Agricultura de Precisão: Tecnologia, Aumento da Produtividade e Qualidade Ambiental.

Histórico

A competitividade no mercado agropecuário exige a aplicação de metodologias que aumentem significativamente a produtividade. Aliada ao advento da revolução verde, tais técnicas necessitam estar alinhadas com a sustentabilidade. Nesse contexto, destaca-se a Agricultura de Precisão.

Conforme a literatura, agricultores vinham por um longo tempo buscando aumentar a produção de cultivos, de modo que houvesse a variação da aplicação de insumos de acordo com os tipos de solos e culturas. Em 1929, Bauer e Linsley sugeriram amostragem de solo utilizando o processo sistematizado em malhas de 100 m por 100m, para determinar, no campo, a necessidade de aplicação diferencial de calcário. Nesse teste, alguns agricultores obtiveram 40% de lucro nos custos.

Adiante, com a agricultura mecanizada, foi necessário o desenvolvimento de ferramentas que considerassem a variabilidade do campo quanto às aptidões agronômicas. Nesse cenário, em 1978, com o início das operações do GPS (Global Positioning System), foi possível a instalação de receptores em colhedoras, que armazenavam dados de produção instantânea associada à coordenada geográfica. Mas, só em 1996, com o surgimento de colhedoras com capacidade de mapeamento de produção, houve o mapeamento e a aplicação de insumos à taxa variada por meio de máquinas.

No Brasil, a Embrapa aprova e coordena, em 1999, dois projetos em Agricultura de Precisão. No entanto, somente a partir dos anos 2000, o Moderfrota (Programa de Modernização da Frota de Tratores Agrícolas e Implementos Associados e Colheitadeiras), promoveu o início de produtos com a eletrônica embarcada em máquinas agrícolas no mercado Nacional.

Conceito

A Agricultura de Precisão é o conjunto de práticas que utilizam tecnologias para o manejo do solo, insumos e culturas, considerando a variabilidade espacial e temporal que prejudicam a eficiência desses sistemas. Tais práticas englobam o clima; a diversidade de culturas; a performance de máquinas agrícolas e a utilização de insumos (físicos, químicos e biológicos), tendo como objetivo, o aumento da produtividade agrícola e a qualidade ambiental.

Esse tipo de Agricultura foca no conceito de “manejo sítio-específico”, que busca desenvolver práticas estratégicas ecológicas de melhor gerenciamento dos processos de produção, considerando a variabilidade detectada.

Componentes da Agricultura de Precisão

Os componentes devem fornecer dados para compreensão da variabilidade, utilizando essas informações para execução de práticas de manejo adequadas, a fim de torná-las eficientes para o agricultor.

As tecnologias utilizadas para aplicação do sistema podem ser listadas em seis principais categorias:

1. Computadores e programas;

2. GPS – Sistema de Posicionamento Global;

3. SIG’s – Sistemas de Informação Geográfica;

4. Sensoriamento Remoto;

5. Sensores; 6. Controladores Eletrônicos de Aplicação.

Computadores e programas

Atividades como, o mapeamento de colheita, o levantamento de dados de culturas e a amostragem sistematizada de solos, necessitam da elaboração de gráficos e de mapas, do processamento e da análise de dados, que variam no espaço e no tempo. Esses, são realizados em sistemas e programas computacionais, que permitem a implementação das tecnologias utilizadas na Agricultura de Precisão.

GPS – Sistema de Posicionamento Global

Consiste em um conjunto de programas, equipamentos e metodologias integradas, que tornam possível, a coleta, o armazenamento, o processamento e a análise de dados georreferenciados. Os SIG’s melhoram a maneira de como usamos os mapas, e simplificam a realização das análises.

Figura 2. sistema de GPS- receptor (esquerda), conectado ao equipamento (direita) para avaliar a condutividade elétrica dos solos.
Fonte: Embrapa

SIG’s – Sistemas de Informação Geográfica

Ferramenta que determina a posição em qualquer parte do globo. Na Agricultura de Precisão, é utilizado em conexão com outros equipamentos, como, o monitor de colheita, equipamentos para avaliar propriedades dos solos e culturas e controladores para aplicação de insumos a taxas variáveis.

Sensoriamento Remoto

Utilizado em uma variedade de técnicas, desde a avaliação do estado nutricional e hídrico em plantas, até a detecção de plantas daninhas e insetos. O sensoriamento remoto oferece uma rápida e eficiente maneira para acessar a variabilidade espacial e temporal dentro de uma área em uma propriedade, bacia hidrográfica ou região (Schepers, 2001). Além disso, tecnologias de sensoriamento remoto têm sido desenvolvidas com o objetivo de fornecer informações sobre propriedades dos solos, diferenças entre tipos de estresses abióticos das plantas (água ou nutricional) e estimar produção relativa das culturas (Shanahan et al., 2001).

Sensores

Possibilitam a transmissão de impulsos elétricos em resposta a estímulos físicos, tais como: calor, luz, magnetismo, movimento, pressão e som. Com o auxílio de computadores, armazenam o impulso emitido pelo sensor, com o GPS, mede a posição, e com o SIG, analisa e mapeia os dados. Qualquer informação gerada pelo sensor pode ser detalhadamente mapeada.

Figura 3. sensores para avaliação de estresses de nitrogênio e fósforo em milho, sendo testados em nível experimental, na Embrapa Milho e Sorgo, em sete lagoas, MG.
Fonte: Embrapa

Controladores Eletrônicos de Aplicação

São componentes de um sistema automatizado (computadores de bordo), na qual a informação armazenada é utilizada para influenciar a aplicação localizada de insumos (Stone, 1991). Deve ser atingido no tempo e no espaço, para variar a aplicação de um ou mais insumos a diferentes doses, em diferentes profundidades no solo e de uma maneira uniforme e específica dentro de uma determinada área.

Aspecto Ambiental

O potencial para aumentar a qualidade ambiental é frequentemente citado como uma razão para o uso da Agricultura de Precisão (NRC, 1997). De acordo com Pierce & Nowak (1999), podem ser mencionadas algumas áreas nas quais a agricultura de precisão poderá contribuir para minimizar o impacto da agricultura ao meio ambiente.

  1. Redução na aplicação de fertilizantes em áreas cuja capacidade de suprimento de nutrientes dos solos encontra-se em níveis suficientes para o requerimento nutricional das culturas, reduzindo a lixiviação.
  2. Redução no uso de agroquímicos (inseticidas, fungicidas e herbicidas), com a aplicação de doses variáveis.
  3. Minimizar ou mesmo eliminar a aplicação de agroquímicos onde existe potencial para grandes perdas. Isso pode ser conseguido variando a aplicação dos agroquímicos quanto ao tipo, dose e formulação, de acordo com as condições do solo para lixiviação, erosão e volatilização;
  4. Redução da aplicação de água, em áreas sujeitas a lixiviação, utilizando taxa variável de irrigação;
  5. Melhorar o controle da erosão, com redução do escorrimento superficial da água. Os solos, em determinada área, podem apresentar diferentes graus de suscetibilidade à erosão, fazendo com que a aplicação do manejo específico dos solos e de resíduos de culturas seja desejável.

Desafios

Atualmente, considera-se que o mercado de máquinas agrícolas detêm grande parte de tecnologias e não apresenta desafios relacionados a esse âmbito como há 20 anos atrás. Apresentando variadas ferramentas possíveis de serem implementadas no campo, os desafios agora são incrementais.

Referências

BASSOI, Luís Henrique et al. Agricultura de precisão e agricultura digital. Embrapa Pecuária Sudeste-Artigo em periódico indexado (ALICE), 2019.

COELHO, Antônio Marcos. Agricultura de precisão: manejo da variabilidade espacial e temporal dos solos e culturas. Embrapa Milho e Sorgo-Documentos (INFOTECA-E), 2005.

INAMASU, Ricardo Y.; BERNARDI, AC de C. Agricultura de precisão. Embrapa Instrumentação-Capítulo em livro científico (ALICE), 2014.

LINSLEY, C. M.; BAUER, F. C. Test Your Soil for Acidity. College of Agriculture and Agricultural Experiment Station, Univesity of Illinois, 1929. 16 p. (Circular n. 346).

MANTOVANI, Evandro Chartuni et al. Agricultura de precisão e sua organização no Brasil. Agricultura de precisão. Viçosa: UFV, p. 77-92, 2000. 

NACIONAL RESEARCH COUNCIL. Precision agriculture in the 21st century: geospatial and information technologies in crop Management. Washington, DC: National Academy of Science, 1997. 149 p.

PIERCE, F. J.; NOWAK, P. Aspects of precision agriculture. Advances in Agronomy, San Diego, v. 67, p. 1-85, 1999.

SHANAHAN, J. F.; SCHEPERS, J. S.; FRANCIS, D. D.; VARVEL, G. E.; WILHELM, W. W.; TRINGE, J. S.; SCHLEMMER, M. R.; MAJOR, D. J. Use of remote sensing imagery to estimate corn yield. Agronomy Journal, Madison, v. 93, p. 583-589, 2001.

SCHEPERS, J. S. Pratical applications of remote sensing. In: INFORMATION AGRICULTURE CONFERENCE, 2001, Indianapolis. InfoAg 2001: proceedings. Norcross: Potash & Phosphate Institute, 2001. CD-ROM

STONE, M. Control system applications. In: AUTOMATED AGRICULTURE FOR THE 21ST CENTURY SYMPOSIUM, 1991, Chicago. Proceedings… St. Joseph: ASAE, 1991. p. 163-165. (ASAE. Publication, 11-91).

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