rentabilidad y la creciente demanda proveniente de la industria del biodiésel.

Figura 1. El mercado del aceite de colza en Europa ha tenido en 2022 su mejor año de las últimas décadas. Se sigue consolidando como la oleaginosa con mayor producción a mucha distancia del resto. Fuente: COPA-COGECA.

El cultivo invernal de colza es especialmente eficaz en la rotación con cereal como el trigo, debido a que ayuda a preservar la fertilidad de la tierra, diversidad de especies y atrae a polinizadores nativos (Sekulic & Rempel, 2016). En la región de Andalucía, el cultivo de colza de primavera se planta en otoño-invierno y resulta particularmente beneficioso, presentando un ciclo de alrededor de 180 días. Es un cultivo versátil que se puede adaptar a diferentes climas y cuyas necesidades de agua son muy parecidas a las de un grano.

La siembra es quizás la operación más delicada, ya que este cultivo necesita condiciones específicas de humedad y temperatura en la tierra para garantizar una óptima germinación (Jaime et al., 2018). Actualmente, este manejo específico puede causar cierto rechazo entre los agricultores de secano en las zonas del sur por considerarlo un cultivo demasiado técnico. No obstante, con la ayuda de las nuevas tecnologías (siembra variable, alertas de siembra, modelos hidrotérmicos, etc.), se pueden superar estos desafíos y convertirlo en un cultivo de gran valor para los agricultores de secano. Dado su bajo consumo de agua, es una excelente opción para aquellos sistemas de riego en áreas donde escasea el agua, como el Valle del Guadalquivir.

Con la imagen del aceite de palma en declive debido a su perfil lipídico no saludable y al enorme impacto medioambiental de su producción en el sudeste asiático, los mercados y consumidores de todo el mundo han empezado a considerar la colza como una alternativa en los últimos años. Todos los aceites tienen similar cantidad de calorías, pero los aceites de semillas contienen menos ácidos grasos saturados y, por lo tanto, son más ricos en insaturados que los de oliva. Según la Federación Española de Nutrición, se destacan en el aceite de colza la vitamina E y ácidos grasos como linolénico (Omega 3), linoleico (Omega 6) y erúcico (Omega 9). Estos ácidos grasos hacen que el aceite de colza sea nutricionalmente atractivo. Además, su semilla también se utiliza para la producción de alimentos para animales (Campbell et al., 2016) y biodiesel (Dufour et al., 2013). En este último aspecto, la colza es uno de los componentes principales en la industria de los biocombustibles, siendo el biodiesel más probado en motores (el éster metílico a partir de aceite de colza).

Este proyecto, que queremos visibilizar con este breve artículo, se fundamenta en el incremento de la eficiencia productiva, la disminución de los insumos y la implementación de estrategias sostenibles. Siguiendo la estrategia europea From Farm to Fork (“de la granja a la mesa”), la aplicación de la denominada agricultura digital se convierte en un elemento clave para proporcionar soluciones tangibles que satisfagan las demandas de los productores y demás participantes de la cadena agroalimentaria (Figura 2).

Figura 2. Cultivo de colza en un entorno de crecimiento más tecnológico y preciso (recreación por IA).

El propósito principal del proyecto es facilitar la digitalización del cultivo de colza en Andalucía, creando un conjunto de prácticas de manejo avanzado que lo posicionen como una opción viable para los productores de secano. Además, en su etapa final, busca fomentar el uso del aceite de colza dentro de la cadena agroalimentaria como un producto de atractivo nutricional y organoléptico para consumo crudo. Para lograr esto, se propone la implementación de nuevos modelos de toma de decisiones que ayuden a los agricultores en la aplicación de técnicas de cultivo más especializadas, con el fin de mejorar los rendimientos y optimizar las ganancias económicas.

Los aspectos críticos como el tiempo de siembra (temperatura y humedad), la adecuada provisión de nutrientes, terreno fino en superficie y la reducción de la contaminación por nitratos, son factores clave que requieren formación y apoyo para los agricultores y sus asociaciones, para que puedan considerar la colza como una alternativa real para la rotación en secano (Figura 3). La utilización de sistemas de monitoreo avanzado, algoritmos basados en aprendizaje automático (Machine Learning) y maquinaria interconectada, permitirá alcanzar una trazabilidad y veracidad en origen de gran valor para el consumidor en términos de seguridad alimentaria.

El primer objetivo específico que se aborda en este proyecto se centra en buscar, reunir, organizar y analizar los datos agronómicos y otras fuentes de información del cultivo de colza, con el fin de proporcionar una solución digital fácil de usar para los profesionales agrícolas que ofrezca confiabilidad, repetibilidad y una resolución espacio-temporal apropiada. Esto incluye el uso de sensores de cultivo (para determinar su vigor vegetativo, estado de estrés nutricional o hídrico, y la presencia de plagas y/o enfermedades), sensores de suelo (para entender su estructura, pH, capacidad de retención de agua) y sensores climáticos para identificar las variables micro-meteorológicas circundantes.

En segundo lugar, se trabaja en automatizar el procesamiento de imágenes multiespectrales obtenidas de satélites y drones para extraer información agronómica relevante para el manejo variable y zonificación de las parcelas experimentales de colza. Esto involucrará la incorporación de sistemas y estructuras de análisis a través de inteligencia artificial (IA) para analizar series temporales y detectar patrones en el cultivo de colza. También se incluirán fuentes de datos no estructurados, como series históricas de rendimiento y aspectos regulatorios con respecto a productos agroquímicos y zonas vulnerables. Todos estos datos y su análisis se centralizarán en torno a un sistema de gestión de la información agrícola o FMIS. La Universidad de Sevilla junto con Corteva avanzan en la implementación de redes neuronales convolucionales (CNN), permitiendo una segmentación a nivel de píxel de las imágenes satelitales. Posteriormente, los datos correlacionados se integran en el sistema, eliminando aquellos pixeles con ruido o datos anómalos mediante algoritmos de clasificación basados en Random Forest y Support Vector Machines. Se realiza un proceso de agrupamiento por proximidad, determinando de manera automática las zonas de manejo (Figura 4).

En las condiciones reales de campo, se valida el sistema sensórico, combinando sensores de campo y espectrometría cercana para caracterizar y determinar la firma espectral de la colza en diversas fases de crecimiento. Como parte de este proceso, se obtienen índices de vegetación a partir de imágenes satelitales de Sentinel 2 de la ESA. Estos índices se utilizan para analizar la heterogeneidad del cultivo y se incorporan en el sistema de aprendizaje automático, facilitando la implementación de modelos ARIMA para realizar predicciones a largo plazo.

La integración de los datos multicapa obtenidos gracias a la recopilación y análisis, permitirá la implementación de un sistema de asistencia automática para la toma de decisiones agronómicas, así como los algoritmos agronómicos necesarios para determinar los momentos óptimos para la siembra, fertilización, acciones contra malas hierbas o plagas y cosecha. El sistema estará capacitado para generar prescripciones y establecer dosis de aplicación variable de insumos en función de las necesidades reales del cultivo de colza (Figura 5).

Se explora el uso de la maquinaria agrícola conectada como una fuente innovadora de información. Tratados como sensores dinámicos, pueden captar datos de manera masiva, generando datos homogéneos de las zonas de manejo

Por último, se explora el uso de la maquinaria agrícola conectada como una fuente innovadora de información. Tratados como sensores dinámicos, pueden captar datos de manera masiva, generando datos homogéneos de las zonas de manejo. Se explorará la conectividad en tiempo real y la utilidad de los datos generados en campo por un sistema tractor-implemento, añadiéndolo como capa de información en el sistema y garantizando la interoperabilidad (Figura 6).

Finalmente, se planea diseñar un sistema de trazabilidad digital para el aceite de colza para promover una sostenibilidad auténtica del cultivo, reduciendo su impacto medioambiental y tratando de superar la desconfianza existente sobre el producto final. De manera paralela a este objetivo, se propondrán actividades de formación y sensibilización para los consumidores sobre las propiedades del aceite de colza y su veracidad de origen. La promoción y fomento del aceite de colza por parte de la cadena agroalimentaria, como un producto seguro y nutricionalmente beneficioso para el consumo en crudo, es un pilar fundamental del proyecto DS4Canola.

Con una inversión de 297.816,44€ y una duración prevista de dos años, este proyecto representa una iniciativa pionera en aras de la productividad y la sostenibilidad agrícola. En línea con los objetivos de la Asociación Europea para la Innovación en Productividad y Sostenibilidad Agrícola (AEI-AGRI), el proyecto se enfoca en impulsar una agricultura más eficaz en cuanto al uso de recursos y más respetuosa con el medio ambiente.

La iniciativa también enfatiza el fortalecimiento de las conexiones entre la tecnología y los agricultores, facilitándoles herramientas digitales innovadoras para garantizar la trazabilidad desde el origen. De este modo, el proyecto potencia la inclusión de los agricultores en la cadena de suministro y fortalece su papel como actores clave en la producción agrícola.

Además, el proyecto tiene una implicación crucial en la seguridad alimentaria y el fomento de la agricultura sostenible, metas que están alineadas con el programa de investigación e innovación de la Unión Europea, Horizonte 2020. El desarrollo e implementación de soluciones innovadoras y sostenibles, como las que se plantean en este proyecto, son vitales para la evolución continua de la agricultura y su adaptación a las necesidades actuales y futuras. Con la creciente demanda de alimentos y la necesidad de minimizar el impacto medioambiental, este proyecto se presenta como una respuesta estratégica a los desafíos del sector agrícola.

Este grupo operativo reúne a distintas entidades claves, lo que permite abarcar un amplio espectro de conocimientos sectoriales: Corteva posee un robusto departamento de agronomía digital y un gran conocimiento de semillas e insumos utilizados en este cultivo. Uno de sus principales roles en el proyecto es el desarrollo de una herramienta digital orientada al asesoramiento de agricultores y a la trazabilidad del cultivo, tarea en la que cuentan con el respaldo técnico de la Universidad de Sevilla.

Acesur, por su parte, aporta un vasto conocimiento del consumidor, lo que resulta esencial para el diseño preciso de aplicaciones, soluciones y servicios destinados al sector productor. ASAJA, con su experiencia en la integración de distintos actores del sector agrario, ha colaborado activamente en la creación del plan de divulgación. Su objetivo es fomentar una iniciativa conjunta que involucre a agricultores, empresas tecnológicas y compañías agroalimentarias, reforzando la cooperación y la cohesión dentro del sector.

Referencias

Campbell, L., Rempel, C.B., Wanasundara, J.P. 2016. Canola/Rapeseed Protein: Future Opportunities and Directions—Workshop Proceedings of IRC 2015. Plants 5, 17. https://doi.org/10.3390/plants5020017

Dufour, J., Arsuaga, J., Moreno, J., Torrealba, H. & Camacho, J. 2013. Comparative Life Cycle Assessment of Biodiesel Production from Cardoon (Cynara cardunculus) and Rapeseed Oil Obtained under Spanish Conditions. Energy & Fuels 2013 27 (9), 5280-5286. DOI: 10.1021/ef400951f

Jaime, R., Alcántara, J.M., Manzaneda, A.J., Rey, P.J. 2018. Climate change decreases suitable areas for rapeseed cultivation in Europe but provides new opportunities for white mustard as an alternative oilseed for biofuel production. PLoS ONE 13(11). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207124

Sekulic, G. & Rempel, C.B. 2016. Evaluating the Role of Seed Treatments in Canola/Oilseed Rape Production: Integrates Pest Management, Pollinator Health, and Biodiversity. Plants, 5(3), 32. https://doi.org/10.3390/plants5030032