GO TecnoGAR: una solución holística para la monitorización y mejora del cultivo del garbanzo

El Grupo Operativo TecnoGAR de innovación para el uso combinado de sensores y teledetección, forma parte de los proyectos de I+D del Programa Nacional de Desarrollo Rural y está financiado por el Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER). 

Este proyecto ha pretendido mejorar las condiciones actuales del cultivo de garbanzo en España y su comercialización, centrado en la zona centro peninsular.

Mediante la creación y adaptación de tecnologías aplicadas a la agricultura, diseño de modelos de cultivo sostenibles y productivos, y la transferencia de los conocimientos adquiridos a los profesionales del sector, se ha pretendido valorizar y desarrollar el cultivo del garbanzo.

Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

En la actualidad, el sector agrícola se enfrenta a la difícil tarea de satisfacer la imperiosa y necesaria demanda de alimentos a nivel mundial. 

El incesante y acelerado aumento de la población que, a fecha de hoy, alcanza los 8 billones de personas, dota de mayor interés y urgencia la búsqueda de sistemas novedosos que permitan incrementar los rendimientos de las explotaciones agrícolas, con el menor aporte de insumos posible y optimizando su rentabilidad. Todo ello, garantizando la sostenibilidad del sistema natural para lograr un desarrollo sostenible y responsable, equilibrado entre los sectores social, económico y ambiental.

Durante las últimas décadas, sobre todo desde la Revolución Verde (1960-1980), ha imperado un modelo de explotación agraria ineficiente e insostenible, basado en la sobreexplotación del medio natural y causando enormes impactos y desequilibrios en las redes bióticas y abióticas terrestres. 

Para conseguir un desarrollo sostenible, los principales líderes mundiales han adoptado un total de diecisiete Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) aplicables a todo el ámbito global. Se centran en erradicar la pobreza, proteger el planeta y asegurar la prosperidad mediante el cumplimiento de una serie de metas específicas en el plazo de 15 años desde su planteamiento en el año 2015. 

Por ello, desde el sector agrario se aboga por adaptar y transformar el actual sistema de explotación y comercialización para responder a estos objetivos y conseguir una mayor eficacia y garantizar un sustentable en el tiempo. 

Parte de la solución comienza por la adopción de nuevos cultivos y prácticas agrarias más eficientes y productivas, respetuosas con el medioambiente, con un empleo mínimo de insumos (fertilizantes, herbicidas, riego, etc.). Entre ellas destaca el cultivo de especies leguminosas, como el garbanzo.

Entre los socios del proyecto se encuentra la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), el Instituto Madrileño de Investigación y Desarrollo Rural, Agrario y Alimentario (IMIDRA), ÁreaVerde M.G. Projects S.L., AGROSA Semillas Selectas S.A., Viveros Dugabán, Plantae, Quiles Maquinaria Agrícola S.L., La Garbancera Madrileña y Grupo APAG.

Política Agraria Común (PAC)

Para afrontar los retos que se plantean en el panorama agroalimentario español, la Política Agrícola Común (PAC) constituye un instrumento vital. 

La elaboración de un Plan Estratégico que permita adaptar las nuevas directrices que plantea la reforma de la PAC va a dotar al sistema nacional de un presupuesto superior a 50.000 millones de euros, lo que supone un impulso más que importante. 

Las bases del cambio se fundamentan en una mayor preocupación por la rentabilidad de las explotaciones y la sostenibilidad medioambiental, elementos clave de la preservación y de la protección del medio natural, sin dejar de lado la componente social. 

En este sentido, el ánimo de cambio se basa en favorecer una praxis enfocada en un correcto y adecuado uso de insumos, así como técnicas de manejo de las explotaciones que favorezcan el entorno natural. De esta forma, se compensa a los profesionales del sector para evitar el deterioro de los recursos y preservar el patrimonio natural, cultural y social, salvaguardando el motor económico regional.

Adaptación al cambio climático

Escenarios presentes y futuros auguran un agravamiento de los fenómenos y condiciones meteorológicas adversas ligados al Cambio Climático. 

La magnificación de los fenómenos meteorológicos y sus efectos adversos, destacando el aumento significativo de olas de calor, sequías y tormentas severas, están generando numerosos impactos negativos en cadena a nivel global, cada vez más difíciles de controlar.

Se han sobrepasado los umbrales de tolerancia de numerosas especies, registrándose valores récord en mortalidad y extinciones, y millones de personas se encuentran en una grave situación de vulnerabilidad e inseguridad alimentaria. 

En España, se revela un aumento significativo de las anomalías térmicas cálidas en las últimas décadas, con periodos más prolongados de olas de calor y del periodo estival, y una tendencia hacia el descenso en las precipitaciones. 

Además, este proceso se ha acelerado en los años recientes y se ha manifestado de forma patente en una extensión de la aridez, con una superficie de 30.000 km², especialmente en Castilla La Mancha, valle del Ebro y sureste peninsular. 

La gravedad de la situación aumenta si se tienen en cuenta los escenarios futuros, que comienzan a corroborarse en tiempo presente, y que apuntan hacia una mayor fluctuación de la irregularidad climática. 

Las mayores incertidumbres se centran en la intensidad y cantidad de precipitaciones, alternándose años secos y húmedos con mayor irregularidad, y en la tendencia a la ocurrencia de fenómenos adversos severos y episodios más localizados e intensos de elevada pluviometría, como tormentas severas. Se estima que, ya en la actualidad, unos 32 millones de personas están sufriendo los efectos del cambio climático, por lo que es de vital urgencia la toma precoz de medidas de adaptación y mitigación al respecto.

El cultivo del garbanzo resulta una alternativa eficaz en materia de adaptación, ya que presenta una alta tolerancia a la aridez y contribuye a disminuir el efecto invernadero debido a la absorción de CO₂ atmosférico durante la fotosíntesis. 

Otra ventaja del garbanzo es su capacidad de establecer una relación de simbiosis en la rizosfera de la planta con bacterias del género Rhyzobium sp., que es capaz de fijar y enriquecer el suelo en nitrógeno. Este beneficio minimiza la aplicación de fertilizantes y, por añadidura, favorece la biodisponibilidad de nutrientes, mejora los rendimientos de futuros cultivos, preserva y potencia la actividad microbiana edáfica y aumenta la resistencia a enfermedades en otros cultivos. 

Por último, su bajo coste y resistencia le permite ser cultivado en terrenos áridos y pobres, sin generarse apenas desperdicios, ya que se aprovecha el grano para consumo humano y los restos vegetales como fertilizante. Así pues, el garbanzo es un cultivo alternativo que puede ser introducido en sistemas rotativos, diversificando la producción y el mercado, reduciendo insumos y disminuyendo el impacto negativo sobre el medioambiente

El garbanzo ha sido un alimento muy consumido en España desde tiempos inmemoriales, donde disponemos de un gran número de variedades. 

Innovación y revalorización cultural-gastronómica

El garbanzo ha sido un alimento muy consumido en España desde tiempos inmemoriales, tanto por sus características agronómicas y nutricionales como su bajo coste. Presentan un alto contenido en proteínas vegetales y bajo en grasas, con aminoácidos esenciales y enriquecido en calcio, fósforo, vitaminas B1 y B2, y fibra dietética. 

Además, es una fuente importante de hidratos de carbono, con abundante contenido en almidón y micronutrientes como el hierro, zinc y magnesio. 

Aún en la actualidad, su presencia en los platos de las familias españolas sigue siendo preponderante. Tanto es así, que se erige como el principal importador de esta legumbre de toda la Unión Europea, aunque la producción nacional dista notablemente de satisfacer su elevada demanda. 

De ahí surge, pues, la necesidad de mejorar la rentabilidad y eficiencia de este cultivo de forma multifocal en función del territorio, de tal forma que se revalorice su empleo por parte de los agricultores. Una forma de revalorizarlo ha demostrado ser el cultivo ecológico. Estas prácticas protegen y mejoran el ecosistema, consiguen un producto de mayor calidad y valor añadido, y repercuten en un mayor beneficio económico al productor y satisfacción por parte del consumidor.

Desde el año 2020, motivado por la reestructuración de la vida social causada por la pandemia del COVID-19, los hábitos de consumo de los españoles han variado. En este sentido, la demanda de platos preparados y precocinados ha aumentado sensiblemente, lo cual supone un reto, a la vez que una posibilidad de satisfacer estas necesidades apostando por nuevos productos. 

Paralelamente, el aumento de la sensibilidad entre la población por un consumo más responsable y sostenible se ha evidenciado con una tendencia hacia la demanda de elaboraciones más saludables y equilibradas, con un mayor contenido de fibra y que sustituya total o parcialmente la proteína animal por vegetal. 

En esta dirección, el sector alimentario apuesta cada vez con más fuerza por la investigación e innovación, incorporando las técnicas culinarias más vanguardistas y novedosas en el empleo de esta legumbre para la elaboración de platos. No exclusivamente limitadas a la alta cocina. Sus aplicaciones abarcan un amplio espectro que abarca desde la aplicación del propio caldo de cocción, su uso como ingrediente principal de una receta, cocido sin transformar, mezclado con otros alimentos, o, incluso, transformado para realizar elaboraciones veganas capaces de asemejarse a la perfección a los más suculentos platos de origen animal. 

Su potencial nutritivo, saborizante de recetas, versatilidad y sencillo manejo lo convierte en un alimento clave para vencer la creciente demanda de productos veganos y de calidad. Ofrece una alternativa de calidad al clásico repertorio culinario mediterráneo, sin perder su esencia, con creciente cotización en el mercado.

El proyecto ha evaluado la respuesta frente a los tratamientos aplicados en cultivo de garbanzo en condiciones controladas, desde laboratorio hasta invernadero o campo. 

Objetivos 

El proyecto del GO TecnoGAR tiene como objetivo principal valorizar y revolucionar el cultivo del garbanzo. Para hacerlo posible, se propusieron una serie de objetivos accesorios:

• Tecnificar el cultivo de garbanzo con el uso de nuevas tecnologías.
• Transferir los conocimientos generados a los agricultores para vencer la brecha tecnológica.
• Valorizar las variedades mejoradas de garbanzo disponibles.
• Desarrollar técnicas de gestión del cultivo novedosas, como el empleo de bioestimulantes y patrones de siembra pioneros.
• Verificar la respuesta de las variedades de garbanzo frente a distintos métodos de siembra, empleo y metodología de aplicación de bioestimulantes.
• Verificar la respuesta frente a los tratamientos aplicados en cultivo de garbanzo en condiciones controladas (siembra en placa en cámara de refrigeración), invernadero y campo. 

El proyecto ha evaluado la respuesta de las variedades a diferentes prácticas de cultivo utilizando diferentes tipos de sensores. 

Actividades

Este GO es consecuencia de la colaboración entre un conjunto de agentes de perfiles multidisciplinares vinculados al mundo rural, pertenecientes a las iniciativas de la Asociación Europea para la Innovación en materia de productividad y sostenibilidad agrícolas. 

Buscan desarrollar y ejecutar proyectos innovadores dirigidos a encontrar soluciones ante un problema común, y/o testar y poner en práctica una idea pionera relacionada con el sector rural (ganadero, agrícola, forestal, etc.), generando nuevas oportunidades. 

Los esfuerzos y actividades llevadas a cabo por el GO TecnoGAR, así como la inclusión de miembros tanto a nivel de suministros, campo y cosecha, como de procesado de los garbanzos, pretenden englobar toda la cadena de valor del garbanzo y asegurar una rápida transferencia de los resultados.

Para ello, se establecieron reuniones periódicas con los representantes del Grupo Operativo, con el fin de elaborar un cronograma, se establecieron metodologías, se determinó el material de siembra, se planificaron sistemas de muestreo, se realizó un seguimiento de la evolución del cultivo en campo, se notificó sobre posibles incidencias, se plantearon soluciones frente a depredadores e inclemencias de tipo biótico o abiótico, y se calculó un balance sobre los insumos empleados frente a los rendimientos obtenidos, según los ensayos planteados.

El proyecto ha evaluado diferentes prácticas de manejo del cultivo del garbanzo.

Además, se han realizado jornadas de formación de cara a trasladar los conocimientos generados hasta la fecha hacia los profesionales del sector. Los actos realizados con motivo de la Semana de la Ciencia y la Innovación 2022, así como el Curso presencial de Transferencia Agraria para profesionales del Sector Agroalimentario El Cultivo del Garbanzo, organizado por IMIDRA y Área Verde, trataron de formar al personal asistente, adaptando el conocimiento científico a sus necesidades, venciendo la brecha digital y facilitando la adopción de las mejores técnicas. De esta forma, se pretendió dar soluciones prácticas, rentables y sostenibles al agricultor.

Por otro lado, se practicaron labores de innovación agraria basadas en la elaboración de protocolos, sistemas y materiales punteros. Se ha perseguido digitalizar las parcelas para generar un sistema de Big Data con el que poder predecir rendimientos de cosechas, riesgos de enfermedades u otras posibles incidencias, como plagas o crecimiento de malas hierbas. Para ello, se han empleado sensores multiparamétricos, tecnologías de teledetección y microcosechadoras para obtener testigos que permitiesen evaluar el rendimiento del cultivo. Además, se han evaluado y valorizado la calidad de un grupo seleccionado de variedades de semilla certificada registradas por IMIDRA, en comparación con otras variedades comerciales. 

En cuanto a las técnicas de manejo del cultivo, se plantearon estrategias de labor del terreno respetuosas con el medioambiente como el mínimo laboreo o la escarda mecánica, así como diversas alternativas de siembra: variabilidad de patrones de siembra, empleo de bioestimulantes para vigorizar el cultivo y hacerlo más resistente a enfermedades, malas hierbas y las inclemencias meteorológicas. 

Los resultados obtenidos durante la práctica de nuestros ensayos se plasman en publicaciones. De esta forma, los esfuerzos y resultados quedan valorizados mediante la participación en Congresos y Ferias Agrícolas, publicación de artículos en revistas y páginas web, y la divulgación del proyecto mediante folletos informativos y redes sociales. Todas ellas se recogen al final de este artículo. 

Resultados y soluciones adoptadas 

La campaña agrícola en campo ha abarcado desde marzo hasta julio de 2022. Durante su transcurso, se han detectado una serie de factores adversos que han afectado significativamente al cultivo del garbanzo en la zona centro de la península ibérica:

• Las elevadas temperaturas registradas en el mes de mayo provocaron niveles muy altos de estrés vegetativo y una desecación parcial de los botones florales.
• La ausencia de lluvias durante la floración y desarrollo de vainas, sumado al efecto del calor anómalo, forzó una temprana maduración de las plantas y cierta merma en la cosecha.
• Proliferación de vegetación arvense de forma generalizada, estableciendo competencia directa con el cultivo.
• Enfermedades, principalmente mosca minadora (Liriomyza cicerina).
• Efecto significativo de la depredación de garbanzo causado por palomas, con efecto directo en la cosecha.

La búsqueda e investigación acerca de nuevas sustancias capaces de aumentar los rendimientos, producción, eficiencia y resistencia de los cultivos agrícolas constituye uno de los principales focos de atención en la actualidad. 

En esta línea, se halla el empleo de bioestimulantes, compuestos de amplio espectro ricos en principios activos capaces de potenciar los parámetros fisiológicos de las plantas, aumentando su resistencia frente a factores bióticos y abióticos, proporcionando una mayor productividad. Se espera que, a la vista de estas potencialidades, su empleo en los futuros ensayos de cultivo de garbanzo ofrezca resultados satisfactorios y se consigan mayores rendimientos con la menor cantidad de insumos posible.

Los resultados preliminares en campo han ofrecido unos rendimientos en garbanzos tratados con bioestimulante que, prácticamente, han duplicado a los obtenidos sin el tratamiento. No obstante, se pretende testar nuevos productos y sistemas de aplicación para poder maximizar el potencial beneficioso de estos compuestos y extender su uso por parte de los agricultores. 

Por otro lado, la acuciante situación de cambio climático está sometiendo a un elevado estrés a los cultivos. Desde el periodo de siembra, en marzo, hasta la cosecha, en agosto, se han registrado valores pluviométricos muy inferiores a la media, y temperaturas anormalmente altas, especialmente en mayo, causando daños en el cultivo. Por esta razón, este proyecto ha pretendido testar variedades mejoradas de garbanzo, e incorporar otras, procedentes de entornos áridos desérticos, adaptadas a condiciones extremas, para comparar y categorizar aquellas que mejores resultados ofrezcan al respecto.

Ante los problemas detectados durante el transcurso de las experiencias realizadas se han propuesto las siguientes soluciones:

• Adelantar la fecha de siembra a enero podría mejorar los rendimientos de la cosecha.
• Seleccionar variedades de garbanzo más tempranas en siembra y cosecha podría evitar los periodos más duros de sequía y altas temperaturas.
• Seleccionar variedades de garbanzo más resistentes, capaces de mantenerse frente a enfermedades, plagas, malas hierbas e inclemencias meteorológicas.
• Incrementar la resistencia de los cultivos mediante el empleo adecuado de bioestimulantes.
• Técnicas de disuasión de depredadores como el empleo de drones autónomos o cercados electrificados.
• Siembras de garbanzo alternadas con otros cultivos (intercropping) y en diferentes épocas, para comprobar y comparar su potencial eficacia.

Los integrantes del Grupo Operativo Tecnogar. 

Congresos

• Mauri Ablanque, Pedro V.; Marín Peira, José F.; Gandía Toledano, Maria L.; Muñoz García, Pedro; Mostaza Colado, David; Sánchez Hernandez, Jorge (2022). «Mejora del cultivo del garbanzo en la zona centro de España. Caso de estudio en el proyecto GO TecnoGAR» 26 al 28 de septiembre, Lleida.
• Jorge Sánchez-Hernández, David Mostaza-Colado, Lorena Parra, Jose Marín, Pedro V. Mauri (2022). «Evaluación de la germinación, desarrollo vegetativo y respuesta frente a un bioestimulante de 7 variedades de garbanzo (Cicer arietinum L.) sembradas en campo». X Congreso Nacional de Mejora Genética de Plantas, 19 al 22 de septiembre, Pontevedra. http://www.sech.info/pontevedra2022/resumenes_nuevo.pdf
• Lorena Parra, David Mostaza, Jaime Lloret, Sandra Sendra, José Marin, Pedro V. Mauri Ablanque (2022). «Detection of narrow-leaved weeds in chickpea based on visible remote sensing». International Horticultural Congress 2022, 14 al 22 de agosto, Angers (Francia). https://app.ihc2022.org/event/ihc-2022/planning/UGxhbm5pbmdfOTYxMjQw
• Mauri Ablanque, P. V., Parra Boronat, L., Mostaza Colado, D., Sánchez Hernández, J., Marín Peira, J. (2022). «Evaluación de los efectos de un bioestimulante en la germinación de semillas de garbanzo». XXVI Congreso Internacional de Dirección e Ingeniería de Proyectos, 5 al 8 de julio, Terrasa. http://dspace.aeipro.com/xmlui/handle/123456789/3236
• Lorena Parra, Barbara Stefanutti, David Mostaza-Colado, Jose F. Marin, Jaime Lloret y Pedro Vicente Mauri. (2022). «Use of UAV-Based RGB Imagery and Vegetation Index for Early Detection of the Rabies of Chickpeas». GEOProcessing 2022, The Fourteenth International Conference on Advanced Geographic Information Systems, Applications, and Services, 26 al 30 de junio, Oporto (Portugal). https://www.thinkmind.org/articles/geoprocessing_2022_1_160_30093.pdf 
• Pedro Vicente Mauri, Lorena Parra, Jaime Lloret, David Mostaza, Jose Marín. (2022). «Uso de Imágenes RGB Tomadas por Dron para Determinar la Afección de Rabia en Garbanzos». III Simposio Ibérico de Ingeniería Hortícola, 6 al 8 de abril, Cartagena.
• Jose Vicente Sorribes, Jaime Lloret y Lourdes Peñalver. (2021). «Neighbor Discovery and Selection based on the Management of Priorities in Wireless Ad Hoc Networks». 2021 Global Congress on Electrical Engineering (GC-ElecEng), pp. 49-54, 10 al 12 de diciembre, Valencia. https://doi.org/10.1109/GC-ElecEng52322.2021.9788392
• Lorena Parra. (2021). «The Use of Images in Digital Agriculture: Current Limitations and Examples» TrendNews 2022, 14 al 18 de noviembre, Atenas (Grecia). https://www.iaria.org/conferences2021/filesDIGITAL21/LorenaParra_Tutorial_TheUseOfImages_Summary.pdf
• Lorena Parra, Salima Yousfi, David Mostaza, José F. Marín y Pedro V. Mauri. (2021). «Propuesta y comparación de índices para la detección de malas hierbas en cultivos de garbanzo». XI Congreso Ibérico de Agroingeniería, Online, 11 y 12 de noviembre.
• Lorena Parra, Salima Yousfi, David Mostaza-Colado, Jose F. Marin Peira, Jaime Lloret y Pedro Vicente Mauri Ablanque. (2021). «Evaluación del uso de imágenes para diferenciar garbanzos, lentejas y yeros en cultivos mixtos». Congreso Nacional Ciencias Hortícolas, 17 al 22 de octubre, Córdoba.
• Laura García, Sandra Sendra, Jose M. Jimenez, Jaime Lloret y Pascal Lorenz. (2021). «Study on Effective Coverage of Low-Cost LoRa Devices». The Sixth International Conference on Advances in Sensors, Actuators, Metering and Sensing (ALLSENSORS 2021), pp. 58-63, 18 al 22 de julio, Nice (Francia).

Publicaciones en revistas

• Waqas Buksh, Ying; Guo, Saleem; Iqbal, Kashif; Naseer Qureshi y Jaime Lloret (2022). «Trust-oriented peered customized mechanism for malicious nodes isolation for flying ad hoc networks» Transactions on Emerging Telecommunications Technologies,  pp. e4489. https://doi.org/10.1002/ett.4489 
• L. Parra, D. Mostaza-Colado, J. F. Marin, P. V. Mauri, and J. Lloret (2022). «Methodology to Differentiate Legume Species in Intercropping Agroecosystems Based on UAV with RGB Camera» Electronics, vol. 11, no. 4, p. 609, https://doi.org/10.3390/electronics11040609
• Jorge Sánchez Hernández; David Mostaza Colado; Pedro Muñoz García; Pedro V. Mauri Ablanque (2022). «GO TecnoGAR, un proyecto innovador para desarrollar el cultivo del garbanzo» Vida Rural, 523, p. 45-49, ISSN 1133-8938
• Pedro V. Mauri, Lorena Parra, David Mostaza-Colado, Laura Garcia, Jaime Lloret, and Jose F. Marin. (2021). «The Combined Use of Remote Sensing and Wireless Sensor Network to Estimate Soil Moisture in Golf Course» Applied Sciences, vol. 11, no. 24, p. 11769, https://10.3390/app112411769 
• Jaime Lloret, Sandra Sendra, Julia García-Fernández, Laura García y Jose M. Jiménez. (2021). «A WiFi-Based Sensor Network for Flood Irrigation Control in Agriculture» Electronics, Vol. 10, No. 20, pp. 2454. https://doi.org/10.3390/electronics10202454 
• Jaime Lloret, Sandra Sendra, Laura Garcia, y Jose Miguel Jimenez. (2021). «A Wireless Sensor Network Deployment for Soil Moisture Monitoring in Precision Agriculture» Sensors, vol. 21, no. 21, p. 7243, https://10.3390/s21217243 
• Jaime Lloret, Laura García, Jose Miguel Jimenez, Sandra Sendra y P. Lorenz. (2021). «Cluster-Based Communication Protocol and Architecture for a Wastewater Purification System Intended for Irrigation» IEEE Access, vol. 9, pp. 142374-142389, https://10.1109/ACCESS.2021.3119757 
• L. Parra, D. Mostaza-Colado, S. Yousfi, J. F. Marin, P. V. Mauri, and J. Lloret (2021). «Drone RGB Images as a Reliable Information Source to Determine Legumes Establishment Success» Drones, vol. 5, no. 3, p. 79, https://doi.org/10.3390/drones5030079 

Páginas web y redes sociales

• Twitter: @gotecnogar
• Instagram: @gotecnogar

Financiación

El Organismo responsable de este contenido es el GO TecnoGAR, que está cofinanciado al 80 % por la UE y el Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER) y al 20 % por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Siendo la DGDRIFA la autoridad encargada de la aplicación de la ayuda FEADER y nacional correspondiente. Financiación total: 432,329,05 euros.