Agricultura de Precisão José P. Molin ESALQ/USP jpmolin@usp.br www.agriculturadeprecisao.org.br
O que é Agricultura de Precisão? AP é gerenciar o sistema de produção considerando a variabilidade espacial (e temporal) das lavouras......e tirar proveito dessas desuniformidades......sempre que elas forem relevantes.
Milho
AP envolve um conjunto de possíveis estratégias de gestão: otimizar (reduzir?) o uso de insumos aumentar a produtividade melhorar a qualidade do produto aumentar a lucratividade
Como se pratica AP, hoje, no Brasil: Gerenciamento (com ajuste fino) da correção e adubação do solo via aplicação em taxas variáveis, basicamente de calcário, potássio, fósforo e gesso Com base em amostragem georreferenciada ( em grade ) Considerando apenas o solo!
Lei de Liebig (dos Mínimos), ampliada e georreferenciada, que visa regularizar os teores no solo... mas a própria Lei dos Mínimos tem sido restrita à química do solo! Outros fatores de produção devem ser lembrados: compactação do solo pragas doenças densidade populacional
Variabilidade dos teores de fósforo no solo de um talhão de milho de 180 ha
Linsley & Bauer (1929)
O planejamento da amostragem a grade amostral Linsley & Bauer (1929)
Os dados mapeados A legenda Linsley & Bauer (1929)
O mapa de dados interpolados isolinhas A legenda Linsley & Bauer (1929)
O mapa de dados interpolados isolinhas coloridas A legenda Linsley & Bauer (1929)
Outros estudos de casos Linsley & Bauer (1929)
Depois desse fato, o próximo registro do uso de amostragem georreferenciada para a geração de mapas interpolados de teores de atributos químicos do solo (usando geoestatística) é de 1988, pelo Prof. David Mulla, Minneapolis.
O que mais pode ser feito: Gerar mais e melhores dados para gerenciar o sistema e não apenas a fertilidade do solo! Aceitar o fato e assumir o desafio de que a variabilidade espacial das lavouras é algo mais complexo do que mapear e intervir em P, K, Ca e Mg.
Recursos já disponíveis Mapeamento das produtividades Relevo Uso de sensores: Planta Imagens (orbitais, aéreas...) Sensores ópticos Solo Condutividade elétrica
Qual o objetivo final? Voltando à definição de AP: gerenciar o sistema de produção consideração a sua variabilidade espacial e temporal A forma mais racional de fazê-lo é administrando sub talhões (unidades de gestão diferenciada - UGD)
Unidades de gestão diferenciada ( zonas de manejo ) Unidades de gestão diferenciada são áreas delimitadas como de mínima variabilidade dos fatores utilizados na sua demarcação, dentro de um talhão. E os fatores? mapas de produtividade biomassa (por imagem ou sensor embarcado) condutividade elétrica do solo mapa pedológico relevo
Unidades de Gestão Diferenciada (UGD)
Safrinha 2002 Safrinha 2003 Produtividades Normalizadas 0 a 40% da média 40 a 85% da média 85 a 105% da média 105 a 150% da média + 150% da média Safra 2005 Safrinha 2006
4 Todos
X 4 Todos Somente safrinhas
Todos Somente safrinhas
Unidades de gestão diferenciada em função das produtividades médias normalizadas: 1 2 4 1, 2 e 3 alta produtividade 4 baixa produtividade 3
Milho Safrinha 2006 (kg/ha) Lucro (R$/ha) Valores atualizados para 2014: R$ 20,00/saco Custo: R$ 750,00/ha
Condutividade Elétrica NDVI Mapa de Produtividade Clusters POVH, 2011
Condutividade Elétrica do Solo ALLRED, B et al., (2008)
Sensor por contato VerisThecnologie
Condutividade elétrica do solo por contato Trabalho realizado em 2002 no Paraná
Nem sempre é assim tão simples... Milho 2009 Milho 2010
Sensor por indução Vertical - até 0,30m Horizontal - até 1,20m
EM38-MK2 Geonics
Orbital Biomassa - níveis de aquisição de dados www.google.com.br Aéreo (avião) Aéreo ( VANT ) Terrestres
Exemplo de reflectäncia de uma cultura Região do Visível Região do Infravermelho Próximo
A utilidade da refletância na agricultura 0,6 0,5 0,4 Aumenta pelo aumento de biomassa Suprimento de N 200 kg/ha 120 kg/ha 60 kg/ha 0,3 0,2 0,1 Diminui com o amento do conteúdo de clorofila 0 IR 450 500 550 600 650 700 750 800 850 Comprimento de onda, nm IR Fonte: Adaptado de Yara N response trial 1994.
Sensores dedicados Sensores multiespectrais passivos WERNER, A. (2008)
Yara N-Sensor
N-Sensor ALS Yara
Biomassa predita versus real para 2009/10 e 2010/11 Real Biomassa (kg ha -1 ) 10000 8000 y = 1.0594x R² = 0.84 6000 4000 20 cm 30 cm 40 cm 50 cm 60 cm Linear (20-60) Linear ("1/1") 2000 0 0 2000 4000 6000 8000 Biomassa predita (Kg ha -1 ) PORTZ, 2014
Real extração de nitrogênio (kg ha -1 ) Nitrogênio predito versus real para 2009/10 e 2010/11 120 100 y = 1.0351x R² = 0.85 80 60 40 20 cm 30 cm 40 cm 50 cm 60 cm Linear (20-60) Linear ("1/1") 20 0 0 20 40 60 80 100 120 Extração predita de nitrogênio (Kg ha -1 ) PORTZ, 2014
Aplicação de N governada por sensores ópticos SCHEPERS, J. (2007)
Castro, PR, 2009
Desafios variabilidade de MO no solo variabilidade da capacidade de retenção de água no solo incidência de pragas e doenças resposta dos diferentes híbridos
Novas tendências Aumenta a largura das semeadoras e desaparecem as adubadoras...
A adubação em superfície toma conta a partir de adubadoras a lanço...
E a população variável... Em princípio acredita-se que deve ser regida pelo potencial de resposta das diferentes regiões de um mesmo talhão O desafio é a delimitação dessas regiões as UGDs ABpro < 95% da média, Área de transição, valores de 95% a 105% da média APro > 105% da média
UGD Baixa produtividade UGD Alta produtividade
Produtividade (kg ha -1 ) 10000 9000 8000 R² = 0,9981 R² = 0,9917 R² = 0,9929 7000 6000 UGD APro Região de transição UGD BPro 5000 30000 39000 49000 58000 68000 População de plantas (pl ha -1 ) Efeito da população de plantas na produtividade de milho em diferentes UGD. Média de quatro híbridos (Exp. 02, MS).
Produtividade (kg ha -1 ) UGD de BPro UGD de APro 10000 9000 8000 7000 6000 5000 30000 39000 49000 58000 68000 População de plantas (pl ha -1 ) H 1 R 2 =0,95 H 2 R 2 = 0,9999 H 3 R 2 = 0,9999 H 4 R 2 = 0,94 30000 39000 49000 58000 68000 População de plantas (pl ha-1) H 1 R 2 =0,9999 H 2 R 2 = 0,996 H 3 R 2 = 0,9999 H 4 R 2 = 0,9999 Efeito da população de plantas na produtividade de milho em diferentes UGD. Média de quatro híbridos (Exp. 02, MS).
Estratégia AgChem
Estratégia AgChem
Calibração do sensor Dose de N (kg N/ha) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 máxima dose de N ponto de corte de biomassa Mínima dose de N parcela de referência Máxima dose de N mínima dose de N 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 sensor value Fonte: Yara
Agricultura de Precisão José P. Molin ESALQ/USP jpmolin@usp.br www.agriculturadeprecisao.org.br OBRIGADO!