APLICAÇÃO LOCALIZADA DE HERBICIDA UTILIZANDO UM PULVERIZADOR CONVENCIONAL ADAPTADO 1 J. C. D. M. ESQUERDO 2, L. A. BALASTREIRE 3 2 O Simpósio Internacional de Agricultura de Precisão Viçosa, MG, 12 a 14 de junho de 2002 RESUMO: O alto consumo de defensivos na agricultura reduz a lucratividade e aumenta os riscos de contaminação ao ambiente. Uma das alternativas que vêm sendo propostas para a redução da quantidade de defensivos utilizada na atividade agrícola é o chamado gerenciamento localizado das culturas, através do uso dos conceitos da Agricultura de Precisão. Máquinas destinadas à aplicação localizada de defensivos líquidos em doses variáveis de produtos diferentes já estão presentes no mercado; entretanto, seu alto custo inicial e alta capacidade operacional inviabilizam sua aquisição em propriedades de menor porte. O propósito deste trabalho foi realizar a aplicação localizada de herbicida numa área experimental, adotando a estratégia liga-desliga e dose fixa do defensivo. Para tanto, adaptou-se um pulverizador convencional e desenvolveu-se um programa computacional capaz de controlar cada uma das duas seções de barra do pulverizador de forma independente, em função das informações de um mapa de prescrição, contendo os limites das manchas de infestação. Os resultados mostraram que a adaptação feita, assim como o sistema de controle desenvolvido, permitiram o controle localizado das infestações, resultando em significante redução da quantidade de herbicida aplicada, em comparação ao tratamento convencional, em área total. PALAVRAS CHAVES: Agricultura de precisão, aplicação localizada, plantas daninhas. SITE-SPECIFIC HERBICIDE APPLICATION USING AN ADAPTED CONVENTIONAL SPRAYER ABSTRACT: The elevated consumption of agrochemicals in agriculture reduces the profitability and increases the risks of environmental contaminations. One of the alternatives that have been proposed to reduce the amount of chemicals used in the crop production is the site-specific management, using the Precision Agriculture s concepts. Machines used for site-specific application of liquid agrochemicals using variable rates of different products are already in the market; however, its high initial cost and operational capacity make its acquisition unfeasible in small farms. The purpose of this work was to acomplish the site-specific herbicide application on an experimental area, adopting the on/off strategy and a fixed chemical rate. A conventional sprayer was adapted and a computer program was developed to control each boom halves of the sprayer, according to the information of a prescription map, containing the boundaries of the weed patches. The results showed that the developed system was able to achieve the patch application using fixed rates, resulting in a significant economy of herbicides, when compared with the conventional treatment, over the total area. KEYWORDS: Precision agriculture, site-specific application, weeds. 1 Artigo oriundo de Dissertação de Mestrado com apoio da FAPESP. 2 Eng. Agrônomo, M.Sc. Máquinas Agrícolas pela ESALQ/USP. E-mail: jcesq@terra.com.br 3 Professor Titular, ESALQ/USP, Av. Pádua Dias, 11 Piracicaba/SP. E-mail: labalast@esalq.usp.br
INTRODUÇÃO: O gerenciamento localizado das culturas, baseado nos conceitos da Agricultura de Precisão, é uma das alternativas que vêm sendo propostas para a redução do uso dos defensivos na agricultura. Muitos estudos têm mostrado a existência de uma grande variação na ocorrência de plantas daninhas, não só em termos de espécies infestantes como também em densidade (GERHARDS, et al., 1996; HEISEL et al., 1996; CHRISTENSEN et al., 1999). Isto resulta que uma parte significante do campo pode estar com baixa infestação ou até mesmo sem nenhuma ocorrência de plantas daninhas (NORDMEYER et al., 1997). Neste sentido, o gerenciamento localizado de plantas daninhas tem se mostrado uma estratégia interessante na tentativa de reduzir as quantidades de herbicida aplicadas no campo, promovendo benefícios econômicos e ambientais. Para o caso dos insumos líquidos, existem no mercado máquinas de grande porte projetadas para a aplicação localizada de defensivos. Contudo, estas máquinas têm um alto custo inicial e grande capacidade operacional, sendo inviável economicamente seu uso em propriedades de menor porte. Esta limitação justifica novas pesquisas e o desenvolvimento de equipamentos mais simples, de forma a garantir que os conceitos da Agricultura de Precisão sejam praticáveis em tais propriedades. O objetivo deste trabalho foi o de promover a aplicação localizada de herbicida em uma área experimental previamente mapeada, adotando a estratégia liga-desliga e dose fixa do insumo, e verificar a redução obtida em comparação ao tratamento convencional, em área total. Para tanto, adaptou-se um pulverizador convencional, modificando-se seu esquema hidráulico, e desenvolveu-se um programa computacional capaz de controlar as duas seções de barra do pulverizador, em função das informações contidas num mapa de prescrição. MATERIAL E MÉTODOS: Foi utilizado um pulverizador de barras tratorizado da marca Jacto, modelo PJ-401, munido de um tanque de 400 l e uma barra de 9,5 m, dividida em duas seções. Duas válvulas solenóides foram adaptadas ao circuito hidráulico do pulverizador, uma para cada seção de barra, interrompendo o fluxo de calda aos bicos. Uma interface de acionamento optoeletrônico foi desenvolvida para permitir o acionamento das válvulas solenóides por meio de um computador portátil. Um DGPS Ashtech com correção diferencial via rádio foi utilizado para fornecer o posicionamento no campo. Uma estrutura de metal e uma caixa de madeira foram construídas para acomodar os equipamentos no trator. Um programa computacional foi desenvolvido para promover o controle das válvulas solenóides em função das informações contidas num mapa de prescrição. Foi elaborado por meio do aplicativo Borland C ++ Builder, e é executável na plataforma Windows. O programa é capaz de controlar cada uma das seções de barra de forma independente, permitindo maior resolução do pulverizador. Uma rotina do programa armazena todas as coordenadas do locais onde a pulverização é realizada no campo. O sistema foi submetido a um teste numa situação real de controle de plantas daninhas, realizado numa área de 4,1 ha de reforma de canavial. Para o mapeamento das plantas daninhas foi usado o mesmo DGPS e um computador de mão. A metodologia utilizada no mapeamento foi a do georreferenciamento do perímetro das infestações, descrita por COLLIVER et al. (1996) e avaliada por BALASTREIRE & BAIO (2001), onde os limites de cada reboleira são percorridos com o DGPS. Os mapeamentos somente diferenciaram as espécies encontradas, não sendo utilizados notas ou níveis de infestação. Os arquivos gerados foram transferidos a um programa de SIG, onde o mapa de prescrição foi gerado. A dosagem e o tipo de herbicida a serem aplicados foram determinados em função da planta daninha de maior dificuldade de controle. Ao longo da pulverização a velocidade do trator foi mantida constante em 1,1 m.s -1 (4,0 km.h -1 ). O pulverizador foi calibrado para permitir a liberação de 200 l de calda por hectare. Ao final da operação, anotou-se a quantidade de calda gasta. Para verificar se os alvos (manchas) foram atingidos, fez-se no programa de SIG a sobreposição do arquivo de registro, gerado ao longo da aplicação, ao mapa de prescrição. Fez-se também o mapeamento das manchas não controladas trinta dias após a aplicação. Para a determinação da economia de herbicida alcançada na aplicação localizada, levou-se em conta a quantidade de calda gasta na pulverização e a quantidade de calda que seria gasta caso o controle fosse feito em área total. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Uma avaliação inicial mostrou uma rápida resposta do equipamento quando a pulverização foi solicitada, devido à rápida resposta das válvulas solenóides e também pela existência de válvulas anti-gotejo nos bicos, fazendo com que a tubulação estivesse
sempre completa com calda. A tela do programa desenvolvido para controle das válvulas solenóides é mostrada na Figura 1, onde se observa um mapa de prescrição hipotético, contendo uma única mancha de plantas daninhas. A tela é dividida em três regiões: o menu principal, o plano gráfico (onde são impressos o mapa de prescrição e a posição do pulverizador no campo) e a área de informações, onde são mostrados as coordenadas do pulverizador, o status de funcionamento das válvulas solenóides e o indicador de erros de recepção do DGPS. Após o desenvolvimento do sistema, procedeu-se o teste de campo na área de 4,1 ha. No mapeamento foram identificadas apenas três espécies de plantas daninhas: tiririca (Cyperus rotundus L.), corda-de-viola (Ipomoea nil L.) e grama-seda (Cynodon dactylon L.). Todas as espécies estavam em estágio inicial de desenvolvimento (plântulas com 3 a 4 cm de altura) e as infestações encontravam-se bastante agregadas. Os mapeamentos foram reunidos em um único mapa, mostrado na Figura 2A, que mais tarde deu origem ao mapa de prescrição, com os locais onde a pulverização deveria ocorrer. Por essa Figura, verifica-se que a planta daninha preponderante na área foi tiririca, cuja infestação atingiu 1,02 ha, ou 25% da área total. Corda-de-viola e grama-seda apresentaram pequenas manchas de infestação que totalizaram, juntas, 0,1 ha, ou 2,4% da área total. Desta forma, os mapeamentos mostraram que apenas 27,4% da área estavam infestados com algum tipo de planta daninha. O produto escolhido para o controle foi o Glyphosate e a dosagem utilizada foi de 4,0 l/ha (recomendada pelo fabricante no combate à tiririca). A quantidade de calda gasta na pulverização foi de 250 l. Após a aplicação, o arquivo de registro foi fechado. A Figura 2B mostra o arquivo de registro sobreposto ao mapa de prescrição. Cada ponto no mapa representa uma coordenada onde houve o acionamento de uma das válvulas. Estes pontos representam o centro longitudinal do trator/pulverizador, onde a antena do GPS foi posicionada. Verifica-se que quando o centro do pulverizador encontrava-se no interior de uma mancha, ambas válvulas foram acionadas e, conseqüentemente, ambas seções efetuaram a pulverização. Quando o centro se encontrava fora, o programa desenvolvido foi capaz de verificar se as extremidades da barra estavam posicionadas sobre uma mancha, acionando as seções correspondentes quando necessário. Os quadrados e triângulos auxiliam na determinação do sentido de deslocamento do trator, podendo-se identificar seu lado esquerdo ou direito. Uma avaliação do arquivo de registro mostrou que em 28% dos pontos, houve o acionamento individual de uma seção, o que comprova que o controle independente das seções de barra funcionou como o esperado, permitindo maior redução do defensivo, caso não fosse feito o controle individual das seções. A comprovação do acerto aos alvos foi obtida no mapeamento das manchas não controladas, trinta dias após a aplicação. Neste mapeamento, não foram encontradas manchas de plantas daninhas resultantes de falhas do sistema desenvolvido. Verificou-se neste teste uma economia de herbicida de 70%, em comparação ao tratamento convencional, em área total. CONCLUSÕES: Os resultados do teste do sistema numa situação real de controle de plantas daninhas mostraram que o mesmo foi capaz de promover a aplicação localizada de herbicida em dose fixa nas manchas de infestação mapeadas, permitindo considerável economia do insumo. O controle independente das seções de barra funcionou como o esperado e permitiu maior redução de herbicida. Menu principal Tamanho da barra Status das seções de barra Localização do pulverizador Coordenadas Atuais Mancha de infestação Indicador de erros de recepção Limites do talhão
Figura 1 - Tela do programa desenvolvido para controle das seções da barra do pulverizador. W N S E A Cyperus rotundus L. Cynodon dactylon L. Ipomoea nil L. W N S E Registro Sentido B Esquerda Ambas Direita N-S S-N Figura 2 - Mapa de infestação de plantas daninhas (A) e registro de aplicação sobreposto ao mapa de prescrição (B). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: BALASTREIRE, L.A.; BAIO, F.H.R. Avaliação de uma metodologia prática para o mapeamento de plantas daninhas. Revista Brasile ira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.5, n.2, p.349-352, 2001. CHRISTENSEN, S.; HEISEL, T.; BENLLOCH, J.V. Patch spraying and rational weed mapping in cereals. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON PRECISION AGRICULTURE, 4, 1998. Precision Agriculture: procedings. Madison: ASA; CSSA, SSSA, 1999. p. 773-785. COLLIVER, C.T., MAXWELL, B.D., TYLER, D.A., ROBERTS, D.W., LONG, D.S. Georeferencing Wild Oat Infestations in Small Grains: Accuracy and Efficiency of Three Survey Techniques. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON PRECISION AGRICULTURE, 3, Minneapolis, 1996. Precision Agriculture: procedings. Madison: ASA; CSSA, SSSA, 1996. p. 453-463. GERHARDS, R.; WYSE-PESTER, D.Y.; MORTESEN, D.A. Spatial stability of weed patches in agricultural fields. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON PRECISION AGRICULTURE, 3, Minneapolis, 1996. Precision Agriculture: procedings. Madison: ASA; CSSA, SSSA, 1996. p. 495-504. HEISEL, T.; CHRISTENSEN, S.; WALTER, A.M. Weeds managing model for patch spraying in cereal. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON PRECISION AGRICULTURE, 3, Minneapolis, 1996. Precision Agriculture: procedings. Madison: ASA; CSSA, SSSA, 1996. p. 999-1005. NORDMEYER, H.; HÄUSLER, A.; NIEMANN, P. Patchy weed control as an approach in precise farming. In: EUROPEAN CONFERENCE ON PRECISION AGRICULTURE, 1, Warwick, 1997.
Precision Agriculture 97. Proceedings. J. V. Stafford (Ed.). Oxford: Bios Scientific Publishers Ltd., 1997. p. 307-314.