Software de modelacin agrcolaI. IntroduccinUn modelo es una representacin simplificada de un sistema real. Estos asumen diferente grado de complejidad en la simulacin del sistema, dependiendo de los objetivos a lograr. Su utilidad radica no slo en reproducir la realidad, sino porque la simplifican y permiten que los procesos ms importantes sean identificados, estudiados y pronosticados (Link, 2005; Steduto, 2006; Doorembos y Kassam, 1979; De Wit, 1986). Los modelos de simulacin aplicados a cultivos agrcolas son una categora de modelos ambientales que, tpicamente, predicen el rendimiento, crecimiento y desarrollo de las plantas, la dinmica de humedad y otros nutrientes. Sin embargo, a pesar de que los cientficos en diversas reas, como la biologa, agricultura y economa, han estado construyendo modelos de simulacin por ms de 30 aos, la aceptacin de estos dentro del flujo de la investigacin cientfica fue muy lento hasta hace poco ms de una dcada.En algunos pases como Australia, Inglaterra, Holanda y Estados Unidos, la aceptacin y el uso prctico han sido ms rpidos.En general, son aceptables los puntos de vista de varios investigadores, quienes aseveran que el uso de los modelos de simulacin para las ciencias agrcolas y biolgicas, y sus usos prcticos estn en un momento de gran importancia.Actualmente esto se opera en un ambiente de Windows, con posibilidades de representaciones grficas y el uso de modernas herramientas estadsticas y econmicas. Estas posibilidades pueden tambin combinarse armoniosamente con otras, como las tcnicas de Anlisis de Datos Espaciales (SDA, por sus siglas en ingls), los Sistemas de Informacin Geogrfica (GIS, por sus siglas en ingls) y los Sistemas de Posicin Global (GPS, por sus siglas en ingls).La aplicacin de la modelacin de cultivos en el mundo agrcola data de los aos 70, pero cada vez son ms accesibles los modelos de distintos tipos para analistas con diferentes niveles de experiencia y conocimiento. Sin embargo, los modelos agrcolas son solamente representaciones muy aproximadas de los sistemas reales, por el conocimiento incompleto de dichos sistemas, debido a la complejidad inherente a ellos (5, 6). La utilizacin adecuada de tales modelos solo es posible si el usuario posee un conocimiento slido de la estructura del modelo, su alcance y sus limitaciones. Dentro del contexto de la agricultura local, la modelacin de cultivos es una disciplina nueva y escasea la literatura sobre este tema. A continuacin se expone una visin general de los modelos agrcolas encontrados en la literatura, considerando sus caractersticas y las implicaciones en el desarrollo del modelo, su validacin y aplicacin. En este trabajo se va a tratar de exponer la mayora de software que h ay para diferentes cultivos o los integradores como DSSAT o APSIM.Objetivos Describir los diferentes modelos agrcolas para diferentes cultivos.

II. Revisin bibliogrficaDefinicin de modelo de un cultivoHemos adoptado la definicin de Sinclair y Seligman, de que un modelo de cultivo es la simulacin dinmica del crecimiento del cultivo por el uso de la integracin numrica de los procesos constituyentes con ayuda de las computadoras. Ms especficamente esto implica un programa de computacin, que describe la dinmica del crecimiento del cultivo en relacin con el ambiente, operando en pasos de tiempo y un orden de magnitud por debajo de la estacin del crecimiento y con la capacidad de obtener variables que describen el estado del cultivo en diferentes puntos del tiempo, por ejemplo, la biomasa por unidad de rea, el estadio de desarrollo, rendimiento, contenido de nitrgeno foliar, etc.Los usuarios finales de los modelos en su aplicacin los clasifican en los que se utilizan como herramientas en la: Investigacin. toma de decisiones. Educacin, entrenamiento o transferencia de tecnologas.La Figura 1 muestra la relacin del producto final, la productividad con la planta y otros aspectos que integran el producto final, mientras que la Figura 2 muestra cmo opera la modelacin de cultivos .

En el prximo paso se construye un diagrama de flujo detallado, las reacciones e interacciones principales del cultivo:Desarrollo fenolgico (desarrollo vegetativo), expansin del follaje y la parte subterrnea, y el fin del cultivo es controlado por la poca trmica; Fotosntesis se deriva como una funcin de la intercepcin de la luz por el follaje y un factor de eficiencia del uso de radiacin; tan pronto como ocurre el ahijamiento, la biomasa diaria se asigna para el mantenimiento y relleno de granos hasta que se encuentra el fin del cultivo.Una vez definido el algoritmo, se desarrolla en un lenguaje de programacin. El primer paso en la construccin del modelo se completa cuando todos los errores de programacin, matemticos, computacionales y numricos han sido eliminados.El ejemplo arriba mencionado de un modelo de simulacin da el crecimiento del cultivo en condiciones sin limitantes y el uso principal de tales modelos es determinar las potencialidades de produccin. El principal factor limitante (por ejemplo, estrs de agua, estrs de nitrgeno, competiciones explosivas de malas hierbas o enfermedades) se identifica, y se derivan y expresan matemticamente sus efectos en el desarrollo del rea de las hojas, eficiencia del uso de la radiacin y factores de particin.Debido a su naturaleza dinmica, los modelos de simulacin de cultivos tambin ofrecen la oportunidad de explorar el efecto del cambio de tasas de varios procesos fisiolgicos. Por ejemplo, se han usado varios modelos de algodn, para evaluar el efecto en el rendimiento de los caracteres eficiencia fotosinttica, tasa de abscisin de las hojas y otros. Se concluy que si la eficiencia fotosinttica estaba correlacionada con el peso especfico de la hoja, entonces la mayor parte del crecimiento ira a las hojas con poco efecto sobre el rendimiento.Modelos en los cultivos agrcolasLa prctica de la agricultura est basada en conocimientos, tradiciones y suposiciones; la investigacin agrcola mejora las bases del conocimiento que sustenta la toma de decisiones. Los mtodos tradicionales de investigacin de otras disciplinas se han utilizado para tratar los problemas biolgicos y econmicos, pero no han sido totalmente exitosos en el tratamiento de las complejidades propias de las actividades agrcolas. Sin embargo, a medida que los conocimientos aumentan, los resultados de la observacin cambian de cualitativos a cuantitativos y la matemtica puede utilizarse como herramienta para la expresin de hiptesis biolgicas. Se desarrolla la construccin de modelos y se hace posible adoptar un enfoque heurstico y cuantitativo para la solucin de problemas dentro del campo agrcola.Luego del surgimiento de la modelacin de cultivos, ocurri un rpido aumento de los conocimientos en el campo agrcola y de accesibilidad a la informacin tecnolgica, los que han contribuido al desarrollo de un gran nmero de modelos agrcolas en las ltimas en tres dcadas. Modelos en la agricultura. Los modelos agrcolas son ecuaciones matemticas, que representan las reacciones que ocurren dentro de la planta y las interacciones entre las plantas y el medio ambiente, simulando en forma dinmica el crecimiento del cultivo con el auxilio de las computadoras.Debido a la complejidad del sistema y el conocimiento incompleto de todos los componentes, es imposible representar completamente el sistema en trminos matemticos y, por tanto, los modelos agrcolas son imgenes aproximadas de la realidad (10). A diferencia de los campos de la fsica e ingeniera, no existen modelos universales en el sector agrcola; los modelos se construyen para propsitos especficos y el nivel de complejidad se adopta consecuentemente. Es inevitable que se construyen diferentes modelos para distintos subsistemas y varios modelos pueden ser construidos para simular un cultivo en particular o un aspecto particular del proceso de produccin.El propsito principal de construir un modelo de cultivo es obtener un estimado de la produccin. De acuerdo con la cantidad de datos y el conocimiento disponible dentro de un campo particular, se desarrollan modelos con diferentes niveles de complejidad.

Modelos de simulacin El nmero y tipos de modelos de cultivo reportados por la bibliografa es bastante grande y no sorprende que no exista un modelo de cultivo universal que se pueda adaptar a los diferentes sistemas, objetivos, procesos y condiciones ambientales. Existen modelos de simulacin de cultivos especficos para un cultivo, por ejemplo para trigo y maz el CERES-Wheat, CORNGRO, SIMTAG, para banano el SIMBA, o por otro lado pueden ser genricos. Los modelos genricos pueden ser aplicados a varias especies mediante la utilizacin de parmetros especficos para cada cultivo: algunos de estos modelos son DSSAT, DAISY, SOILN, EPIC, WOFOST, CROPSYST, APSIM y STICS (Brisson et al., 1998a, Steduto, 2006), inclusive muchos de estos modelos son de libre acceso y utilizacin. Para De Wit (1986), en la construccin de modelos vegetales se pueden realizar dos tipos de acercamiento: uno descriptivo y otro explicativo (mecanstico). Segn Link (2005), los modelos pueden ser categorizados en empricos, mecansticos, funcionales o modelos orientados en procesos. Segn cultivos1. LeguminosasCROPGROSimula el crecimiento y desarrollo de varios cultivos de dicotiledneas; y modificando los valores de los parmetros fisiolgicos, fenolgicos y bromatolgicos que describen las caractersticas de la especie, el cultivar y el eco tipo, sin alterar la estructura del modelo (Kelly, 1995). Es un modelo basado en SOYGRO, PNUTGRO y BEANGRO modelos. El modelo funciona en un paso de tiempo diario. Puede simular el crecimiento y desarrollo del cultivo de cuatro leguminosas diferentes (soja, man, frijol, garbanzo).SOYGRO Para la soya (Wilkerson et al., 1983)SOYGRO versin 5.42 es una soja orientado al proceso (Glycine max [L.] Merr.) El crecimiento del cultivo modelo desarrollado en la Universidad de la Florida por un equipo de investigacin interdisciplinario. La presente versin fue desarrollada por hacer numerosos cambios a versiones anteriores de SOYGRO. La versin original de SOYGRO se desarroll desde 1980 hasta 1983 y publicado por Wilkerson et al. (1983a). Esa versin fue acoplado a un modelo de balance de agua del suelo desarrollado por Jones y Smajstrla (1980) y documentado como SOYGRO V4.2 (Wilkerson et al. 1983b). Este modelo fue probado durante dos cultivares (Bragg y Cobb) obtenidas en la Florida en suelos arenosos y bajo diferentes regmenes de riego. Posteriormente fue utilizado para estudiar los riesgos econmicos de riego gestin en la Florida (Swaney et al, 1983;.. Boggess et al 1983; y Boggess y Amerling 1983). El modelo de la soja SOYGRO tambin sirvi como el componente agrcola en un manejo integrado de plagas modelo de gestin y llam SICM (Modelo de gestin integrada de cultivos de soja, Wilkerson al., 1983b, Mishoe et al., 1984, Jones et al., 1986).SOYGRO V5.42 prev un crecimiento de materia seca, LAI, el desarrollo del cultivo y rendimiento final de soja en funcin de los datos meteorolgicos diarios (precipitacin, radiacin solar, fotoperodo, mximo y temperaturas mnimas) para suelos especficos. Parmetros de suelos describen la capacidad del suelo para almacenar agua y para suministrar agua a las races con base en procesos de escorrenta, infiltracin, y redistribucin de agua en un perfil unidimensional. As, las caractersticas del suelo y los datos meteorolgicos son insumos necesarios. El modelo tambin es sensible a la eleccin del cultivar, fecha de siembra, la fila y la planta separaciones y las opciones de gestin del riego.

PNUTGRO Para el man (Boote et al., 1986). El modelo predice la ocurrencia de vegetativo y reproductivo, el desarrollo del dosel, la produccin total de materia seca y su reparticin en las vainas y las semillas con precisin.Estos modelos han sido evaluados y aplicado en la agricultura para diversas reas de investigacin (Tsuji et al., 1994). Ejemplos de ello son la estimacin de la la sensibilidad de la produccin agrcola al cambio climtico (Hoogenboom 2000;. Centro Comercial et al, 2004) la evaluacinactuaciones de cultivares (Boote et al, 2003;.. Baterng et al, 2006), el estudio de la naturaleza de genotipo x interacciones de entorno (Chapman et al., 2000, Phakanon et al., 2008) y el rendimiento del cultivo de prediccin antes de la cosecha (de Bannayan et al., 2003, Nain et al., 2004 Mercau et al., 2007 y Soler et al., 2007). Boote et al. (1986) estudiaron la respuesta a varios factores de manejo de los cultivos de man usando modelos de crecimiento. El crecimiento de los cultivos de modelos de simulacin, que se haba desarrollado, se haba demostrado que una considerable patrn potencial de previsin del rendimiento. Joven y Rainey (1986) desarrollaron un crecimiento modelo de simulacin "CACAHUETE" en la Universidad Estatal de California del Norte para los cacahuetes Florigiant crecido ms de un periodo 1974-1982. Este modelo con subrutinas para simular los niveles de humedad del suelo y la raz crecimiento permiti al usuario simular los efectos de las decisiones de gestin, como las fechas de riego y cantidades.Rainey et al. (1987) presentaron la "MAN-PC 'un modelo de microprocesador, diseado para permitir al usuario para seleccionar uno u otro modelo "CACAHUETE" o modelo "PNUTGRO 'para simular el crecimiento de man. Boote et al. (1988) reportaron que las aplicaciones de la investigacin de modelo 'PNUTGRO' incluyen la simulacin de los efectos de rasgos de madurez, particin de materia seca, el crecimiento de la vaina, efectos de las plagas y los procesos de crecimiento de los cultivos a predecir el rendimiento. Aplicaciones de gestin tambin se incluyeron para la prediccin del crecimiento y rendimiento respuestas a las fechas de siembra, distancia entre surcos y riego. Chen y Houng (1989) revelaron que el programa 'PNUTGRO' puede simular los cambios en el suelo contenido de humedad durante la estacin de crecimiento, y se puede utilizar para predecir las necesidades de riego. Boote et al. (1991) en un artculo de revisin sobre el crecimiento y el rendimiento de modelado de cacahuete mejoras descritas a el modelo 'PNUTGRO' incluyendo la adicin de un modelo sub fotosntesis seto para mejorar respuesta a la separacin de filas, la densidad de siembra y el hbito de crecimiento. Tambin incluyeron la ecuacin Penman para incorporar el dficit de presin de vapor y velocidad del viento para estimar la evapotranspiracin en zonas ridas; la modificacin de las funciones para la prediccin del desarrollo de los cultivos; y la modificacin de los efectos del estrs ambientes, tales como alta temperatura y el efecto del dficit de presin de vapor en la particin. Hoogenboom et al. (1999) reportaron que CROPGRO es un proceso fisiolgico genrico orientado modelo de cultivos de leguminosas que simulan crecimiento vegetativo y reproductivo y el rendimiento de grano de tres cultivos de leguminosas a saber., soja (SOYAGRO), man (PNUTGRO) y frijol (BEANGRO).NotaBEANGRO, SOYGRO y PNUTGRO comprenden un grupo de modelos de produccin de las leguminosas relacionadas (Hoogenboom et al., 1992), vase tambinDSSAT.Son modelos deterministas y mecanicistas que simulan fsicos, qumicos y biolgicos en la planta y el medio ambiente relacionado.Su objetivo es predecir los rendimientos de los cultivos y modelos parmetros. Lo agronmicos relacionados estn construidos para simular procesos de la planta primaria en funcin de las condiciones climticas, de suelo y manejo de cultivos.Los requisitos de los datos de entrada del modelo son: Datos meteorolgicos diarios (temperatura del aire, precipitacin, radiacin solar); Suelo condiciones fsicas del perfil por capa; Condiciones qumicas del suelo del perfil por nivel (del nitrgeno solamente); Condiciones de manejo del cultivo (fecha de siembra, espaciamiento, manejo del riego).Los modelos predicen que el peso de las hojas, tallos, races, vainas, conchas, semillas, IAF (ndice de rea foliar), y la densidad de longitud de races en una base diaria.Tambin predicen principales eventos fenolgicos como la floracin y madurez.2. PastosCENTURYEl modelo del CENTURY es un modelo general de los ciclos de nutrientes planta-suelo, que se utiliza para simular la dinmica del carbono y nutrientes para los diferentes tipos de ecosistemas, incluidos los pastizales, tierras agrcolas, bosques y sabanas. El CENTURY se compone de un submodelo orgnica del suelo materia / descomposicin, un modelo de balance de agua, un submodelo pastizales / cultivo, un submodelo produccin forestal, y la gestin y la programacin de eventos funciones. Se calcula el flujo de carbono, nitrgeno, fsforo, y azufre a travs de compartimentos del modelo. La configuracin mnima de elementos es C y N para todos los compartimentos modelo. La estructura de la materia orgnica para el carbono (C), nitrgeno (N), fsforo (P) y sulfor (S) son idnticos; los componentes inorgnicos se calculan para el compuesto inorgnico especfico.El paso de tiempo es mensual y el modelo requiere de las siguientes variables de conduccin como entrada: Temperatura del aire mxima y mnima promedio mensual La precipitacin mensual La textura del suelo Planta de nitrgeno, fsforo, y el contenido de azufre El contenido de lignina de material vegetal Aportes de nitrgeno atmosfricos y del suelo De carbono iniciales del suelo, nitrgeno (fsforo y azufre opcional) Estas variables estn disponibles para la mayora de los ecosistemas naturales y agrcolas. El submodelo de materia orgnica del suelo incluye tres depsitos de materia orgnica del suelo (activo, lento y pasivo) con diferentes tasas de descomposicin potenciales, por encima y por debajo de depsitos de detritus de tierra y una piscina microbiana superficial que est asociado con la descomposicin de hojarasca superficial. El modelo de balance hdrico simplificado calcula la evaporacin mensual, la transpiracin, el contenido de agua de las capas del suelo, contenido de agua nieve, y el flujo saturado de agua entre las capas del suelo. Como se mencion anteriormente, CENTURY contiene dos submodelos de produccin de plantas: un submodelo pastizales / cultivos y un submodelo produccin forestal. Ambos modelos de produccin de la planta se supone que la mxima produccin mensual de la planta es controlada por la humedad y la temperatura, y que las tasas mximas de produccin de plantas se reducen si hay suministro de nutrientes suficientes. El modelo de produccin de pastizales / cultivos simula la produccin de plantas para diferentes cultivos herbceos y las comunidades de plantas (por ejemplo, las praderas clidas o frescas de la estacin, trigo y maz). El bosque modelo simula el crecimiento de los bosques de hojas caducas o perennes en juveniles y fases maduras. Para simular una sabana o matorral, CENTURY utiliza estos dos submodelos con algo de cdigo adicional para simular la competencia de nutrientes y efectos de sombreado. Las perturbaciones tales como incendios, havest, el pastoreo y el cultivo se pueden simular por medio de la gestin y la programacin de eventos funciones.Otros.GRASMOD, GRASP, BLUE GRAMA, GRAZPLAN (Aplicacin para ser usada en gestin de empresas de pastoreo.) Segn HURLEY PASTURE MODEL.3. Trigo y maizCERES-WeahtPara el maz y trigo (Jones y Kiniry, 1986) y trigo (Ritchie y la nutria, 1985). Incrustado en la versin 4.0.2 DSSAT, Sistema de soporte de decisiones para Agro-tecnologa de transferencia, Jones et al., 2003)Sistema de soporte de decisiones para Agro-tecnologa de transferencia, Jones et al., 2003) es un modelo dinmico mecanstico que calcula diariamente desarrollo fenolgico y el crecimiento en respuesta al ambiente factores mentales (suelo y clima) y de gestin (del tipo de cultivo, condiciones de siembra, fertilizacin nitrogenada y riego). CERES-trigo ha sido validado en una amplia variedad de entornos, que van desde templado a tropical, en todo el mundo.Requisitos de entrada para CERES-Wheat incluyen tiempo y condiciones del suelo, caractersticas de la planta, y el manejo de cultivos (Hunt et al., 2001). Mnimos insumos tiempo de son diarios la radiacin solar, precipitacin, mxima y mnima del aire temperaturas. Insumos suelo incluyen drenaje y escurrimiento, coeficientes de evaporacin y radiacin coeficientes de reflexin, el suelo capacidad de retencin de agua, y el contenido de N en el suelo en varias profundidad incrementos. Modelo de e Th tambin requiere contenido saturado de agua del suelo y el agua inicial del suelo y el contenido de N para el primer da de la simulacin. Coeficientes genticos de los cultivos incluidos en el modelo se relaciona con la sensibilidad al fotoperiodo, la duracin de la presentacin del grano, la conversin de la masa para el nmero de granos, las tasas de llenado de grano, requerimientos de vernalizacin, frenar el tamao y la resistencia al fro (Ritchie et al., 1998). Informacin de entrada de Gestin incluye la densidad de plantas, profundidad de siembra, y la fecha de siembra. Si el riego y fertilizantes se utilizan, se requiere que la fecha y la cantidad de aplicaciones.CORNGRO(maz). Una descripcin sistemtica del modelo CORNGRO se presenta, destacando aquellos aspectos del modelo que no se han informado anteriormente. El modelo fue modificado para simular mejor el proceso de crecimiento de maz y predecir los rendimientos finales. La sensibilidad de los resultados de la simulacin de los valores de entrada de algunos factores ambientales importantes se pusieron a prueba. Los anlisis de sensibilidad indican que los resultados de la simulacin del modelo son moderadamente sensibles a las curvas de propiedades del suelo, y altamente sensibles a los valores de entrada de la evapotranspiracin potencial diaria (ETP). Adems, los parmetros de crecimiento de plantas son ms sensibles a los valores de entrada de diario ETP para tratamientos de riego adecuados que para tratamientos de riego deficientes.SIMTAG4. BananoSIMBASIMBA simula sistemas de cultivo de banano a nivel de campo en varios ciclos de cultivo. Incluye sub-modelos que simulan la estructura del suelo, balance hdrico, las poblaciones de nematodos de la raz, el rendimiento y los resultados econmicos, con un buen equilibrio entre lo que representa los principales fenmenos bien y mantener el modelo simple de reducir los costos de parametrizacin en una amplia gama de condiciones. Indicadores agroambientales generadas por el modelo, permiten evaluar los principales impactos ambientales potenciales. El modelo ha sido desarrollado y calibrado en Guadalupe y Martinica, y se utiliza para elaborar recomendaciones prcticas para los agricultores y para los experimentos virtuales de innovaciones agro-tecnolgicos o las estrategias de gestin de campo. La estructura de SIMBA se presenta y se propone una metodologa para el diseo de los sistemas de cultivo basados en banano sostenibles mediante el modelo. SIMBA ha sido evaluado en un amplio rango de sistemas de cultivo en Guadalupe comparando estimaciones de los modelos a los datos recogidos en los experimentos de campo y encuestas. Las simulaciones llevan a tendencias en los sistemas de cultivo basados en la rotacin-caracterizados por sistemas que se pueden considerar como intensiva para la evaluacin de beneficios y combinaciones de replantacin frecuentes, aplicacin de baja nematicida, sin arar, y el bajo nivel de fertilizacin, para la evaluacin medioambiental. Las simulaciones realizadas para optimizar la regla de decisin replantacin mostraron que la replantacin con relativa frecuencia es bueno para el beneficio mientras replantaciones de baja frecuencia (ms de cuatro ciclos de pltano) dan una mejor evaluacin ambiental.En un cultivo de banano, cada planta se desarrolla a su propio ritmo y no sigue un ciclo sincronizado. Una poblacin homognea desde plantacin se convierte en una poblacin heterognea luego de unos pocos ciclos, con plantas en diferente estado de desarrollo al mismo tiempo en el campo. Este proceso tiene un fuerte impacto en la dinmica de la cosecha, agua, nitrgeno, cobertura del suelo y plagas asociadas. SIMBA es un complejo grupo de sub modelos sincronizados que interaccionan entre si y que fue creado y programado por Tixier et al. (2004) en el software STELLA (Labanon, NH, USA). El modelo corre a una escala de tiempo semanal y como escala espacial fue desarrollado a nivel de parcela. El clima (lluvia, temperatura, radiacin solar) y las propiedades del suelo son parmetros de entrada necesarios para correr el modelo. Las caractersticas climticas y del suelo se combinan con reglas de decisin que describen las prcticas agrcolas segn el calendario y que son representadas mediante variables de control y umbrales normalmente asociados a una acumulacin de temperatura. (Tixier et al., 2008) 5. GenericosDSSATElSistema de Soporte de Decisiones para la Transferencia de Agrotecnologa(DSSAT) es un conjunto de programas informticos para la simulacin de crecimiento de los 16 cultivos agrcolas. Se ha utilizado en ms de 100 pases poragrnomospara la evaluacin de los mtodos de cultivo. Aunque en la versin v4.5 tiene incorporado 28 cultivos. Es un modelo comercial, en el cual se integran en una misma plataforma, modelos especficos desarrollados independientemente para cada uno de los cultivos disponibles. De esta manera encontramos integrados por ejemplo modelos como CERES, SOYGRO y PNUTGRO, que permiten simular maz, soya y man respectivamente, pero tambin integra modelos para papa, arroz, caa, girasol, entre otros. Es posible abordar el anlisis de monocultivos, en los cuales se pueden simular condiciones de rotacin, interacciones con factores biticos y abiticos entre otros. El programa est compuesto de 5 sub-programas, cuyo centro son los modelos de cultivo y que se relacionan con la bases de datos de clima, suelo, gentica entro otras, el software de soporte, aplicaciones que incluyen relacin con GIS y anlisis estadsticos y finalmente la interface con el usuario (Jones et al., 2003). Con esto modelo es posible (Jones, 1993): Organizar y archivar base de datos sobre el clima, suelo, cultivos, experimentos y precios. Simular produccin de cultivo en una o varias pocas y en secuencias. Analizar resultados y representar grficamente simulaciones. Evaluar diferentes prcticas de manejo especficas a una explotacin o parte de ella.A esto se puede aadir la evaluacin de los posibles impactos en la agricultura al cambio climtico y la prueba mtodos de adaptacin.DSSAT surgi del Benchmark Sitios Red Internacional para la Transferencia agrotecnolgico (IBSNAT) en la dcada de 1980, con el primer lanzamiento oficial en 1989.Versin 4, lanzado en 2003, introdujo una estructura ms modular y herramientas para el anlisis econmico agregado agrcola y evaluacin del riesgo. El desarrollo ha continuado en la afiliacin con el Consorcio Internacional para Sistemas Agrcolas Aplicaciones (ICASA).

Vista general de los componentes y la estructura modular del DSSAT / CSM.

APSIM (Mc Cown et al., 1996).El Agricultural Production Systems sIMulator (APSIM). Es reconocido internacionalmente como un simulador muy avanzado de los sistemas agrcolas.Contiene una serie de mdulos que permiten la simulacin de sistemas que cubren una amplia gama de plantas, animales, suelos, clima y gestin de interacciones.APSIM est en desarrollo continuo, con la nueva capacidad aadida con lanzamientos regulares de las versiones oficiales.Su desarrollo y mantenimiento se sustenta en rigurosos estndares de ciencia e ingeniera de software. puede simular ms de 20 cultivos y los bosques (por ejemplo, alfalfa, eucalipto, caup, gandul, man, algodn, altramuz, maz, trigo, cebada, girasol, caa de azcar, garbanzos, tomate).APSIM fue desarrollado para simular los procesos biofsicos en los sistemas agrcolas, en particular en lo que se refiere a los resultados econmicos y ecolgicos de las prcticas de gestin de cara a los riesgos climticos.

APSIM se estructura alrededor de los mdulos de la planta, del suelo y de gestin.Estos mdulos incluyen una amplia gama de cultivos, pastos y rboles, los procesos del suelo, incluyendo el balance de agua, N y P transformaciones, el pH del suelo, la erosin y una gama completa de controles de gestin.APSIM el resultado de una necesidad de herramientas que proporcionan predicciones precisas de la produccin agrcola en relacin con el clima, el genotipo, el suelo y el factor de gestin al abordar las cuestiones de gestin de recursos a largo plazo.

El marco de modelado APSIM se compone de los siguientes componentes: Un conjunto de mdulos biofsicos que simulan los procesos biolgicos y fsicos en los sistemas agrcolas. Un conjunto de mdulos de gestin que permiten al usuario especificar las normas de gestin previstos que caracterizan el escenario que se est simulando y que el control de la simulacin. Varios mdulos para facilitar los datos de entrada y salida hacia y desde la simulacin. Un motor de simulacin que impulsa el proceso de simulacin y facilita la comunicacin entre los mdulos independientes.

Adems de los elementos de la ciencia y la infraestructura del simulador APSIM, el marco tambin incluye: Varias interfaces de usuario para la construccin de modelos, pruebas y aplicacin Varias interfaces y herramientas de base de datos de la asociacin para la visualizacin y el anlisis ulterior de la produccin. Desarrollo de modelos de Various, pruebas y herramientas de documentacin. Una instalacin de usuario y soporte para desarrolladores web que proporciona documentacin, la distribucin y el defecto /seguimiento de la solicitud de cambio.APSIM se ha utilizado en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo: apoyo a la toma de decisiones a nivel de finca, agrcola diseo de sistemaspara la produccin o la gestin de recursos, evaluacin del valor de la prediccin estacional del clima, anlisis de los problemas de la cadena de suministro en la agroindustria, elaboracin de directrices de gestin de residuos, evaluacin de riesgos para la formulacin de polticas y como una gua para las actividades de investigacin y educacin.Uno de los principales beneficios de APSIM es la capacidad de integrar los modelos derivados de los esfuerzos de investigacin fragmentados.Esto permite la investigacin de una disciplina o dominio para ser transportados a beneficio de alguna otra disciplina o dominio.Tambin facilita la comparacin de los modelos o submodelos sobre una plataforma comn.

DAISYDaisy es un modelo del sistema suelo-planta-atmsfera diseada para simular el balance de agua, el equilibrio trmico, balance de soluto y la produccin agrcola en los agroecosistemas sometidos a diversas gestin estrategias. El modelo de balance de agua comprende un balance hdrico superficial y un balance hdrico del suelo. El agua de la superficie incluye un modelo para la acumulacin de nieve y de fusin, un modelo para interceptacin, a travs de cadas, y la evaporacin de agua en el follaje de los cultivos, y un modelo para infiltracin y escorrenta superficial. El balance de agua en el suelo incluye el flujo de agua en la matriz del suelo como as como en macroporos. Adems, incluye la absorcin de agua por las plantas y un modelo de drenaje para tubera de drenaje. El modelo de balance de calor simula la temperatura del suelo y la congelacin y el deshielo en el del suelo. El modelo de balance de soluto simula los procesos de transporte, absorcin y transformacin. Se pone especial nfasis en la dinmica del nitrgeno en los ecosistemas agrarios. Inmovilizacin mineralizacin, nitrificacin y desnitrificacin, absorcin de amonio, nitrato y la captacin de amonio, y la lixiviacin de nitrato y amonio son simuladas. Degradacin, sorcin, la captacin y el transporte de productos agroqumicos como los plaguicidas son simuladas. El modelo de produccin de cultivos simula el crecimiento y desarrollo de la planta, incluyendo la acumulacin de materia seca y nitrgeno en diferentes partes de la planta. Adems, el desarrollo de ndice de rea foliar y la distribucin de los densidad de races se simulan. La competencia por la luz, el agua y el nitrgeno entre las especies de plantas son Tambin simulado. El modelo de gestin agrcola permite la gestin de edificios complejos escenarios. El modelo puede funcionar distribuido con mltiples columnas de suelo. Una instalacin para vincular el existe el modelo para los modelos de captacin hidrolgica. Esta instalacin se ha aplicado a la margarita ligarse a la modelo de cuenca hidrolgica distribuida MIKE / ELLA. Adems, la margarita muy flexible software permite la aplicacin de diferentes descripciones de procesos de un mismo proceso. la descripcin del proceso seleccionado es elegido por el modelo de parametrizacin.EPICPoltica Ambiental Integrada Climtico (EPIC) Modelo Modelo de Poltica Ambiental Integrada Climtico (EPIC) es un modelo de los sistemas de cultivo que fue desarrollado para estimar la productividad del suelo tan afectada por la erosin, como parte del anlisis del suelo y la Ley de Conservacin de los Recursos Hdricos para el 1980, lo que revela una importante necesidad de mejorar la tecnologa para la evaluacin de los impactos de la erosin del suelo en la productividad del suelo. EPIC simula aproximadamente ochenta cultivos con un modelo de crecimiento de los cultivos utilizando los valores de parmetros nicos para cada cultivo. Se predice efectos de las decisiones de gestin sobre el suelo, el agua, los nutrientes y los movimientos de plaguicidas y su impacto conjunto en la prdida de suelo, calidad del agua, y el rendimiento de los cultivos de las zonas con suelos y gestiones homogneas.Capacidades Funciones EPIC en un intervalo de tiempo diario y pueden simular cientos de aos. Desde el desarrollo inicial, EPIC ha ido mejorando continuamente a travs de las adiciones de algoritmos para simular la calidad del agua, el nitrgeno y el ciclo del carbono, el cambio climtico y los efectos del dixido de carbono atmosfrico. Los procesos simulados incluyen hoja de intercepcin de la radiacin solar; la conversin a la biomasa; divisin de la biomasa en las races, sobre la masa de tierra, y el rendimiento econmico; crecimiento de las races; el uso del agua; y la absorcin de nutrientes. Se puede configurar para una amplia gama de la rotacin de cultivos y otros sistemas vegetativos, sistemas de labranza y otras prcticas de manejo. El modelo tambin puede evaluar el costo de la erosin para determinar estrategias ptimas de gestin. Ejemplos de las aplicaciones EPIC incluyen evaluaciones de: comparaciones relativas entre diferentes suelos de clase erosin las prdidas por erosin y los efectos de la erosin en la productividad de los cultivos efectos de diferentes tratamientos de nutrientes escorrenta superficial y lixiviacin de las prdidas de nitrgeno y fsforo de las aplicaciones de fertilizantes y estircol lixiviacin y la escorrenta de las aplicaciones de pesticidas las prdidas por erosin del suelo por la erosin del viento los impactos del cambio climtico y la sequa en el rendimiento de los cultivos y la erosin del suelo desarrollo de prcticas de manejo agrcola que son eficaces en el secuestro de carbono en el suelo las prdidas de sedimentos y nutrientes en funcin de los diferentes sistemas de labranza, rotacin de cultivos, y las tasas de fertilizacin impactos de las diferentes cantidades de riego y los tiempos anlisis econmico-ambientales en respuesta a los sistemas alternativos de cultivo, prcticas de gestin, y otros escenarios nutrientes y pesticidas estimaciones de movimiento para sistemas de cultivo alternativos para el anlisis de la calidad del agua.WOFOSTWOFOST (Mundial de Alimentos de estudios) es un modelo de simulacin para el anlisis cuantitativo del crecimiento y la produccin de cultivos extensivos anuales. Se trata de un modelo mecanicista que explica el crecimiento del cultivo sobre la base de los procesos subyacentes, tales como la fotosntesis, la respiracin y la forma en que estos procesos estn influenciados por las condiciones ambientales. Con WOFOST, se puede calcular la produccin de cultivos alcanzables, biomasa, el uso del agua, etc para un lugar determinado conocimiento sobre el tipo de suelo, el tipo de cultivo, datos meteorolgicos y los factores de manejo de cultivos (por ejemplo, fecha de siembra). WOFOST ha sido utilizado por muchos investigadores en el mundo y se ha aplicado durante muchos cultivos sobre una gran variedad de condiciones climticas y de gestin. Por otra parte, WOFOST se implementa en el Sistema de Monitoreo de crecimiento de los cultivos que se utiliza para monitorizar operacionalmente cultivos herbceos en Europa y para hacer previsiones de rendimiento de los cultivos de la temporada de crecimiento actual. WOFOST se origin en el marco de los estudios interdisciplinarios sobre la seguridad alimentaria mundial y en el mundo el potencial de produccin de alimentos por el Centro de Estudios Mundiales sobre la Alimentacin (CWFS) en cooperacin con la Universidad Agrcola de Wageningen, Departamento de Ecologa de Produccin Terica (WAU-TPE) y el DLO -Centro de Agrobiolgicas Investigacin y Fertilidad de Suelos (AB-DLO), Wageningen, Pases Bajos. Tras el cese de CWFS en 1988, el Winand Staring Centre DLO (SC-DLO) ha continuado el desarrollo del modelo en cooperacin con AB-DLO y WAU-TPE. Modelo STICS Es un modelo genrico. Aunque originalmente fue diseado para cereales, puede ser adaptado a muchos otros cultivos. El modelo posee una serie de ecuaciones genricas que representan los diferentes procesos que ocurren en la planta y sus relaciones con el cultivo. Dichas ecuaciones estn parametrizadas y por lo tanto las diferencias en el comportamiento de los cultivos dependen de los parmetros utilizados. Si el cultivo esta parametrizado los datos de entrada solo sern datos de clima, suelo y condiciones de manejo. El software permite ingresar los datos con facilidad y es bastante flexible debido a presentacin modular y genrica, permitiendo que cada mdulo represente un proceso o grupo de procesos que ocurren en el sistema suelo cultivo. Opera a una escala de tiempo diaria y simula la influencia del clima en el crecimiento y desarrollo del cultivo, interrelacionado con las simulaciones de balances de carbono, nitrgeno y agua del sistema suelo planta atmsfera para diversas prcticas agrcolas (Brisson et al., 1998a). STICS en su componente de cultivo est basado en tres tipos de funciones (Brisson et al., 1998; Flnet et al., 2004; Tournebize et al., 2003): Una funcin que define mediante un calendario fisiolgico los estados de crecimiento. Se usa un ndice trmico (grados da) para indicar el paso entre los diferentes estados de desarrollo segn la especie. Las funciones de crecimiento de cultivo (rea foliar, absorcin de luz, conversin de luz absorbida y particin a grano) dependen de las variables climticas (temperatura y radiacin) Funciones para simular los efectos tanto de estrs hdrico como por nitrgeno. Estas funciones requieren informacin sobre desarrollo radicular para acceder a los recursos agua y nitrgeno. Que se representan en siete mdulos: desarrollo, crecimiento, componentes de la cosecha, desarrollo radicular, balance de agua, ambiente trmico y balance de nitrgeno: El mdulo de desarrollo describe el crecimiento del cultivo y el intervalo entre diferentes estados en funcin de la acumulacin de grados temperatura. El mdulo de crecimiento del dosel simula la evolucin del LAI en cuatro fases: dos fases de crecimiento, una fase de estabilidad y una fase de senescencia. El LAI es el parmetro que permite calcular la radiacin interceptada por el cultivo. Este mdulo, simula el LAI y la conversin de radiacin a biomasa. Componentes de la cosecha: la materia seca y el nitrgeno acumulado en los granos o elemento cosechado es calculado con ndices de cosecha. Crecimiento radicular: El crecimiento radicular se asume independiente del crecimiento areo y se calcula por la particin de la biomasa acumulada mediante fotosntesis, pero est limitada por la especie, la temperatura y el estado de humedad del suelo. Balance de agua: el modelo usa precipitacin y evapotranspiracin para calcular el balance de agua. La evapotranspiracin es calculada con la ecuacin de Penman Monteith y est limitada segn el estado de humedad del suelo y el estado energtico de la atmsfera. Se tiene un ndice de estrs hdrico para incluir el efecto de dicho estrs en el crecimiento potencial. Ambiente Trmico del Cultivo: Este ambiente es simulado segn la temperatura del suelo. La temperatura del cultivo es calculada por medio un simple balance de energa en una escala de tiempo diaria. Este balance toma en cuenta las condiciones atmosfricas. Balance de Nitrgeno: La mineralizacin de nitrgeno se asume que proviene de tres fuentes como degradacin de materia orgnica: materia orgnica humificada, residuos de cosecha y biomasa microbiana. CropSystAl igual que el STICS el CROPSYST (Cropping Systems Simulation Model), es un modelo genrico que simula muchos procesos que gobiernan la relacin entre clima, cosecha, suelo y manejo del cultivo. Pueden realizarse simulaciones por varios aos e incluir sistemas de -cultivo, los cuales son simulados a una escala diaria. Ha sido desarrollado con una interface amigable, tiene un link a software GIS (ArcGIS) que permite controlar la variabilidad espacial, al menos siguiendo un formato tipo vector, con la creacin de polgonos con propiedades diferentes, adicionalmente posee un generador de datos climticos llamado Climgen (Stckle et al., 2003) CropSyst simula sobre un rea unitaria, el balance hdrico y de nitrgeno en el suelo y planta, la fenologa del cultivo, el dosel y el crecimiento radicular, la produccin de biomasa, la cosecha, la produccin y descomposicin de residuos, la erosin hdrica y destino de pesticidas. Cada uno de estos procesos es afectado por el clima, las caractersticas del suelo y del cultivo, las prcticas de manejo del cultivo (riego, fertilizacin labranza). El suelo es simulado mediante 5 compartimentos cada uno con sus propiedades caractersticas. Este modelo difiere con el STICS en que el movimiento del agua al interior del estrato se realiza con la ecuacin de Richard resuelta mediante diferencias finitas. Tanto el STICS como el CROPSYST son modelos gratuitos. III. Conclusiones

El impetuoso avance de los sistemas de informacin en la agricultura, muy unidos al desarrollo de los modernos ordenadores, ms eficientes, rpidos y con mucha mayor capacidad de cmputo, ha permitido un desarrollo vertiginoso de esta nueva ciencia o conjunto de ciencias que se denomina Modelacin de cultivos agrcolas. Estos modelos que expresan matemticamente el crecimiento y desarrollo de las plantas, integran conocimientos de fisiologa, gentica, ciencias del suelo, sistemas de bases de datos agrcolas, datos meteorolgicos y otros relacionados con el manejo de las plantas en modernos software. Una de las aplicaciones ms importantes de estos modelos es poder predecir el rendimiento de los cultivos agrcolas en condiciones especficas y ser capaces de adaptarse al cambio de condiciones. Dichos modelos tienen un enorme potencial para usarlas como herramientas de trabajo en una agricultura moderna. Hay una gran gama de sistemas de modelacin desde lo genricos como DDSAT que es comercial y el STICS, CROPSYST que son gratuitos. Tambin hay por cultivos pero casi son muy poco usados.

IV. Bibliografa1. J.W. Jones aG. Hoogenboom, C.H. Porter a, K.J. Boote a,W.D. Batchelor c, L.A. Hunt d, P.W. Wilkins eU. Singh Aaj Gijsman,J.T. Ritchie f. The DSSAT cropping system model. Europ. J. Agronomy 18 (2003) 235/265. Lo puede hallar: http://www.abe.ufl.edu/Faculty/jjones/ABE_5646/Xtra%20files/The%20DSSAT%20Cropping%20System%20Model.pdf

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