Qué es el índice NDVI y cómo le simplifica la vida al agricultor

Aquí te explicamos de forma sencilla qué es el índice de vegetación NDVI y cómo puedes utilizarlo para analizar tus campos.
Qué es el índice NDVI_OneSoil Blog
Tiempo de lectura: 15 minutos

Cómo indica la luz la sanidad vegetal

Dicho de forma sencilla, el NDVI (índice de vegetación de diferencia normalizada) indica la sanidad de la planta, según cómo esta refleja las distintas ondas de luz. Por ejemplo, al ojo humano, las plantas son verdes porque el pigmento en ellas (la clorofila) refleja ondas verdes. A su vez, la clorofila absorbe ondas rojas, lo cual hace posible la fotosíntesis. En otras palabras, la planta crece y se desarrolla. La estructura celular de las plantas refleja las ondas de luz infrarroja cercana. Así, una planta sana, con mucha clorofila y buena estructura celular, absorbe luz roja y refleja luz infrarroja cercana. Sin embargo, en el caso de plantas enfermas, ocurre lo opuesto.

Por ello, para comprender el estado de salud de una planta, debemos comparar los valores de absorción y reflectancia de la luz roja e infrarroja. En este punto es cuando entra en escena el índice NDVI. Y se calcula de la siguiente manera:
Fórmula NDVI_OneSoil Blog
Fórmula NDVI
Este índice se estandarizó en 1973, cuando un grupo de científicos de la Universidad A&M de Texas comenzó a calcular la relación entre la luz infrarroja cercana y la luz infrarroja (como puedes ver en la fórmula). Esto les permitió establecer todos los valores del índice en un rango entre -1 y 1. En otras palabras, normalizaron los valores para facilitar la comparación. Así fue posible establecer que los valores de NDVI entre -1 y 0 corresponden a superficies como la nieve, el agua, la arena, las piedras e infraestructuras, como rutas y casas, mientras que los valores de NDVI para las plantas se ubican entre 0 y 1.

Qué es lo que te puede indicar el NDVI en las distintas etapas de cultivo

Es importante comprender que el NDVI es un indicador de la sanidad vegetal, pero que por sí solo no explica las causas de una condición particular de la planta. Esto significa que el NDVI debe ser entendido como una especie de "pista" acerca de lo que está ocurriendo en el campo. Ahora pensemos en tres situaciones hipotéticas de uso del NDVI en un análisis de campo a principios, mediados y finales de la temporada de cultivo.

A principios de la temporada, el índice NDVI nos ayuda a comprender cómo le fue a la planta durante el invierno.
1
Si el NDVI es menor que 0,15, entonces probablemente todas las plantas en este sector del campo estén muertas. Por lo general, un valor como este corresponde a suelos labrados sin plantar.
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Un valor entre 0,15 y 0,20 también es bajo, lo cual podría indicar que las plantas entraron en dormancia demasiado pronto.
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Un valor entre 0,20 y 0,30 es relativamente bueno. Esto significa que la planta probablemente entró en la fase de macollamiento o ahijamiento y que se ha reanudado el período vegetativo.
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Un valor de NDVI entre 0,30 y 0,50 es bueno, pero es preciso recordar que estos valores de NDVI pueden indicar que la planta entró en dormancia en un estado fenológico tardío. Si la imagen satelital se obtuvo antes de que se reanudara el período vegetativo, se deberá analizar nuevamente la zona.
5
Un valor por encima de 0,50 no es normal para el período posterior a la dormancia. En consecuencia, será mejor comprobar personalmente esta área del campo.
En resumen, si detectas valores anormales de NDVI (es decir, valores que difieren de los valores promedio del campo), deberás verificar qué ocurre en esa área. Nuestra aplicación OneSoil Scouting disponible para iOS y Android y la aplicación web te permiten ver el índice NDVI de tus campos, monitorearlos y tomar notas. Todo ello, de forma gratuita. Cuando el tiempo está despejado, las imágenes se actualizan cada 3 o 5 días.
NDVI vs estado real de las plantas_OneSoil Blog
Así es cómo el índice NDVI en la aplicación web de OneSoil se correlaciona con el estado real de las plantas
A mediados de la temporada, el índice NDVI te ayuda a comprender cómo están creciendo y desarrollándose las plantas. Si los valores son de medios a altos (0,50 a 0,85), probablemente es porque no se registran problemas en esa zona. Sin embargo, si los valores son bajos, puede deberse a que las plantas no están recibiendo algún tipo de aporte, como humedad o nutrientes. En este caso, será mejor realizar una comprobación del área en persona.

En OneSoil, utilizamos el índice de vegetación NDVI para crear mapas de tasa variable de aplicación de nitrógeno. Es decir, identificamos áreas con índices de vegetación bajos, moderados y altos y, de este modo, el agricultor luego puede establecer la dosis de fertilizante requerida en cada caso. En nuestra experiencia, el esquema óptimo de aplicación de nitrógeno es el siguiente:
1
Si en una zona el índice de vegetación es alto, la dosis de fertilizante deberá ser reducida en un 10 a 30% respecto de la dosis habitual.
2
Si el índice de vegetación es moderado, la dosis de fertilizante deberá ser aumentada en un 20 a 25% respecto de la dosis habitual.
3
Por último, si el valor es bajo, primero deberás determinar la causa.
También utilizamos el índice NDVI para el modelado del rendimiento relativo del campo. Con esta información, creamos mapas de tasa variable de aplicación de fósforo y potasio. Para conocer más sobre este tema, lee este artículo.

A finales de la temporada, el índice NDVI ayuda a determinar qué campos se encuentran listos para la cosecha. Cuanto más bajo es el NDVI, más próxima se encuentra la zona al período de maduración. En este sentido, un valor de NDVI entre 0,20 y 0,25 es óptimo.

Pros y contras del NDVI

Existen muchos índices de vegetación y la mayoría de ellos son similares. El índice de vegetación NDVI es el más popular, y de uso generalizado, y cuenta con una ventaja importante: las imágenes de alta resolución con datos obtenidos del satélite Sentinel-2. Cuando contamos con imágenes con tan alta resolución, usamos canales con una resolución de 10 metros (1 píxel equivale a una superficie de 10×10) para calcular el índice de NDVI. Los índices que usan canales adicionales, en general rojo, tienen una resolución de 20 metros (1 píxel corresponde a una superficie de 20×20 metros). En OneSoil, sin embargo, solo utilizamos imágenes tomadas desde el espacio por el satélite Sentinel-2.

Uno de los inconvenientes del NDVI es la pérdida de sensibilidad cuando una planta alcanza un determinado umbral de desarrollo. En otras palabras, si la planta se desarrolla de forma muy activa, se vuelve imposible diferenciar una planta anormalmente verde de una planta con un color verde "normal". Asimismo, el índice de NDVI también depende del clima. Si el cielo se encuentra cubierto durante mucho tiempo sobre un campo, la imagen satelital no será clara. Sin embargo, esto ocurre en todos los tipos de índice, no solo en el NDVI. Para solucionar este problema, OneSoil utiliza datos de radar del satélite Sentinel-1 para algunas tareas como, por ejemplo, el reconocimiento de cultivos.

Esperamos que este artículo te haya ayudado a comprender qué es el índice de vegetación NDVI y para qué se utiliza. Si aún tienes dudas o preguntas acerca de la agricultura de precisión, déjanos un comentario y escribiremos un artículo al respecto.

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