Tratamentos localizados

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1 Tratamentos localizados José P. Molin ESALQ/USP Objetivo Abordar os temas relacionados aos equipamentos que permitem a aplicação de insumos em taxas variáveis (sólidos e líquidos), composições de máquinas e seus controladores eletrônicos APLICAÇÃO LOCALIZADA DE OPERAÇÕES E INSUMOS A essência da agricultura de precisão! 1

2 Um Forte Apelo Ambientalista Os excedentes de fertilizantes e defensivos são vistos como grandes vilões do desequilíbrio do meio ambiente no mundo moderno. A aplicação dosada e localizada desses insumos é um avanço significativo na busca de um novo padrão de qualidade na agricultura. Adubação O que o agricultor faz hoje em um talhão é a adubação baseada em uma única análise e em alguns outros fatores locais. A equação hoje adotada para o talhão como um todo, sendo aplicada para cada pequena porção desse talhão, resultará em um mapa de aplicação para os componente da fertilidade do solo que são manejáveis via aplicação. Pulverização O agricultor faz hoje o controle em dose única e em área total. A maior limitação está na obtenção e definição dos mapas de aplicação. Especialmente no controle de invasoras (herbicidas), os resultados têm sido extremamente favoráveis à aplicação localizada. 2

3 Preparo do Solo - Compactação A compactação do solo é preocupação na agricultura brasileira associada especialmente à cana e ao plantio direto, e vários agentes colaboram para a sua formação. Ela não é uniforme, portanto existe espaço para se explorar o controle localizado da compactação na medida em que se desenvolverem métodos rápidos e eficientes de diagnóstico. Semeadura Existe potencial para a densidade diferenciada de sementes em função das condições do solo. Uma das cultura com maiores chances para resposta é o milho. Outras culturas devem oferecer oportunidade de racionalização da quantidade de sementes Estratégias Obter produtividades maiores utilizando a mesma quantidade de insumos consumida em aplicação uniforme. Produzir o mesmo que em aplicação uniforme mas com menos insumos. 3

4 Estratégia AgChem O Manejo da variabilidade de campo Aplicação uniforme Controle via mapa de aplicação Controle automático ou por sensores Aplicação de insumos em AP No contexto da AP (aplicação variável), pode-se considerar apenas duas opções de estratégias de aplicação: Ação por mapa 4

5 Aplicação controlada a partir de mapa Localizador Aplicador Mapa Aplicação de insumos em AP No contexto da AP (aplicação variável), pode-se considerar apenas duas opções de estratégias de aplicação: Ação por mapa Ação por controle automático Aplicação controlada a partir de sinal de sensores (de plantas ou de solo) Aplicador Sensor 5

6 Aspectos a Considerar Para se gerar os mapas é necessário uma quantidade bastante grande de dados. A precisão depende da densidade de pontos amostrais. No controle por mapas há um intervalo de tempo considerável entre a coleta das amostras e a intervenção. O controle por mapas permite planejar o abastecimento da operação pois as quantidades as serem aplicadas são previamente conhecidas. Aplicação em Taxa Variável O estado da arte em equipamentos Aplicação de Fertilizantes e Corretivos Disponibilidade dos nutrientes em função do ph em água do solo Boletim de Pesquisa de Soja 2006, Fund. MT 6

7 Distribuidor a Lanço Controlador O que é um controlador de taxa variável? MAPA CPU ATUADOR (Válvula) GPS MOTOR HIDRÁULICO OU... DOSADOR Controlador típico dos anos

8 Aplicadores a lanço Distribuidor pneumático Distribuidor pneumático Modelo mais avançado com controle individual para até 9 produtos 8

9 /04/2010 Recentes aplicadores pneumáticos Aplicação de esterco líquido em taxa variada Purdue University, 2001 Taxa variável em citros Row spacing 18 height 100% rate Trunk line N fertilizer rate =240 lb/ac/y (BMP max) Infrared light beams Sensors 13 height 83% rate 8 height 66% rate Com base nos mapas de produtividade, volume de plantas ou sensores 3 height 50% rate 0 height 0% rate Deposição do fertilizante na zona das raízes e não em áreas vazias Schumann,

10 Fertilizer reductions for a citrus grower using a VRT spreader. Results only for 1st of 3 apps... Therefore, the 73 tons of fertilizer saved in this one application would result in a a reduction of nearly 220 tons applied over the course of a year. Grove Resets Size Trad. VRT Savings (%) (ha) (tons) (tons) (tons) (%) Avg/Tot Schumann, 2009 O conceito de Implemento virtual e de aplicação por zonas Sistemas baseados em zonas de aplicação com a variação da marcha (velocidade) e/ou regulagem da máquina 10

11 ZANUNCIO, L.F.M., 2007 O conceito comercial de aplicação por zonas ZANUNCIO, L.F.M., 2007 O conceito comercial de aplicação por zonas A demarcação das zonas de aplicação ZANUNCIO, L.F.M.,

12 A demarcação das zonas de aplicação Amostragem por células gera mapa de aplicação por células, que é algo intermediário entre a aplicação por zonas e aplicação em taxa variável plena Aplicação em taxa variável plena (de calcário) Dose 12

13 Aplicação por zonas de aplicação Dose Dose Cada pixel com um valor 13

14 Taxa variável no Brasil Aplicadores a lanço Distribuidora de sólidos em faixas (calcário e fertilizantes) P Fórmula Diferença em K entre o recomendado e o aplicado Application rates P 41,6 kg.ha -1 (14,1 ha) 54,1 kg.ha -1 (27,7 ha) 62,1 kg.ha -1 (19,9 ha) 74,0 kg.ha -1 (9,7 ha) K Differences ink -37,8 kg.ha -1 (14,4 ha) -6,6 kg.ha -1 (20,7 ha) 17,7 kg.ha -1 (20,1 ha) 43,4 kg.ha -1 (16,2 ha) Application rates K 14,3 kg.ha -1 (16,3 ha) 39,4 kg.ha -1 (16,8 ha) 60,8 kg.ha -1 (21,7 ha) 84,8 kg.ha -1 (16,5 ha) Fix rate Variable rate Yield K 2 O P Yield K 2 O P (kg.ha -1 ) (kg.ha -1 ) (kg.ha -1 ) (kg.ha -1 ) (kg.ha -1 ) (kg.ha -1 ) Maximum 10, , Minimum 1,127.3* ,740.7* Average 6,978.6* ,069.7* Standard deviation 1,088.7* * * Different at 5% by t Test between treatments 14

15 Semeadura em doses variadas Sem transmissão! Substituída por motor hidráulico Controlado na cabine Agrishow

16 Escarificação em profundidades variadas Preparo localizado do solo - Escarificador de movimento vertical DGPScontrolled shallow deep WERNER, A. (2008) Voßhenrich, Sommer (2001) site specific tillage depths Preparo localizado do solo - Escarificador de movimento vertical Amazone Centaur WERNER, A. (2008) Os controladores 16

17 Layout de um sistema controlador de taxa variada Um console para várias aplicações monitorando a semeadura ( monitor de plantadeira ) controlando adubação em taxa variável ou um console controlando várias funções na semeadora-adubadora Padronização da comunicação eletrônica entre o trator e a máquina Padrão ISOBUS

18 Padronização da comunicação eletrônica entre o trator e a máquina Norma ISOBUS que tem como elemento central o terminal virtual controlando adubação em taxa variável controlando as seções da barra de um pulverizador monitorando a semeadura ( monitor de plantadeira ) Exemplos do Agrishow 2009 Semeadora adubadora Calcariadora em faixas Calcariadora a lanço 18

19 Qual a largura efetiva de trabalho de uma máquina a lanço? 6 5 Peso (g/coletor) Distância (m) 45 Contínuo Alternado Esquerdo Alternado Direito CV (%) LE (m) Calcario - 2,20 m/s Calcário - 2,2 m/s Peso (g) 400,00 300,00 200,00 100,00 0, C.V. (%) ,00 5,00 10,00 15,00 20,00 Largura efetiva (m) Coletor CONTINUO ESQUERDO DIREITO Aveia - 3,75 m/s Aveia - 3,75 m/s Peso (g) 20,00 15,00 10,00 5,00 0, C.V. (%) ,00 5,00 10,00 15,00 Largura efetiva (m) Coletor CONTINUO ESQUERDO DIREITO 19

20 Pulverização em taxa variável e aplicação localizada Situações e opções Aplicar ou não aplicar Aplicar calda em volume variável Aplicar princípio ativo em volume variável Aplicar calda em volume variável Variação de volume de calda por meio de variação na pressão Purdue University,

21 Aplicar calda em volume variável Variação de volume de calda por meio combinação de número e vazões de bicos Aplicação de N líquido em taxa variável a partir de sensor ótico ativo com multi bicos MEISINGER, J. et al., 2007 Aplicar calda em volume variável Variação de volume de calda por meio de recurso de vazão variável nos bicos (pulsantes) Bico com válvula solenoide para controle modulado da vazão Purdue University, 2001 Un. of Illinois 21

22 Bico com válvula solenoide para controle modulado da vazão Purdue University, 2001 Bico com válvula solenoide para controle modulado da vazão Purdue University, 2001 Bico com válvula solenoide para controle modulado da vazão Purdue University,

23 Aplicar princípio ativo em volume variável Variação de doses de princípio ativo com injeção na tubulação de água Purdue University, 2001 Vantagens da aplicação de princípio ativo em volume variável A água é aplicada a uma vazão e pressão constantes. O tamanho das gotículas é mantido em uma condição ótima. Essa solução também permite a aplicação de diferentes produtos ao mesmo tempo, desde que haja compatibilidade na mistura. Aplicação Localizada Controle de aplicação por bico com válvulas individualizadas 23

24 Automação com sensores óticos e visão artificial para herbicidas Sensor de Verde Localiza Aplica Detecção e aplicação de herbicida em tempo real a partir de imagem O Mapa de Aplicação Formas de obtenção Imagens Sensores óticos Contorno de reboleiras Amostragem visual em grade Contagem Nota Avaliação de banco de sementes Monitoramento (embandeiramento) com o monitor de produtividade Indicadores indiretos Textura do solo Teor de matéria orgânica??? 24

25 07/04/2010 Detection and discrimination of Stress Symptoms by Diseases in Wheat Fields using Imaging Spectroscopy (Univ. of Bonn, Germany) soil healthy wheat PM-infected wheat Menz, Franke, Mewes, 2008 WERNER, A. (2008) Raw Greenseeker NDVI Nematode Goodson Back Field infestations: small, dead plants Semivariance 8678 Healthy plants 5785 Semivariogram Range=24 m Separation Distance (ft) Exponential model (Co = ; Co + C = ; Ao = 36.60; r2 = 0.961; RSS = ) Lee, D. (2008) (Source: Dr. Arnold Schumann, CREC, UF) Kriging interpolation of NDVI using exponential model Moderate nematode infestations Severe nematode infestations Healthy plants Range (24 m) =extent of spatial correlation Lee, D. (2008) (Source: Dr. Arnold Schumann, CREC, UF) 25