NDVI puede engañar: campos verdes, bajo rendimiento

Las imágenes satelitales se han convertido en una de las herramientas más utilizadas en la agronomía moderna. Los índices de vegetación como NDVI nos permiten monitorear el crecimiento de los cultivos en parcelas completas. Ayudan identificar rápidamente áreas donde los cultivos parecen más fuertes o más débiles.

En muchos casos la interpretación parece sencilla: Las áreas con valores más altos de NDVI tienen mayor biomasa. Por lo tanto, deberían producir mayores rendimientos.

Sin embargo, los productores y agrónomos a menudo se encuentran con situaciones en las que esta expectativa no se cumple. Campos que muestran un NDVI fuerte durante la temporada a veces producen solo rendimientos promedio, mientras que otras áreas con NDVI moderado funcionan sorprendentemente bien en la cosecha.

Comprender por qué sucede esto es importante, porque NDVI es una herramienta poderosa, pero solo cuando sus señales se interpretan correctamente.

 

NDVI mide biomasa, no potencial de rendimiento

NDVI es fundamentalmente una medida de la densidad de vegetación verde. Refleja cuánta luz absorbe el dosel del cultivo y cuánta se refleja en el espectro del infrarrojo cercano.

Como resultado, NDVI es muy eficaz para captar diferencias en:

• área foliar
• densidad del dosel
• vigor temprano del cultivo
• acumulación de biomasa

Sin embargo, NDVI no mide directamente el potencial de rendimiento. El rendimiento depende no solo del crecimiento vegetativo, sino también de cuán eficientemente el cultivo convierte la biomasa en producto cosechable.

En cereales esto significa formación y llenado de grano. En muchos otros cultivos significa desarrollo de frutos o tubérculos.

Un cultivo puede producir una gran cantidad de biomasa vegetativa y aun así no convertir ese crecimiento en rendimiento.

 

Cuando un NDVI alto refleja crecimiento vegetativo excesivo

Una situación común ocurre cuando los cultivos reciben abundante nitrógeno al inicio de la temporada. El nitrógeno estimula el crecimiento vegetativo, aumentando el área foliar y la densidad del dosel. Como resultado, los valores de NDVI aumentan rápidamente y los campos parecen muy saludables.

Sin embargo, un crecimiento vegetativo excesivo puede generar nuevas limitaciones más adelante en la temporada. Los doseles densos aumentan la demanda de transpiración y pueden acelerar el agotamiento del agua en el suelo. Si el agua se vuelve limitante durante etapas reproductivas críticas, el potencial de rendimiento puede disminuir a pesar del fuerte crecimiento inicial.

En este caso, NDVI refleja correctamente un desarrollo vegetativo vigoroso, pero no indica si el cultivo completará con éxito la fase reproductiva.

 

Cuando un NDVI alto oculta problemas de acame

Otra situación en la que NDVI puede resultar engañoso ocurre cuando los cultivos se acaman.

En cereales, el acame suele ser consecuencia de un crecimiento vegetativo rápido combinado con viento, lluvia o una baja resistencia del tallo. Incluso después de que ocurre el acame, el dosel puede seguir viéndose denso y verde desde arriba.

Debido a que NDVI mide principalmente la densidad del dosel y la actividad de la clorofila, los cultivos acamados pueden seguir mostrando valores de NDVI relativamente altos. Solo con imágenes satelitales, el cultivo puede parecer saludable.

Sin embargo, el acame reduce significativamente el potencial de rendimiento. Las plantas interceptan la luz con menor eficiencia, el llenado de grano se vuelve irregular y las pérdidas en la cosecha aumentan.

En estas situaciones, otros índices de vegetación más sensibles a la estructura del dosel pueden proporcionar información adicional. Por ejemplo, RVI (Ratio Vegetation Index) a veces puede ayudar a revelar patrones irregulares del dosel asociados con el acame.

La figura siguiente muestra un ejemplo en el que NDVI por sí solo sugería un fuerte crecimiento del cultivo. Otros índices de vegetación ayudaron a identificar problemas estructurales del dosel relacionados con el acame y la disminución de los niveles de clorofila al acercarse la cosecha.

La disponibilidad de agua a menudo explica la diferencia

La disponibilidad de agua es otro factor importante detrás de situaciones en las que NDVI y el rendimiento divergen.

Al inicio de la temporada, cuando la humedad del suelo aún es suficiente, los cultivos en todo el campo pueden desarrollar una densidad de dosel similar. Por lo tanto, los valores de NDVI aparecen uniformemente altos.

Sin embargo, a medida que avanza la temporada, las diferencias en la capacidad de retención de agua del suelo, la profundidad de las raíces o la distribución del riego comienzan a influir en el desempeño del cultivo.

Las áreas con suelos más profundos o mayor retención de agua pueden sostener el llenado de grano o el desarrollo de frutos durante más tiempo. Otras áreas pueden experimentar estrés hídrico durante etapas críticas de crecimiento.

Para cuando se determina el rendimiento, estas diferencias se hacen visibles en los resultados de la cosecha, aunque el NDVI durante las etapas tempranas de crecimiento parecía similar.

El momento de las imágenes satelitales es importante

Otro factor importante es el momento en que se miden los valores de NDVI.

Los índices de vegetación capturan el estado del dosel en el momento en que se toma la imagen. Si se analiza la imagen solo durante las primeras etapas vegetativas, puede reflejar el desarrollo del dosel más que el potencial final de rendimiento.

En muchos cultivos, el rendimiento está fuertemente influenciado por condiciones que ocurren más adelante en la temporada, como por ejemplo:

• disponibilidad de agua durante las etapas reproductivas
• estrés por calor durante la floración
• presión de enfermedades
• disponibilidad de nutrientes durante el llenado de grano o el desarrollo de frutos

Si estos factores ocurren después del desarrollo máximo del dosel, las imágenes de NDVI tomadas antes pueden no reflejar el resultado final del cultivo.

Por esta razón, interpretar NDVI suele requerir observar el patrón completo de la temporada, en lugar de una sola imagen.

 

El vigor del cultivo no siempre es productividad

Los agrónomos suelen utilizar términos como vigor del cultivo y desempeño del cultivo de forma intercambiable. Sin embargo, no siempre significan lo mismo.

El vigor del cultivo generalmente se refiere a la velocidad y la intensidad del crecimiento vegetativo. Un cultivo vigoroso produce hojas rápidamente y forma un dosel denso.

La productividad del cultivo, en cambio, se refiere a la capacidad del cultivo para producir rendimiento cosechable.

Aunque ambos conceptos suelen estar correlacionados, no son idénticos. En algunas condiciones, un crecimiento vegetativo fuerte puede incluso reducir el potencial de rendimiento al aumentar la competencia por agua o al desviar recursos de la planta lejos del desarrollo reproductivo.

Reconocer esta diferencia ayuda a explicar por qué los campos con NDVI alto a veces producen rendimientos decepcionantes.

 

Interpretar NDVI en el contexto del sistema del campo

NDVI se vuelve mucho más valioso cuando se interpreta junto con otra información sobre el campo.

Por ejemplo, las imágenes satelitales pueden compararse con:

• mapas de suelo
• modelos de elevación y terreno
• patrones de riego
• patrones históricos de rendimiento
• registros de aplicación de fertilizantes

Cuando examinamos estas capas juntas, las relaciones entre el crecimiento del cultivo y las condiciones del campo suelen volverse más claras.

Al combinar múltiples fuentes de datos, los agrónomos pueden ir más allá de simplemente observar el vigor del cultivo y comenzar a identificar los factores que impulsan el desempeño del cultivo.

 

NDVI es un proxy, no un diagnóstico

NDVI es extremadamente útil para identificar patrones espaciales en el crecimiento del cultivo. Ayuda a los agrónomos a detectar variabilidad, monitorear el desarrollo del cultivo y localizar rápidamente áreas que merecen una inspección más detallada.

Sin embargo, NDVI debe entenderse como un proxy del desarrollo del dosel. No es un indicador directo del potencial de rendimiento.

Un valor alto de NDVI simplemente indica un dosel denso y activo. No explica por qué ese dosel se desarrolló, ni garantiza que el cultivo convertirá la biomasa en rendimiento.

Por ejemplo, un NDVI alto puede reflejar un fuerte crecimiento vegetativo impulsado por nitrógeno, suficiente humedad al inicio de la temporada o temperaturas favorables. Ninguno de estos factores por sí solo asegura que el cultivo mantendrá su desempeño durante las etapas reproductivas o el llenado de grano.

Por esta razón, las imágenes satelitales deben interpretarse como una capa de información. Las condiciones del suelo, la disponibilidad de agua, la etapa del cultivo y el clima durante los periodos críticos de crecimiento determinan en última instancia el rendimiento final.

Utilizado de esta manera, NDVI se convierte en una herramienta poderosa. Permite identificar dónde ocurre la variabilidad y orientar una investigación agronómica más profunda.