Agriculturadeprecisao.pdf

Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuriaEmbrapa Instrumentao

Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento

EmbrapaBraslia, DF

2014

(editores tcnicos)

Exemplares desta publicao podem ser adquiridos na:

Embrapa Instrumentao Rua XV de Novembro, 1452 Caixa Postal 741 CEP 13560-970 - So Carlos - SP Fone: (16) 2107-2800 Fax: (16) 2107-2902 www.embrapa.br www.embrapa.br/fale-conosco/sac

Comit de Publicaes da UnidadePresidente Joo de Mendona Naime

Membros Cinthia Cabral da Costa Elaine Cristina Paris Maria Alice Martins Cristiane Sanchez Farinas Valria de Ftima Cardoso

Membro suplente Paulo Renato Orlandi Lasso

Normalizao bibliogrfica, Projeto grfico, Capa, Editorao eletrnica, Tratamento das ilustraes Editora Cubo

Foto da Capa Ricardo Yassushi Inamasu

Impresso e Acabamento RB Grfica Digital Eirelli

1 edio 1 impresso (2014): 1.000 exemplares 2 impresso (2014): 1.000 exemplares

As opinies, conceitos, afirmaes e contedo desta publicao so de exclusiva e de inteira responsabilidade dos autores, no exprimindo, necessariamente,

o ponto de vista da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria (Embrapa), vinculada ao Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento.

Todos os direitos reservados. A reproduo no autorizada desta publicao, no todo ou em parte,

constitui violao dos direitos autorais (Lei no 9.610).

Dados internacionais de catalogao na publicao - CIP Embrapa Instrumentao

A278 Agricultura de preciso: resultados de um novo olhar. / Alberto Carlos de Campos Bernardi, [et al.], editores tcnicos. Braslia, DF : Embrapa, 2014.

596 p. ; II. color. ; 21 cm x 29,7 cm.

ISBN 978-85-7035-352-8

1. Agricultura de preciso. 2. Instrumentao. 3. Automao Agropecuria. 4. Inovao. 5. Culturas. 6. Agricultura. I. Bernardi, Alberto Carlos de Campos. II. Naime, Joo de Mendona. III. Resende, lvaro Vilela de. IV. Bassoi, Luis Henrique. V. Inamasu, Ricardo Yassushi. VI. Embrapa Instrumentao.

CDD 21 ED 681.763

Embrapa 2014

EDITORES TcnIcOSAlberto Carlos de Campos Bernardi

Engenheiro-agrnomo, Doutor em Solos e Nutrio de Plantas Pesquisador da Embrapa Pecuria Sudeste, So Carlos, SP

Joo de Mendona Naime Engenheiro-eletrnico Doutor em Cincias da Engenharia Ambiental Pesquisador da Embrapa Instrumentao, So Carlos, SP

lvaro Vilela de Resende Engenheiro-agrnomo Doutor em Solos e Nutrio de Plantas Pesquisador da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG

Lus Henrique Bassoi Engenheiro-agrnomo Doutor em Cincias Pesquisador da Embrapa Semirido, Petrolina, PE

Ricardo Yassushi Inamasu Ricardo Yassushi Inamasu Engenheiro-mecnico Doutor em Engenharia Mecnica Pesquisador da Embrapa Instrumentao, So Carlos SP

cOmISSO gESTORa Da REDE agRIculTuRa DE PREcISO Da EmbRaPaRicardo Yassushi Inamasu Embrapa Instrumentao

Alberto Carlos de Campos Bernardi Embrapa Pecuria Sudeste

Carlos Manoel Pedro Vaz Embrapa Instrumentao

Ariovaldo Luchiari Jnior Embrapa Informtica Agropecuria

Joo de Mendona Naime Embrapa Instrumentao

Leonardo Ribeiro Queiros Embrapa Informtica Agropecuria

lvaro Vilela de Resende Embrapa Milho e Sorgo

Marina de Ftima Vilela Embrapa Cerrados

Luis Henrique Bassoi Embrapa Semirido

Naylor Bastiani Perez Embrapa Pecuria Sul

Edilson Pepino Fragalle Embrapa Instrumentao

ApresentAo

Nesta poca em que os alvos so mveis e difusos, a Cincia e a Tecnologia ocupam lugar importante para o desenvolvimento do Pas, em particular, da agricultura. A Embrapa desenvolveu um sistema de inteligncia estratgica o Agropensa para monitorar os sinais de mudanas e as tendncias de um futuro que chega cada vez mais rpido.

Em nosso observatrio, j detectamos a importncia da automao e da agricultura de preciso para que o agronegcio brasileiro continue a bater recordes de produtividade, em harmonia com as questes ambientais. Trata-se de uma condio, no somente de um desejo.

No estamos em busca apenas de uma agricultura de preciso apoiada por mquinas e equipamentos desenhados para grandes empreendimentos. certo que isto existir. Mas queremos mais.

Queremos sistemas de gerenciamento de lavouras e criatrios que sirvam a grandes, mdios e pequenos produtores; que lhes digam no apenas a fertilidade, taxa de lotao, adubao e produtividade mdias de uma propriedade, mas sim a exata fertilidade, a exata taxa de lotao, a exata adubao, a exata produtividade e qualidade de cada setor diferencivel. Trata-se de deixar de ver o campo e a propriedade como uniforme, enxergando e respeitando as diferenas.

Queremos a aplicao racional de insumos, para reduzir riscos de degradao ambiental e maximizar o retorno econmico em todas as propriedades. Caminhar mais rapidamente na direo da sustentabilidade nos exigir, cada vez mais, incorporar prticas precisas e manejo stio-especfico produo agropecuria.

A agricultura brasileira avanou como nenhuma outra na direo da sustentabilidade. Ao longo dos ltimos quarenta anos fomos capazes de transformar grandes extenses de terras pobres e cidas em terras frteis. Fomos tambm capazes de tropicalizar os mais variados cultivos e sistemas de produo animal.

Fomos capazes de desenvolver uma plataforma de prticas sustentveis sem igual no planeta - fixao biolgica de N, controle biolgico, plantio direto, sistemas integrados. Esta foi a primeira grande revoluo da agricultura brasileira. Agora estamos prestes a entrar na segunda grande revoluo.

E ela comea com a compreenso de que crescimento e progresso econmico no so incompatveis com o conceito de sustentabilidade. Para rompermos as barreiras e entrarmos em outra revoluo, teremos que lanar mo de todo um arsenal de tecnologias e conhecimentos.

Os desafios nossa frente so substanciais: Mudanas climticas; Descarbonizao da economia; Sistemas integrados para aumentar eficincia; Uso mais racional da gua; Urbanizao gerando demanda por automao; Sistemas que nos permitam usar insumos de forma inteligente; por fim aumentar a produo de alimentos para atender o crescimento da populao mundial nos prximos trinta anos.

Queremos criar sistemas de gesto que nos ajudem, a saber, porque, em cada metro quadrado e em cada poca do ano, a resposta aos insumos e aos manejos diferente. Queremos disseminar esses conhecimentos e avaliar a sua eficincia econmica e ambiental em propriedades de todas as dimenses fsicas e econmicas.

O que se busca obter a mesma eficincia em cada metro quadrado de qualquer rea em produo, no s nas lavouras, mas tambm nos criatrios. Estamos falando no s de agricultura de preciso, mas tambm de pecuria de preciso. Mas tambm por uma extensa rede de profissionais e instituies pblicas e privadas, trabalhando em parceria.

Comeamos no final da dcada de 90 e, a partir de 2009, estruturamos a Rede Agricultura de Preciso II, que j rene cerca de 200 pesquisadores, 20 centros de pesquisa da Embrapa, mais de 30 empresas privadas, nove universidades, trs fundaes e quatro institutos de pesquisa. A Rede AP opera em 15 campos experimentais de culturas perenes e anuais, distribudos em todo o territrio nacional.

Este livro traz resultados de quatro anos de pesquisas dessa rede, em diferentes biomas brasileiros. As contribuies podem ajudar os proprietrios rurais a, de fato, adotarem a Agricultura de Preciso. Em meio ao desenvolvimento desses trabalhos, tivemos a satisfao de contar com uma nova estrutura, indita no Pas, para reforar ainda mais as pesquisas nesse tema de fronteira.

O Laboratrio de Referncia Nacional em Agricultura de Preciso (Lanapre), idealizado e construdo pela Embrapa, com apoio decisivo de emendas parlamentares no mbito federal, est localizado em So Carlos (SP), e ser uma plataforma poderosa para essa rede de profissionais. Nele vamos pesquisar e desenvolver equipamentos, sensores, componentes mecnicos e eletrnica embarcada. Teremos recursos inditos como sistemas computacionais de geoinformtica para processar os dados coletados em campo e orientar a gesto dos sistemas agrcolas. Recursos

que nos oferecem inmeras possibilidades - desde o ajustes da aplicao de insumos em taxas variadas at monitoramento preciso do que acontece na superfcie, seja do solo, das lavouras que ele sustenta. preciso oferecer mais alternativas mecnicas para suprir a crescente falta de mo-de-obra na agricultura

Precisamos de solues da automao e instrumentao para melhorar a aplicao de insumos, buscando o uso mais eficiente desse fator e menor contaminao ambiental. algo que buscaremos com afinco - estamos muito determinados a avanar em parceria com a academia e parceiros privados. muito bom que a ambio cientfica no tenha limites. E vale ressaltar que o Lanapre j nasce em um sistema indito de gesto atravs da criao da Unidade Mista de Pesquisa em Automao para o Desenvolvimento Sustentvel, atravs de parceria estratgica entre Embrapa, a Universidade de So Paulo (USP) e a Universidade Federal de So Carlos (UFSCar)

Parabenizamos os Editores e todos Autores deste importante livro e estimulamos a todos os interessados a voarem em direo ao futuro da agricultura sustentvel e que tem na agricultura de preciso uma ferramental fundamental.

Maurcio Antonio Lopes

Presidente da Embrapa

Ladislau Martin Neto

Diretor Execuvito P&D- Embrapa

sumrio

Abertura 18

Introduo 19

Agricultura de Preciso 21

ferrAmentAs PArA AgrIculturA de PrecIso 34

A Pedologia e a Agricultura de Preciso 36

condutividade eltrica Aparente do solo 48

sensoriamento remoto: conceitos Bsicos e Aplicaes na Agricultura de Preciso 58

geoestatstica Aplicada a Agricultura de Preciso 74

modelagem sIg em agricultura de preciso: conceitos, reviso e aplicaes 84

Anlise das Possibilidades e tendncias do uso das tecnologias da Informao e comunicao em Agricultura de Preciso 97

uso de veculos areos no tripulados (VAnt) em Agricultura de Preciso 109

Agricultura, Preciso e manejo de Plantas Invasoras na cultura do milho 135

uso de mosaico de Imagens Areas como ferramenta de Auxlio ao diagnstico de diversas culturas 157

modelo conceitual para sistema de coleta e comunicao automtica de dados para mquina e implemento automatizado e para rob agrcola mvel 165

sistematizao do ndice de oportunidade na adoo da agricultura de preciso para diferentes sistemas produtivos 173

deteco de greening dos citrus por imagens multiespectrais 180

Deteco de Greening dos citrus por imagens multiespectrais 179

AgrIculturA de PrecIso PArA culturAs AnuAIs 192

Aplicaes da agricultura de preciso em sistemas de produo de gros no Brasil 194

estudo da variabilidade espacial dos atributos qumicos e fsicos do solo em um agroecossistema de arroz irrigado para suporte Agricultura de Preciso 209

Variabilidade espacial dos atributos fsicos do solo e da produtividade do arroz de terras altas cultivado em integrao lavoura pecuria 217

Algoritmos para aplicaes de doses variveis de nitrognio em tempo real para produo de milho safra e safrinha no cerrado 224

Qualidade fsica do solo em zonas homogneas para adoo do manejo stio-especfico 231

uso do sensoriamento remoto na obteno de parmetros biofsicos em plantios de soja 239

Variabilidade espacial e temporal da produtividade da soja em sistema arborizado no noroeste do Paran 246

condutividade eltrica do solo e produtividade: uso no sistema de Integrao lavoura-Pecuria para determinar Zonas de manejo durante o cultivo de soja 252

distribuio espao-temporal de lagartas desfolhadoras e sua correlao com o rendimento de gros na cultura da soja 260

Agricultura de preciso no manejo de pragas na cultura da soja no sul do Brasil 267

Perda de produtividade da soja em rea infestada por nematoide das leses radiculares na regio mdio norte do mato grosso 274

uso de sensor ptico ativo para caracterizao do perfil de ndVI em dossis de trigo submetidos a diferentes estratgias de manejo 279

Aplicao de nitrognio a taxa varivel em cultura de trigo: estudo de caso na unidade Piloto de Agricultura de Preciso de no-me-toque, rs 287

Agricultura de preciso na cultura do algodo 295

uso de imagens orbitais e suborbitais na caracterizao da variabilidade espacial da produtividade 306

Agricultura de preciso para o manejo da fertilidade do solo em algodoeiro cultivado no cerrado brasileiro 315

Produtividade do algodoeiro em funo da variabilidade espacial de atributos do solo e adubao fosfatada no cerrado 322

Potencial de aplicao da Agrometeorologia em Agricultura de Preciso para produo de gros 331

suplementao nitrogenada para o algodoeiro usando dados hiperespectrais obtidos por espectrorradiometria e imagens do sensor AWifs do resourcesat-1 338

AgrIculturA de PrecIso PArA culturAs Perenes e semI-Perenes 348

Agricultura de preciso em fruticultura 350

efeito da variabilidade espacial de solos do Vale dos Vinhedos na composio do vinho merlot - safra 2012 361

sIg para a gesto vitivincola no Vale dos Vinhedos, rs 368

contagem de cachos para estimativa da produtividade em pomar de videira de mesa 374

Variabilidade espacial da fertilidade de solo em pomar de uva de mesa em Petrolina - Pe 380

Variabilidade espacial dos teores foliares de nutrientes e produtividade da videira em ambiente semirido 389

definio da malha de amostragem do teor foliar de nitrognio em videira para obteno de zonas de manejo 400

Aplicao dos conceitos geoestatsticos para o manejo da irrigao em videira no Vale do submdio so francisco 407

definio da malha de amostragem da condutividade eltrica do solo para obteno de zonas de manejo em pomar de videira 413

Avaliao do comportamento espacial e temporal de alguns atributos da planta de pessegueiro, durante trs anos de observaes 421

Variabilidade espacial e temporal dos atributos da planta em um pomar de pessegueiro no municpio do morro redondo-rs 427

correlao linear e espacial entre os atributos da planta de um pomar de pessegueiro e os atributos fsico-hdricos do solo 434

Agricultura de preciso em cana-de-acar 442

Integrao espacial de dados para agricultura de preciso na unidade Piloto com cana-de-acar, mogi mirim, sP 458

silvicultura de preciso 467

silvicultura de preciso em unidades de manejo de plantaes florestais 478

obteno de valores de referncia do drIs para Pinus taeda 484

manejo de preciso em florestas naturais 488

Agricultura de Preciso em Pastagens 492

Anlise espacial do ndice de rea foliar de pastagens utilizando crop circle e imagem WorldView-2 500

Variabilidade espacial e temporal da resistncia do solo penetrao aps diferentes presses de pastejo no norte do Paran 507

Variabilidade espacial de propriedades do solo, ndices de vegetao e produtividade de pastagem sob manejo intensivo 513

manejo da pastagem em IlP e seu impacto nos atributos de solo e da produo 523

Anlise geoestatstica da condutividade eltrica aparente do solo em sistemas de integrao lavoura-pecuria em mato grosso do sul 530

InoVAo em AgrIculturA de PrecIso 540

Aplicaes de ferramentas de avaliao de impacto socioeconmico e ambiental para agricultura de preciso 542

transferncia de tecnologia em Agricultura de Preciso 548

comisso Brasileira de Agricultura de Preciso para o fomento e a difuso da Agricultura de Preciso no Brasil 553

Adoo da Agricultura de Preciso no Brasil 559

Avaliao do padro tecnolgico e tendncias da Agricultura de Preciso - safra 2011/12 578

estratgias de comunicao em agricultura de preciso 585

ndIce de Autores 593

18 | AgriculturA de preciso: resultAdos de um novo olhAr

AberturA

introduo | 19

As tecnologias de Agricultura de Preciso j so uma realidade no campo para os tcnicos e produtores rurais. Est se difundindo progressivamente o conhecimento de que existe uma variabilidade nas reas de produo, que pode ser devido s variaes do relevo, solos, vegetao e tambm do histrico de uso.

O conhecimento da variabilidade da produo e da sua qualidade til para qualquer cultura, sejam aquelas cultivadas em pequenas reas como aquelas que ocupam grandes extenses de terra. Para isso, basta que o produtor ou o tcnico inicie este trabalho de observao, medida e registro destas variaes. Estas diferenas fazem com que os produtores e tcnicos tratem cada regio de modo diferente de acordo com suas potencialidades e necessidades.

Atualmente, as tecnologias de amostragem de solo em grades georreferenciadas so as mais utilizadas pelos produtores para mapear as propriedades do solo e aplicar corretivos e fertilizantes em taxas variveis. O mapeamento da produtividade tambm est muito difundido para a cultura de gros (em especial milho e soja), pois as colhedoras j vm equipadas com monitores de colheita que possibilitam obter estes mapas. Tambm j existem equipamentos comerciais para mapeamento da produo do algodo. No caso das culturas perenes, como as fruteiras, por exemplo, estes mapas podem ser gerados por meio do monitoramento de planta ou grupo de plantas.

Introduo

Existe ainda uma ideia equivocada de que para utilizar a AP so necessrios mquinas e equipamentos caros e sofisticados. Estas mquinas e equipamentos podem, de fato, auxiliar muito o produtor e o tcnico, porm o elemento essencial para adotar a AP a constatao de que h variabilidade espacial e a sua intensidade muito elevada para trat-la como uniforme.

O insucesso da aplicao de AP pode comprometer seriamente a imagem das indstrias de mquinas e dos prestadores de servios. Por outro lado, o sucesso da implementao traz, alm de bons resultados, um processo agrcola mais racional , responsvel e rastrevel , demandante de mo de obra qualificada e, consequentemente, de desenvolvimento sustentvel. As tecnologias disponveis indicam que h potencial para gerar sistemas de recomendao de aplicao de insumos (corretivos, fertilizantes e defensivos) e uso de recursos naturais de forma mais eficiente, com alta probabilidade de retorno econmico e baixo impacto ambiental. Apesar da grande maioria dos agricultores apresentarem dificuldade na implementao, h alguns casos pioneiros que tm adotado a AP de forma sustentvel.

Ciente da necessidade de orientao quanto ao melhor e mais adequado uso da AP e tambm da necessidade de pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias, a Embrapa criou em 2009 a Rede Agricultura de Preciso (http://www.macroprograma1.cnptia.embrapa.br/redeap2) envolvendo 20 Unidades de pesquisa e mais de 50parceiros, como empresas, instituies de pesquisa, universidades e produtores rurais - em


livro est organizado em quatro grandes tpicos Ferramentas para Agricultura de Preciso, Agricultura de Preciso para culturas anuais, Agricultura de Preciso para culturas perenes e semiperenes, Inovao em Agricultura de Preciso - com ilustraes, grficos, mapas e tabelas que ajudam a compreender o tema e tornar a leitura mais atraente.

De modo geral, os grandes empreen-dimentos agropecurios (produtores de gros e cana-de-acar) esto mais preparados para o uso da AP. Mas, o trabalho realizado pela rede AP da Embrapa, e descritos nesse livro, tm mostrado que a AP vivel e possvel de ser utilizada em pequenas propriedades tambm. Os avanos tecnolgicos alcanados pela Rede AP, as estratgias na disseminao dos conceitos e no treinamento de tcnicos e produtores so apresentados nessa publicao.

Editores

unidades pilotos de pesquisa distribudas pelo territrio nacional, abrangendo as culturas anuais de milho, soja, algodo, arroz e trigo, e perenes como silvicultura (eucalipto), fruticultura (pessegueiro, macieira, laranja e videira), cana-de-acar e pastagem. Nestes locais, esto sendo avaliadas a variabilidade espacial do solo e das culturas, a produtividade, e tambm promovendo o manejo diferenciado. Os resultados obtidos so utilizados na divulgao da AP e das tecnologias associadas, dos seus benefcios, entraves e alternativas relacionadas sua adoo.

Agricultura de Preciso: resultados de um novo olhar o segundo livro da equipe da Rede AP. Esta edio rene mais de 60 captulos, que englobam revises sobre temas ligados AP e a compilao de resultados de pesquisa desenvolvidos pela equipe da Rede AP ao longo dos 4 anos do projeto da Rede. O

introduo | 21

1. Introduo

A Agricultura de Preciso ainda desperta fascnio pela tecnologia e o futuro que ela representa. Aos mais conservadores, porm, tende a gerar uma posio oposta de cautela e desconforto do novo (ou demasiadamente novo). Aps uma dcada e meia no Pas, ainda h os fascinados e as posies mais conservadoras. Entretanto, o avano inegvel, houve amadurecimento, o mercado se estabeleceu e a academia trouxe os resultados que so sustentados cientificamente.

Afinal o que a Agricultura de Preciso? Qual o retorno econmico e ambiental que a adoo pode trazer? Adotar ou no adotar? Qual o custo da adoo? Quais as tecnologias fundamentais que devem ser dominadas?

Agricultura de PrecisoRicardo Y. Inamasu1, Alberto C. de Campos Bernardi2

1Embrapa Instrumentao, So Carlos SP, 2Embrapa Pecuria Sudeste, So Carlos SP

*E-mail: [email protected]; [email protected]

Resumo: A Agricultura de Preciso ainda desperta fascnio pela tecnologia e o futuro que ela representa. Aps quatro anos de atividades e pesquisas, a Rede Agricultura de Preciso da Embrapa procurou definir e divulgar o conceito de Agricultura de Preciso, o momento para adoo, o custo da adoo, o retorno econmico, indicar quais so as tecnologias essenciais e quais outras que ainda devem ser dominadas. Este captulo inicial apresenta o contexto histrico da Agricultura de Preciso no Mundo e no Brasil, e tambm na Embrapa e no universo acadmico do Pas. A AP para a Embrapa uma postura gerencial que leva em conta a variabilidade espacial da lavoura para obter retorno econmico e ambiental, reforando a viso de cadeia de conhecimentos, na qual mquinas, aplicativos e equipamentos so ferramentas que podem apoiar essa gesto.

Palavras-chave: Agricultura de Preciso, histrico, rede de pesquisa

Precision Agriculture

Abstract: Precision Agriculture still promoting fascination by the technology use and the future that it can represent. After four years of research and development activities The Precision Agriculture Network of Embrapa sought to define and promote the concept of Precision Agriculture, the moment to adopt it, the cost of adoption, the economic returns, the essential technologies and which others still must be mastered. This initial chapter provides the historical context of Precision Agriculture in the World and in Brazil, and also at Embrapa and academic universe of Brazil. The PA for Embrapa is a management approach that takes into account the spatial variability of crop for economic and environmental return, reinforcing the view of knowledge chain in which machinery, equipment and applications are tools that can support such management.

Keywords: precision agriculture, historical, research network

A rede de Agricultura de Preciso, nesses quatro anos de atividade, buscou responder a essas questes fundamentais que ainda, de certa forma, estavam abertas e mostrar quais ainda permanecero sem resposta por mais algum tempo.

Em 2012, o Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento (Mapa), ao instituir a Comisso Brasileira de Agricultura de Preciso (CBAP), definiu a Agricultura de Preciso como um sistema de gerenciamento agrcola baseada na variao espacial e temporal da unidade produtiva e visa ao aumento de retorno econmico, sustentabilidade e minimizao do efeito ao ambiente (BRASIL, 2012, p. 6). Ou seja, um

1


diferenciados, distribudos pela propriedade. Em reas maiores, com cultura extensiva essa forma de gerenciamento da lavoura tornou-se pouco prtico. Com as mquinas cada vez maiores e com maior capacidade, diferenciar regies ficou tambm impraticvel e o trabalho de Linley e Bauer praticamente ficou esquecido, apesar dos autores terem advertido que apenas uma amostra pontual ou composta poderia fazer com que o produtor tenha de aplicar 60 toneladas a mais de calcrio em uma rea de 16,2 hectares (40 acres), pois o campo apresenta variabilidade.

Na dcada de 80 era disseminado o uso da eletrnica embarcada em veculos influenciando o desenvolvimento das mquinas agrcolas. No cho de fbrica das indstrias metal-mecnica, as mquinas programveis, veculos autoguiados e robs industriais estabeleciam um novo processo de fabricao mais flexvel e eficiente. Softwares de desenhos em computadores (Computer-Aided Designe - CAD), assim como desenhos de mapas e visualizao de imagens de satlite estavam sendo desenvolvidos para terminais grficos considerados na poca de alto desempenho. O primeiro sistema global de navegao por satlite (Global Navigation Satellite Systems - GNSS) desenvolvido pelos EUA e denominado de GPS (Global Positioning System) iniciou as primeiras operaes em 1978, e considerado operacional em 1995. A disponibilizao de sinal de satlites GPS, viabilizou a instalao de receptores em colhedoras, possibilitando armazenar dados de produo instantnea associada coordenada geogrfica. Em 1996, surge no mercado colhedoras com capacidade de mapeamento da produo, gerando o boom da Agricultura de Preciso no mundo, tornando possvel a prtica de mapeamento e aplicao de insumos taxa variada por meio de mquinas.

No Pas, ainda na dcada de 80, muitas das indstrias no puderam incorporarar, de forma agressiva, o uso dessa tecnologia, talvez pela dificuldade de importao de equipamentos informatizados. Na dcada de 90, abre-se o mercado e o setor de veculos inicia a incorporao das tecnologias da eletrnica, da informtica e da robtica.

O setor acadmico inicia atividades em Agricultura de Preciso, em 1996, com o primeiro simpsio em Agricultura de Preciso realizado na ESALQ (BALASTREIRE, 2000). Em 1999, a

sistema de gesto que leva em conta a variabilidade espacial do campo com o objetivo de obter um resultado sustentvel social, econmico e ambiental.

Em 2009, ao elaborar a proposta da rede, a Agricultura de Preciso era definida e percebida por diferentes formas pela sociedade. Ao ser definida pelo CBAP, estabeleceu como o Brasil deve entender a AP. O desafio de muitas das questes prticas passam pela organizao dos conhecimentos existentes. Percebe-se que h uma expectativa muito elevada por parte da sociedade, de que as mquinas e equipamentos por serem, sofisticados, realizem os trabalhos autonomamente reduzindo a necessidade de interveno humana. Infelizmente ou felizmente os equipamentos, por mais sofisticados que sejam ainda no realizam a gesto da lavoura, porm auxiliam o agricultor a identificar a variabilidade, a analis-la e a atuar, ajustando doses conforme planejado em um mapa construdo durante a etapa de anlise. Nesse sentido um agricultor com as percepes aguadas ainda um forte pr-requisito para o sucesso do empreendimento.

2. Contexto histrico da Agricultura de Preciso e a origem dos conceitos

Em 1929, num boletim do campo experimental de Illinois, Linsley e Bauer recomendavam ao produtor desenhar um mapa com testes de acidez em solos amostrados em grade para aplicao de calcrio. Segundo a literatura, esse o mais antigo registro de que a variabilidade era conhecida e que j se recomendava ao agricultor lev-la em conta. Stafford (2000), porm, lembra que os agricultores h sculos considera a variabilidade espacial na implantao da lavoura. De fato, considerar a variabilidade reconhecer que o campo no uniforme e nela h aptides agronmicas diferentes, mesmo em uma propriedade cuja dimenso no seja extensa. Agricultores mais atentos reconhecem essas reas, que podem se mostrar manchadas por ter melhor capacidade de drenagem, ou por ter maior quantidade de matria orgnica, entre outros fatores, fazendo com que opte por implantar de pomares a hortas, buscando aproveitar o melhor dos atributos agronmicos

introduo | 23

obsoleto ultima gerao (ASSOCIAO..., 2006, p. 160). Nesse perodo, os brasileiros presenciaram o incio de produtos com a eletrnica embarcada em mquinas agrcolas no mercado Nacional.

fato que foi na Agricultura de Preciso que as indstrias de mquinas encontraram a melhor oportunidade da eletrnica e informtica inovar e contribuir expressivamente. Para a Agricultura de Preciso, a disponibilidade de tais mquinas no mercado foi um reforo alterando definitivamente o seu status no cenrio da agricultura. No Brasil, talvez pelo sincronismo da chegada da tecnologia de ltima gerao com a Agricultura de Preciso, criou-se uma forte imagem de que a AP uma agricultura realizada com mquinas sofisticadas. Observa-se ainda que a instalao do GPS em

Embrapa aprova dois projetos em Agricultura de Preciso coordenados pela Embrapa Solos e a Embrapa Milho e Sorgo dentro do Projeto de Apoio ao Desenvolvimento de Tecnologia Agropecuria para o Brasil (Prodetab), marcando o incio de seus primeiros trabalhos.

At o final da dcada de 90, as indstrias de mquinas agrcolas brasileiras ainda no acompanhavam a inovao realizada pela integrao da eletrnica e da informtica. Segundo a Anfavea ASSOCIAO..., (2006), a partir de 2000, o programa Moderfrota em 1999 e a conjunes de vrios fatores favorveis, levaram as montadoras a lanarem o que havia de mais moderno no mundo em maquinaria agrcola, o que a Associao chamou de salto tecnolgico do

Figura 1. Ciclo da AP documentado em 1929 para correo da acidez do solo.


dificuldades na execuo. Pode-se dizer que foi um perodo de reflexo dos pesquisadores para a rea. O tema dentro da Empresa ainda no atendia os pequenos produtores e no era entendida como uma forte aliada para que a agricultura alcance a sustentabilidade. Em 2008, foi anunciado o PAC (Programa de Fortalecimento e Crescimento) da Embrapa revitalizando a sua estrutura e abrindo oportunidade para elaborar a segunda rede de pesquisa no tema, de forma um pouco mais ousada. Em 2009, a Embrapa aprovou o segundo projeto em rede com base nos pareceres de 19 consultores ad-hoc externos. A liderana dessa rede foi dividida entre oito Unidades descentralizadas com a participao total de 21 Unidades. Foi nesse projeto que a Embrapa pde estabelecer com clareza, inicialmente para si, os conceitos fundamentais da Agricultura de Preciso, e discernir entre o papel das mquinas e equipamentos e o papel da gesto da variabilidade espacial da lavoura. esse aspecto que fez com que o primeiro volume do livro sobre Agricultura de Preciso fosse publicado com nome Um novo olhar, pois, apesar de no criar novos conceitos, este buscou uma forma diferente de ver a Agricultura de Preciso em relao viso estabelecida no Pas. O presente captulo e demais fazem parte dos resultados dessa rede e esto sintetizados nessa publicao.

3. Conceitos de Agricultura de Preciso

Se na Embrapa os conceitos no estavam claros, na sociedade no era diferente. Para a grande maioria, o argumento de realizar a operao de forma mais precisa, ou seja, com menor erro parece ser suficiente para iniciar a adoo da AP. De forma didtica h dois tipos de erros. O antrpico e o natural. O erro antrpico pode ser corrigido na grande maioria das situaes por meio de uso e escolha correta das mquinas. A eletrnica embarcada pode auxiliar para que as operaes sejam menos dependente da habilidade e experincia do operador, mantendo a mquina dentro dos parmetros de operao aceitvel. Entretanto, o retorno econmico nesse caso obtido somente se a operao de forma manual apresentar um erro significativo.

mquinas agrcolas antecedeu a popularizao desse equipamento para uso rodovirio no Pas, conferindo aos fabricantes que detinham essa tecnologia a posio de vanguarda tecnolgica. Como as mquinas agrcolas eram de grande porte, o sistema requerido para o processamento era de alto desempenho para o padro daquele perodo. Aliado a isto, o custo elevado do receptor GPS levava a questionar a dimenso mnima da propriedade a qual o emprego dessa tecnologia traria benefcios, sugerindo que a AP seria vivel a partir de uma determinada dimenso da propriedade. Ou seja, era imaginado que a AP poderia ser empregada apenas por meio de mquinas de grande porte e por produtores com acesso a recursos considerveis para investimento.

Essa forma de entendimento havia tambm se instalada em uma parte significativa da Embrapa. Questionava-se ainda o potencial de retorno econmico dessa prtica devido ao alto investimento inicial. Em 1999, foram elaborados na Embrapa dois projetos de pesquisa de porte expressivo em relao aos demais executados na poca, uma em milho e a outra em soja, com recursos do Prodetab (Programa de Fundos Competitivos para financiamento da pesquisa agrcola do Banco Mundial) coordenado pela Embrapa Milho e Sorgo e pela Embrapa Solos. O primeiro projeto teve como parceira a AGCO e a Universidade Federal de Viosa (Departamento de Engenharia Agrcola) e o segundo, a Fundao ABC (Castro, PR) e USP/ESALQ (Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de So Paulo). No mesmo ano havia-se instalado em Lincoln, Nebraska, EUA, o Labex (Laboratrio Virtual da Embrapa no exterior) em Agricultura de Preciso, tendo como parceira e contraparte americana a USDA/ARS (United States Department of Agriculture/Agricultural Research Service), instituio equivalente Embrapa. Nesse sentido, a Empresa buscava responder e a se inserir no tema. Em 2003, esses projetos foram concludos. Em 2004, observou-se a conteno de recursos na Empresa para apoiar a poltica de aumento do supervit primrio e a gesto maior buscou por intensificar projetos que priorizassem a agricultura de pequeno porte, por questes sociais. Nesse perodo foi iniciado o primeiro projeto em rede no tema Agricultura de Preciso como continuidade das atividades, porm houve

introduo | 25

proveito dessa variabilidade. Miele, Flores e Alba (2011), em cultura de videira, encontraram solos diferentes em quatro hectares. O vinho produzido apresentou diferenas conforme os solos. Uma colheita estratgica pode favorecer a possibilidades de compor odores, sabores e cores dentro da expectativa do vinho. O leitor poder conferir detalhes em resultados apresentados pelo grupo.

O retorno econmico, portanto, depende de cada lavoura e dos processos de cada produtor. O primeiro passo identificar a variabilidade espacial da lavoura. As formas mais comuns aplicadas no Brasil parecem ser por meio de amostragem em grade realizada por empresas de servio e mapas de produtividade (ou de colheita) obtidos por meio de mquinas. Em qualquer uma das situaes, h necessidade de um investimento e, na maioria dos casos os custos no so considerados baixos. Em caso de amostragem de solo, a qualidade do mapa depende do processo de retirada da amostra e da qualidade da anlise, pois esse mtodo o convencional, mas depende tambm da quantidade de amostras. Para obter uma fotografia que mostra a variabilidade da lavoura, o seu refinamento fundamental. A pergunta mais comum nesse caso o nmero de amostragem ou a distncia entre as amostras, pois esse fator determina o custo do processo. Muitos realizam uma amostra a cada cinco hectares, os mais refinados alcanam uma amostra a cada hectare, porm esse refinamento pode no ser suficiente, pois h possibilidade de que haja variaes entre as leituras, as quais deveriam ser consideradas para aplicao de insumo taxa variada. Para cada local h um nmero recomendvel de amostras - quantidade pode ser determinada por meio de clculo de dependncia espacial dos dados, ferramenta matemtica emprestada da geoestatstica. As discusses acaloradas do nvel de refinamento de amostragem foram realizadas por muitos e felizmente h algumas concluses.

A amostragem em grade na quantidade realizada atualmente no suficiente para obter um mapa com qualidade para aplicao de insumos como o de fertilizantes, muito embora, prefervel ter uma amostra a cada cinco hectares do que a cada vinte hectares e assim por diante. O refinamento poderia chegar dimenso do domnio de absoro das razes, porm, apesar de

Quanto maior o erro, a correo causar maior economia ou maior impacto econmico. Para erros no antrpicos ou naturais o argumento mais comum a intensidade da diferena. Se uma propriedade apresenta diferena de produo de duas a dez toneladas por hectare e a aplicao de insumo foi uniforme, ento, fcil entender que em algum ponto est-se aplicando excesso de insumo, gerando desperdcio e, em outro uma quantidade insuficiente perdendo a oportunidade de se obter uma produo maior. Quanto maior a diferena, maior a oportunidade de se obter retorno econmico ao se tratar adequadamente as caractersticas que as diferenciam. Por outro lado, se um sistema de produo apresentar diferena pouco significativa, o retorno econmico seguramente ser insignificante ou at negativo.

por esse motivo que a AP pode ser entendida como uma forma de gesto da lavoura que leva em conta a variabilidade espacial. Recomenda-se somente se houver potencial de retorno econmico e ambiental e nesse caso necessrio que haja a variabilidade espacial. Apesar da variabilidade espacial ser intrnseca da espacial. Apesar da variabilidade espacial ser intrnseca da as situaes o retorno econmico seja obtido, pois, em tese, a variao pode ser suficientemente reduzida para que a lavoura seja considerada prxima do uniforme. Oliveira, Bernardi e Rabello (2011) nessa publicao, apoiado por medidas de condutividade eltrica, apresenta ndice de oportunidade para apontar o potencial de retorno econmico da AP. Alm da intensidade, se a causa da variabilidade no permitir uma gesto apropriada, o retorno econmico tambm no ser alcanado. Por exemplo, um processo que ainda no est muito bem resolvido comercialmente o controle de plantas daninhas, pois para esse fator a tecnologia mais eficiente ainda o manual. Ou seja, o processo de identificao e aplicao realizado manualmente. Devido ao custo da operao, apenas em casos excepcionais, esse processo economicamente vivel. As metodologias de deteco de plantas daninhas em campo ainda dependem do desenvolvimento de sensores que identificariam rpido o suficiente para controlar a aplicao de herbicida de forma localizada em tempo real. Outro exemplo a textura do solo- mesmo encontrando a variabilidade, no h meios de corrigir, mas h meio de buscar


com o histrico da terra e do local, possui conhecimento acumulado, de forma emprica, e esse conhecimento pode ser registrado em um mapa, mesmo que seja uma ilustrao qualitativa da rea da forma como que o produtor entende ser o seu domnio. Esse conhecimento tambm foi utilizado por Bassoi, para retirar amostras de solo e encontrar diferente capacidade de reteno de gua na lavoura e traar estratgia de aplicao da irrigao considerando a variabilidade do campo. O trabalho foi realizado em uma propriedade de produo de uva para mesa no setor irrigado do Vale So Francisco.

A discusso do retorno econmico em Agricultura de Preciso, portanto, depende da propriedade. Depende da intensidade da variao da produo, o que a faz variar e a estratgia a ser adotada.

Atualmente, aplicam-se insumos taxa variada como fertilizantes e corretivos. Ainda no se v comercialmente a aplicao de sementes e agroqumicos em geral, mas os estudos devem avanar para que a viabilidade econmica seja alcanada. Mas um dos grandes avanos que se pode destacar a gesto da lavoura. Reconhecer a variabilidade como o primeiro passo antes mesmo de iniciar investimentos em Agricultura de Preciso.

Por ltimo, discute-se do uso do termo preciso, se estaria corretamente empregado. O termo vem do ingls precision agriculture- foi criado nos EUA. Na Europa, o emprego do termo precision farming mais amplo, talvez devido ao termo farming contextualizar ou fechar o escopo nas atividades relacionadas produo da propriedade agrcola, ou seja, gesto da propriedade. No Brasil, houve quem utilizasse o termo em tudo que se referia atividade realizada com maior preciso por meio de sistemas eletrnicos. Essa forma de uso realou a necessidade de maior preciso nas tarefas agrcolas como a necessidade de mquinas e sistemas de anlise mais precisos, misturando todos os conceitos de medida e atuao agrcola. Uma mquina precisa, ou seja, com sistema de distribuio uniforme e regular, com mnimo de variao dentro das especificaes de ajuste, uma mquina convencional, que realiza uma operao precisa e com erro dentro de uma faixa tolervel, porm, no uma mquina que se

alguns defensores dessa resoluo, para muitos no faz sentido chegar a tal refinamento se a mquina de aplicao de insumos no consegue atuar com tal resoluo. Nesse sentido, se uma mquina tem largura de aplicao de seis metros e o tempo de resposta do sistema responde apenas em seis metros, ento essa distncia seria considerada a menor, porm para aplicao, por exemplo, de herbicida, poderia ser menor se o processo de identificao da planta alvo e o mtodo de aplicao tiver capacidade de atuar planta a planta. Evidentemente no possvel assegurar uma aplicao nessa resoluo se a amostragem foi realizada a cada cinco hectares e esse fato fundamenta os crticos da AP, porm, h formas de atenuar a falta de dados. Mapas de produtividade, mapas de condutividade eltrica aparente do solo, imagens areas (sensoriamentos remotos e prximos), topografia (paisagem) com pedologia refinada podem chegar a uma continuidade de leitura ou de dados a cada trs metros com custo razovel, e essas medidas indicam indiretamente como ocorre a variabilidade da lavoura. Essas indicaes indiretas so medidas que auxiliam e orientam uma amostragem mais estratgica, reduzindo a necessidade de um nmero elevado de amostras colhidas s cegas em uma distncia regular em grade.

A presente publicao apresentam estudos que reforam essa tese nas condies brasileiras. Essa forma de auxlio ou apoio na amostragem refora a importncia de um mapa de produtividade, quando for permitido, pois se no h variao na produtividade, indica que a variao de elementos que influenciam a produo como o solo no apresenta amplitude de valores suficientemente intensa para que a sua gesto seja economicamente vivel. Ou seja, no vale a pena refinar a amostragem. Mais do que orientar o nmero de amostragem, mais importante ainda o local (coordenada geogrfica) do ponto de amostragem e como o formato da fronteira entre as reas com caractersticas distintas. Nessas condies, a interpolao como krigagem encontra as condies matematicamente corretas para o seu emprego. Outra forma importante, tambm reforada pelo Gebbler e equipe (vide trabalho nessa publicao), o conhecimento do produtor. A hiptese de que o produtor ou algum funcionrio que esteja fortemente relacionado

introduo | 27

pode tambm ser entendida como um sistema produtivo agrcola em que os erros podem ser tratados por meio de geoestatstica, entretanto, essa definio com certeza seria muito mais difcil de ser assimilada do que a adotada pelo CBAP.

4. Os desafios da Agricultura de Preciso

fato que, em 1997, o uso do GPS ofuscou todas as outras tecnologias, pois o impacto da inovao causado por essa tecnologia revolucionaria vrios setores, inclusive a agricultura. Naquela poca, o grande desafio era dominar a tecnologia oferecida pelo receptor de GPS na automao, aplic-la em mquinas agrcolas e viabiliz-las para apoiar a gesto operacional da lavoura, levando-se em considerao a variabilidade espacial.

Para os setores da agricultura brasileira, enquanto a eletrnica embarcada ainda se encontrava inexistente ou em estgio muito inicial, o salto tecnolgico era demasiadamente alto. Apenas poucas indstrias e instituies acadmicas conseguiram se estruturar para incorporar a base dessa tecnologia. No primeiro momento, apenas as multinacionais puderam trazer seus produtos enquanto existia ceticismo no setor agrcola, observando que, nesse momento, at mesmo essas empresas tiveram de formar novas equipes de trabalho para incorporar o processo de montagem, uso e manuteno dessas novas ferramentas. Dez anos aps, a eletrnica j fazia parte do cotidiano e receptores GPS veicular, disseminado.

Pode-se considerar que a eletrnica embarcada j realidade no mercado de mquinas agrcolas e essa parte da tecnologia no representa mais o maior desafio da AP como h vinte anos. Atualmente pode-se considerar que o mercado j disponibiliza a maioria das ferramentas para o campo e seus desafios agora so incrementais. Tanto as oportunidades de inovao como a complexidade no desenvolvimento de sistemas em mquinas agrcolas avanou para o campo da TIC (tecnologia da informao e da comunicao), entretanto, o nmero de empresas nacionais que realmente incorporaram a sua dinmica ainda reduzido. Em eletrnica embarcada observam-se esforos por parte de grandes empresas

destina Agricultura de Preciso, pois no apoia na gesto da variabilidade espacial da lavoura e nem aplica insumos taxa variada. Portanto, definitivamente uma mquina precisa no est diretamente relacionada a uma mquina para Agricultura de Preciso. Porm, uma mquina para a Agricultura de Preciso deve ser precisa na sua atuao, assim como deve ser para o uso convencional. O mesmo pode ser empregado na anlise de solo. A anlise do solo pode ser precisa, mas se no obtiver um mapa que represente a variabilidade e esta represente a variao da produtividade, no pode ser considerada uma atividade destinada Agricultura de Preciso, cuja tcnica suscita questionamento quanto localidade da amostra. Se em uma propriedade, duas amostras de locais diferentes apresentam uma recomendao diferenciada que impacta economicamente, ento a aplicao de fertilizante taxa varivel pode vir a ser interessante.

De forma muito simplificada, na teoria de sistemas de medida, os erros de diferentes fontes so considerados para se compor um erro final de um instrumento. Cada fonte fornece uma determinada grandeza de medida. A fonte de maior erro tem a tendncia de determinar a grandeza final. Nesse sentido, se os erros das demais composies forem maiores do que as diferenas de valores apresentadas pela variabilidade espacial, a Agricultura de Preciso tambm no poder fornecer resposta significativa. O que tem sido observado, entretanto, que a variao espacial muito mais significativa em propriedades em que outros erros j esto minimizados por meio de prticas bem sucedidas. Portanto, a Agricultura de Preciso deve ser realizada com demais procedimentos com o intuito de obter melhor rendimento tanto econmico como ambiental. Vale discutir tambm a natureza dos erros. H erros sistemticos e de ganho que so fceis de corrigir, como os encontrados em balanas e ajustados em processos de calibrao. So os de mesma natureza para ajustes em mquinas agrcolas. Os erros aleatrios, para um equipamento em perfeitas condies, so na maioria dos casos tratados estatisticamente. Para a variabilidade espacial utiliza-se a geoestatstica. uma estatstica que considera as distncias entre as medidas, ou seja, a dependncia espacial entre os dados. Portanto, a Agricultura de Preciso


e bem sucedidos comercialmente, como as colhedoras, implementos com aplicao taxa variada e amostrador de solo, todos com GNSS. A rede utilizou sensores ticos, medidor de condutividade eltrica, imagem area ainda de uso no muito disseminado entre os agricultores do Brasil, os quais esto explorados pelos captulos desse livro. Porm, ainda h muitas lacunas tecnolgicas a serem preenchidas. comum organizar e descrever a AP como um sistema controlados e estes conceitualmente apresentado em trs etapas. O incio determinado pela leitura, que consiste no levantamento e obteno de dados. A segunda etapa a de interpretao dos dados para planejamento das operaes de campo. A terceira como a de atuao ou de execuo do planejamento. Ao realizar essas trs etapas, e elas reiniciam-se em ciclo. O que difere a AP dos demais ciclos de controle convencional a localizao da atuao e dos dados, ou seja, a anlise e planejamento so realizados sobre mapas. Muito comum em gesto, o ciclo tambm de melhoria contnua. Se um produtor detectar variabilidade espacial causada por mquinas e ele aprimorar o seu uso, o prximo ciclo pode ser o de melhorar o uso de fertilizantes e assim por diante. Identificar a variabilidade, analisar a causa fundamental nesse processo. Nem sempre, como j mencionado anteriormente, a gesto da variabilidade traz retorno econmico, porm, traz subsdios para melhorar o entendimento da lavoura.

Os conhecimentos agronmicos mais apurados como, por exemplo, as interaes com os tipos de solos e de concentrao de matria orgnica com agroqumicos tornam-se muito mais teis, pois os dados so tratados localmente. Contudo, as recomendaes de insumos, que no passado foram construdas considerando a mdia, devem ainda sofrer revises. Ao acompanhar esses trabalhos, importante que o leitor esteja atento em qual aspecto esse se refere. A Figura 2 no pretende ser completa, mas est suficientemente detalhada para que se perceba que h um nmero elevado de elementos que ainda no esto adequadamente tratados pela AP. Molin (2004) lista causas da variabilidade e grau de dificuldade para a sua interveno e conclui que muitas das provveis causas so do tipo que no permitem intervenes e sim exigem a convivncia.

internacionais em busca de compatibilidade e conectividade entre seus produtos. Reuniram-se em associao internacional denominada de AEF- Agricultural Industry Electronics Foundation (http://www.aef-online.org/) com cerca de 150 membros para potencializar o desenvolvimento de padro de conectividade ISO-11783, tambm denominado de ISOBUS. O Brasil participa por meio da FTI - Fora Tarefa ISOBUS (http://www.isobus.org.br/) e da ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas, comisso de estudo CE04:015:15 Eletrnica Embarcada. A conectividade chave para garantir que os equipamentos utilizados em AP se protejam da rpida obsolescncia, bem como aumentar a mantenebilidade dos sistemas eletrnicos neles embarcados e reduzir seus custos.

As mquinas para a AP conhecidas no mercado so as colhedoras de gros, com grande capacidade para mapear a produo, e as aplicadoras de insumos taxa variada, por serem utilizadas para ilustrar o uso da AP. So dotadas de receptores GNSS e sistema de armazenamento e leitura de dados. A descrio do seu uso de forma didtica tem aumentado nas literaturas internacionais. Essas publicaes so dirigidas aos que atuam na agricultura e concentram-se em apresentar as ferramentas para praticar a AP. A literatura cientfica tem uma linguagem prpria muito prxima dessa publicao e muito rica em resultados, porm devido sua natureza, os resultados no so diretamente aplicados pelos produtores como uma recomendao, necessitando de uma viso mais global para perceber o uso na sua propriedade. Essa publicao uma compilao de resultados de pesquisa da rede, assim como o primeiro volume e no tem pretenso de ser um material didtico, porm, apresenta uma reviso para contextualizar os assuntos focados nos captulos.

As literaturas como de Srinivasan (2006) e de Brase (2006) so didticas e apresentam uma viso global da AP. Adamchuketal. (2004) apresenta reviso de sensores de solo e Hatfieldetal. (2008) explora um nmero extenso de trabalhos em sensoriamento remoto aplicado agricultura, cujo conhecimento fundamenta a concepo dos sensores ticos encontrados hoje no mercado. H muitos trabalhos que buscam desenvolver e propor ferramentas para o uso da AP, inclusive a robtica, mas apenas alguns esto disponveis

introduo | 29

captao e tratamento de imagens tm atrado muita ateno, mtodos empricos tm dominado o seu uso, porm, dever ainda apresentar contribuies mais significativas.

O processo de anlise e interpretao tem sido apoiado por ferramentas de SIG (Sistema de Informao Geogrfica) e de geoestatstica. Os SIG so parte importante para leitura de arquivos e as indstrias de mquinas buscam fornecer suporte e apoia a interpretao dos dados. Alm dos SIG comerciais, h livres. No houve consenso entre os membros da rede por um SIG a ser recomendado, mas talvez o mais utilizado seja o QGIS (http://qgisbrasil.org/), mantido por uma comunidade de voluntrios, e Vesper (http://sydney.edu.au/agriculture/pal/software/vesper.shtml), como farramenta de anlise por existir experincia de

Convivncia pode ser tambm entendida como compreenso das caractersticas da variabilidade e aproveitar o melhor que ela pode oferecer dentro das limitaes e das potencialidades.

O pro cess o de le i tura tem avanado constantemente e, como j citado, h sensores e equipamentos disponveis no mercado. Entretanto, os agroqumicos, apesar de cuidados e critrios, ainda no se tem aplicado de acordo com a intensidade de infestao local devido aos mtodos e processos de deteco localizada de populaes ou densidade de pragas no estarem comercialmente estabelecidos. Irrigao taxa variada tem avanado consideravelmente e sensores de umidade do solo sem fio so encontrados no mercado, mas ainda no um processo largamente adotado. Sistemas de

Figura 2. Ciclo da AP em trs etapas.


por serem organizados por acadmicos, renem apresentaes dos ltimos resultados da pesquisa (Universidades e instituies de pesquisa), alm de tentar incluir a comunidade empresarial e comercial para apresentar ao mercado os produtos e servios mais atuais, ou seja, com certo critrio pode ser extrado tanto o estado da arte como o da tcnica.

Atualmente, pode-se dizer que a referncia dos acadmicos em Agricultura de Preciso a Sociedade Internacional de Agricultura de Preciso (International Society of Precision Agriculture- ISPA), por ser responsvel por organizar os eventos mais representativos e por ter um nmero significativo de membros das mais diversas instituies pelo mundo. A sociedade foi criada em 2010, durante a Conferncia Internacional em Agricultura de Preciso e constituda por personalidades acadmicas relevantes da histria recente da AP. No corpo de editores da revista Precision Agriculture, publicada pela Springer americana esto tambm presentes essa Sociedade, isto , com cientistas renomados no tema e membros conselheiros atuantes. Apesar de haver um veculo cientfico especfico em Agricultura de Preciso e as publicaes de eventos abordarem os diversos assuntos envolvidos pelo tema, devido ao assunto ser formado por diversos elos da cadeia de conhecimento os artigos cientficos esto dispersos em vrias revistas cientficas. Atualmente h um nmero significativo de trabalhos publicados com termos Precision Agriculture e Precision Farming ao buscar em bases de dados cientficos. O nmero ao mesmo tempo em que mostra a maturidade no avano do conhecimento, viabiliza aos acadmicos obterem farto material para iniciar no tema e alcanar qualidade internacional.

6. Cursos e extenses no Pas

Na Argentina, a INTA (Instituto Nacional de Tecnologa Agropecuaria Argentina) realiza anualmente eventos direcionados aos usurios de Agricultura de Preciso, entre produtores e prestadores de servio. ministrado um curso e paralelamente ocorre uma feira de mquinas. denominado Curso internacional de Agricultura y Ganadera de Precisin. Em 2013 ocorreu a

uso na Embrapa. O Vesper, desenvolvido por um grupo da Universidade de Sidney, uma ferramenta que apoia anlises geoestatsticas.

Apesar de haver um formato de arquivo consagrado, ainda h dificuldades na troca de arquivos entre diferentes SIG. A ISO-11783, que trata de comunicao entre tratores e implementos de diferentes fabricantes, apresenta um formato XML (Extensible Markup Language), na tentativa de compatibilizar mapas entre diferentes fabricantes de mquinas, porm ainda no adotado pela maioria dos softwares SIG que no foram desenvolvidose ints especificamente para serem utilizados na agricultura. A geoestatstica, utilizada pela primeira vez em AP, em 1999, esto incorporados como funes de apoio na maioria dos SIG. Uma das principais contribuies da geoestatstica a anlise que fornece a base matemtica para conferir consistncia dos dados coletados no campo (VIEIRA, 2000; OLIVER, 2009). A anlise fornece parmetros que assegura a dependncia espacial dos dados, ou seja, se a interpolao entre os dados vlida. A interpolao mais utilizada em AP a Krigagem. A esse sistema ainda deve se integrar um outro, a de suporte a deciso com informaes de mercado. Projetos como o da Unio Europeia (NIKKIL; SEILONEN; KOSKINEN, 2010; SORENSENetal., 2010) tm trazido importantes contribuies nesse tema.

5. Contexto histrico da academia e seus eventos

O evento internacional que ocorre a cada dois anos e que pode ser considerado o mais importante no tema Agricultura de Preciso a Conferncia Internacional em Agricultura de Preciso (Internal Conference on Precision Agriculture ICPA), tanto do ponto de vista histrico como na abrangncia. Rene cerca de 500 participantes de quase 40 pases. Em 2014, ocorrer a dcima segunda edio. Intercalado a esse evento ocorre a ECPA (European Conference on Precision Agriculture) na Europa e a ACPA (Asian Conference on Precision Agriculture), na sia. No Brasil, o ConBAP o evento mais tradicional e expressivo. O evento brasileiro iniciou como Simpsio sobre Agricultura de Preciso, em 1996, na USP/ESALQ. Esses eventos,

introduo | 31

No final de 2012, o Senar, com o intuitode iniciar o seu programa AP, motivar as suas regionais e difundir o conceito de gesto da variabilidade espacial, o qual fundamenta a AP, realizou palestras em diversas regies do Pas. O sistema CNA-SENAR denominou a ao de desmistificar a AP. As cidades visitadas foram: Balsas - MA; Bom Jesus - PI; Maracaju - MS; Campo Verde - MT; Patos de Minas - MG; Rio Verde- GO; Lus Eduardo Magalhes - BA; Cascavel- PR e No Me Toque - RS. A rede da Embrapa participou em todos os eventos e distribuiu questionrio, cujo resultado est apresentado nessa publicao. O dado relevante observado como a informao chega aos produtores. Entre os participantes, as principais fontes de informao em AP so consultores, cursos/treinamentos e feiras/exposies agropecurias. Mostra que a forma para que as informaes cheguem aos produtores deve ser um pouco mais do que as publicaes cientficas e exige das instituies, como a Embrapa, um esforo alm dos trabalhos de gerao de conhecimento e de tecnologias.

Atualmente o curso de extenso de curta durao, que pode ser considerado o melhor estabelecido no Brasil o treinamento Jornada de Atualizao em Agricultura de Preciso, realizado pelo Departamento de Engenharia de Biossistemas, ESALQ USP, ministrado pelo prof. Jos Paulo Molin (http://www.agriculturadeprecisao.org.br/). Entretanto, h muitas iniciativas no Pas, principalmente em feiras e eventos, em formatos de palestras e debates. Nos anos de vigncia desse projeto, entre 2009 a 2013, observamos um nmero expressivo de demandas de agentes da mdia. Apenas os registros de reportagens (http://www.macroprograma1.cnptia.embrapa.br/redeap2/noticias) que a rede, de uma forma ou de outra atendeu nesse perodo foram mais de 400, como exposto por Bernardi e sua equipe e explica os dados coletados durante o evento do Senar, o que torna esse veculo de comunicao muito importante para disseminar o tema.

7. As contribuies

No Brasil, no se sabe com clareza o quanto a Agricultura de Preciso est disseminada na agricultura brasileira. Nesses ltimos anos

dcima segunda edio. O evento rene cerca de 2.500 participantes, fazendo dele evento um dos mais assistidos no tema. Em 2011 e 2013, a prefeitura do municpio de No-Me-Toque, Sindicato Rural, o Sistema Farsul, a Universidade Federal de Santa Maria e a Cotrijal (Cooperativa Agropecuria e Industrial desse municpio), realizaram evento denominado APSul Amrica cuja programao assemelha-se ao da Argentina, com a proposta de ser do mesmo porte.

No Brasil, a Agricultura de Preciso est presente na grade curricular como disciplina optativa, com rara exceo em muitos cursosde graduao, como de Agronomia, Engenharia Agrcola e Engenharia de Biossistemas. Tm surgido tambm recentemente cursos especficos, como o Curso Tcnico em Agricultura de Preciso do Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia Farroupilha, Campus Panambi, RS, e Cursos de graduao tecnolgica - Mecanizao em Agricultura de Preciso, do Centro Paula Souza, Faculdade de Tecnologia, Fatec Pompeia, SP, sendo que em 2013, formou-se a primeira turma. Seria muito importante para o Pas que esse tema tambm estivesse presente em reas como de Tecnologia da Informao e de Engenharias relacionadas automao e robtica. A criao desses cursos sinaliza a existncia de demanda de profissionais por parte do mercado. Alguns agricultores, principalmente, da regio central do Pas apontam como um fator crtico a falta de operadores treinados em mquinas mais sofisticadas, porm, no parece que uma caracterstica de todas as regies do Pas. Esse indicativo de escassez de mo de obra levou CNA (Confederao da Agricultura e Pecuria do Brasil) por meio do Senar (Servio Nacional de Aprendizado Rural) a criar um programa piloto de treinamento no tema em algumas regies do Pas. Esse programa um reforo significativo, pois uma instituio que possui experincia no treinamento de cerca de trs milhes de produtores e trabalhadores rurais por ano, com forte penetrao nas regies agrcolas do Pas. interessante observar que esse programa foi lanado pelo CNA no evento Rio +20, refletindo o entendimento da AP pela instituio como uma forte aliada para realizar uma agricultura sustentvel.


geoestatstica, fundamentos slidos de Agronomia e muita experincia de campo e, obviamente, saber identificar as causas da variabilidade. Ainda hoje as escolas de Agronomia que formam profissionais com tal domnio so raras e necessrio buscar especializao nos cursos de ps-graduao, que ainda so incipientes e em quantidade muito inferior demanda. muito desejvel que em dez anos tal conhecimento seja comum nas disciplinas tanto no ensino tcnico como no superior e cujo contedo esteja relacionado agricultura.

A iniciativa mais usual de implantao de AP no Pas, em cultura de gros, por meio de prestador de servios. A imagem de coleta de amostra por meio de quadriciclo muito forte no mercado. A amostragem em grade de um a cinco hectares indubitavelmente melhor do que uma amostra a cada cem hectares, porm, h de se contar com a geoestatstica antes de interpolar os dados. H atualmente, ferramentas como imagem area e condutividade eltrica aparente do solo que ajudam a orientar a amostragem, porm, no Brasil, tal procedimento muito raro. Assim que se estabelecerem as primeiras metodologias mais abrangentes aplicveis no Brasil, talvez em cinco anos a maioria das empresas de servio passar a oferecer alternativas cientificamente mais consistentes.

O insucesso da aplicao de AP compromete gravemente a imagem das indstrias de mquinas e dos prestadores de servios. Para a pesquisa, s haver sentido em apresentar resultados, se esta for adotada no campo. Por outro lado, o sucesso da implantao traz, alm de bons resultados, um processo agrcola mais racional, responsvel e rastrevel, demandante de mo de obra qualificada e, consequentemente, de desenvolvimento sustentvel.

Referncias

ADAMCHUK, V. I.; HUMMEL, J. W.; MORGAN, M. T.; UPADHYAYA, S. K. On-the-go soil sensors for precision agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, v. 44, p. 71-91, 2004. http://dx.doi.org/10.1016/j.compag.2004.03.002

ASSOCIAO NACIONAL DOS FABRICANTES DE VECULOS AUTOMOTORES ANFAVEA. Indstria Aumomobilstica Brasileira - 50 anos. So Paulo: Autodata editora, 2006. 194 p. Disponvel em: . Acesso em: nov. 2013.

houve um esforo em divulgar a AP. O que se tem percebido que a forma de entendimento tem sido distinta. Enquanto a grande maioria entende que a AP uma agricultura realizada por sistemas automatizados, a gesto das variabilidades espaciais dos atributos da lavoura no tem sido atendida adequadamente. como se a ateno estivesse sobre um despertador e no se atentasse sobre as horas a serem programadas. Ou seja, como se o objetivo fim que aumentar o retorno econmico e ambiental, por meio da gesto da variabilidade estivesse no segundo plano, enquanto que as ferramentas esto no primeiro plano. Na realidade, a AP uma cadeia de conhecimentos. Sem um elo, toda a cadeia pode ser comprometida.

Uma das iniciat ivas muito comum e, entendida por muitos no Pas como o primeiro passo para a adoo da AP foi a aquisio de mquinas e equipamentos. Apesar de comum, um procedimento de risco. Nas propriedades que iniciaram dessa forma possvel deparar com mquinas em campo cujas funes de mapeamento esto desligadas. Os motivos so variados. Muitos creditam dificuldade na operao desses equipamentos. Porm, o mais preocupante o desconhecimento da importncia em compreender a variabilidade espacial da propriedade pelo gestor. Ou seja, h aquisio de equipamentos sem que haja uma reflexo ou anlise do seu potencial de retorno econmico, no caso especfico da propriedade onde sero utilizados, criando imagem de que a AP demasiadamente sofisticada e complexa para a nossa agricultura.

Dentre os que obtiveram mapa de produtividade (ou de colheita) , houve quem buscasse uniformizar a lavoura procurando alcanar o nvel equivalente ao setor onde apresentou o mximo de produtividade. Hoje se sabe que muitos parmetros so incontrolveis e buscar a uniformidade pode no trazer o retorno econmico almejado. Outros, mais cautelosos, buscaram auxlio para formular mapas de recomendao. Porm, no havia no mercado um profissional disponvel que tivesse competncia necessria para formular tal mapa. Talvez em instituies acadmicas e de pesquisa houvesse quem formulasse de forma experimental ou exploratria, porm no havia experincia. Atualmente entende se que, para formular mapas de aplicao, importante o domnio de SIG,

introduo | 33

NIKKIL, R.; SEILONEN, I.; KOSKINEN, K. Software architecture for farm management information systems in precision agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, v. 70, n. 2, p. 328-336, 2010. http://dx.doi.org/10.1016/j.compag.2009.08.013

OLIVEIRA, R. P.; BERNARDI, A. C. C.; RABELLO, L. M. A oportunidade de manejo por stio-especfico indicada na variao espacial da condutividade eltrica aparente do solo. mbrapa Instrumentao, 2011. p. 55-59. (Agricultura de Preciso: um novo olhar).

OLIVER, M. A. (Org.). Geostatistical Applications for Precision Agriculture. Springer, 2010. 300 p. http://dx.doi.org/10.1007/978-90-481-9133-8

SORENSEN, C., FOUNTAS, S., NASH, E., PESONEN, L., BOCHTIS, D., PEDERSEN, S., BASSO, B., & BLACKMORE, S. Conceptual model of a future farm management information system.Computers and Electronics in Agriculture. 2010, 72(1), 37-47.

STAFFORD, J. V. Implementing Precision Agriculture in the 21st Century. Journal of Agricultural Engineering Research, v. 76, p. 267-275, 2000. http://dx.doi.org/10.1006/jaer.2000.0577

SRINIVASAN, A. Handbook of Precision Agriculture: Principles and Applications, CRC Press, 2006, 683 p.

VIEIRA, S. R. Uso de geoestatstica em estudos de variabilidade espacial de propriedades do solo. In: NOVAIS, R. F.; ALVAREZ V, V. H.; SCHAEFER, C. E. G. R. (Org.). Tpicos em Cincia do Solo. Viosa: Sociedade Brasileira de Cincia do Solo, 2000. v. 1, p. 1-54

BALASTREIRE, L. A. . A Estado-da-Arte da Agricultura de Preciso no Brasil. 1. ed. Piracicaba: L.A. Balastreire, 2000. v. 1. 224 p.

BRASE, T. Precision Agriculture, Delmar Publishers Inc, 2005, 288 p.

BRASIL. Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento. Portaria n 852 - Art. 1 Criar a Comisso Brasileira de Agricultura de Preciso CBAP. Dirio Oficial da Repblica Federativa do Brasil, Braslia, DF, 21 set. 2012. Seo 1, n. 184. Disponvel em: .

HATFIELD, J. L.; GITELSON, A. A.; SCHEPERS, J. S.; WALTHALL, C. L. Application of Spectral Remote Sensing for Agronomic Decisions. Agronomy Journal, v. 100, p. 117-131, 2008. Suplemento 3. http://dx.doi.org/10.2134/agronj2006.0370c

LINSLEY, C. M.; BAUER, F. C. Test Your Soil for Acidity. College of Agriculture and Agricultural Experiment Station, Univesity of Illinois, 1929. 16 p. (Circular n. 346).

MIELE, A.; FLORES, C. A.; ALBA, J. M. F. Status atual da pesquisa de viticultura de preciso no Rio Grande do Sul: primeiros resultados da UP Uva para Vinho. Embrapa Instrumentao, 2011. p. 266-272. (Agricultura de Preciso: um novo olhar).

MOLIN, J. P. Tendncias da agricultura de preciso no Brasil. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGRICULTURA DE PRECISO, 2004, Piracicaba. Anais... Piracicaba: ESALQ/USP, 2004. p. 1-10.


Ferramentas para agricultura de

preciso

Fotos: C.R. Grego, A. Miele

FerrAmentAs pArA AgriculturA de preciso | 35


2RE

VIS

OFE

RRAM

ENTA

SA Pedologia e a Agricultura de PrecisoCarlos Alberto Flores*1, Jos Maria Filippini Alba*2

1Pesquisador, Recursos Naturais/Embrapa Clima Temperado2Pesquisador, Laboratrio de Planejamento Ambiental/Embrapa Clima Temperado

*E-mails: [email protected], [email protected]

Resumo: A globalizao dos mercados relacionados agricultura e a crescente demanda por produo sustentvel provocaram uma busca da sociedade por maior preciso na gesto produtiva. Isso estreita a relao entre pedologia e agricultura de preciso, pois, reas agrcolas precisam ser detalhadas em relao variabilidade espacial dos atributos fsicos e qumicos de solo e planta, de maneira a aprimorar os impactos socioeconmicos e ambientais. Na primeira parte do captulo se descreve de forma sucinta o Sistema Brasileiro de Classificao do Solo (SiBCS), sendo abordadas as vantagens e as implicaes desta tradicional forma de mapeamento. Na segunda parte do captulo se discutem quatro propriedades de interesse neste contexto: condutividade eltrica, refletncia, relevo e produtividade. A medio dessas e outras propriedades do solo foram aplicadas pela utilizao de diversas tcnicas, desde o sculo passado com graus diferenciados de sucesso, sendo que algumas delas foram implantadas rapidamente e outras dependem de inovaes tecnolgicas para evoluir.

Palavraschave: Solos, Agricultura de preciso, condutividade eltrica, relevo, sensoriamento remoto, produtividade.

Pedology and Precision Agriculture

Society is looking for greater precision in the productive management due to the globalization of agricultural markets and the growing demand for sustainable production. Pedology and Precision Agriculture must work together in that sense, because the spatial variability of plant and soil attributes need to be detailed in crop areas, improving socioeconomic and environmental impacts. The first part of the chapter describes briefly the Brazilian Classification System of Soils, when the restrictions and advantages of that traditional way of mapping were discussed. The second part of the chapter considered the behavior of four soil properties: electrical conductivity, reflectance, relief and productivity. Several techniques were applied for measuring these and other properties during last century with different degrees of success. Some of them were implanted without problems but the other ones depend on technological innovations for their evolution.

Soils, Precision agriculture, electric conductivity, relief, remote sensing, productivity.


fundamental e estratgica para manter a qualidade da gua, o combate pobreza e a produo de fontes renovveis de energia.

Mermut e Eswaran (2001) revisaram os maiores desenvolvimentos da Cincia do Solo desde a dcada de 60. Segundo eles, aconteceu uma mudana dramtica no pensamento da sociedade em relao utilizao dos recursos naturais na dcada de 80, aumentando a preocupao com o equilbrio dos ecossistemas e a conservao da qualidade ambiental, com incremento simultneo no consumo de recursos, inclusive para os pases em desenvolvimento. A Comisso Brundtland estabeleceu o conceito de sustentabilidade que foi ampliado pela Agenda 21 das Naes Unidas. Na dcada de 90 houve notveis avanos nos mtodos e prioridades de pesquisa na perspectiva pedolgica. Enquanto os levantamentos tradicionais perderam intensidade, a necessidade por informao edfica tornou-se mais significativa, em termos de manejo sustentvel, equilbrio dos ecossistemas e ciclos biogeoqumicos. O monitoramento e a avaliao dos recursos do solo iniciaram uma nova era, em funo da qualidade da informao produzida pelas novas tecnologias de carter inovador, como o SIG e o sensoriamento remoto. Sobre a AP destacam: Trata-se de uma tcnica de manejo do solo por stio-especfico, com amostragem intensiva, combinada com mtodos geoestatsticos e de modelagem. A informatizao de todos os aspectos do gerenciamento, transformam-na mais avanada abordagem cientfica desenvolvida pela agricultura.

Sem dvidas a pedologia parte integrante dos conhecimentos necessrios para avanar no contexto de AP. Os atributos do solo devem ser considerados conforme sua variabilidade espacial nas respectivas unidades, em escala detalhada, isto , superior a 1:5.000 (McBRATNEY; MENDONA SANTOS; MINASMY, 2003), ou seja, feies de 50 metros no terreno so expressas como um centmetro no mapa. Assim, o presente captulo inclui na primeira parte uma sntese do Sistema Brasileiro de Classificao do Solo (SiBCS) e do processo de mapeamento de solos, sendo avaliadas vantagens e restries. Na segunda parte discute-se o comportamento de quatro propriedades do solo consideradas de extrema importncia no contexto de AP, com base nas referncias disponveis: Relevo, Condutividade eltrica, Reflectncia e Produtividade.

1. Introduo

Em razo da globalizao dos fatores para a produo de alimentos, a sociedade est a requerer maior preciso na gesto produtiva. O cenrio atual da agricultura brasileira caminha para uma produo eficiente, com proteo ao meio ambiente, onde se insere a agricultura de preciso (AP). A economia em escala global evidenciou o protagonismo do Brasil, especialmente nesta poca, quando h um aumento no consumo mundial de alimentos ao mesmo tempo da necessidade de produzir energia renovvel. O Pas possui terras, condies climticas e tecnologia para ajudar a suprir a si e a outras naes com alimento e energia renovvel. Para isso, tambm necessita melhorar sua competitividade em pecuria, silvicultura e produtos como o trigo, milho, arroz, feijo, soja, cana de acar e o algodo, sem perder a perspectiva da sustentabilidade. Assim, a adoo de tcnicas e tecnologias com maior preciso para o manejo adequado dos Biomas, ecossistemas e agroecossistemas pode reduzir o impacto ambiental das atividades agrcolas de maneira significativa, com o uso das terras segundo sua aptido agrcola, com uma aplicao eficiente dos insumos utilizados. A Cincia pode contribuir decisivamente com a atividade agropecuria com medidas de ordenamento territorial pela interao entre a Pedologia e as tcnicas de Agricultura de Preciso. O conhecimento dos solos brasileiros, aliado as tecnologias de preciso j disponveis, pode ser uma ferramenta valiosa de gesto para a inovao agropecuria no Brasil.

O Brasil ocupa uma posio de destaque na realizao de estudos de solos tropicais, tendo gerado grande quantidade de dados por meio de levantamentos de solos e outros estudos. Entretanto, a disponibilizao destas informaes tem-se mostrado pouco eficiente, devido principalmente ao grande volume, complexidade e pouca normatizao dos dados, o que tem dificultado e limitado sua utilizao pelos usurios (EMBRAPA, 1998).

Os conhecimentos adquiridos atravs dos levantamentos de solos tm contribudo significativamente para que o Brasil chegasse condio de agricultura tropical mais competitiva do planeta. Nas prximas dcadas, a cincia do solo continuar no centro de discusso para a produo de alimentos e fibras, mas tambm ser


um solo dependente de uma srie de fatores qumicos, fsicos, morfolgicos, mineralgicos e topogrficos. O entendimento da relao entre estas caractersticas auxilia no conhecimento da paisagem e no mapeamento. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi verificar a correlao entre classes de solos com informaes de geologia, topografia e atributos do solo. Para tanto, foi montado em banco de dados com as informaes de anlises de solo, curvas de nvel e geologia. Estas informaes foram cruzadas para verificar a contribuio de cada uma no mapa de solos. Os dados de relevo foram obtidos a partir de um modelo digital do terreno e os de geologia e solo de mapas j existente da rea. Concluiu-se que existe alta correlao entre atributos e classes de solo com a geologia da rea. Isto sugere que possvel utilizar dados geolgicos para delimitao inicial de classes de solos quando a geologia for o fator de formao com maior importncia na diferenciao dos solos numa dada regio (GEN; DEMATT; NANNI, 2011).

Como forma de ilustrar o SiBCS, se apresentam imagens de dois perfis contrastantes de solos, um Latossolo tpico com significativa profundidade e um Neossolo Litlico originado de basalto com diaclase horizontal (Figura 2).

2. O Sistema Brasileiro de Classificao de Solos (SiBCS)

Trata-se de uma chave taxonmica de classificao resultante de uma evoluo do antigo sistema americano, do qual herdou parte de seus conceitos e fundamentos. Sua criao foi na dcada de 50 e apresenta uma dinmica de revises e aperfeioamentos sistemticos sob a coordenao da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria. O SiBCS constitudo por seis nveis categricos, dos quais encontram-se efetivamente implementados os quatro primeiros: Ordens, Subordens, Grandes Grupos e Subgrupos. A identificao de um nvel categrico inferior depende dos nveis superiores a que pertence. Por exemplo, o nome completo de uma Subordem inicia-se pelo nome da Ordem e assim sucessivamente para os demais nveis categricos (SANTOSetal., 2006). A classificao de um solo segundo o SiBCS feita partindo de uma amostragem campo atravs de um Perfil (LEMOS; SANTOS, 1996). Denomina-se perfil de solo (Figura1) a seo vertical atravs do solo que engloba a sucesso de horizontes, acrescida do material subjacente pouco ou nada transformado pelos processos pedogenticos e pelo manto superficial de resduos orgnicos.

Diferentemente da Classificao Americana, a Soil Taxonomy (SOIL..., 1999) que se baseou em milhares de sries de solos j mapeadas e registradas, o SiBCS est sendo elaborado de forma descendente, isto , considerando primeiro a populao de poucas classes de solos, nas categorias mais superiores (ordens e subordens), as quais foram paulatinamente subdivididas e enquadradas nas categorias mais inferiores grandes grupos e subgrupos.

A adequada classificao de um solo permite estabelecer correlaes com sua gnese e evoluo, assim como com fatores ambientais e econmicos relativos a sua ocupao, manejo, aptido agrcola, entre outros (OLIvEIRAetal., 1999). As relaes solo-paisagem permitem associar atributos topogrficos e tipos de solos, tornando-se teis na predio de ocorrncia dos tipos de solos nas paisagens, auxiliando assim no entendimento das variabilidades existentes. A classificao de

Figura 1. Exemplo de um perfil de solo. Foto: Carlos A. Flores.


and Terrain Database (vAN ENGELEN; WEN, 1995), O CANSIS Canadian Soil Information System (MacDONALD; KLOOSTERMAN, 1984) e o NASIS National Soil Information System (SOIL..., 1991). O mapa de solos do mundo da FAO (FOOD..., 1996), na escala de 1:5.000.000, o nico banco global de dados de solos existente. Ao longo dos anos 80s e 90s, muitas tentativas foram feitas para digitalizar este mapa, existindo, atualmente, disponveis para consulta vrias verses em diferentes formatos (vetor e raster). Este mapa contm informaes sobre a composio das unidades de mapeamento, em termos de tipo de solo, textura da camada superficial e classe de declividade do solo dominante, alm da eventual presena de fases, tais como: carter salino, sdico, petroclcico, dentre outros (NAChTERGAELE, 1996). O projeto SOTER nasceu da necessidade de atualizao e expanso do banco de dados de solos usado pelo Mapa de Solos do mundo da FAO e representa o primeiro esforo para compilar um conjunto de dados globais na escala de 1:1.000.000. O conceito geral do SOTER se baseia no mapeamento de reas de terra (unidades SOTER), as quais se apresentam distintas quanto aos padres da paisagem, litologia, forma da superfcie, declividade, material de origem e solos. Embora tenha sido inicialmente desenhado para o uso na escala de 1:1.000.000, o mtodo aplicvel a escalas maiores junto com o desenvolvimento de bancos de dados nacionais. Um primeiro teste j foi realizado com os dados do mapa de solos do estado de So Paulo na escala de 1:500.000. Dentre as aplicaes do SOTER est possibilidade de avaliao do risco de eroso, potencial agrcola das terras, condio de salinidade e degradao das terras (vAN ENGELEN, 1999). O Sistema de Informao de Solos do Canad (CANSIS), desde 1972, tem dado suporte s atividades da agncia de pesquisa canadense (Agriculture and Agri-Food Canada - AAFC). O CANSIS foi desenvolvido para manipular dados de solo, clima, uso da terra, rendimento das culturas e dados geogrficos, sendo os dados de solos parte integrante do National Soil Database (NSDB), cujo sistema e procedimentos de SIG foram implementados no aplicativo Arc/Info (ESRI,1994). O NSDB um conjunto de arquivos que contm dados de solo, paisagem e clima para todas as regies do Canad. As informaes sobre as caractersticas e distribuio dos solos so

3. Sobre o mapeamento de solos

Chagasetal. (2004) destacam que os mapas tradicionais e suas verses digitalizadas, independentemente de suas escalas, no fornecem toda a informao requerida pelos usurios, j que a maioria dos dados coletados durante os levantamentos de solos no pode ser mostrada nos mapas ou no consta nas legendas (vAN ENGELEN, 1999). Assim, para facilitar a disponibilizao da informao, so utilizados sistemas automatizados que possibilitam a entrada, armazenamento, processamento e sada destas informaes, permitindo aos usurios explorarem, de maneira mais rpida e segura, as informaes requeridas para os diversos fins. Os sistemas de informao de solos so relativamente recentes e buscam descrever os solos em seu ambiente natural. Estes podem ser descritivos e apresentar dados quantitativos com dimenses espaciais (unidades de mapas), ou dados pontuais, que descrevem e quantificam propriedades especficas de um perfil de solo em determinado local e tempo na superfcie da terra (BAUMGARDNER, 1999). Diante da necessidade de informaes para o desenvolvimento de estudos que envolvem a localizao, qualidade e quantificao de propriedades de solos, seus processos e suas interaes com outros recursos naturais (ERNSTROM; LYTLE, 1993), organismos internacionais e pases tm desenvolvido sistemas de informaes de solos. Dentre estes, destacam-se: o Mapa Digital de Solos do Mundo (FOOD..., 1996), o SOTER - The World Soils

Figura 2. Exemplo de dos perfis tpicos de solos. Latossolo (esquerda) e Neossolo (direita). Foto: Carlos A. Flores.


classificao de solos, assim como, para a obteno de informaes de estimativas de eroso, estabelecimento de zonas de manejo, planejamento e uso do solo. O relevo influencia a variabilidade da textura, uma vez que condiciona o tempo de exposio dos materiais ao do intemperismo e pode ser dividida em topo, meia encosta e encosta inferior (FLORESetal., 2012).

Sua ao est associada ao clima e dinmica da gua, tanto no contexto superficial como subterrneo. A ao sobre o clima do solo se d diretamente, atravs da incidncia diferenciada da radiao solar, segundo a inclinao e a posio das vertentes (Figura 3), e do decrscimo da temperatura com o aumento da altitude, e indiretamente, sobre os seres vivos, especialmente os tipos de vegetao natural, que so dependentes das condies climticas locais.

O relevo regula os movimentos da gua ao longo da vertente, tanto na superfcie como no interior do solo, agindo sobre seu regime hdrico e, consequentemente, sobre os fenmenos de percolao interna e aes correlatas lixiviao de solutos, transporte de partculas coloidais em suspenso no meio lquido e ainda naqueles fenmenos em que a presena da gua imprescindvel hidrlise, hidratao, dissoluo.

Quanto mais ngreme for o terreno, menor a possibilidade de infiltrao da gua no solo e, consequentemente, do fluxo interno dela, e maior a quantidade de gua que escoa na superfcie (enxurrada) e a energia cintica produzida, potencializando o processo erosivo. Por isso, solos situados em relevo ngreme geralmente so menos profundos e mais secos que queles situados em declive menos acentuado.

apresentadas em trs nveis de detalhe: o mapa de solos na escala de 1:5.000.000; as paisagens de solos na escala de 1:1.000.000; e levantamentos de solos detalhados, em escalas que variam de 1:20.000 a 1:250.000 (COOTE; MacDONALD, 1999). O Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, pelos levantamentos de solos, tem fornecido, desde 1886, informaes de solos para um nmero variado de usurios. No fim dos anos 60s e incio dos anos 70s, os cientistas da National Cooperative Soil Survey (NCSS) reconheceram a necessidade e o potencial de automao da grande quantidade de informaes geradas nos levantamentos de solos que estavam sendo executados. Desta maneira, foi desenvolvido o National Soil Information System (NASIS), para facilitar e melhorar a aquisio, manejo e distribuio destas informaes. Semelhantemente ao sistema canadense, o NCSS desenvolve e mantm seis conjuntos de dados, que so o registro de caracterizao de solos (SCR), registro de unidades de mapeamento (MUR), registro das unidades taxonmicas (TUR), banco de dados geogrficos de levantamento de solos (SSURGO), banco de dados geogrficos estadual (STASTGO) e banco de dados geogrficos nacional (NATSGO). Cada um destes conjuntos foi desenvolvido para uma proposta ou necessidade especfica (LYTLE, 1993, 1999). Cabe ressaltar que nenhum dos sistemas mencionados utiliza gerenciadores de banco de dados estendidos, capazes de tratar dados espaciais. Desta forma, todos utilizam um aplicativo de sistema de informao geogrfica, predominantemente segundo o modelo vetorial, para o armazenamento dos dados geomtricos (localizao e extenso de objetos representados por pontos, linhas ou superfcies, e topologia) e para o armazenamento dos dados no espaciais, h um predomnio do emprego de aplicativos de sistemas de gerenciamento de banco relacional de dados comercialmente disponveis (vAN ENGELEN; WEN, 1995; MacD ONALD; KLOOSTERMAN,1984; SOIL..., 1991).

4. Influncia do relevo nas propriedades do solo

O uso da geomorfologia com as unidades de vertentes e curvatura do terreno so fundamentais para os estudos de gnese, levantamento e

Figura 3. Exemplo de relevo suave ondulado. Foto: Carlos A. Flores.


ausncia de contato com o objeto medido e no ao grau de afastamento.

Liaghat e Balasundram (2010) indicaram que devido ao seu carter inovador, a AP deveria incluir trs assuntos principais nos seus protocolos: (1) Reunir informaes sobre variabilidade espacial; (2) Discutir mtodos de processamento de dados de maneira a avaliar o significado da variabilidade; e, (3) Implementar mudanas no gerenciamento dos insumos. Segundo os autores, no sculo XX houve forte presso para aplicar manejo uniforme em grandes reas agrcolas, por isso, as bases de dados em AP incluem informaes das culturas, como estgio de crescimento, diagnstico sanitrio e requerimento de nutrientes; propriedades fsicas e qumicas do solo; dados climticos dirios e sazonais; condies de drenagem superficial e subsuperficial; disponibilidade de gua e potencial para irrigao. O sensoriamento remoto uma tcnica que apresenta vrias vantagens exclusivas (JENSEN, 1996): (i) coleta de dados no destrutiva; (ii) cobertura de vastas reas geogrficas contrastando com observaes isoladas pontuais; (iii) disponibilidade em locais acidentados, de difcil acesso ou virgens; (iv) ajuste de erros por meio da avaliao de sries histricas de imagens; (v) carter multidisciplinar da informao produzida. Imagens hiperespectrais e multiespectrais tem sido utilizadas como forma de apoio a operaes de mapeamento de estresse vegetal, aplicao de fertilizantes e pesticidas, manejo de irrigao e monitoramento do contedo de nutrientes para gros e

Agriculturadeprecisao.pdf

Documents

Transcript of Agriculturadeprecisao.pdf