Agricultura de Precisão

Pela tecnologia ao alcance de TODOS

A ferramenta da agricultura de precisão vai muito além de máquinas sofisticadas e caras, mas ainda é preciso desenvolver pesquisas para que pequenos e médios produtores tenham acesso às suas possibilidades e ganhos

Professor Daniel Marçal de Queiroz, Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa/MG

Para determinar a variabilidade espacial dos solos, um dos caminhos é ir a campo e utilizar uma malha de pontos préespecificada, coletar amostras de solo e, posteriormente, realizar a análise do solo

A humanidade está sendo desafiada a resolver o problema crônico da segurança alimentar. Atualmente, somos um pouco mais de 7 bilhões de pessoas no planeta, desses, cerca de 1 bilhão passam fome e cerca de 2 bilhões são subnutridos. O crescimento econômico dos países na Ásia, África e América Latina vem provocando um aumento na demanda por alimento. Estima-se que em 2050 seremos 9 bilhões de pessoas na Terra, e este esperado aumento populacional conjugado com o crescimento econômico resultará na necessidade de mais alimentos. Estima-se que, para atender essa demanda futura, será preciso produzir de 60% a 100% a mais do que produzimos hoje.

O problema é que o mundo não tem tanta área assim para expandir a agricultura. Talvez só a America Latina e a África possuam áreas para uma significativa expansão. Além disso, devemos enfrentar escassez de energia e de outros insumos usados na agricultura e teremos que nos preocupar mais com o meio ambiente, para reduzir o impacto ambiental causado pela agricultura. Ou seja, a humanidade e, principalmente, os agricultores, estão sendo desafiados a produzir mais usando menos recursos. A solução do problema que o mundo enfrenta em relação à segurança alimentar passa, necessariamente, pelo aumento da eficiência na agricultura.

Até praticamente duas décadas atrás, a agricultura mecanizada de alto desempenho tratava os campos de produção como se esses fossem uniformes. Embora alguns trabalhos de pesquisa e mesmo os próprios agricultores, pela sua experiência, mostrassem que os campos de produção não eram uniformes. Mas essa foi a forma que o homem encontrou para aumentar a eficiência de produção no campo.

A partir de 1990 começa ser implementada uma nova forma de manejar os campos de produção, a chamada agricultura de precisão. Nesse novo sistema de manejo, os campos de produção são tratados de forma variável, os insumos são aplicados de acordo com a necessidade de cada região no campo. Isso se tornou possível graças ao aparecimento dos Sistemas Globais de Navegação por Satélite e ao desenvolvimento de sensores e atuadores que, acoplados a máquinas agrícolas, tornaram possível variar a dosagem dos insumos de forma automática à medida que a máquina se desloca no campo.

A aplicação da agricultura de precisão permite ao agricultor racionalizar o uso dos insumos e, na grande maioria das situações, o emprego da agricultura de precisão resulta em aumento de produtividade. Além disso, como o emprego da agricultura de precisão resulta na redução do desperdício de insumos no campo, essa técnica traz como consequência a redução do impacto ambiental provocado pelas práticas agrícolas. Ou seja, aplicandose a agricultura de precisão, é possível produzir mais usando menos recursos. Portanto, a agricultura de precisão é uma das técnicas que a humanidade tem em mãos para aumentar a segurança alimentar no planeta.

A aplicação da agricultura de precisão vem crescendo rapidamente no Brasil. Embora não se tenha estatísticas para medir essa adoção, sabe-se que há alguns milhões de hectares no Brasil que são cultivados utilizando o conceito da agricultura de precisão. Se for verificar quem são os agricultores que têm adotado a agricultura de precisão, verifica-se que se tratam, principalmente, de produtores que cultivam extensas áreas.

Além das máquinas caras — Embora pouco adotada por pequenos produtores, é claro que agricultura de precisão também pode ser adotada por esse tipo de produtor. Afinal de contas, a agricultura de precisão é muito mais que apenas máquinas sofisticadas e, portanto, mais caras. É, acima de tudo, uma nova forma de manejo, em que se busca tratar os campos de produção de acordo com as necessidades de cada local. Resta-nos o desafio de buscar formas de viabilizar a agricultura de precisão para a pequena produção.

Os pequenos produtores respondem por uma parcela importante da produção agrícola. Isso não ocorre só no Brasil. Na África e na Ásia os pequenos produtores geralmente cultivam menos de um hectare e são responsáveis pela maior parte da produção agrícola. Se queremos produzir alimentos para 9 bilhões de pessoas a partir de 2050, e temos que produzir mais usando menos, então é preciso viabilizar a agricultura de precisão para os pequenos produtores.

Na mão, um sensor portátil para determinação da condutividade elétrica aparente do solo

A aplicação da agricultura de precisão para pequenos produtores é mais difícil de ser viabilizada, uma vez que eles têm uma menor capacidade de investimento. Além disso, a menor escala de produção faz com que seja mais difícil amortizar o investimento necessário. Outro problema é que a indústria nem sempre está interessada em produzir equipamentos de pequeno porte devido a questões econômicas. Esses são os principais desafios que enfrentamos quando queremos desenvolver técnicas de agricultura de precisão para pequenos produtores. Em resumo, temos que pensar em tecnologias que sejam de baixo custo e facilmente assimiláveis pelos pequenos produtores.

Uma vez que tenhamos as tecnologias disponíveis, um outro ponto que precisa ser atacado é a questão da assistência técnica ao pequeno produtor. Para que a agricultura de precisão seja aplicada com sucesso, é importante se ter uma boa capacidade de análise do sistema de produção para que decisões tomadas sejam as mais corretas possíveis. Nesse ponto, entendemos que o sucesso do emprego da agricultura de precisão passa necessariamente por um serviço de extensão rural forte, com técnicos bem capacitados, capazes de auxiliar os pequenos produtores na utilização da agricultura de precisão.

É importante ressaltar que agricultura de precisão, além de ser um novo sistema de manejo, exige um maior cuidado por parte do agricultor. É preciso ter em mente que na agricultura de precisão estamos procurando formas de aumentar a eficiência do sistema de produção. Portanto, as máquinas precisam estar sempre em boas condições de uso, com a manutenção em dia e bem reguladas. Um sistema de controle de tudo que se usa para cultivar e quanto está se produzindo também é importante. A ideia é que a cada ano que passa tenhamos mais informações disponíveis para a tomada de decisão, de tal forma que possamos aprimorar o modo de produzir.

Zonas de manejo — Uma das técnicas de agricultura de precisão que parece ter maior potencial de aplicação para pequenos produtores é a divisão das áreas de produção em zonas de manejo. Tecnicamente uma zona de manejo é uma parte da área de produção que apresenta fatores similares que limitam a produtividade. Sendo assim, podemos aplicar uma dosagem fixa dentro de cada zona de manejo. Isso significa que a dosagem deverá ser mudada apenas quando se passar de uma zona de manejo para outra. Essas zonas de manejo podem ser fisicamente demarcadas na área de tal forma que o agricultor possa identificar os limites de cada zona. As máquinas utilizadas na agricultura convencional poderão ser utilizadas, bastando mudar a regulagem da máquina quando se passar de uma zona para outra.

O problema passa a ser a delimitação dessas zonas. Para isso, precisamos levantar informações junto ao produtor para entender os fatores associados ao sistema de produção. Essas informações obtidas precisam ser complementadas com um levantamento por meio de sensores, e, no caso da pequena produção, sensores de baixo custo, de tal forma a caracterizar a variabilidade espacial do sistema de produção. Uma vez obtidos os dados é preciso utilizar programas de computador para analisar a variabilidade espacial das variáveis para delimitar as zonas de manejo. Delimitadas as zonas de manejo, é necessário caracterizar cada uma delas e buscar a melhor recomendação dos insumos a serem aplicados.

Para determinar a variabilidade espacial dos solos, basicamente são dois os caminhos. O primeiro é ir a campo e utilizar uma malha de pontos pré-especificada, coletar amostras de solo e, posteriormente, realizar a análise do solo em laboratório para saber os atributos que interessam. O problema desse processo é que é demorado e é caro. Uma alternativa para esse método é a utilização de sensores que medem propriedades que indiretamente estão relacionadas com os atributos de interesse.

À esquerda, mapa de condutividade elétrica aparente do solo obtido via sensor portátil; à direita, mapa mostrando a delimitação de zonas de manejo com base na condutividade elétrica aparente do solo

Um dos sensores mais estudados para caracterizar de forma indireta a variabilidade espacial dos solos é o sensor de condutividade elétrica aparente do solo. Esses sensores são relativamente baratos e permitem a coleta de dados de forma rápida, permitindo a utilização de uma malha com elevada densidade de pontos, resultando numa melhor caracterização da variabilidade espacial do solo. Para pequenas áreas de cultivo, se pode lançar mão de sensores de condutividade elétrica aparente do solo do tipo portátil, conforme mostrado na Figura 1. Com a utilização dos sensores portáteis de condutividade elétrica aparente do solo conjugado com um sistema de posicionamento com base em satélites e utilizando programas de computador para análise da variabilidade espacial, é possível gerar mapas de condutividade elétrica aparente do solo, segundo a Figura 2.

Exemplo: mapa da variabilidade espacial da qualidade de café obtido nas safras colhidas entre 2004 e 2007 na Fazenda Graúna, em Araponta/MG

Uma vez obtido o mapa de condutividade elétrica aparente do solo, o problema passa a ser identificar os fatores que estão causando a variabilidade espacial dessa variável. Sabe-se que a condutividade elétrica aparente é influenciada pela sanilidade, pelo teor de água, pela textura do solo e pelos atributos químicos do solo. A pesquisa nesse momento está buscando formas de entender o relacionamento entre a condutividade elétrica e os atributos do solo e determinando qual o melhor momento para se coletar os dados de condutividade elétrica, de tal maneira que o dado coletado esteja melhor correlacionado com atributos associados com a fertilidade do solo. Nesse particular, trabalhos de pesquisa, incluindo os realizados na Universidade Federal de Viçosa/MG, têm demonstrado que a medição da condutividade elétrica deve ser realizada quando o solo está com teor de água próximo à capacidade de campo, pois nessa condição essa variável está melhor correlacionada com a fertilidade dos solos.

Estamos certos que a utilização de sensores de condutividade elétrica aparente do solo terá um importante papel no emprego da agricultura de precisão. Entretanto, esses sensores sozinhos não serão suficientes para entender a variabilidade espacial do solo. Estamos buscando outros sensores que conjugados com os sensores de condutividade elétrica aparente possam representar melhor a variabilidade espacial dos atributos de importância para o cultivo. Utilizando o mapa de condutividade elétrica aparente juntamente com outras informações disponíveis, como, por exemplo, um mapa de elevação da área (geralmente denominado modelo digital de elevação), mapas de produtividade e imagens obtidas por sensoriamento remoto, é possível, por meio da utilização de programas de computadores, gerar as zonas de manejo. Na Figura 3 é mostrado um mapa de zonas de manejo produzido a partir de um mapa de condutividade elétrica e pelo modelo digital de elevação.

Amostra de solo — Uma vez definidas as zonas de manejo, aí é hora de ir a campo e amostrar o solo de cada zona de manejo para definir quanto de corretivo e quanto de fertilizante terá que ser usado em cada zona. É recomendável, também, que o produtor faça alguns testes em cada zona para definir qual é o manejo ideal para cada zona de manejo. Pode, por exemplo, testar diferentes cultivares e avaliar qual responde melhor. Pode testar diferentes doses de adubo ou realizar qualquer outro tipo de teste que julgar interessante. Mais uma vez, reforça-se a ideia de que agricultura de precisão requer um maior cuidado por parte do agricultor na busca por melhor eficiência na forma de produzir. Para o monitoramento do desenvolvimento das culturas e a consequente identificação de estresse provocado por deficiências nutricionais ou por ataque de pragas, ou por doenças, ou pela competição com plantas daninhas, existem vários sistemas disponíveis. Desde sensores portáteis que medem o índice de clorofila da folha com base na transmitância ou na reflectância das folhas em determinados complimentos de onda até sistemas com base em sensoriamento remoto.

Técnicas para mapeamento de produtividade e de qualidade vêm sendo desenvolvidas para pequenas e médias propriedades. Na Figura 4 é apresentado um mapa da variabilidade espacial da qualidade de bebida do café produzido na Fazenda Braúna, localizada em Araponga/MG. Esse tipo de informação pode ser utilizada para direcionar as práticas de colheita e póscolheita de tal forma a produzir um café de melhor qualidade e, assim, obter um melhor retorno financeiro.

Vários trabalhos e pesquisas voltados para a aplicação da agricultura de precisão para a pequena produção vêm sendo desenvolvidos na Universidade Federal de Viçosa, na Universidade Federal de Santa Maria/RS e em outros centros de pesquisa brasileiros. Algumas dessas pesquisas têm se mostrado promissoras. Se tivéssemos maior disponibilidade de recursos para a pesquisa, certamente teríamos avançado muito mais. Mesmo trabalhando com pouco recurso, o sentimento do grupo de pesquisadores que atuam em agricultura de precisão na UFV é que precisamos continuar atuando nessa linha de pesquisa, pela importância que ela representa. Esperamos ver um dia a grande maioria dos pequenos produtores adotando tecnologias de agricultura de precisão.

Obs.: as figuras foram extraídas das teses de doutorado de Enrique Anastácio Alves e de Domingos Sárvio Magalhães Valente, que concluíram o doutorado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa