A adaptação dos insumos de produção localmente dentro de um campo e individualmente para cada unidade de produção permite um melhor uso dos recursos para manter a qualidade do meio ambiente enquanto melhora a sustentabilidade do fornecimento de alimentos. A agricultura de precisão fornece um meio de monitorar o sistema de produção de grãos e gerenciar a quantidade e a qualidade dos produtos agrícolas.

A agricultura de precisão, ou gestão baseada em informações de sistemas de produção agrícola, surgiu em meados da década de 1980 como uma forma de aplicar o tratamento certo no lugar certo na hora certa.

O aumento da conscientização sobre a variação nas condições do solo e das culturas, combinado com o advento de tecnologias como sistemas globais de navegação por satélite (GNSS), sistemas de informações geográficas (GIS) e computadores, servem como os principais impulsionadores.

Inicialmente, a agricultura de precisão foi usada para adaptar a distribuição de fertilizantes às diferentes condições do solo em um talhão.

Desde então, outras práticas evoluíram, como orientação automática de veículos e implementos agrícolas, máquinas e processos autônomos, rastreabilidade de produtos, pesquisa na fazenda e softwares para o gerenciamento geral dos sistemas de produção agrícola.

Apesar das diferenças nos tipos de tecnologia e nas áreas de adoção, os objetivos da agricultura de precisão são três:

1. Otimizar o uso dos recursos disponíveis para aumentar a rentabilidade e a sustentabilidade das operações agrícolas;
2. Reduzir o impacto ambiental negativo;
3. Melhorar a qualidade do ambiente de trabalho e os aspectos sociais da agricultura, pecuária e profissões relevantes.

Variabilidade espaço temporal

As variabilidades que têm influências significativas na produção agrícola podem ser categorizadas em seis grupos.

1. Variabilidade da produção

Distribuições de rendimento históricas e atuais.

2. Variabilidade do talhão

Topografia do talhão – elevação, inclinação, aspecto e terraço; proximidade ao limite do talhão e córregos etc.

3. Variabilidade do solo

• Fertilidade do solo – nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, carbono, ferro, manganês, zinco e cobre;
• Fertilidade do solo proporcionada por composto orgânico;
• Propriedades físicas da textura do solo;
• Densidade;
• Resistência à penetração;
• Teor de umidade e condutividade elétrica;
• Propriedades químicas do solo – pH;
• Matéria orgânica, salinidade e condutividade elétrica;
• Capacidade de retenção de água disponível no solo e condutividade hidráulica;
• Profundidade do solo.

4. Variabilidade de colheita

• Densidade de colheita; altura da colheita;
• Estresse nutricional da cultura para N, P, K, Ca, Mg, C, Fe, Mn, Zn e Cu;
• Estresse hídrico da cultura;
• Propriedades biofísicas da cultura – índice de área foliar, radiação fotossinteticamente ativa interceptada e biomassa;
• Teor de clorofila da folha da colheita;
• Qualidade de grãos da cultura.

5. Variabilidade em fatores anômalos

Infestação de ervas daninhas; infestação de insetos; infestação de nematoides; infestação de doenças; danos causados ​​pelo vento.

6. Variabilidade de gestão

Prática de condução da lavoura; híbrido/cultivar; taxa de semeadura da cultura; rotação de colheitas; aplicação de fertilizantes; aplicação de pesticidas; e padrão de irrigação.

Entre esses tipos de variabilidade, a variabilidade de rendimento é frequentemente considerada a variável dependente final, enquanto a maioria dos outros tipos de variabilidade são tratados como variáveis ​​independentes.

A variável independente mais extensivamente estudada até hoje tem sido o nível de fertilidade do solo. De fato, a maioria das tecnologias de taxa variável para aplicações químicas foram desenvolvidas em aplicadores de fertilizantes.

Muitos tipos de variabilidade são de natureza espacial e temporal. A infestação de ervas daninhas serve como exemplo. Padrões espaciais de manchas de ervas daninhas podem mudar durante a estação de crescimento da cultura.

As variabilidades nos parâmetros climáticos são principalmente de natureza temporal. No entanto, o monitoramento intensivo da precipitação nos talhões também é importante para auxiliar na tomada de decisões para aplicações de fertilizantes.

Manejando a variabilidade

O gerenciamento da variabilidade pode ser alcançado por duas abordagens: a abordagem baseada em mapas e a abordagem baseada em sensores.

Com as tecnologias disponíveis de GNSS, sensoriamento remoto, monitoramento de produtividade e amostragem de solo, a abordagem baseada em mapas é geralmente mais fácil de implementar.

Essa abordagem requer o seguinte procedimento: amostragem em grade de um campo, realização de análises laboratoriais de amostras de solo, geração de um mapa específico do local e, finalmente, utilização desse mapa para controle de um aplicador de taxa variável. Um sistema de posicionamento, como um GNSS, geralmente é necessário para essa abordagem.

A abordagem baseada em sensor, por outro lado, mede as propriedades desejadas, como propriedades do solo e da planta, usando sensores em tempo real de maneira ‘on-the-go’ (em movimento) e controla o aplicador de taxa variável com base nas medições.

Agricultura de precisão e zonas de manejo

As aplicações específicas do local de insumos agrícolas podem ser implementadas dividindo um campo em zonas de manejo menores que são mais homogêneas em propriedades de interesse do que o campo como um todo.

Uma zona de manejo é definida como “uma porção de um campo que expressa uma combinação homogênea de fatores limitantes de rendimento para os quais uma única taxa de um insumo de cultura específico é apropriada”.

Assim, as zonas de manejo dentro de um campo podem ser diferentes para diferentes insumos, e o delineamento de zonas de manejo para um insumo específico envolve apenas os fatores que influenciam diretamente a eficácia desse insumo no alcance de determinados objetivos.

Uma zona de manejo também pode ser delineada por mais de uma cultura específica. Neste caso, uma única taxa é aplicada para cada uma das entradas específicas dentro de uma zona. O número de zonas de manejo distintas dentro de um talhão é uma função da variabilidade natural dentro do talhão, do tamanho do talhão e de certos fatores de manejo.

O tamanho mínimo de uma zona é limitado pela capacidade do agricultor de gerir diferencialmente as regiões dentro de um campo. Se um GNSS estiver envolvido para controlar a aplicação ou guiar o implemento, parece não haver razão para restrições na forma da zona.

No entanto, na realidade, o padrão em que o equipamento de aplicação percorre o campo deve ser considerado ao delinear as zonas de gerenciamento.

Impactos da agricultura de precisão

A agricultura de precisão permite rastreamento e ajuste precisos da produção agrícola. As tecnologias de agricultura de precisão oferecem aos agricultores oportunidades de alterar a distribuição e o tempo de fertilizantes e outros agroquímicos com base na variabilidade espacial e temporal em um campo.

Os agricultores podem fazer análises econômicas com base na variabilidade do rendimento das culturas em um campo para obter uma avaliação precisa do risco. Conhecendo o custo dos insumos, os agricultores também podem calcular o retorno em dinheiro sobre os custos de cada hectare.

Certas partes dentro de um campo, que sempre produzem abaixo do ponto de equilíbrio, podem ser isoladas para o desenvolvimento de um plano de gerenciamento específico do local.

Embora os benefícios ambientais da agricultura de precisão não tenham sido mensurados sistemática e quantitativamente, algumas pesquisas têm revelado evidências positivas.

Um estudo realizado em dois campos adjacentes, um tratado com tecnologia de taxa uniforme para fertilizante nitrogenado e outro com tecnologia de taxa variável, demonstrou o efeito da tecnologia de taxa variável na redução da contaminação do lençol freático.

Com a disponibilidade de dados topográficos para campos implementados com tecnologias de agricultura de precisão, a interação entre o preparo do solo e a erosão do solo/água pode ser examinada e, assim, a redução da erosão pode ser alcançada.

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