SISTEMA EXPERTO PARA LA DETECCIÓN Y TRATAMIENTO DE PLAGAS & ENFERMEDADES EN EL CULTIVO DE ARROZ

Universidad Nacional de Trujillo

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PROYECTO DE SISTEMAS EXPERTOS

ESCUELA DE INFORMATICA

INTEGRANTES:

Barrantes Angulo, Carlos

Vigo Portilla, Luis Alberto

DOCENTE:

ING. Díaz Pulido, José Arturo

PROYECTO Sistemas Expertos

“SISTEMA EXPERTO PARA LA DETECCIÓN Y TRATAMIENTO

DE PLAGAS & ENFERMEDADES EN EL CULTIVO DE ARROZ EN

EL VALLE JEQUETEPEQUE- LA LIBERTAD”


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ABSTRACT

The Expert Systems (SSE), one of the fields in which divides the Artificial Intelligence,

have raised great interest over the past five years between experts from different areas

not related to computing, such as the agro-industrial sector. The possibilities for

using the SSE control in agribusiness are broad and promising. They range from

identifying pests that attack a field crops until obtaining recommendations for

controlling them. This work is structured in two parts. The first part is a description

of the SSE, its possibilities, and other factors that influence largely at the time of taking

the decision by the establishment of such systems. The second part shows the project

that we have developed in the agribusiness field taking into account the demands

of our region due to accelerated growth in this sector.

RESUMEN

Los Sistemas Expertos (SSEE), uno de los campos en que se divide la Inteligencia Artificial, han levantado un gran interés en los últimos cinco años entre los expertos de

diversas áreas no relacionadas con la computación, como por ejemplo el sector agroindustrial. Las posibilidades de utilización de los SSEE en control agroindustrial, son amplias y esperanzadoras. Van desde la identificación de plagas que atacan un

sembrío hasta la obtención de recomendaciones para el control de las mismas. Este trabajo se encuentra estructurado en dos partes. En la primera parte se realiza una

descripción de los SSEE, sus posibilidades, y otros factores que influyen en gran medida al momento de tomar la decisión por la implantación de este tipo de sistemas. En la segunda parte se presenta el proyecto que hemos desarrollado en el campo

agroindustrial teniendo en cuenta las demandas de nuestra región debido al acelerado crecimiento en este sector.


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AGRADECIMIENTOS

Los autores dan especial agradecimientos a Ing. José Arturo Díaz Pulido, docente del

Curso de Inteligencia Artificial, por sus importantes críticas y apoyo en el desarrollo de

este proyecto. También a nuestra familia, que sin su amor y apoyo, este trabajo de

investigación no se hubiese podido concretar. Por último pero no menos importante,

gracias también a nuestros compañeros de aula por su ayuda y amistad. Muchas más

personas participaron de diversas maneras para garantizar nuestra investigación

lograda por lo que damos gracias a todos ellos.


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1. INTRODUCCIÓN

En este capítulo se ofrece un esbozo de este trabajo de investigación. Se da una

introducción al campo de estudio, se afirma en el problema abordado, se hace

una breve descripción de la forma en que hemos modelado el problema así como

se expone los objetivos de investigación y el paradigma seleccionado.

1.1. Introducción

Los sistemas expertos (SSEE) es uno de los campos en que se divide la

Inteligencia Artificial, han levantado en los últimos años un gran interés

por su aplicación a problemas científicos, técnicos y comerciales.

Este entusiasmo se ha visto reforzado por el hecho de que los

SSEE desarrollados han probado ser capaces de alcanzar los objetivos para

los cuales habían sido diseñados.

Existen varios tipos de sistemas expertos, nosotros desarrollamos un

sistema experto de control. Estos sistemas expertos participan en la

realización de las tareas de interpretación y diagnóstico de forma

secuencial. Con ello se consigue conducir o guiar un proceso. Los

sistemas de control son complejos debido al número de funciones que deben

manejar y el gran número de factores que deben considerar; esta complejidad

creciente es otra de las razones que apuntan al uso del conocimiento, y por

tanto de los SE.

Ahora bien, el sistema experto desarrollado realiza las tareas implicadas

en el cultivo de arroz, como son el diagnóstico de enfermedades, plagas y su

tratamiento.

El diagnóstico de plagas se realiza a partir de los síntomas observados.

En función de la plaga diagnosticada y de su grado de levedad, se

dictamina un plan de tratamiento para la planta infectada. Un plan de

tratamiento debe especificar un conjunto de recursos necesarios, y otros

consejos adicionales.

1.2. Descripción del problema

El diagnóstico de plagas y enfermedades se realiza a partir de los síntomas

observados. En función de la plaga diagnosticada y de su grado de

gravedad, se dictamina un plan de tratamiento para la planta infectada.

Un plan de tratamiento debe especificar un conjunto de recursos

necesarios, y consejos adicionales.


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1.3. Modelado del Problema

Para modelar el sistema experto, en principio pensamos modelar los

“recursos necesarios”, “consejos adicionales” como conceptos diferenciados

del “plan de tratamiento” porque se les supone una cierta complejidad, aunque

al profundizar en las descripciones que manejamos decidimos modelarlos

como atributos del concepto “plan de tratamiento”.

Evidentemente para poder llegar a un diagnóstico desde los síntomas, se

asume la existencia de una relación causa-efecto, formando una estructura

más o menos compleja, pero que permitiría por recubrimiento llegar a las

causas/diagnóstico de los efectos/síntomas de entrada.


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2. MARCO TEÓRICO

2.2. SISTEMAS EXPERTOS

2.2.1. Definición

Son programas de computación que se derivan de una rama de la

investigación informática llamada Inteligencia Artificial (IA). El

objetivo científico de la IA es entender la inteligencia. Está referida

a los conceptos y a los métodos de inferencia simbólica, o de

razonamiento por computadora, y cómo el conocimiento usado para

hacer esas inferencias será representado dentro de la máquina.

La construcción de un sistema experto se llama ingeniería del

conocimiento y sus médicos son los ingenieros del conocimiento. El

ingeniero del conocimiento debe cerciorarse de que el ordenador

tenga todo el conocimiento necesario para solucionar un problema.

También debe elegir una o más formas en las cuales representar el

conocimiento requerido en la memoria del ordenador, es decir, él

debe elegir una representación del conocimiento. Él debe también

asegurarse de que la computadora pueda utilizar eficientemente el

conocimiento, seleccionando de un conjunto de métodos de

razonamiento

2.2.2. Componentes de los Sistemas Expertos

Cada sistema experto consiste de dos partes principales: la base del

conocimiento; y el razonamiento, o motor de inferencia.

La base de conocimiento que una persona experta utiliza es lo que él

aprendió en la escuela, de colegas y a partir de años de la

experiencia. Probablemente cuanto más experiencia tiene, más

grande es su conocimiento almacenado. El conocimiento le permite

interpretar la información en su base de datos ayudándolo en

diagnósticos, diseño y análisis.


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2.2.3. Características

Habilidad para llegar a una solución a los problemas en forma

rápida y certera.

Esta es la habilidad principal que se espera que un experto posea y

pueda llevar a cabo. Al mencionar “en forma rápida y certera” obliga

a que el experto no solo tenga conocimiento del campo en el que va

a diagnosticar, sino que además tena experiencia tomando decisiones

en él.

Habilidad para explicar los resultados a la persona que no

cuenta con ese conocimiento.

Significa que el experto debe de poder responder en forma clara y

certera las preguntas concernientes a las razones de los resultados, el

razonamiento derivado de los mismos y las implicaciones siguientes.

Habilidad para aprender de las experiencias

Los expertos deben de aprender tanto de sus propias experiencias

como de la experiencia de los demás. Están obligados a estar al día

en cuanto a la base de sus conocimientos así como a modificar el

proceso de su razonamiento. Los expertos que no se mantienen al día

generalmente se vuelven obsoletos.

Conciencia de sus limitaciones

Los expertos pueden evaluar su capacidad para resolver un problema

dado y determinar si el mismo se encuentra dentro de sus

posibilidades de resolución. Esto significa que saben cuándo

referirse a otros expertos.

2.3. ENFERMEDADES EN LOS TERRENOS ARROCEROS

Las enfermedades que atacan al arroz se van presentando a lo largo del ciclo

del cultivo .Entre las más importantes a nivel de finca de encuentran hoja

blanca, Pricularia, Escalado, Rhyzoctonia, Heminthosporium y Manchado del

grano. El falso carbón es una de las enfermedades más comunes,

especialmente en zonas húmedas, aunque no provoca daños de consideración.


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2.3.1. TIPOS DE ENFERMEDADES EN LOS TERRENOS

ARROCEROS

A. Hoja Blanca

Producida por (sogata), ese insecto transmite un virus a las

espigas que ya no dejan producirse.

El virus manifiesta los siguientes síntomas:

Rayas cloróticas o amarillentas en las hojas

Se forman franjas de color amarillo pálido o blanco a lo largo

de la hoja.

Secamiento descendente de la hoja.

Las espiguillas sufren manchas y vaneamiento.

Presencia de reducción del macollamiento y de la altura de la

planta.


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Tratamiento

Abono

Sulfato de Cobre (composición química)

Nombre comercial

Floxil

Kobres Llq

Mastercop

Tebuconazole(composición química)

Nombre comercial

DK-Kurt

Folicur

Horizon

Itazole

Orion

Orius

Podium

Tebufort

Tebusac 25 EW

Tebuzole 250 EW

Tenaz 250 EW


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B. Piricularia o Quemado:

El hongo causa el añublo o quemazón del arroz denominado

PIRICULARIA, que es la enfermedad más limitante del cultivo.

Síntomas:

Son manchas en las hojas.

Alrededor de los nudos de los tallos se extienden manchas de

color café oscuro en forma de anillo.

En el cuello de la panícula se forma inicialmente una mancha

de color pardo grisáceo que rodea luego la base de la

panícula.

No realiza la fotosíntesis y si no hay fotosíntesis no hay

clorofilas proteínas y carbohidratos.

Tratamiento

Abono


Nombre comercial

Floxil


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Kobres Llq

Mastercop


Nombre comercial

DK-Kurt

Folicur

Horizon

Itazole

Orion

Orius

Podium

Tebufort

Tebusac 25 EW

Tebuzole 250 EW

Tenaz 250 EW

Vertical 250 EW

C. Rhyzoctonia

Es una enfermedad provocada por el patógeno de las

plantas Rhizoctonia solani, que se ve presente dentro de la

siembra del arroz y que presenta varios riesgos para esta planta si

no se controla a tiempo.

http://www.ecured.cu/index.php?title=Rhizoctonia_solani&action=edit&redlink=1

http://www.ecured.cu/index.php/Arroz


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Síntomas

La reducción en el peso de los granos es el factor más

importante de esas pérdidas.

Tiene un olor a fructífero

Las raíces están podridas

Tratamiento


Nombre comercial

Floxil

Kobres Llq

Mastercop


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D. Helminthosporiosis

Se encuentra asociada con baja fertilidad del suelo y daños

radicales por insectos. El hongo infecta en cualquier etapa del

cultivo; sin embargo, las incidencias más críticas a la planta

ocurren al final del cultivo.

Síntomas:

Manchas circulares u ovales que se distribuyen casi

uniformemente por toda la lámina foliar

Manchas marrones cubiertas por crecimiento del hongo

Secamientos de la lámina foliar.

Tratamiento

Abono


Nombre comercial

Floxil

Kobres Llq

Mastercop

http://1.bp.blogspot.com/-yu2jIoqJIDc/UDPe-GFuthI/AAAAAAAAANM/_BPgNjnFDm8/s1600/Helmintosporiosis.jpg


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Nombre comercial

DK-Kurt

Folicur

Horizon

Itazole

Orion

Orius

Podium

Tebufort

Tebusac 25 EW

Tebuzole 250 EW

Tenaz 250 EW

Vertical 250 EWç

E. Falso Carbón

Es una bacteria que llega a la semilla, esta bacteria mantiene

latente cuando ya ingresa al agua empieza a desarrollarse.

Síntomas:

Llega la bacteria en una manera acropétalo o báspetalo;

nos damos cuenta cuando está en punto de algodón.

Todos los campos deben prevenirse para eso cuando la

bacteria va avanzando llega a la semilla y se forma un

hematoma.


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Tratamiento

Abono


Nombre comercial

Floxil

Kobres Llq

Mastercopç


Nombre comercial

DK-Kurt

Folicur

Horizon

Itazole

Orion

Orius

Podium

Tebufort

Tebusac 25 EW

Tebuzole 250 EW

Tenaz 250 EW

Vertical 250 EW


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2.4. PLAGAS EN LOS TERRENOS ARROCEROS

2.4.1. TIPOS DE PLAGAS EN LOS TERRENOS ARROCEROS

2.4.1.1. Gusano Rojo

Se caracteriza por asemejarse a un zancudo, su cuerpo

varía de color dependiendo de la especie, desde un

verdoso hasta un color grisáceo, llegan a medir 3,12 mm,

las alas son transparentes y las antenas son plumosas.

Síntomas:

Dificultad en su capacidad de prendimiento, y de

absorción de nutriente.

Las plantas muestran un amarillamiento.


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TRATAMIENTO

FIPRONIL(composición química)

Nombre comercial

Armeo 200 SC

Coach 200 SC

Dardo 25 SC

Exploit

Fantastic 200 SC

Fulminate 200 SC

Lesenta 80 WG

Matrix 200 SC

Regent SC

Xipronil 20 SC

IMIDACLOPRID(composición química)

Nombre comercial

Admire 200 SL

Blat Gel Plus

Cigaral 70 WP

Confidor 350 SC

Controller 350 SC

Digno 350 SC

DK Prid 35% SC

Ferhoz 35 SC

Heloprid 350 SC

Imidaforte

Imidaltop

Privat 700 wp

Private 350 SC

Sensei 350 SC

Thunder 350 SC

Winner 70 WG

Zuker

Zuxion 20 LS


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2.4.1.2. Mosquilla

Síntomas:

Perforación de la lámina foliar Las larvas dejan las minas o galerías de color claro. La hoja finalmente se necrósica y las hojas se

quiebran.


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Tratamiento

CIPERMETRINA(composición química)

Nombre comercial

Apache 25 CE

Arrivo

Bulltrim

Campal 250 CE

Ciperklin 25

Compact Plus 250 EC

Compact 200 EC

Cymbaz 250

Forja 250 EC

Galgotrin

Gibson

Lepitrin 25 EC

Nurelle 250 EC

Player

Pyrimetha 25 EC

Record 250 EC

Scud

Sherpa

ALFACYPERMETRINA(composición química)

Nombre comercial

Alfamatrix 10 EC

Alfaro 10% PM

Almex 5 EC

Alphamax 10 EC

Ariphyll 10 EC

Cipermex Super 10 CE

Contest

Divino 10 EC

Dominex

Éxito 10 CE

Fastac

K-ñon

Minor 10 % SC

Penalty

Pointerex 10% EC

Precisión 10 EC

Turbine 10 EC


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ZETA- CIPERMETRINA(composición química)

Nombre comercial

Furia 200 SC

Furia

2.4.1.3. SPODOPTERA

En los últimos años ha incrementado sus afectaciones en

el arroz donde se conoce vulgarmente como “Palomilla”

Los huevos son redondos con dimensiones de 0,45 a 0,50

mm de diámetro, son puestos por la noche, presentan

variados colores, entre ellos gris oscuro y diversas

tonalidades.

Síntomas:

Consume hasta 153.157 cm² del área foliar de las

plantas de arroz

Puede hasta matar a las plantas

Tratamiento

DIMETOTATO(composición química)

Nombre comercial

Anatoato 40 EC

Ciclon

Dabac

Dimetoxion

Perfekthion


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METAMIDOFOS (composición química)

Nombre comercial

Curafos 600

Lasser 600

Memor

Meta

Metafos 600

Metasac- Hortus 600

Methopaz

Misil 600 SL

IMIDACLOPRID (composición química)

Nombre comercial

Admire 200 SL

Blat Gel Plus

Cigaral 70 WP

Confidor 350 SC

Controller 350 SC

Digno 350 SC

DK Prid 35% SC

Ferhoz 35 SC

Heloprid 350 SC

Imidaforte

Imidaltop

Privat 700 wp

Private 350 SC

Sensei 350 SC

Thunder 350 SC

Winner 70 WG

Zuker

Zuxion 20 LS


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2.4.1.4. SOGATA

Los machos tienen una longitud aproximada de 2,0 mm,

son más pequeños que las hembras y de color pardo

oscuro a negro. Las hembras miden de 3,33 a 3,35 mm,

de color ámbar y más claras que los machos, el dorso del

tórax hasta la quilla lateral es pálido y esta coloración se

extiende hasta el ápice de la cabeza.

Síntomas:

Amarillamiento en las hojas, que progresivamente

toman color chocolate claro.

Formación de fumagina en las hojas.

Tratamiento

ETOFENPROX(composición química)

Nombre comercial

Trebon 10 EC

IMIDACLOPRID (composición química)

Nombre comercial

Amire 200 SL

Blat Gel PLUS

Cigarral 70 WP

Confidor 350 SC

Controller 350 SC

Digno 350 SC

DK Prid 35% SC


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Ferhoz

Heloprid

Imidaforte

Imidaltop

CIPERMETRINA(composición química)

Nombre comercial

Apache 25 CE

Arrivo

Bulltrim

Campal 250 CE

Ciperklin 25

Compact Plus 250 EC

Compact 200 EC

Cymbaz 250

Forja 250 EC

Galgotrin

Gibson

Lepitrin 25 EC

Nurelle 250 EC

Player

Pyrimetha 25 EC

Record 250 EC

Scud

Sherpa

2.4.1.5. CAÑERO

Es un insecto de amplia distribución en el continente y en

nuestro país ataca a todas las gramíneas cultivadas entre

las cuales, se encuentra el arroz (Villarreal, 1985).


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Síntomas:

Los tallos jóvenes se secan y mueren ( corazones

muertos)

Las hojas se secan

los granos no se forman

Aparición de panículas blancas vanas y erectas


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3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL

Implementar un Sistema Experto como apoyo en la detección y el

diagnóstico de las enfermedades, plagas y malezas que se presentan en los terrenos arroceros.

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Describir conceptos, generalidades y estructura de los Sistemas Expertos.

Contribuir al estudio de los Sistemas Expertos aplicados en agronomía en

los cultivos arroceros.

Adquirir conocimientos del experto humano para estructurar una base de

conocimientos específica.

Generar un módulo que permita la detección y tratamiento de las

enfermedades, plagas y malezas que se presentan en los terrenos

arroceros.


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4. REGLAS DE CONOCIMIENTO

Reglas para enfermedades en el cultivo de Arroz

Reglas para plagas en el cultivo de Arroz

N REGLAS

1

si: los síntomas principales de esta enfermedad son: : hojas amarillentas , franjas

blancas a lo largo de la hoja, secamiento descendente de la hoja, las espiguillas sufren

manchas y vaneamiento, presencia de reducción del macollamiento entonces

enfermedad= hoja blanca y tratamiento= abono, sulfato de cobre y tebuconazole

2 si: los síntomas principales de esta enfermedad son: manchas circular de color marrón en las hojas, no realiza la fotosíntesis entonces enfermedad = piricularia y tratamiento=

abono, sulfato de cobre y tebuconazole

3 si: los síntomas principales de esta enfermedad son: : la reducción en el peso de los granos , la raiz tiene un olor fructífero, las raíces están podridas entonces

enfermedad =rhizoctonia y tratamiento = sulfato de cobre

4

si: los síntomas principales de esta enfermedad son: manchas circulares en las hojas, presencia manchas marrones cubiertas por la presencia del hongo, secamientos de la lámina foliar entonces enfermedad=helminthosporiosis y tratamiento = abono,

sulfato de cobre y tebuconazole

5 si: los síntomas principales de esta enfermedad son: bacterias en el grano en punto de algodón, hay un hematoma en el grano entonces enfermedad = falso carbón y

tratamiento: abono, sulfato de cobre y tebuconazole

N REGLAS

1

si: los síntomas principales de esta plaga son: dificultad en su capacidad de prendimiento , y

de absorción de nutriente, las plantas muestran un color amarillamiento entonces plaga=

gusano rojo y tratamiento= fipronil y imidacloprid

2

si: los síntomas principales de esta plaga son: perforación de la lámina foliar, las larvas dejan las minas o galerías de color verde claro, la hoja finalmente se necrósica y las hojas se

quiebran entonces plaga = mosquilla y tratamiento= cipermetrina, alfacypermetrina y zeta- cipermetrina

4 si: los síntomas principales de esta plaga son: amarillamiento en las hojas , que progresivamente toman color chocolate claro , formación de fumagina en las hojas entonces

plaga =sogata y tratamiento = etofenprox, imidacloprid y cipermetrina

5 si: los síntomas principales de esta plaga son: : los tallos jóvenes se secan y mueren , las hojas se secan, los granos no se forman ,aparición de vanas blancas y erectas entonces

plaga = cañero y tratamiento: dimetotato, fipronil y imidacloprid


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5. IMPLEMENTACION Y RESULTADOS

Los resultados de la aplicación del sistema experto. En primer lugar se

muestran los resultados para el tratamiento de plagas y enfermedades a

continuación, los resultados son contrastados con resultados obtenidos de

expertos en el área. La implementación del sistema mostrado fue realizada

completamente en el entorno de Java.

5.1. Implementación

La implementación del sistema experto SEA se utilizó el entorno de

Java (Figura 1.1). Java es un lenguaje de programación para desarrollar

sistemas en general.

Figura 1.1. Java


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6. CONCLUSIONES

Es obvio que se decidió implementar a SEA mediante un sistema experto porque

este deberá seguir una modalidad de respuesta de inducción-deducción lógica.

Para poder tener una visión más clara se presenta los esquemas de trabajo

que sigue un sistema normal y un sistema experto.

Ahora una posible mejorar a todo esto sería expandir el contexto de

aplicación de SEA al proceso de cosecha, así como las tareas que esto

implica ya que también requieren ciertas recomendaciones en función de los

recursos de que dispone el agricultor y sus objetivos de venta.

Una posible ampliación de SEA a este proceso sería de vital importancia

para el sector agrícola de la región pues permitiría competir a nuestros agricultores

en los mercados externos, ya que el tamaño, calidad y mantenimiento de la

tara en buenas condiciones harán de esta un producto de mayores niveles de

calidad y estandarización en el mercado internacional.

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