Avaliação tecnológica de genótipos do capim Cynodon em diferentes climas

A agricultura 4.0 trouxe novas tecnologias que podem inovar os meios de pesquisa, oferecendo novos métodos, novos cálculos e estimativas com acurácia aprimorada.

A tecnologia da informação vem contribuindo de forma efetiva para otimizar a produção agrícola, a segurança dos alimentos e dos trabalhadores no campo. Diversas tecnologias trabalhando de forma integrada, em particular, as geotecnologias, softwares, VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) e maquinários inteligentes, são capazes de oferecer soluções em meio digital que aprimoram o monitoramento contínuo, o controle e a gestão efetiva da produção agrícola.

Essas tecnologias digitais permitem obter um maior controle em todas as etapas da produção e contribuem de forma eficaz para otimizar a aplicação de insumos, reduzindo os desperdícios, os custos de produção e potenciais impactos ambientais negativos.

Entretanto, paralelamente aos benefícios proporcionados no mercado produtivo, tais tecnologias também podem inovar os meios de pesquisa, oferecendo novos métodos, novos cálculos e estimativas com acurácia superior, que aprimoram os resultados alcançados pelos métodos tradicionais de campo. É este assunto que passaremos a tratar nas próximas linhas.

Experimento

Em um experimento liderado pela Embrapa Gado de Leite, tendo como objetivo de pesquisa a avaliação e a seleção de genótipos de capins do gênero Cynodon para as diferentes condições edafoclimáticas brasileiras, foi realizado um estudo comparativo das correlações entre as características de vigor, altura, área ocupada e peso verde das plantas, mensurados em campo, com à utilização de plataforma VANT.

O experimento foi realizado por seleção clonal com blocos aumentados, 8 blocos e 2 testemunhas de Tifton 85 e Estrela roxa. Os aerolevantamentos realizados ao longo do experimento, que permitiram avaliar a condição dos clones por meio do VANT, ocorreram em momento anterior aos cortes pré-determinados para avaliá-los pelos métodos tradicionais de campo.

Tais aerolevantamentos foram padronizados em altura do voo, tamanho do pixel das imagens, horário, ângulo do sol, força do vento e variáveis técnicas, como percentual de sobreposição de imagens, ISO, etc.

Figura 1: (A) Área experimental dos clones nas parcelas de Cynodon sp. em posicionamento real ; (B) Croqui das parcelas destacando a localização das testemunhas Tífton 85 e Estrela Roxa.

A partir do ortomosaico (Figura 1A), gerado pelo processamento aerofotogramétrico das imagens captadas pelo VANT, foi possível obter aferições a cada 2 cm² da área experimental das parcelas, proporcionando um número muito maior de aferições para as características de altura e área ocupada pelo dossel irregular das plantas.

Este procedimento gerou cálculos estatísticos e matemáticos muito mais precisos e confiáveis, comparativamente às medições em poucos pontos aleatórios, normalmente realizadas pelos métodos tradicionais de campo. Também gerados com esta precisão, os índices de vegetação ofereceram acurácia superior, para as avaliações de vigor das plantas. Esses índices, gerados a partir das câmeras de alta precisão embarcadas no VANT, são superiores ao método tradicional de inspeção visual, comumente utilizado pelo método tradicional para avaliações de vigor.

Por exemplo, foi possível detectar locais de estresse das plantas em vários níveis (doenças, pragas, irrigação falha, carência de nutrientes e etc.) não observáveis visualmente. Além das estimativas de vigor, também foram utilizados os índices de vegetação para delinear, de forma precisa, os perímetros complexos formados pelas plantas, dificilmente obtidos com precisão por métodos tradicionais, facilitando estimar o volume (área e altura) dos clones nas parcelas. Para tanto foram utilizados softwares de geoprocessamento (Figura 2).

Figura 2: (A) índices de vegetação para cálculo dos perímetros das plantas na parcela; (B) Subdivisão do vigor dos clones nas classes (i) saudáveis (esverdeados), (ii) estressados (amarelados) e (iii) fortemente estressados (avermelhados).

A quarta característica avaliada foi a biomassa. Nos métodos tradicionais de campo, o peso verde (biomassa verde) das plantas é estimado por procedimentos destrutivos, necessitando de diversas amostras, que dispende mão-de-obra para o corte, custo dos serviços e de transporte. Entretanto, tal peso pode ser estimado a partir das imagens do VANT, por procedimentos não destrutivos, baseados em correlações estatísticas e modelos matemáticos refinados ao longo dos aerolevantamentos.

A figura 3 indica a diferente seleção de genótipos promovida pelos métodos do VANT e tradicionais. Demonstra a acurácia superior das geotecnologias embarcadas no VANT para estimar as características de interesse: vigor, altura, área ocupada e peso verde das plantas. Desta forma, obteve-se uma classificação mais precisa, gerando impactos positivos na pesquisa para seleção dos melhores genótipos de Cynodon sp.

Figura 3: (A) Classe dos doze melhores genótipos atribuídos com nota máxima 5 utilizando os métodos tradicionais de campo; (B) Ranking dos doze melhores genótipos selecionados a partir das geotecnologias embarcadas no VANT

Aspectos econômicos proporcionados pelos VANTs no mercado produtivo

A partir de um estudo realizado pela EMBRAPA (Agropensa – Diálogos Estratégicos e Inovação Local), em 2006, focando a lucratividade em 4,4 milhões de estabelecimentos agrícolas, constatou-se que 56% acumulavam prejuízos, apresentando uma renda líquida negativa e comprometimento do patrimônio. O estudo apontou como causas preponderantes, os erros na administração da propriedade, mas, principalmente, aqueles relacionados à tecnologia adotada em campo.

Cita-se, por exemplo, a adoção de taxas médias de água e agroquímicos (herbicidas, pesticidas, fertilizantes, reguladores de crescimento, etc.) baseadas em poucos pontos amostrados na área de plantio. Ao longo do ciclo de vida das plantas, aplicações a taxas médias podem implicar em maior impacto ambiental, maior número de horas trabalhadas e significativo desperdício de produtos. Essa prática de manejo pode onerar fortemente os custos de produção com impactos negativos sobre o lucro, em particular do pequeno e do médio produtor, podendo até mesmo inviabilizar sua permanência na atividade.

Contudo, guiados pelos conceitos da agricultura de precisão, os recursos tecnológicos dos VANTs permitem implementar a técnica de manejo com aplicações precisas, a taxas variadas, podendo direcionar de forma mais eficaz os recursos e os esforços no campo.

A figura 4A revela o mapa de vigor para as áreas saudáveis (verde), estressadas (amarelo) e fortemente estressadas (vermelho), identificadas a partir das imagens do VANT. Essa classificação indica quais locais deverão receber uma quantidade maior ou menor de determinado produto. A Figura 4B mostra o mapa de prescrição da aplicação do produto que pode ser executado por tratores e maquinários automatizados, por smartphones ou serem trabalhados de forma manual.

Figura 4: Mapas elaborados a partir das imagens do VANT - (A) Mapa de vigor, em alta resolução, destacando as áreas saudáveis (verde), estressadas (amarelo) e fortemente estressadas (vermelho) de um plantio; (B) Mapa de prescrição a taxas variadas.

Portanto, por meio das geotecnologias embarcadas no VANT, é possível monitorar estrategicamente os diversos tipos de plantio e identificar, pontualmente, os locais afetados, por exemplo, por carência de insumos, carência ou excesso de água, pragas, doenças, plantas invasoras, entre outros.

Pode-se prover informação para mensurar, com bastante precisão, os custos dispensados com os agroquímicos e com a mão de obra, evitando desperdícios de produtos e despesas desnecessárias, normalmente geradas por aplicações médias e uniformes em toda a área.

O uso da agricultura de precisão pode gerar ganhos de eficiência produtiva com impactos positivos na rentabilidade, tornando uma propriedade agrícola de baixo desempenho em economicamente viável, pela acurácia no manejo das plantas, possibilitando margens líquidas positivas que viabilizem, para o produtor, caminhos para permanecer e prosperar no negócio.

Autor: 
Walter Coelho P de Magalhaes Junior
Analista da Embrapa Gado de Leite