INTRODUCTION

Sugar Cane Research Institute (INICA) worked on the development of a computer system, LabraS Software, specialized in planning sustainable processes of soil tillage (Betancourt-Rodríguez et al., 2018BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.; Pérez-Santos, 2018PÉREZ-SANTOS, D.: Planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar mediante el sistema automatizado LabraS, Universidad Central “Marta Abreu” de la Villas, Tesis presentada en opción al título académico de Máster en Ingeniería Agrícola, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, 75 p., publisher: Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas. Facultad de Ciencias …, 2018.; Betancourt-Rodríguez et al., 2019aBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.). The recommendations considered the results of more than 30 years of research in that field in Cuba (Gómez et al., 1997GÓMEZ, A.; VELARDE, E.; CÓRDOBA, R.: “Nuevas soluciones para la preparación de suelos en Cuba”, Revista Cuba & caña, 2(3): 31-36, 1997, ISSN: 1028-6527.; Crespo et al., 2013CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierras en la producción de caña de azúcar, Agronomía ed., La Habana, Cuba, 119-146 p., Capítulo 6. Agronomía, 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Gutiérrez et al., 2013GUTIÉRREZ, A.; DÍAZ, F.; VIDAL, L.; RODRÍGUEZ, I.; PINEDA, E.; BETANCOURT, Y.; GÓMEZ, J.: “Manual de buenas prácticas agrícolas para el cultivo de la caña de azúcar en los suelos arcillosos pesados con regadío superficial”, Revista Cuba & Caña, 1: 15, Suplemento Especial, 2013, ISSN: 1028-6527.; Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.). The platform was the main working tool of the first offer of soil tillage service aimed to the sugarcane producer (Betancourt-Rodríguez et al., 2018BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.).

On the computer systems development, it is important to consider the quality evaluation of the software product. According to the ISO/IEC 25010 (2011)ISO/ IEC 25010: Systems and software engineering_ Systems and software Quality, Inst. ISO/IEC 25010. International Standard, Requirements and Evaluation, 33 p., Systems and software quality models (SQuaRE), 2011., it is the way the product satisfies the customer’s requirements and adds value. The quality model defined in that standard includes eight characteristics: Functional suitability, Performance efficiency, Compatibility, Usability, Reliability, Security, Maintainability and Portability, all composed of sub-characteristics that together facilitate the evaluation process by relevant institutions.

According to Blanquicett et al. (2018)BLANQUICETT, L.A.; BONFANTE, M.C.; ACOSTA-SOLANO, J.: “Prácticas de pruebas desde la industria de software. La plataforma asisto como caso de estudio”, Información tecnológica, 29(1): 11-18, 2018, ISSN: 0718-0764., software testing is a very important process within the software development cycle and it is characterized by its accuracy, reliability and repeatability, being necessary to know what requirements are tested and to check that the product does what the client expects. In that sense, Pauta & Moscoso (2017)PAUTA, L.; MOSCOSO, S.: “Verificación y Validación de Software”, Revista Killkana Técnica, 1(3): 25-32, 2017. define that in the evaluation of the quality of the software, the slogan of parallel execution of Verification and Validation, also known as V&V, will be applied in the different phases of the life cycle. The complexity of today’s software requires that the test runs parallel to the development, so that errors are timely and can be corrected at low cost (Serna et al., 2019SERNA, E.; MARTÍNEZ, R.; TAMAYO, P.: “Una revisión a la realidad de la automatización de las pruebas del software”, Computación y Sistemas, 23(1): 169-183, 2019, ISSN: 1405-5546.; Marin-Diaz et al., 2020MARIN-DIAZ, A.; TRUJILLO-CASAÑOLA, Y.; BUEDO-HIDALGO, D.: “Estrategia de pruebas para organizaciones desarrolladoras de software”, Revista Cubana de Ciencias Informáticas, 14(3): 83-104, 2020, ISSN: 2227-1899.).

Functional suitability, specifically, represents one of the important characteristics that determines the ability of the SW product to provide functions that meet user’s demand under specified conditions. It is subdivided into three components: Functional completeness, the extent to which the functions cover the tasks and meet the client’s objectives; Functional correctness, ability to provide correct results with the level of accuracy required and Functional relevance, possibility of providing an appropriate set of functions for specific tasks and objectives of users (ISO/IEC 25010, 2011ISO/ IEC 25010: Systems and software engineering_ Systems and software Quality, Inst. ISO/IEC 25010. International Standard, Requirements and Evaluation, 33 p., Systems and software quality models (SQuaRE), 2011.).

For sustainable soil management, according to FAO & GTIS (2015)FAO & GTIS: Estado mundial del recurso suelo (EMRS), Ed. FAO, Roma. Italia, 79 p., Resumen Técnico (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura y Grupo Técnico Intergubernamental del Suelo, 2015, ISBN: 978-92-5-308960-4., it is necessary to use scientific knowledge, local knowledge, proven evidence-based approaches and technologies to increase food supply, provide a valuable tool for climate regulation and safeguard ecosystem services. Likewise, in a broader vision, it proposes to achieve sustainable development in a balanced and integrated way (FAO, 2019FAO: El apoyo de la FAO para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible en América del Sur - Panorama, Ed. FAO, Santiago de Chile, Chile, 72 p., Licencia: CC BY-NC-SA 3.0 IGO, 2019, ISBN: 978-92-5-131350-3.).

From the point of view of tillage, when there is a broad knowledge base, it is possible to apply the principles of sustainability if criteria that integrate knowledge of the soil, machinery, cultivation and the environment are implemented. LabraS software (SW) is a good choice because that integration is applied just at the planning time of the agricultural work.

In order to reduce the environmental impact of tillage, some study recommend the development of alternative mechanical management system that reverses, stops or mitigates soil deterioration, decreasing energy consumption and improving the economic results of sugarcane grower (Grange et al., 2005GRANGE, I.; PRAMMANEE, P.; PRASERTSAK, P.: “Comparative analysis of different tillage systems used in sugarcane (Thailand)”, Australian Farm Business Management Journal, 2(1): 46-50, 2005, ISSN: 1449-5937.; Tesouro et al., 2019TESOURO, M.O.; FERNANDEZ, U.E.; VENTURELLI, L.; ROBA, M.A.; ROMITO, A.; DONATO, L.B.; BONGIOVANNI, R.; ERAZZU, L.E.; FONTANA, P.D.; PERALTA, A.: “Yields and economic results of sugarcane cultivation under an alternative system compared to traditional management”, En: International Society of Sugar Cane Technologists, Ed. International Society of Sugar Cane Technologists, pp. 584-590, 2019.; Department of Agriculture and Fisheries-Queensland Govemment, 2021DEPARTMENT OF AGRICULTURE AND FISHERIES-QUEENSLAND GOVEMMENT: Sugarcane Improved Practices Guide: Burdekin, [en línea], Inst. Department of Agriculture and Fisheries-Queensland Govemment, Australia, 2021, Disponible en: http://www.publicationsqld.gov.au/dataset/05fe1bbd-1933-4205-851b-a469f915327e/resource/0de77def-fd92-4cf7-a325-bcd51cde562e/download/burdekin-sugarcane-ipc-guide.pdf.). The use of scarifiers, either for stripe or total soil tillage, is a good choice to transform the scenario towards a balanced environment in sugarcane soil preparation (Gómez et al., 1997GÓMEZ, A.; VELARDE, E.; CÓRDOBA, R.: “Nuevas soluciones para la preparación de suelos en Cuba”, Revista Cuba & caña, 2(3): 31-36, 1997, ISSN: 1028-6527.; Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.; Tesouro et al., 2019TESOURO, M.O.; FERNANDEZ, U.E.; VENTURELLI, L.; ROBA, M.A.; ROMITO, A.; DONATO, L.B.; BONGIOVANNI, R.; ERAZZU, L.E.; FONTANA, P.D.; PERALTA, A.: “Yields and economic results of sugarcane cultivation under an alternative system compared to traditional management”, En: International Society of Sugar Cane Technologists, Ed. International Society of Sugar Cane Technologists, pp. 584-590, 2019.).

Considering the above, the objective of this research is to evaluate the functional suitability of the LabraS software algorithms in the planning sustainable soil preparation for sugarcane.

MATERIALS AND METHODS

The research was carried out in the Base Business Unit (UEB) “Héctor Rodríguez”, belonging to the Sugar Company (EA) Villa Clara, both of AZCUBA Sugar Group. Sugarcane is cultivated in 17,004.98 ha. The genetic soil grouping predominant are Gleysol, with more than 30%; Sialitic brown, Vertisol and Ferralitic occupying between 16 and 19%, according to the genetic classification of 2015 proposed by Hernández et al. (2015)HERNÁNDEZ, J.; PÉREZ, J.; BOSCH, I.; CASTRO, S.: Clasificación de los suelos de Cuba 2015, Inst. Instituto de Suelos. La Habana, Cuba: INCA, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 92 p., Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA, 2015..

The 2020-2021 soil preparation campaign was planned for 2 619,2 ha, concentrated in 57 blocks dedicated to sugarcane. In the UEB, either by inventory equipment or hiring, there are aggregates (tractor and implement) available to perform the work, although there are implements like C101M and Bayamo that require modification to meet the agronomic requirements for each work (Table 1). The Production Units (UP) do not have the means to carry out the technological process.

LabraS SW owns a set of functions available to the user in order to ensure the functional relevance in the tillage process of sugarcane. The definition of tillage soil limiting factors, soil textures and ground conditions, as fundamental components to select machinery and technology of sustainable soil preparation, came from a functionality established in the Codifier or Nomenclators with specific parameters and algorithms (Betancourt-Rodríguez et al., 2019aBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.).

The algorithms used in LabraS integrate knowledge of the soil, machinery, cultivation and work environment into the same procedure for recommendations, called ISMACE criteria (Soil-Machinery-Crop-Work Environment Integration). That means to evaluate the soil limiting factors to solve by tilling or defining the equipment used in order to avoid tool breakage. Also, they provide results that meet, at any time, the crop´s agronomic requirements and considering the environment in which the recommendations are developed, all seen from the origin of the machinery and the impact on the social and environmental level.

The Figure 1 presents LabraS SW general scheme for obtaining the reports. It is important to point out that one of the novelties in the established procedures is that the brigade is not only the system to organize the machinery, but the computing section that facilitates the identification of machinery for the specified environment, as part of the ISMACE criteria established.

The information processing in the AR was established in three stages:

1. Technological Alternative (AT) determination.

In this research, AT means the combination among the components of the factors that make up the technological process. By means of the name of the component and establishing a logical sequence, the name of the alternative is formed, which means that each alternative in its nomenclature contains a condition of agronomic management. Considering the number of factors in soil preparation by Betancourt-Rodríguez et al., (2018)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054., 169 possible technological alternatives were defined by the computer platform.

The input of the algorithm is formed by the sugarcane blocks (B) and the technological process (PT). The output is the AT of each block appropriate to the management conditions (C), then being n equal to the total of blocks:

Input: (B, PT)

Output: AT _i

1: for I = 1 to n do

2: C ← GetConditions ( B _I )

3: AT _I ← Match AT I

4: End for

2. Determination of the Appropriate Variant within the AT

Variant (V) contains the sequence of tasks, sorted according to agronomic criteria to meet the requirements of the crop (Figure 2) and they are specific to each alternative, for that reason, the computer platform handles them independently.

In the SW design, the possibility that one or several variants integrate the AT was established, including also the expert criteria to set an order of selection by the user, providing more options and flexibility.

A specific nomenclature is used for the tasks, which constitutes another level of selection that broadens the range of possibilities for the user and facilitates the application of the ISMACE system. An example is that of the work Rotura, which in production conditions uses that single term to refer to everything related to the initial work of plowing the soil. However, in the coding of the work in the LabraS platform there are several terminologies such as Rupture (Discs), for primary tillage with plows and disc harrows and Rupture (Arrows), for primary tillage with chisel plows with bolts or winged plows as they are also known. Considering n as the total number of blocks to process, the algorithm proceeds by the following steps:

Input: (B, AT)

Output: (V _I )

1. For I = 1 to n do

2. Variants ← GetVariants ( B _I, AT _I )

3. If Defined ( ExpertJudgment )

4. Variants ← OrderByExpertJudgment ( variants )

5. Else

6. variants ← OrderByJobsCount ( variants )

7. While Not Complete Variant is Found do

8. Jobs ← GetJobs ( variants _I )

9. V _I ← MatchJobAg g rega tes ( jobs )

10. End While

11. Set (V _I)

12. End for

In the evaluation of the recommended labors, those concerning to the preparation of the field, such as herbicide application and grass cutting, were not considered, because they do not belong directly to the technological process of soil preparation.

3. Selection of an aggregate for each labor that makes up the selected variant.

The aggregate (A) is nothing more than the set formed by the union of the tractor with the agricultural implement. To carry out a labor within the variant, it is possible to find different aggregates in the inventory of machinery that can perform it or that are not always available at the required time. With P being the brigade, the procedure is as follows:

Input: (V, P)

Output: (A _I, jobs _I )

1: jobs ← GetJobs ( V )

2: for I = 1 to jobs .count do

3: a ggregates ← Get Aggregates (jobs _I)

4:

5: If Defined ( ExpertJudgment )

6: a ggregates ← OrderByExpertJudgment (aggregates, ASC)

7: Else

8: a ggregates ← OrderByGenera lCriteria (aggregates, ASC)

9: End If

10:

11: While Aggregates .next do

12: If IsIn ( A _I , P ) And IsAvailable ( A _I )

13: Set ( A _I, jobs _I )

14: Exit While

15: End If

16: End While

17: End for

In the selection of the aggregate as in the variant, the user also has the option of establishing expert criteria, which broadens the range of possibilities by being able to define one of several existing, regardless of the exploitation criteria.

From the three exploitation criteria defined in the computer program to choose the aggregate (Productivity, ha.day^-1, Specific fuel cost, L.ha^-1 and Cost, pesos.ha^-1), the cost was selected to perform the recommendations.

RESULTS AND DISCUSSION

The distribution of the limiting factor for the tillage mechanization showed a predominance of areas with poor drainage problems with around 57%, followed by the problems of stony (14%), salinity (5%) and effective depth (1%), finding the areas without limitations for tillage at approximately 22% (Figure 3), respect to 2619, 2 ha of soil preparation. In that sense, the recommendation of labor and equipment should be directed to face the limitations and create favorable conditions for the creation of an adequate plantation (Crespo et al., 2013CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierras en la producción de caña de azúcar, Agronomía ed., La Habana, Cuba, 119-146 p., Capítulo 6. Agronomía, 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.; Betancourt-Rodríguez et al., 2018)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054..

From the point of view of soil texture, following the classification given by Betancourt-Rodríguez et al. (2019b)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761., those of medium and heavy texture predominated, occupying 2331 ha, leaving the remaining 288 ha on light soils (11%).

The conditions on the ground surface (Figure 4) indicated predominance of fallow or sugarcane of very low crop yields, not harvested areas, representing 67 % (1744 ha), being on demolition the remaining (33%) and those from the rotation shall be null. This situation complicates the planning of soil preparation since the prevailing scenario demands a longer period between labor and total soil preparation time, further aggravated by the possible presence of shrub vegetation that requires robust equipment with greater power, and consequently, the need for hiring with other company.

In all cases, their identification and inclusion within the algorithms creates the conditions for more precise planning, where the most varied and complex conditions find a solution for agronomic management opportunely. It is important to note the need to incorporate area from rotation with other crops by having the ground conditions more suitable for tillage work according to Gutiérrez et al. (2013)GUTIÉRREZ, A.; DÍAZ, F.; VIDAL, L.; RODRÍGUEZ, I.; PINEDA, E.; BETANCOURT, Y.; GÓMEZ, J.: “Manual de buenas prácticas agrícolas para el cultivo de la caña de azúcar en los suelos arcillosos pesados con regadío superficial”, Revista Cuba & Caña, 1: 15, Suplemento Especial, 2013, ISSN: 1028-6527., as well as incorporating other benefits such as the diversification of production.

The analysis of the AT recommended (Table 2) showed good relationship with the management conditions, which is shown in that the sum of the total area by AT coincides with the total area of soil preparation of the campaign (2619, 2 ha) and the sum of frequency by AT with the total of processed blocks (57 blocks).

On the other hand, the AT 92, 89 and 83 covering 57% of the soil with poor drainage, correspond with the predominant MLF in the conditions under study. It happens similarly in the demolition conditions present in AT 100.112, 33, 9, 89, 144 covering 876 ha, and in all cases with medium and heavy texture that prevails in the UEB.

Furthermore, AT 112, 116, 64, 92 and 89 were recommended five or more times; being AT 92 the one with the highest frequency with 19 times in the technology charts, therefore, the one that determines with the greatest weight the demand for work and the type of equipment to be used.

All of the above shows an adequate functional correction of LabraS SW in the determination of AT by management condition, also demonstrating satisfactory results of the recommendation algorithms in the first stage.

For the selection of the labor and the aggregates, 29 variants (V) were processed in the 12 recommended AT, with possibilities to choose from one to five (Table 3). The sums of the frequency of recommendation match with the number of blocks (57). Further selection was not always in the first variant, but according to the procedures established in the ISMACE criteria, as it observes in the AT 144 with three variants, only V3 was recommended, or also in the AT 89 with five possibilities, the choice was concentrated on V4 and V5.

The use of the expert criteria (CE) in the selection of variants as an option to expand the range of possibilities for the user was validated on AT 92 where variant 3 is recommended 17 times for having CE equal to 1. The machinery availability as a factor to be considered in the algorithms is demonstrated in the same AT, where variant 2 is recommended twice, as a result of that equipment were used at the same time. This part demonstrated, as established in the ISO Standard ISO/IEC 25010 (2011)ISO/ IEC 25010: Systems and software engineering_ Systems and software Quality, Inst. ISO/IEC 25010. International Standard, Requirements and Evaluation, 33 p., Systems and software quality models (SQuaRE), 2011., the fulfillment of the three subcharacteristics of the functional suitability of LabraS SW: completeness, correctness and functional relevance.

The variants, although independent, cannot be seen isolated from the labor and aggregates, in this sense and in order to achieve greater understanding, in Tables 4 and 5, the AT-Variant-Labor relationship is shown, where the labors recommended by AT can be identified, but without maintaining the sequence of the technology chart.

For soil preparation, 11 labors were recommended. The De-Crown was aimed for medium and heavy textured soils on demolition, where a soil mound was formed on the surface that restricted the movement of the equipment, perpendicular or oblique with respect to the direction of the furrows. In such cases, where complex conditions limited the use of the middle disc harrow, such as the presence of shrubby vegetation, only heavy disc harrow was recommended.

Scarifier was recommended for total and localized primary tillage in proper conditions, as De-crown and Break (Arrows), Break (Arrows) and Cross (Arrows) (AT 144, 89, 147, 128, 33, 92), which satisfies algorithms for choosing which has fewer operating costs. It is also convenient to point out that collaterally it incorporates technological, energy and environmental benefits in minimum tillage of soil (Gómez et al., 1997GÓMEZ, A.; VELARDE, E.; CÓRDOBA, R.: “Nuevas soluciones para la preparación de suelos en Cuba”, Revista Cuba & caña, 2(3): 31-36, 1997, ISSN: 1028-6527.; Crespo et al., 2013CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierras en la producción de caña de azúcar, Agronomía ed., La Habana, Cuba, 119-146 p., Capítulo 6. Agronomía, 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.); Tesouro et al., 2019TESOURO, M.O.; FERNANDEZ, U.E.; VENTURELLI, L.; ROBA, M.A.; ROMITO, A.; DONATO, L.B.; BONGIOVANNI, R.; ERAZZU, L.E.; FONTANA, P.D.; PERALTA, A.: “Yields and economic results of sugarcane cultivation under an alternative system compared to traditional management”, En: International Society of Sugar Cane Technologists, Ed. International Society of Sugar Cane Technologists, pp. 584-590, 2019.) and follows the principles established by the FAO in soil tillage (FAO & GTIS, 2015; FAO, 2019FAO & GTIS: Estado mundial del recurso suelo (EMRS), Ed. FAO, Roma. Italia, 79 p., Resumen Técnico (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura y Grupo Técnico Intergubernamental del Suelo, 2015, ISBN: 978-92-5-308960-4.).

On the other hand, the scarifier was also avoided in the areas affected by rocks and stones (AT 100, 112 and 116), thereby, the occurrence of damage that could completely invalidate the implement. So the integration soil-machinery in the algorithms and the adequate functional correction of the SW was demonstrated, not only to solve the limitations of the soil for the development of the crop, but also in the appropriate selection of equipment.

For the areas with rockiness and stony problems, Break (Discs) and Crossing (Discs) (AT 100 and 112) were recommended, which agrees with what was suggested by Crespo et al. (2013)CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierras en la producción de caña de azúcar, Agronomía ed., La Habana, Cuba, 119-146 p., Capítulo 6. Agronomía, 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Oliva et al. (2014)OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.; Betancourt-Rodríguez et al. (2018)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.. It was also proposed on soils without limitations (AT 9 and 89) because the scarifiers were not available on the starting date. An example of that is in the AT 89 with five variants, where variant that combines both types of equipment (scarifier and those with discs) was recommended, also due to the availability of the implements on the specified date established in the algorithms.

The other part of the tools to meet the technological chart come from hiring, whose timely identification facilitates work planning itself, being in this case, implements for subsolation, heavy disc harrow and enlistment labors (Land leveling and Light disc harrow) carried out by the TRANZMEC company. This result demonstrates the application of the ISMACE criterion in the algorithms for planning, specifically regarding the brigade as a computational environment for linking the recommendations with the work environment.

The heavy harrow complemented the work with subsoilers for fallow conditions or low yield block due to the presence of shrub vegetation (AT 116, 64, 83), or in medium textured soils with poor internal drainage (AT 89). The land leveling is associated with the need identified by the grower; in this sense, a preponderance was observed in the AT 92, because it contains the predominant handling condition. Median and light harrow are recommended in all conditions to satisfy the requirement of achieving an adequate proportion of soil aggregates to ensure good furrowing and covering of seed.

The total area for the planned work indicated that the scarifier was recommended only in 11% of the area (Figure 5), low level compared to the height potential of the area (85%). That situation was due to the predominance of fallow land conditions or low yields not harvested (67%).

It is important to remark that the balance did not include those with stony or rockiness problems; on the other hand, Break (Disks) and subsolation were proposed. In the case of subsolation, two passes were planned, representing 1209 ha. It is important to specify that scarification was not conceived in the UEB Technical-Economic Plan, which shows the potentiality of LabraS SW in the proper planning of the soil preparation labor.

Median discs harrow is the predominant according to the level of work, proposed in two passes and occupying 88% of the area, the remaining is labored with heavy discs harrow directed for De-crown in the most complex conditions by the existence of shrubby vegetation such as Dichrostachys cinerea (Marabú), Albizia procera (Algarrobillo) and Leucaena leucocephala (Leucaena). The light disc harrow was recommended at least in one pass to the end of the preparation, representing 100% of the area, and land leveling with two passes for the demanded area, which justifies its application in around 2800 hectares.

It is important to point out that since the entire area is in conditions of furrow change and with a predominance of fallow or low yield, there are limitations to recommend localized tillage technology (LL), leaving total preparation with and without turning up soil the prism for being the most suitable.

The satisfactory result of LabraS SW in the completeness, correctness and functional relevance in the planning of the sustainable soil preparation for sugarcane is due to the performing of parallel development testing on each built-in functionality, coinciding with what was proposed by Serna et al. (2019)SERNA, E.; MARTÍNEZ, R.; TAMAYO, P.: “Una revisión a la realidad de la automatización de las pruebas del software”, Computación y Sistemas, 23(1): 169-183, 2019, ISSN: 1405-5546. and Marin-Diaz et al. (2020)MARIN-DIAZ, A.; TRUJILLO-CASAÑOLA, Y.; BUEDO-HIDALGO, D.: “Estrategia de pruebas para organizaciones desarrolladoras de software”, Revista Cubana de Ciencias Informáticas, 14(3): 83-104, 2020, ISSN: 2227-1899..

All the procedures presented are the bases to conform the technological charts block by block, such as it was presented in the sugarcane plantation process by Betancourt-Rodríguez et al. (2019b)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761., and represent a choice to transform the scenario towards a balanced environment in sugarcane soil preparation.

CONCLUSIONS

INTRODUCCIÓN

El Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar (INICA) trabajó en el desarrollo de un sistema computacional, el Software LabraS, especializado en la planificación sostenible de los procesos de labranza de suelo (Betancourt-Rodríguez et al., 2018BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.; Pérez-Santos, 2018BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.; Betancourt-Rodríguez et al., 2019aBETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.). Las recomendaciones consideraron los resultados de más de 30 años de investigación en ese campo en Cuba (Gómez et al., 1997GÓMEZ, A.; VELARDE, E.; CÓRDOBA, R.: “Nuevas soluciones para la preparación de suelos en Cuba”, Revista Cuba & caña, 2(3): 31-36, 1997, ISSN: 1028-6527.; Crespo et al., 2013CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierras en la producción de caña de azúcar, Agronomía ed., La Habana, Cuba, 119-146 p., Capítulo 6. Agronomía, 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Gutiérrez et al., 2013GUTIÉRREZ, A.; DÍAZ, F.; VIDAL, L.; RODRÍGUEZ, I.; PINEDA, E.; BETANCOURT, Y.; GÓMEZ, J.: “Manual de buenas prácticas agrícolas para el cultivo de la caña de azúcar en los suelos arcillosos pesados con regadío superficial”, Revista Cuba & Caña, 1: 15, Suplemento Especial, 2013, ISSN: 1028-6527.; Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.). La plataforma constituyó la herramienta principal de trabajo de la primera oferta del servicio de labranza de suelo dirigido al productor cañero (Betancourt-Rodríguez et al., 2018BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.).

En el desarrollo de sistemas computacionales es importante considerar la evaluación de calidad del producto software. Según la norma ISO/IEC 25010 (2011)ISO/ IEC 25010: Systems and software engineering_ Systems and software Quality, Inst. ISO/IEC 25010. International Standard, Requirements and Evaluation, 33 p., Systems and software quality models (SQuaRE), 2011., es la manera en que el producto satisface los requerimientos del cliente y le aporta un valor. El modelo de calidad definido en dicha norma incluye ocho características: Adecuación funcional, Eficiencia de desempeño, Compatibilidad, Usabilidad, Fiabilidad, Seguridad, Mantenibilidad y la Portabilidad, todas compuestas por subcaracterísticas que en su conjunto facilitan el proceso de evaluación por las instituciones pertinentes.

Según Blanquicett et al. (2018)BLANQUICETT, L.A.; BONFANTE, M.C.; ACOSTA-SOLANO, J.: “Prácticas de pruebas desde la industria de software. La plataforma asisto como caso de estudio”, Información tecnológica, 29(1): 11-18, 2018, ISSN: 0718-0764., las pruebas de software son un proceso muy importante dentro del ciclo de desarrollo del software y se caracterizan por su exactitud, confiabilidad y repetitividad, siendo necesario conocer qué requisitos se prueban y revisar que el producto haga lo que se espera por el cliente. En ese sentido, Pauta y Moscoso (2017)PAUTA, L.; MOSCOSO, S.: “Verificación y Validación de Software”, Revista Killkana Técnica, 1(3): 25-32, 2017. definen que en la evaluación de la calidad del software se aplicará la consigna de ejecución paralela de Verificación y Validación, también conocidas como V&V, en las distintas fases del ciclo de vida.

La complejidad del software actual exige que las pruebas se ejecuten de forma paralela al desarrollo, de tal manera que los errores se encuentren a tiempo y se puedan corregir a bajo costo (Serna et al., 2019SERNA, E.; MARTÍNEZ, R.; TAMAYO, P.: “Una revisión a la realidad de la automatización de las pruebas del software”, Computación y Sistemas, 23(1): 169-183, 2019, ISSN: 1405-5546.; Marin-Diaz et al., 2020MARIN-DIAZ, A.; TRUJILLO-CASAÑOLA, Y.; BUEDO-HIDALGO, D.: “Estrategia de pruebas para organizaciones desarrolladoras de software”, Revista Cubana de Ciencias Informáticas, 14(3): 83-104, 2020, ISSN: 2227-1899.).

La adecuación funcional específicamente representa una de las características importantes que determina la capacidad del producto SW para proporcionar funciones que satisfacen la demanda del usuario en las condiciones especificadas. Se subdivide en tres componentes: Completitud funcional, magnitud en que las funciones cubren las tareas y cumplen los objetivos del cliente; Corrección funcional, capacidad para proveer resultados correctos con el nivel de precisión requerido y Pertinencia funcional, posibilidad de proporcionar un conjunto apropiado de funciones para tareas y objetivos de usuarios específicos (ISO/IEC 25010, 2011ISO/ IEC 25010: Systems and software engineering_ Systems and software Quality, Inst. ISO/IEC 25010. International Standard, Requirements and Evaluation, 33 p., Systems and software quality models (SQuaRE), 2011.).

Para la gestión sostenible del suelo, según FAO & GTIS (2015)FAO & GTIS: Estado mundial del recurso suelo (EMRS), Ed. FAO, Roma. Italia, 79 p., Resumen Técnico (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura y Grupo Técnico Intergubernamental del Suelo, 2015, ISBN: 978-92-5-308960-4., es necesario utilizar conocimiento científico, conocimiento local, y enfoques y tecnologías probadas, basadas en evidencia para incrementar el suministro de alimentos, proporcionar una valiosa herramienta para la regulación del clima y salvaguardar los servicios de los ecosistemas. Así mismo, en una visión más amplia, propone lograr el desarrollo sostenible de forma equilibrada e integrada (FAO, 2019FAO: El apoyo de la FAO para alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible en América del Sur - Panorama, Ed. FAO, Santiago de Chile, Chile, 72 p., Licencia: CC BY-NC-SA 3.0 IGO, 2019, ISBN: 978-92-5-131350-3.). Desde el punto de vista del laboreo, cuando existe una amplia base de conocimientos, es posible aplicar los principios de la sustentabilidad si se implementan criterios que integren el conocimiento del suelo, la maquinaria, el cultivo y el medio ambiente. El software LabraS (SW) puede ser una buena elección porque esa integración se aplica justo en el momento de la planificación de las labores agrícolas.

Para reducir el impacto ambiental de la labranza, algunos estudios recomiendan el desarrollo de sistemas alternativos de manejo mecánico que reviertan, detengan o mitiguen el deterioro del suelo, disminuyendo el consumo de energía y mejorando los resultados económicos del productor de caña de azúcar (Grange et al., 2005GRANGE, I.; PRAMMANEE, P.; PRASERTSAK, P.: “Comparative analysis of different tillage systems used in sugarcane (Thailand)”, Australian Farm Business Management Journal, 2(1): 46-50, 2005, ISSN: 1449-5937.; Tesouro et al., 2019TESOURO, M.O.; FERNANDEZ, U.E.; VENTURELLI, L.; ROBA, M.A.; ROMITO, A.; DONATO, L.B.; BONGIOVANNI, R.; ERAZZU, L.E.; FONTANA, P.D.; PERALTA, A.: “Yields and economic results of sugarcane cultivation under an alternative system compared to traditional management”, En: International Society of Sugar Cane Technologists, Ed. International Society of Sugar Cane Technologists, pp. 584-590, 2019.; Department of Agriculture and Fisheries-Queensland Govemment, 2021DEPARTMENT OF AGRICULTURE AND FISHERIES-QUEENSLAND GOVEMMENT: Sugarcane Improved Practices Guide: Burdekin, [en línea], Inst. Department of Agriculture and Fisheries-Queensland Govemment, Australia, 2021, Disponible en: http://www.publicationsqld.gov.au/dataset/05fe1bbd-1933-4205-851b-a469f915327e/resource/0de77def-fd92-4cf7-a325-bcd51cde562e/download/burdekin-sugarcane-ipc-guide.pdf.). El uso de escarificadores, ya sea para labranza en franjas o total, es una buena opción para transformar el escenario hacia un ambiente equilibrado en la preparación de suelos cañeros (Gómez et al., 1997GÓMEZ, A.; VELARDE, E.; CÓRDOBA, R.: “Nuevas soluciones para la preparación de suelos en Cuba”, Revista Cuba & caña, 2(3): 31-36, 1997, ISSN: 1028-6527.; Oliva et al., 2014OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.; Tesouro et al., 2019TESOURO, M.O.; FERNANDEZ, U.E.; VENTURELLI, L.; ROBA, M.A.; ROMITO, A.; DONATO, L.B.; BONGIOVANNI, R.; ERAZZU, L.E.; FONTANA, P.D.; PERALTA, A.: “Yields and economic results of sugarcane cultivation under an alternative system compared to traditional management”, En: International Society of Sugar Cane Technologists, Ed. International Society of Sugar Cane Technologists, pp. 584-590, 2019.).

Considerando lo anterior, el objetivo de esta investigación es evaluar la adecuación funcional del Software LabraS en la planificación de las labores de preparación de suelo en caña de azúcar.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó en la Unidad Empresarial de Base (UEB) Héctor Rodríguez, perteneciente al Grupo Empresarial AZCUBA. El área dedicada a caña se concentra en 17 004,98 ha. Los agrupamientos genéticos de suelos predominantes son Gleysol, con más del 30%; Pardo Sialítico, Vertisol y Ferralítico, ocupando entre 16 y 19%, según la clasificación genética del 2015 propuesta por Hernández et al. (2015)HERNÁNDEZ, J.; PÉREZ, J.; BOSCH, I.; CASTRO, S.: Clasificación de los suelos de Cuba 2015, Inst. Instituto de Suelos. La Habana, Cuba: INCA, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba, 92 p., Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA, 2015..

La campaña de preparación de suelo 2020-2021 se planificó para 2619,2 ha, concentrado en 57 bloques dedicados a caña de azúcar. En la UEB, ya sea por los equipos del inventario o por contratación, existen los agregados disponibles para realizar las labores, aunque existen implementos como el C 101M y el Bayamo que requieren de modificación para satisfacer las exigencias agronómicas de las labores (Tabla 1). Las unidades productoras (UP) no disponen de equipos para dicho proceso tecnológico por lo que no se incluyeron para su recomendación.

El SW LabraS posee un conjunto de funciones a disposición del usuario para asegurar la pertinencia funcional en el proceso de labranza de la caña de azúcar. La definición de factores limitantes para la labranza, la texturas del suelo y las condiciones del terreno partieron de una funcionalidad establecida en el Codificador o Nomencladores con parámetros y algoritmos específicos según Betancourt-Rodríguez et al. (2019a)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; ALONSO-CAMACHO, D.; GONZÁLEZ-MORALES, A.B.; LA ROSA-AGRAMONTE, A.J.: “Sistema automatizado LabraS para la planificación de la labranza de suelo en caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 28(4), 2019a, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054. los cuales son componentes fundamentales para seleccionar maquinarias y tecnologías para la preparación sostenible del suelo.

Los algoritmos del SW LabraS integran en un mismo procedimiento para las recomendaciones los conocimientos del suelo, la maquinaria, el cultivo y el entorno de trabajo, denominado criterios ISMACE (Integración Suelo-Maquinaria-Cultivo-Entorno de trabajo), lo cual significa evaluar los factores limitantes del suelo que se solucionan con la labranza o que definen el equipamiento a utilizar en aras de evitar roturas en los aperos, brindar resultados que satisfagan en todo momento los requerimientos agronómicos del cultivo y considerar el entorno en que se desarrollan las recomendaciones, visto desde la procedencia de la maquinaria y la incidencia en el plano social y ambiental.

El esquema general para el procesamiento de la información con los algoritmos de recomendaciones (AR) y obtención de los reportes se presentan en la Figura 1. Es importante señalar que una de las novedades en los procedimientos establecidos radica en que los pelotones no solo son el sistema organizativo para agrupar los equipos, sino el ambiente computacional que facilita la identificación de maquinaria en el entorno que se realizan las recomendaciones, formando parte del criterio ISMACE establecido.

El procesamiento de la información en los AR se estableció en tres etapas:

1. Determinar la Alternativa Tecnológica (AT).

En esta investigación se define como AT a la combinación entre los componentes de los factores que integran el proceso tecnológico. Mediante el nombre del componente y estableciendo una secuencia lógica se conforma el nombre de la alternativa, lo cual significa que cada alternativa en su nomenclatura encierra una condición de manejo agronómico. Atendiendo al número de factores considerados en la preparación de suelo por Betancourt-Rodríguez et al., (2018)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054. se definieron 169 alternativas tecnológicas posibles a recomendar por la plataforma informática.

La entrada del algoritmo son los bloques cañeros (B) y el proceso tecnológico (PT). La salida es la AT de cada bloque adecuada a las condiciones de manejo (C), entonces siendo n igual al total de bloques:

Input: (B, PT)

Output: AT_i

1: for i = 1 to n do

2: C ←GetConditions(B_i )

3: AT_i ← Match AT (C)

4: End for

2. Determinar la Variante adecuada dentro de la AT.

La variante (V) contiene la secuencia de labores, ordenadas según criterios agronómicos para responder a los requerimientos del cultivo (Figura 2) y son específicas de cada alternativa por lo que en la plataforma informática se manejan de forma independiente. En la concepción de trabajo se estableció la posibilidad de que la AT la integrara una o varias variantes, incluyendo además el Criterio de Expertos para fijar un orden de selección por el usuario, lo cual brinda más opciones y flexibilidad.

Para las labores se utiliza una nomenclatura específica lo cual constituye otro nivel de selección que amplía el abanico de posibilidades para el usuario y facilita la aplicación del sistema ISMACE. Un ejemplo es el de la labor Rotura, que en condiciones de producción se utiliza ese único término para referirse a todo lo concerniente a las labores iniciales de roturación del suelo, sin embargo en la codificación de las labores en la plataforma LabraS se encuentran varias terminologías tales como Rotura (Discos), para el laboreo primario con arados y gradas de discos y la Rotura (Saetas), para el laboreo primario con arados de cincel con saetas o alados como también se conocen.

Considerando n como el total de bloques a procesar, el algoritmo sigue los pasos siguientes:

Input: (B, AT)

Output: (V_i)

1. for i = 1 to n do

2. variants ← GetVariants (B_i, AT_i)

3. If Defined (ExpertJudgment)

4. variants ← OrderByExpertJudgment (variants)

5. Else

6. variants ← OrderByJobsCount (variants)

7. While Not Complete Variant is Found do

8. jobs ← GetJobs (variants_i)

9. V_i ← MatchJobAggregates (jobs)

10. End While

11. Set(V_i)

12. End for

En la evaluación de las labores recomendadas no se consideraron las concernientes al acondicionamiento del terreno como la aplicación de herbicida y la chapea, por no formar parte directa de la labranza de suelo en el proceso tecnológico de preparación de suelo.

3. Seleccionar un Agregado para cada labor que conforma la variante seleccionada.

El agregado (A) no es más que el conjunto formado por la unión del tractor con el implemento. Para realizar una labor dentro de la variante es posible encontrar en el inventario de maquinaria diferentes agregados que puedan realizarla o que no siempre está disponible en el momento requerido. Siendo P la Brigada o pelotón se procedió de la siguiente forma:

Input: (V, P)

Output: (A_i, jobs_i)

1: jobs ← GetJobs (V)

2: for i = 1 to jobs.count do

3: aggregates ← GetAggregates (jobs_i )

4:

5: If Defined (ExpertJudgment)

6: aggregates ← OrderByExpertJudgment (aggregates, ASC)

7: Else

8: aggregates ← OrderByGeneralCriteria (aggregates, ASC)

9: End If

10:

11: While Aggregates.next do

12: If IsIn (A_i, P) And IsAvailable (A_i )

13: Set (A_i, jobs_i )

14: Exit While

15: End If

16: End While

17: End for

En la selección del agregado al igual que en la variante, también el usuario cuenta con la opción de establecer criterio de experto, lo cual amplía la gama de posibilidades al poder definir uno entre los existentes, independientemente del criterio de explotación.

De los tres criterios de explotación definidos en el programa computacional para la elección del agregado (Rendimiento, ha·jornada^-1; gasto específico de combustible, L·ha^-1 y costo, peso·ha^-1) se seleccionó el Costo para realizar las recomendaciones.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La distribución del factor más limitante para la mecanización de la labranza (FML), por unidad mínima de manejo (Bloque cañero) para la preparación de 2619,2 ha mostró un predominio de las áreas con problemas de mal drenaje con alrededor del 57%, seguido de los problemas de pedregosidad (14%), salinidad (5%) y profundidad efectiva (1,4%), encontrándose las áreas sin limitaciones para la labranza en el 22% aproximadamente (Figura 3). En ese sentido, la recomendación de labores y equipos deben estar dirigidos a enfrentar las limitaciones y crear condiciones favorables para la creación de un lecho adecuado para el desarrollo del cultivo, coincidiendo con lo planteado por Crespo et al. (2013)CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierras en la producción de caña de azúcar, Agronomía ed., La Habana, Cuba, 119-146 p., Capítulo 6. Agronomía, 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Oliva et al. (2014)OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.; Betancourt-Rodríguez et al. (2018)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054..

Desde el punto de vista de la textura del suelo, siguiendo la clasificación dada por Betancourt-Rodríguez et al. (2019b)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054. predominaron los de textura media y pesada, ocupando 2331 ha, quedando las restantes 288 ha en suelos ligeros (11%).

Las condiciones sobre la superficie del terreno (Figura 4) indicaron predominio de las áreas de barbecho o de caña de muy bajo rendimiento agrícola no cosechada, representando el 67% (1744 ha), quedando sobre demolición las restantes (33%) al ser nula las provenientes de la rotación. Esta situación complica la planificación de la preparación de suelo a partir de que el escenario predominante demanda de mayor plazo entre operaciones y tiempo total de preparación de suelo, además agravado por la posible presencia de vegetación arbustiva que requiere de equipos sobre esteras, robustos y de mayor potencia, que si no integran el inventario de maquinaria implicaría realizar la contratación.

En todos los casos, su identificación e inclusión dentro de los algoritmos crea las condiciones para realizar una planificación más precisa, donde las más variadas y complejas condiciones encuentren una solución para el manejo agronómico. Es importante señalar, la necesidad de incorporar área proveniente de la rotación con otros cultivos por tener el terreno condiciones más adecuadas para el trabajo de los equipos de labranza según Gutiérrez et al. (2013)GUTIÉRREZ, A.; DÍAZ, F.; VIDAL, L.; RODRÍGUEZ, I.; PINEDA, E.; BETANCOURT, Y.; GÓMEZ, J.: “Manual de buenas prácticas agrícolas para el cultivo de la caña de azúcar en los suelos arcillosos pesados con regadío superficial”, Revista Cuba & Caña, 1: 15, Suplemento Especial, 2013, ISSN: 1028-6527., además de incorporar otros beneficios como los relacionados con la diversificación de la producción.

El análisis de las alternativas tecnológicas (AT) recomendadas (Tabla 2) mostró una adecuada relación con las condiciones de manejo, lo que se evidencia en que la suma del área total por AT coincide con el área total de preparación de suelo de la campaña (2619, 2 ha) y la suma de frecuencia por AT con el total de bloques procesados (57 bloques).

Por otra parte, las AT 92, 89 y 83 que abarcaron el 57% de los suelos donde predomina el mal drenaje, en correspondencia con el factor predominante en las condiciones bajo estudio. Igualmente sucede al analizar las condiciones de demolición que abarcaron 876 ha, presentes en las AT 100,112 ,33 ,9 ,89 ,144 y en todos los casos con textura media y pesada que es la prevaleciente en la UEB.

Además, las AT 112, 116, 64, 92 y 89 se recomendaron cinco o más veces; siendo el AT 92 el de mayor frecuencia con 19 veces, por lo tanto, la que determina con mayor peso la demanda de trabajo y el tipo de equipo a utilizar.

Todo lo anterior muestra una adecuada corrección funcional de LabraS SW en la determinación de AT por condición de manejo, demostrando además resultados satisfactorios de los algoritmos de recomendación en la primera etapa.

Para la selección de las labores y los agregados se procesaron 29 variantes (V) en las 12 AT recomendadas, con posibilidades desde uno hasta cinco variantes (Tabla 3). Así mismo, se apreció que la sumatoria de la frecuencia de recomendación coinciden con el total de bloques recomendados (57), además la selección no fue siempre en la primera variante, sino en función de los procedimientos establecidos siguiendo el criterio ISMACE, como se observa en las AT 144, que de tres variantes solo V3 se recomendó, o también en las AT 89, que de cinco posibilidades la elección se concentró en V4 y V5.

El empleo del Criterio de Experto (CE) en la selección de las variantes, como opción para ampliar la gama de posibilidades del usuario, quedó validado en la AT 92 donde la Variante 3 se recomendó 17 veces por contar con CE igual a 1. La validación de la Disponibilidad de equipo como factor a considerar en los algoritmos se demostró en esa misma AT, por recomendarse en dos ocasiones la Variante 2, como resultado de que los equipos se utilizaron en igual fecha de inicio del trabajo. Esta parte demostró, tal como lo establece la Norma ISO/IEC 25010 (2011)ISO/ IEC 25010: Systems and software engineering_ Systems and software Quality, Inst. ISO/IEC 25010. International Standard, Requirements and Evaluation, 33 p., Systems and software quality models (SQuaRE), 2011., el cumplimiento de las tres subcaracterísticas de la adecuación funcional de LabraS SW: integridad, corrección y pertinencia funcional.

Las variantes, aunque son independientes, no se pueden ver aisladas de las labores y los agregados, en ese sentido y en aras de lograr mayor comprensión en las Tablas 4 y 5 se muestra la relación AT-Variante-Labor, donde se pueden identificar las labores recomendadas por AT, pero sin mantener la secuencia de la carta tecnológica.

Para la preparación de suelo se recomendaron 11 labores. El descorone se dirigió para suelos de textura media y pesada sobre demolición, donde por el paso de los medios de cosecha, o por el propio manejo agronómico del cultivo se formó un montículo de suelo en la superficie que restringió el movimiento de los equipos perpendicular u oblicuo respecto a la dirección de los surcos, coincidiendo con las AT donde se recomendó, solo quedan diferenciadas las que se le aplicó grada pesada por poseer condiciones complejas que limitan el uso de la grada media, como la presencia de vegetación arbustiva.

Los escarificadores se recomendaron para el laboreo primario total y localizado en las condiciones posibles, en las labores de descepe y rotura (saetas), rotura (saetas) y cruce (saetas) (AT 144, 89, 147, 128, 33, 92), lo cual satisface los algoritmos al elegir la que cuente con menos costo de operación, además es conveniente señalar que colateralmente incorporan beneficios tecnológicos, energéticos y medioambientales Gómez et al. (1997)GÓMEZ, A.; VELARDE, E.; CÓRDOBA, R.: “Nuevas soluciones para la preparación de suelos en Cuba”, Revista Cuba & caña, 2(3): 31-36, 1997, ISSN: 1028-6527.; Crespo et al. (2013)CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierras en la producción de caña de azúcar, Agronomía ed., La Habana, Cuba, 119-146 p., Capítulo 6. Agronomía, 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Oliva et al. (2014)OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.; Tesouro et al. (2019)TESOURO, M.O.; FERNANDEZ, U.E.; VENTURELLI, L.; ROBA, M.A.; ROMITO, A.; DONATO, L.B.; BONGIOVANNI, R.; ERAZZU, L.E.; FONTANA, P.D.; PERALTA, A.: “Yields and economic results of sugarcane cultivation under an alternative system compared to traditional management”, En: International Society of Sugar Cane Technologists, Ed. International Society of Sugar Cane Technologists, pp. 584-590, 2019. y sigue los principios establecidos por la FAO en laboreo del suelo (FAO & GTIS, 2015; FAO, 2019FAO & GTIS: Estado mundial del recurso suelo (EMRS), Ed. FAO, Roma. Italia, 79 p., Resumen Técnico (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura y Grupo Técnico Intergubernamental del Suelo, 2015, ISBN: 978-92-5-308960-4.).

Por otro lado, también se evitó el escarificador en las áreas afectadas por rocas y piedras (AT 100, 112 y 116) y por lo tanto la ocurrencia de daños que pudieran invalidar completamente el implemento. De esta forma quedó demostrada la integración suelo-maquinaria en los algoritmos y la adecuada corrección funcional de los SW, no solo para solucionar las limitaciones del suelo para el desarrollo del cultivo, sino también en la selección adecuada de los equipos.

Para las áreas con problemas de rocosidad y pedregosidad se recomendó la Rotura (Discos) y el Cruce (Discos) (AT 100 y 112), lo cual concuerda con lo sugerido por Crespo et al. (2013)CRESPO, F.R.; PÉREZ, H.I.; RODRÍGUEZ, I.; GARCÍA, I.: Manejo sostenible de tierras en la producción de caña de azúcar, Agronomía ed., La Habana, Cuba, 119-146 p., Capítulo 6. Agronomía, 2013, ISBN: 978-959-300-051-2.; Oliva et al. (2014)OLIVA, L.M.; GALLEGO, R.; FERNÁNDEZ, G.; RUBÉN, H.: “Fomento y reposición”, En: Instructivo técnico para el manejo de la caña de azúcar, Ed. Editorial AMA, 2da edición ed., La Habana, Cuba, pp. 79-106, En: Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar (Cuba), edit. Ignacio Santana, Maribel González, Sergio Guillen Sosa, Ramón Crespo, 2014, ISBN: 978-959-300-036-9.; Betancourt-Rodríguez et al. (2018)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; GUILLÉN-SOSA, S.; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ, J.F.; ALFONSO-VILLEGAS, A.; SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ, R.; OLIVA-ÁGRA, L.: “Servicio para la asistencia técnica en la labranza de suelos dedicados a caña de azúcar”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 27(2): 1-13, 2018, ISSN: 1010-2760, e-ISSN: 2071-0054.. También se planteó en suelos sin limitaciones (AT 9 y 89) porque los escarificadores no estaban disponibles en la fecha de inicio. Un ejemplo de ello está en la AT 89 con cinco variantes, donde se recomendó la que combina ambos tipos de equipos (escarificador y de discos), también por la disponibilidad de los implementos en la fecha especificada, establecida igualmente como condición dentro de los algoritmos del software.

La otra parte de los aperos para satisfacer la carta tecnológica provienen de la contratación a un tercero, lo que al identificarlo oportunamente facilita el propio trabajo de planificación, encontrándose en este caso las labores de subsolación y grada pesada y de alistamiento (Grada ligera y alisado) que las realiza la empresa TRANZMEC. Este resultado demuestra la aplicación del criterio ISMACE en los algoritmos para las recomendaciones de planificación, específicamente lo referente al pelotón como ambiente computacional para la vinculación de las recomendaciones con el entorno de trabajo.

La grada pesada complementó el trabajo con los subsoladores para las condiciones del terreno de barbecho o bajo rendimiento por la presencia de vegetación arbustiva (AT 116,64, 83), o en suelos de textura media con mal drenaje interno (AT 89). El alisado está asociado a la necesidad identificada por el productor, en ese sentido se observó una preponderancia en la AT 92, como resultado de que encierra la condición de manejo predominate. La grada mediana y la ligera se recomiendaron en todas las condiciones para satisfacer el requerimiento de lograr una proporción adecuada de agregados en el suelo para asegurar un buen surco y tape de los esquejes de semilla .

El área total para las labores planificadas indicó que los escarificadores se recomendaron desde la rotura en solo 11% del área (Figura 5), muy bajo respecto a la potencialidad cercana al 85% del área de la campaña, sin incluir las de problemas con pedregosidad y rocosidad. Esto se debió al predominio de las condiciones del terreno en barbecho o bajo rendimento no cosechadas (67%).

Es importante denotar que el balance no incluyó aquellos con problemas de pedregosidad o rocosidad. Por otra parte, se propuso la rotura (Discos) y la subsolación, aclarando que para esta última se concibieron dos pases, de ahí las 1209 ha realizadas. Es importante precisar que la escarificación no fue concebida en el Plan Técnico-Económico de la UEB, lo que demuestra la potencialidad del SW LabraS en la adecuada planificación de las labores de preparación del suelo.

La grada mediana es la que predominó en cuanto al nivel de trabajo, propuesto en dos pases y ocupando el 88% del área, las restantes se laboraron con la grada pesada la cual se dirigió para el descorone en las condiciones complejas del terreno por la existencia de malezas arbustivas como Dichrostachys cinerea (Marabú), Albizia procera (Algarrobillo) y Leucaena leucocephala (Leucaena). La grada ligera en al menos un pase al final de la preparación en el 100% del área, y el alisado con dos pases para el área que la demandó, lo que justifica la aplicación en alrededor de 2800 ha de esta labor.

Es importante señalar que al estar toda el área en condiciones de cambio de surquería y con un predominio del barbecho o bajo rendimiento se observaron limitaciones para recomendar la tecnología de laboreo localizado (LL), quedando como posibles las de preparación total con y sin invertir el prisma por ser las más adecuadas.

El resultado satisfactorio del SW LabraS en la completitud, corrección y pertinencia funcional en la planificación de la preparación sostenible del suelo para la caña de azúcar se debe a la realización de pruebas de desarrollo paralelas sobre cada funcionalidad incorporada, coincidiendo con lo propuesto por Serna et al. (2019)SERNA, E.; MARTÍNEZ, R.; TAMAYO, P.: “Una revisión a la realidad de la automatización de las pruebas del software”, Computación y Sistemas, 23(1): 169-183, 2019, ISSN: 1405-5546. y Marin-Diaz et al. (2020)MARIN-DIAZ, A.; TRUJILLO-CASAÑOLA, Y.; BUEDO-HIDALGO, D.: “Estrategia de pruebas para organizaciones desarrolladoras de software”, Revista Cubana de Ciencias Informáticas, 14(3): 83-104, 2020, ISSN: 2227-1899..

Los procedimientos presentados son la base para conformar las cartas tecnológicas bloque a bloque, tal como fue presentado en el proceso de plantación de caña de azúcar por Betancourt-Rodríguez et al. (2019b)BETANCOURT-RODRÍGUEZ, Y.; PÉREZ-SANTOS, D.; ÁLVAREZ-ROJAS, A.: “Asistencia técnica de la labranza en el control de arvenses en caña de azúcar”, Ingeniería Agrícola, 9(3), 2019b, ISSN: 2306-1545, e-ISSN: 2227-8761., y representan una opción para transformar el escenario hacia un ambiente equilibrado en la preparación de suelos de caña de azúcar.

CONCLUSIONES