UNIDADES DE MANEJO: UMA OPÇÃO DESAFIADORA E MAIS INTELIGENTE

Transcrição

1 Departamento de Engenharia de Biossistemas ESALQ/USP UNIDADES DE MANEJO: UMA OPÇÃO DESAFIADORA E MAIS INTELIGENTE V Seminário de Agricultura de Precisão Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz 9 de Outubro de 2015 Leandro M. Gimenez lmgimenez@usp.br 2015

2 Árvore de Decisão para Manejo da Variabilidade Espacial Existe variabilidade na produtividade? Sim Não Taxa fixa Não Não Podem ser caracterizados? Podem ser manejados? Sim Sim Os fatores que geram variabilidade espacial oscilam temporalmente? É factível o manejo em tempo real/quase real? Sim Não Sim Taxa variável/ações de convívio

3 Presença de Variabilidade e Ferramentas Há ferramentas que permitem aplicações localizadas. Região previamente aplicada Variabilidade espacial ocorre, sem dúvidas... Área preservada 3

4 350 D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a d e B i o s s i s t e m a s E S A L Q / U S P Objetivos do manejo localizado Impacto econômico Impacto ambiental Margem Líquida (R$/ha) Gimenez, L. M., Fundação MT (2012)

5 Impedimentos para manejo da variabilidade espacial Caracterização da Variabilidade Aplicação de Fertilizante Variabilidade induzida Baixa produtividade Distribuição de palha na colheita Alta produtividade

6 Impedimentos para manejo da variabilidade espacial Caracterização da Variabilidade Amostragem Esparsa Inv. Dist am/ha V% Inv. Dist. 6.4 am/ha Inv. Dist. 0.9 am/ha Inv. Dist am/ha Gimenez, L. M., Fundação MT (2011)

7 Impedimentos para manejo da variabilidade espacial Variabilidade Temporal Spekken et al. (2015)

8 Impedimentos para manejo da variabilidade espacial Equipamentos Gimenez, L. M., Fundação MT (2012)

9 Impedimentos para manejo da variabilidade espacial Interpretação Conhecimento Teor de potássio Gimenez, L. M., Fundação MT (2014) Produtividade

10 Unidade de manejo Meio termo entre o manejo em taxa única e o VRT contínuo Agronomicamente adequado Operacionalmente viável

11 Região em um campo que apresenta uma combinação homogênea de fatores para a qual uma estratégia ótima de manejo pode ser adotada

12 Nutrientes f(unidade de solo) Tipos de Solo CXbd2 (26.6 ha.) LBd1 (8.2 ha.) LBd2 (9.8 ha.) LBd3 (0.4 ha.) Meters Gimenez & Dos Anjos (2003)

13 Exemplo: regulador de crescimento em algodão CEa Área aplicada - Regulador Total = 90,2 ha Aplicado = 46 ha Gimenez, L. M., Fundação MT (2014)

14 Unidade de manejo para: Fertilizantes Corretivos Agrotóxicos PRODUTIVIDADE Água Sementes Preparo de solo

15 Unidade de manejo para produtividade Região em um campo que apresenta uma combinação homogênea de fatores que limitam a produtividade, para a qual manejos/doses únicas de insumos podem ser utilizadas

16 Exemplo: mapas de produtividade para definir adubação

17 Ferramentas Alta densidade amostral através do uso de sensores Sensores para parâmetros direta ou indiretamente relacionados à produtividade

18 18 D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a d e B i o s s i s t e m a s E S A L Q / U S P Parâmetros para estabelecer UMP: Propriedades temporalmente estáveis que condicionam a produtividade: Posição no relevo, Granulometria, Matéria Orgânica, Condutividade Elétrica Produtividade ou medidas indiretas do desempenho das culturas: mapas de produtividade e diversas plataformas e sensores para refletância: 3 ou 4 safras para contemplar efeito da variabilidade temporal

19 Produtividade + Altimetria Algodão Gimenez, L. M., Fundação MT (2012) 19

20 Posição no relevo 350m MATERIAL RENDIMENTO (kg/ha) m Gimenez, L. M. (2008) Gimenez, L. M., Fundação abc (2003)

21 Declividade D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a d e B i o s s i s t e m a s E S A L Q / U S P Gimenez, L. M., Fundação abc (2008)

22 Condutividade Elétrica e Classificação de Solo Shaner et al. (2008) The zone-based soil sampling could provide agronomical useful soil information as compared to grid soil sampling, without having the need to acquire a large number of soil samples as is the case of grid soil sampling which is time consuming, labor intensive, and cost prohibitive for most farmers

23 Definição de unidades de manejo Mapeamento da variabilidade na produtividade ou vigor de plantas Mapeamento da variabilidade em propriedades temporalmente estáveis do solo Análise de agrupamento Amostragens direcionadas pelas unidades Manejo

24 Definição de unidades de manejo Mapeamento da variabilidade na produtividade ou vigor de plantas Cuidado com fontes de variabilidade: induzida, temporal Manejos distintos na mesma área dificulta a definição das unidades

25 Definição de unidades de manejo Mapeamento da variabilidade na produtividade ou vigor de plantas Gimenez, L.M. (2012) Fundação MT

26 Definição de unidades de manejo Mapeamento da variabilidade na produtividade ou vigor de plantas Cuidado com a qualidade da informação

27 Definição de unidades de manejo Condutividade Elétrica Aparente Mapeamento da variabilidade em propriedades temporalmente estáveis do solo

28 Definição de unidades de manejo Granulometria Mapeamento da variabilidade em propriedades temporalmente estáveis do solo

29 Definição de unidades de manejo Empilhamento de mapas e operações entre mapas Análise de agrupamento Exemplo Produtividade alta 20 a 30% > Média Intermediária Produtividade baixa 20 a 30% < Média Instável CV > 30% Gimenez, L. M., Fundação abc (2002)

30 Definição de unidades de manejo Análise de Agrupamento Clustering Fuzzy Clustering Algoritmo para classificação, supervisionada ou não supervisionada de um conjunto de dados Redução da variabilidade dentro da classe e maximização das diferenças entre as classes Análise de agrupamento FuzME Australian Centre for Precision Agriculture (ACPA) al/software/fuzme.shtml MZA USDA software/download.htm?softwarei d=24

31 Definição de unidades de manejo Amostragem estratificada composta Durante o ciclo para acompanhamento da cultura e estabelecimento das relações efeito-causa Solo identificação dos fatores restritivos, obtenção dos teores, monitoramento Menos amostras e mais detalhadas: física, química, patógenos Amostragens direcionadas pelas unidades Caracterização da estratificação Estabilidade temporal

32 Amostragem no interior de cada classe de CEa

33 Argila D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a d e B i o s s i s t e m a s E S A L Q / U S P Amostragem no interior de cada classe de CEa Nutrientes x cargas no solo x CEa Argila < 150 g kg -1 CEa < 1,6 ms m amostras em diversos talhões Primavera do Leste CEa Amostras coletadas na camada de 0 a 10 cm Gimenez, L. M., Fundação MT (2014)

34 Uso da CEa para manejo de nutrientes Nutrientes x cargas no solo x CEa 120 amostras em diversos talhões Primavera do Leste Amostras coletadas na camada de 0 a 10 cm Gimenez, L. M., Fundação MT (2014)

35 Uso da CEa para manejo de nutrientes Nutrientes x cargas no solo x CEa 120 amostras em diversos talhões Primavera do Leste Amostras coletadas na camada de 0 a 10 cm Gimenez, L. M., Fundação MT (2014)

36 Finalidade das unidades de manejo Apenas insumos visando economia Objetivo médio prazo compreender as necessidades de cada unidade para maximizar a rentabilidade global Na maior parte dos casos fácil diagnóstico Experimentos/testes para ajustar Manejo

37 # # # # REP 1 # # D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a d e B i o s s i s t e m a s E S A L Q / U S P Definição dos manejos em cada região Produtividade (kg/ha) a 8781b 7698c COMPOSTO GESSO ESTERCO 0 Alto Médio Baixo Potencial produtivo REP 3 REP 2 CALCÁRIO 1,5 t/ha CALCÁRIO 0 POP POP POP Meters Gimenez, L. M. (2006)

38 Produtividade (kg/ha) LSD 5% Gimenez, L. M. (2006) D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a d e B i o s s i s t e m a s E S A L Q / U S P 0 Produtividade de acordo com o histórico e dose de calcário aplicado 10102a Alto 10012a 7776a Baixo 0 t/ha 1,5 t/ha Produtividade (kg/ha) LSD 5% a Produtividade de acordo com o histórico e dose de composto aplicado 9975a Alto 10033a 7497b Baixo 0 t/ha 1,5 t/ha 8506a

39 Gimenez, L. M., Fundação MT (2014) 39

40 Baixa Produtividade Alta Produtividade Gimenez, L. M., Fundação MT (2014) 40

41 Alta Produtividade Baixa Produtividade Gimenez, L. M., Fundação MT (2014) 41

42 Manejo adubação e população de plantas Produtividade Milho CEa Gimenez, L. M., Fundação MT (2014) 42

43 Mobilização Aplicação de fósforo Adubação CROQUI PARA IMPLANTAÇÃO DE EXPERIMENTO - FAZ. ANA PAULA TALHÃO 47 Região de Maior Condutividade Eletrica CURVA DE NÍVEL Região de Menor Condutividade Eletrica Incorporado/Facão G E F C A B D A F B D C E G G E D C B F A E D A B C F G Em Superfície G F D B C A E E B D A C F G G B F C A D E A F B C D E G Incorporado/Facão G E B C D A F E A D B C F G G C B D E A F D C B F E A G Em Superfície G E D A B C F B A D F C E G G E A D B C F A F B C D E G Incorporado/Facão G D C F B A E E A F D C B G G F D B C A E E B D A C F G Em Superfície G A F B C D E C B D E A F G G B D C F A E A C E D B F G CORREDOR CORREDOR TALHÃO 45 Legenda Incorporado Superfície 0 kg de supersimples 250 kg/ha de supersimples A KCL = 0 B 150 kg/ha de KCL em superfície na semeadura C 75 kg/ha de KCL semeadura + 75 cobertura D 1000 kg/ha de gesso + 75 kg/ha de KCL semeadura + 75 cobertura E 7000 kg/ha de esterco F 390 kg/ha de uréia Supersimples Kcl G kg/ha de casquinha de algodão X Número da parcela MATO Gimenez e Cortinove, Fundação MT (2015) 43

44 Cea A B Produtividade, kg/ha Biomassa V3, kg/ha Gimenez e Cortinove, Fundação MT (2015) 44

45 0 kg de supersimples 250 kg/ha de supersimples A KCL = 0 B 150 kg/ha de KCL em superfície na semeadura C 75 kg/ha de KCL semeadura + 75 cobertura D 1000 kg/ha de gesso + 75 kg/ha de KCL semeadura + 75 cobertura E 7000 kg/ha de esterco F 390 kg/ha de uréia Supersimples Kcl G kg/ha de casquinha de algodão X Número da parcela D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a d e B i o s s i s t e m a s E S A L Q / U S P Gimenez e Cortinove, Fundação MT (2015) 45

46 Nematoides Gimenez e Cortinove, Fundação MT (2015) 46

47 47 D e p a r t a m e n t o d e E n g e n h a r i a d e B i o s s i s t e m a s E S A L Q / U S P Nematoides Parâmetro Local A M B Massa de plantas aos 60 dias, g 918 a 861 ab 783 b Altura de plantas aos 60 dias, cm 56 a 49 b 47 b Produtividade, kg/ha 3927 a 3422 b 3406 b *Médias seguidas de mesmas letras na linha não diferem segundo o teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro Parâmetro Nematicida Sem Com População inicial de plantas, pl/ha a b População final de plantas, pl/ha Produtividade, kg/ha *Médias seguidas de mesmas letras na linha não diferem segundo o teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro Gimenez e Cortinove, Fundação MT (2015)

48 Nematoides Parâmetro Local A M B Pratylenchus no solo aos 60 dias 138 ab 149 a 70 b Pratylenchus na raiz aos 60 dias 1966 a 1341 b 913 b Meloidogyne na raiz aos 30 dias 448 ab 719 a 241 b Meloidogyne no solo aos 60 dias 270 a 185 ab 84 b Meloidogyne na raiz aos 60 dias 662 a 644 a 233 b Ovos na raiz aos 60 dias 4522 a 3531 a 2469 b *Médias seguidas de mesmas letras na linha não diferem segundo o teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro Parâmetro Meloigogyne no solo aos 60 dias Heterodera no solo aos 30 dias Local x Nematicida A M B Sem Com Sem Com Sem Com 144 b 396 a b 86 a b 35 a Ovos no solo aos 60 dias Produtividade, kg/ha *Médias seguidas de mesmas letras na linha dentro de cada local não diferem segundo o teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro Gimenez e Cortinove, Fundação MT (2015) 48

49 Visão de Sistema melhoria dos ambientes restritivos Condutividade Elétrica ms m -1 Gimenez, L. M., Fundação MT (2011)

50 Considerações Finais Curto prazo: Manejo de insumos mais eficiente com amostragem adequada estratificada, compostas, menos amostras mais parâmetros Médio prazo (3 a 5 safras): Manejo do sistema de produção estabelecendo relações causa-efeito amostragens estratificadas durante o ciclo 50

51 OBRIGADO Leandro M. Gimenez