Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias

Effects of Mechanized Harvesting of Sugarcane over the Soil

ABSTRACT The present work is focused on the effects on the soil due to the traffic of sugarcane harvesting machines. The investigation took place in areas of three different units of sugarcane production in the UEB “Héctor Rodríguez”, located on the north coast of Villa Clara. The CASE IH 8 800 harvesting machine and self-dumping car pulled by the Maxxum CASE 150 tractor were used for the study. The main characteristics of the predominant soils were determined, as well as the variations of soil micro relief, the bulk density and the soil moisture. The results showed soil modifications due to the traffic of the equipment during the harvest, highlighting the effect of the tractor and self-balancing aggregate. The machines introduce considerably modifications in field profile, by moving over and through the furrow, affecting the root zone. Dry bulk density values characteristic of heavy clay soils, were found, increasing this value after the harvesting machinery passing. On the other hand, soil moisture of 64.0% became in serious traffic problems for tractor self-balancing aggregates and causing traffic jam.

RESUMEN El presente trabajo aborda el efecto sobre el suelo del paso del sistema de máquinas para la cosecha de caña de azúcar (saccharum officinarum). La investigación tuvo lugar en áreas de tres unidades de producción de caña, de la UEB Héctor Rodríguez, en la costa Norte de Villa Clara. Se emplean para el estudio la cosechadora CASE IH 8 800 y el autobasculante tirado por el tractor Maxxum CASE 150. Se determinaron las principales características de los suelos predominantes, así como las variaciones del microrrelieve, la densidad aparente y los valores de humedad. Los resultados demostraron afectaciones en el suelo debido al tráfico de los equipos durante la cosecha, destacándose el efecto del agregado tractor-autobasculante que afecta considerablemente el microrrelieve por desplazarse sobre el cantero y afectar las cabeceras de los surcos por el viraje y parqueo inadecuado de los equipos. Se encontraron valores de densidad aparente característicos de los suelos arcillosos pesados y un aumento considerable de este valor debido al paso de la maquinaria. Por su parte los niveles localizados de humedad de 64,0%, provocaron serios problemas de traficabilidad para los agregados tractor-autobasculante y ocasionando reiterados atascaderos.

Effect of Continued Cultivation on Some Properties of Lixiviated Red Ferralitic Soils

ABSTRACT Mechanical actions exerted by diverse categories of machines are used to take the soil to the most desirable physical state. The mechanical operations are carried out in the soil with or without the plant and on the plant for harvesting with high yields. All these actions can affect the soil microstructure, its density and content of organic matter, as well as its capacity of cation exchange, its fertility and productivity. To value the behavior of these properties, Lixiviated Red Ferrallitic soils were studied in areas without cultivating, cultivated with sugar cane (Saccharum officinarum L.) during twelve and seventy-five years, cultivated with medicinal plants for twenty years and cultivated with varied crops for eighteen years, with irrigation. It was found that the pH (H2O and KCl) and the hydrolytic acidity increased as years of sugar cane cultivation increased, which did not happen in the areas without cultivating and in soils dedicated to medicinal plants. In the Red Ferrallitic Lixiviated fields with several cultivations and irrigation, the pH reached values above seven due to the high content of calcium in irrigation waters derived from karst region, effect generated by the climate change.

RESUMEN El hombre emplea acciones mecánicas ejercidas por diversas categorías de máquinas, para llevar el suelo al estado físico más deseable. Las operaciones mecánicas se llevan a cabo en el suelo con o sin la planta y sobre la planta, para la obtención de una cosecha, pretendiendo obtener altos rendimientos. Todas estas acciones pueden afectar la micro estructura del suelo, la densidad de volumen, el contenido de materia orgánica, la capacidad de intercambio catiónico y la fertilidad y productividad del suelo. Para estudiar el comportamiento de estas propiedades, se valoró el comportamiento de los suelos Ferralíticos Rojos lixiviados en un área sin cultivar, durante 100 años, en caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) cultivadas durante, 12 y 75 años, en planta medicinales cultivadas por 20 años y áreas de cultivos varios con riego, en un lapso de tiempo de 18 años. Se encontró que el pH (H2O y al KCl) y la acidez hidrolítica aumenta a medida que se incrementa los años de explotación, del cultivo de la caña de azúcar, no sucediendo esto en las áreas sin cultivar y en suelos dedicados a plantas medicinales. En los suelos Ferralíticos Rojos Lixiviados, sembrados con cultivos varios, con riego, el pH sobre paso valores por encima de siete debido al alto contenido de calcio que poseen las aguas de riego producto de una intensificación del carsismo.

Plan of Measures to Increase the Management of Water Use in Livestock Systems

ABSTRACT In the study that is presented, a comprehensive diagnosis is carried out on the use of available water in livestock agroecosystems linked to the Project Environmental Bases for Local Food Sustainability (BASAL) of Jimaguayú Municipality, Camagüey Province and its possibilities of responding to the potential needs of the agricultural sector. As a result, it was found that the availability of groundwater is limited to flows below 3 L/s in most of the wells. In addition, it was determined that there are 4 dams and 25 micro dams in the municipality belonging to the Ministry of Agriculture (MINAG), which, however, cannot be used because they are distant from the study area. The available forecasts on the climate behavior in the studied area indicate that drought conditions must increase, due to which, in order to supply the water requirements of irrigation activities and of livestock, it will be necessary to apply measures for increasing water use efficiency. A plan of measures was drawn up that includes the installation of 10 sprinkler irrigation systems, the drilling of 18 wells, the colocation of 8 windmills, the repairing of 12 tanks and hydraulic installations and the maintenance of 16 reservoirs. The actions to be applied were specified through the Irrigation Advisory Service (IAS) to increase the efficiency in the use of available water.

RESUMEN En el estudio que se presenta se realizó un diagnóstico integral del uso del agua disponible en agroecosistemas ganaderos vinculados al Proyecto Bases Ambientales para la Sostenibilidad Alimentaria Local (BASAL) del municipio Jimaguayú en la provincia Camagüey y sus posibilidades de dar respuesta a las necesidades potenciales del sector agropecuario. Como resultado se comprobó que la disponibilidad de agua subterránea está limitada a caudales inferiores a 3 L/s en la mayoría de los pozos, además, se dispone en el municipio de 4 presas y 25 micro presas pertenecientes al Ministerio de la Agricultura (MINAG), sin embargo, no se pueden aprovechar por estar distantes del área de estudio. Los pronósticos disponibles sobre el comportamiento climático en el área estudiada indican que las condiciones de sequía deben incrementarse, debido a lo cual para suplir los requerimientos de agua de las actividades de riego y de abasto a la ganadería será necesario aplicar medidas que permitan un incremento en la eficiencia de uso del agua. Se elaboró un plan de medidas que incluye la instalación de 10 sistemas de riego por aspersión, perforación de 18 pozos, instalación de 8 molinos a viento, reparación de 12 tanques e instalaciones hidráulicas y mantenimiento a 16 embalses, y se precisaron las acciones a aplicar a través del Servicio de Asesoramiento al Regante (SAR) para lograr incrementar la eficiencia de uso del agua disponible.

Design of Water Supply System for Cattle Units in Jimaguayú Municipality, Camagüey, Cuba

ABSTRACT Taking the water until the animals in the field is a challenge in our country, to achieve better handling of the cattle mass and improve the productive results. The research was carried out between September 2019 and March 2020 in the farm “La Victoria” belonging to the Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Evelio Rodríguez”, Jimaguayú Municipality in Camagüey. It had as objective the design and evaluation of a supply system that allows improving water supply to animals during their permanency in the field. The designed system is based on taking water to each unit by using pipes and plastic tanks which were acquired and conditioned. For the economic evaluation the prices of the necessary components for the construction of the supply system were obtained; to obtaining general economic indicators of possible application in the municipality, the design of typical dairies elaborated by Empresa Nacional de Proyectos Agropecuarios (ENPA) in Camagüey Province was used like reference. It is concluded that the system designed by means of mobile drinking troughs made of plastic tanks distributed in the field helps to improve water supply to the animals. In addition, the economic calculation showed that the purchase of the components and installation of the supply system proposed is economically favorable, with an index of cost achieved of 29.16 pesos/ha Furthermore, as a result of this investigation, a guide was elaborated for the design of the system of water supply to the animals.

RESUMEN Llevar el agua hasta los animales en el campo es un reto en nuestro país para lograr un mejor manejo de la masa ganadera y mejorar los resultados productivos. La investigación se realizó entre septiembre 2019 y marzo 2020 en la finca La Victoria de la Cooperativa de Créditos y Servicios (CCS) “Evelio Rodríguez” del municipio Jimaguayú, Camagüey, la misma tuvo como objetivo el diseño y evaluación de un sistema de abasto que permita mejorar el abastecimiento de agua a los animales durante su permanencia en el campo. El sistema diseñado está basado en hacer llegar el agua a cada unidad a partir del empleo de tuberías y tanques plásticos, se adquirieron los medios y se acondicionaron, para la evaluación económica se obtuvieron los precios de los componentes necesarios para la construcción del sistema de abasto; con vistas a obtener indicadores económicos generales de posible aplicación en el municipio se utilizó como referencia el diseño de vaquerías típicas elaborado por la Empresa Nacional de Proyectos Agropecuarios (ENPA) en la provincia Camagüey. Se concluye que el sistema diseñado mediante bebederos móviles a partir de tanques plásticos distribuidos en los cuartones puede ayudar a mejorar el suministro de agua a los animales, el cálculo económico realizado mostró que la compra de los componentes e instalación del sistema de abasto propuesto resulta económicamente favorable, lográndose un índice de costo de 29.16 pesos/ha; como resultado de esta investigación se elaboró una guía para el diseño del sistema de abasto de agua a los animales.

Intervention in Case IH A8000 Sugarcane Harvesters of Sugar Mill in Villa Clara, Cuba

ABSTRACT Increasing the productive yields of arable areas is one of the main tasks of researchers in the field. In this sense, agricultural machinery has been the object of application of existing technological development in areas such as positioning systems, integrated circuits, onboard computers, among others. For this reason, this type of machinery has now become one of the most important sources of information for the management of agricultural practices; the visualization, analysis, and storage of the high volume of information generated require the use of computational tools. Geographic Information Systems (GIS) are the most widespread platforms for the management of data exported by Advanced Farming System (AFS) agricultural machinery. The present work shows some of the potentialities of the use of AFS systems in Case IH A8000 sugarcane harvesters of “Héctor Rodríguez” Sugar Mill in Villa Clara Province. To this end, the SMS Advanced software is used to create maps and reports of the operations carried out by the sugar cane harvesters during their agricultural activities and a brief analysis of them is made. Finally, the feasibility of publishing the harvest data in the company's Spatial Data Infrastructure (AZCUBA’s SDI) is shown.

RESUMEN Incrementar los rendimientos productivos de las áreas cultivables constituye una de las principales tareas de los investigadores del ramo. En este sentido, las maquinarias agrícolas han sido objeto de aplicación del desarrollo tecnológico existente en áreas como los sistemas de posicionamiento, los circuitos integrados, los computadores de abordo, entre otros. Por esta razón, las maquinarias de este tipo se han convertido actualmente en una de las más importantes fuentes de información para la gestión de prácticas agrícolas; la visualización, análisis y almacenamiento del elevado volumen de información generado requiere el uso de herramientas computacionales. Los Sistemas de Información Geográficas (SIG) constituyen las plataformas más difundidas para la gestión de los datos exportados por las maquinarias agrícolas con Sistema Avanzado de Cultivo (AFS, por sus siglas en inglés). El presente trabajo, exhibe algunas de las potencialidades del empleo de los sistemas AFS en cosechadoras cañeras Case IH A8000 del Central Azucarero Héctor Rodríguez de la provincia de Villa Clara. Con ese fin, se emplea el software SMS Advanced para la creación de los mapas e informes de las operaciones realizadas por las combinadas cañeras durante sus actividades agrícolas, se realiza un breve análisis de los mismo, por último, se muestra la factibilidad de publicar los datos de cosecha en la Infraestructura de Datos Espaciales de la empresa (IDE de AZCUBA).

Use of Renewable Energy in Agricultural Processes to Produce Food

ABSTRACT This work deals with the problem of food insecurity in the central region of Cuba, in a context characterized by the depletion of conventional energy sources and the negative effects of climate change. In Los Milian farm, Ciego de Ávila Province, the application of a closed cycle production process is foreseen for the production of food with the rational use of water and energy. It is conceived to use the surpluses of the biogas production process and to utilize dry matter as bio fertilizer. A system of treatment to reduce the pollutant load of the effluents, a domestic supply system coupled to a photovoltaic solar pump and an irrigation system compatible with the hours of least consumption of electricity are proposed. The results generate a positive social and environmental impact for Ciego de Ávila Province.

RESUMEN Se aborda la problemática de la inseguridad alimentaria en la región central de Cuba, en un contexto caracterizado por el agotamiento de las fuentes convencionales de energía y los efectos negativos del cambio climático. El área se localiza en la finca Los Milian de la provincia Ciego de Ávila, se prevé la aplicación de un proceso productivo de ciclo cerrado, para la producción de alimentos con la utilización racional del agua y la energía. Se concibe el aprovechamiento de los excedentes del proceso productivo para producir biogás, y la utilización de la materia seca como biofertilizante. Se propone un sistema de tratamiento para disminuir la carga contaminante de los efluentes, un sistema de abastecimiento doméstico acoplado a una bomba solar fotovoltaica y un sistema de riego compatible con el horario de menor consumo de electricidad. Los resultados conllevan un impacto social y ambiental positivo para la provincia avileña.

Fundamentals, Problems and Repercussions of the Base Cutting Process in the Mechanized Harvest of Sugarcane

ABSTRACT The new technologies introduced in the mechanized harvesting of sugarcane favor increased productivity, however, the increase in the useful life of the working organs of agricultural machines continues to be an important aspect to consider for their better performance where abrasive wear is identified as the physical phenomenon present in its different elements that most threatens its effective operation. In this paper, the theoretical foundations of the sugarcane base cutting process and the factors to be considered in the analysis of the cane base-cutter blade interaction are addressed. The impact of the field conditions, the process parameters and the handling and assembly of the cutter-blade on the quality and efficiency of mechanized harvesting are also analyzed.

RESUMEN Las nuevas tecnologías introducidas en la cosecha mecanizada de la caña de azúcar favorecen el aumento de la productividad, sin embargo, el incremento de la vida útil de los órganos de trabajo de las máquinas agrícolas continúa siendo un aspecto importante a considerar para su mejor desempeño, donde se identifica al desgaste abrasivo como el fenómeno físico presente en sus diferentes elementos que más atenta contra su eficaz funcionamiento. En el presente trabajo se abordan los fundamentos teóricos del proceso de corte base de la caña de azúcar, los factores a tener en cuenta en el análisis de la interacción caña-segmento de corte base, así como la repercusión de las condiciones de los campos, los parámetros del proceso y el manejo y montaje de los segmentos de corte base en la calidad y eficiencia de la cosecha mecanizada.

Main Design Parameters of a Vermicompost Screening Machine

ABSTRACT In Mexico, there is an ecological deterioration caused in part by the inadequate management of natural resources. In order to collaborate in the reduction of this ecological deterioration in the soils and the environment, the objective of the work was to design an accessible vermicompost screening machine that is adaptable to the needs and requirements of small producers of this organic fertilizer in the country, so the calculation was made for the design of the main systems of the machine that are the fertilizer dosing system, the screening system and the power transmission system, developing the deployment of the QFD quality function that allows considering the demands and requirements to be satisfied, in the generation and selection of concepts and / or proposals for design, thereby improving the quality of the design. A vermicompost screening machine was designed which will make it possible to speed up and improve the working conditions in the production of this compost, thus obtaining a production of screened compost greater than that achieved manually.

RESUMEN En México existe un deterioro ecológico causado en parte por el manejo inadecuado de los recursos naturales. Con el propósito de colaborar en la disminución de este deterioro ecológico en los suelos y el medio ambiente, el objetivo del trabajo fue diseñar una máquina cribadora de vermicomposta accesible y adaptable a las necesidades y requerimientos de los pequeños productores de este abono orgánico en el país, por lo que se realizó el cálculo para el diseño de los principales sistemas de la máquina que son; el sistema de dosificación de abono, el sistema de cribado y el sistema de transmisión de potencia, desarrollando el despliegue de la función de calidad QFD que permite considerar las demandas y requerimientos a satisfacer, en la generación y selección de conceptos y/o propuestas de diseño, mejorando de esta manera la calidad del diseño. Se diseñó una máquina cribadora de vermicomposta la cual permitirá agilizar y mejorar las condiciones de trabajo en la producción de este abono, obteniendo de esta manera una producción de abono cribado mayor a la alcanzada manualmente.

Automated System to Determine Means of Transport in Mechanized Sugarcane Harvesting

ABSTRACT The present work aims to develop the automated DCMT system, which determines the amount of means of transport, in the mechanized harvesting process of sugarcane, for different transport distances, field performance and capacity of the means of transport used (20 and 60 t). The system is based on equations with linear fit, starting from the analytical modeling carried out by the SMCTCA software developed by De las Cuevas and collaborators in 2016. The main control panel and links are provided to allow the user to interact with the different parts that make it up to evaluate the mechanized process of harvesting and transporting sugarcane, for different exploitation conditions. That permits the rational organization of the system with the increase of the coefficient of use of time and the productivity as well as the reduction of operating expenses.

RESUMEN El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar el sistema automatizado DCMT, el cual realiza la determinación de la cantidad de medios de transporte, en el proceso de cosecha mecanizada de la caña de azúcar, para diferentes distancias de transportación, rendimiento del campo y capacidad de los medios de transporte empleados (20 y 60 t). El sistema se encuentra basado en ecuaciones con ajuste lineal, a partir de la modelación analítica que realiza el software SMCTCA elaborado por De las Cuevas y colaboradores en 2016. Se brinda el panel de control principal y los vínculos que permiten al usuario, la interacción con las diferentes partes que lo conforman. Siendo posible la evaluación del proceso mecanizado de cosecha y transporte de caña de azúcar, para diferentes condiciones de explotación, posibilitando la organización racional del sistema con el incremento del coeficiente de utilización del tiempo, la productividad y la disminución de los gastos de explotación.

Analysis of Main Components, an Effective Tool in Agricultural Technical Sciences

ABSTRACT Currently there is a wide range of multivariate techniques, which are used in different areas of research. The present work focuses on the Principal Components Method and aims to establish a set of methodological criteria for the processing and interpretation of results in the use of this technique on mathematical-statistical bases. An example associated with post-harvest studies of the pineapple (variety Cayena Lisa) is developed. A sequence of steps is proposed that includes: previous analysis of correlation between variables, determination of the number of components to be selected (compromise between the different criteria), weight of variables in each component, biological interpretation and graphs that validate the results obtained in reference to components and individuals. The study had the variables: weight loss in g (PP), firmness, color index (IC), soluble solids content (SSC) and pH. The variables were grouped into two components that explain 88.36% of the variation in the data. A positive relationship was observed among PP, SSC and pH and the negative relationship of firmness with these variables. It is shown that the highest PP and pH are reached from the sixth day and the highest firmness, in the first two days, aspects to take into account in making timely decisions for storage, transportation and marketing. It is concluded that the use of multivariate techniques and, particularly, the analysis of principal components constitutes an efficient and non-destructive way in monitoring the quality of fruits in storage.

RESUMEN En la actualidad existe una amplia gama de técnicas multivariadas, que se utilizan en las diferentes áreas de investigación. El presente trabajo se centra en el Método de Componentes Principales y tiene como objetivo establecer sobre bases matemático-estadísticas un conjunto de criterios metodológicos para el procesamiento e interpretación de resultado con el empleo de dicha técnica. Se desarrolla un ejemplo asociado a estudios pos cosecha de la Piña (variedad Cayena Lisa). Se proponen una secuencia de pasos que incluye: análisis previo de correlación entre variables, determinación de números de componentes a seleccionar (compromiso entre los diferentes criterios), peso de variables en cada componente, interpretación biológica y gráficos que validan los resultados obtenidos en sentido de las componentes e individuos. El estudio contó con las variables: pérdida de peso en g (PP), firmeza, índice de color (IC), contenido de solidos solubles (SSC) y PH. Las variables se agruparon en dos componentes que explican el 88,36 % de la variación de los datos. Se observó una relación positiva entre PP, SSC y PH y la relación negativa de la firmeza con estas variables, se muestra que la mayor PP y PH se alcanza a partir del sexto día, y la mayor firmeza en los dos primeros días, aspectos a tener en cuenta en la toma de decisiones oportunas para el almacenaje, trasporte y comercialización. Se concluye que el empleo de técnicas multivariadas y en particular el análisis de componentes principales constituye una vía eficiente y no destructiva en el monitoreo de la calidad de frutos en almacenamiento.