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Agricultura de Precisão

Mapeamento da Produtividade, dos Atributos do Solo e do Relevo e Aplicação Localizada de Fertilizantes

Introdução

O estudo da relação entre produtividade, atributos do solo e do relevo, ou seja, das principais limitações à produção de uma determinada área ou região, torna-se essencial quando se tem como objetivo o manejo racional do cultivo e do solo, evitando a exaustão química e a degradação de seus atributos físicos, visando à máxima produtividade sustentável, assim como sua predição.

Uma abordagem do gerenciamento localizado das atividades agroflorestais é a Agricultura de Precisão que, segundo Vettorazzi & Ferraz (2000), baseia-se na coleta e análise de dados geoespaciais, viabilizando intervenções localizadas no cultivo, com a exatidão e a precisão adequadas. As técnicas de geoprocessamento fornecem subsídios para a identificação e a correlação das variáveis que afetam a produtividade, por meio da sobreposição, cruzamento e regressão, em Sistemas de Informação Geográfica (SIGs), de mapas digitais do relevo, dos atributos do solo e da produtividade.

O mapa de produtividade pode indicar a localização de áreas críticas em termos de rentabilidade, enquanto os mapas dos atributos do solo e do relevo, por meio de seus respectivos Modelos Digitais de Elevação (MDEs), podem auxiliar na identificação dos fatores que estão limitando a produtividade, informação fundamental para a tomada de decisões. Para tanto há necessidade da utilização de modelos estatísticos capazes de predizer a produtividade.

A integração entre fatores selecionados do ambiente possibilita ao agricultor, com base na análise das informações georreferenciadas relativas a estes fatores, reconhecer e visualizar em conjunto, características distintas do cultivo, permitindo relacionar a produtividade com diversos fatores e, assim, estimar a produtividade, bem como realizar o zoneamento (da produtividade, dos atributos do solo e/ou do relevo) do mesmo.

A análise da distribuição espacial das variáveis possibilita a distinção de regiões com menor e maior variabilidade e a geração de mapas de aplicação diferenciada de insumos agrícolas, levando-se em conta a quantidade de nutrientes necessária ao ótimo desenvolvimento do cultivo e a quantidade disponível em diferentes áreas do talhão (variabilidade espacial), promovendo a produtividade máxima, melhor uniformização da produtividade e maior eficiência e otimização dos recursos utilizados.

Ao contrário do conceito convencional da aplicação de insumos pela média, onde extensas áreas são gerenciadas de forma idêntica, como um sistema uniforme, a Aplicação a Taxa Variável (ATV) também denominada de "Variable Rate Technology" (VRT) diminui os riscos de contaminação ambiental causados pela aplicação de alguns nutrientes em doses acima da necessária, e de ineficiência do insumo devido à aplicação de doses abaixo da necessária às reais necessidades de cada local. Além disso, essa técnica pode reduzir os custos de produção, com a economia de insumos aplicados provocada pela otimização na utilização dos mesmos, mantendo ou melhorando o nível de produção e acarretando ganho de produtividade e maximização dos lucros.

Para que as empresas brasileiras possam atender ao incremento da demanda de produtos agrícolas e manter posição de destaque quanto à participação no mercado mundial, há necessidade de se ampliar a oferta do produto. O aumento da produtividade, entretanto, é a forma mais importante e eficaz de se elevar a quantidade de produto produzido sem que novas áreas de produção sejam utilizadas.

Elevadas produtividades na produção agrícola têm sido obtidas com a utilização de grandes quantidades de insumos químicos, devido à indisponibilidade e alto custo de aquisição de novas áreas para plantio. Atualmente, as empresas utilizam-se de adubações, mas que nem sempre são eficientes para todos os tipos de solo e para todas as culturas agrícolas. Esta heterogeneidade pode ocasionar regiões onde a exigência nutricional do cultivo não é atendida e regiões onde ocorre excesso de adubação e a conseqüente lixiviação das sobras, havendo o desperdício de recursos.

Sendo limitada a capacidade de aproveitamento das culturas, o excesso do insumo aplicado no solo devido à utilização de super dosagens desses produtos estão relacionadas a problemas como a poluição ambiental e ao aumento dos custos de produção agrícola, visto que grande parte do material distribuído acaba sendo perdida. A agricultura de precisão surge como uma alternativa na busca pela melhoria da eficiência do processo produtivo, do aumento da produtividade, redução dos custos de produção e na minimização do impacto ambiental.

Trabalhos Realizados

Borgelt et al. (1994) estudaram a variabilidade da acidez do solo e a taxa de calagem requerida pela colheita, em um talhão de 8.8ha, em Nacogdoches, no Texas Oriental, USA. Também foi realizado um estudo comparativo dos resultados da metodologia proposta e da metodologia desenvolvida por Adams & Evans (1962). Com o método de Adams - Evans a taxa de aplicação de cal, na área de estudo, totalizaria 40 toneladas do produto, com aplicação uniforme por todo o campo, respeitando uma média, enquanto que com a metodologia apresentada neste trabalho, o total de aplicação seria de 43.4 toneladas, com taxas de aplicação variando dentro do campo, sendo assim, sub-áreas receberam diferentes índices de calagem, de acordo com a classe de acidez do solo a que foi designada. As diferentes taxas de aplicação causaram uma eficiência entre 8 a 28% maior da aplicação, quando comparada com a aplicação uniforme, portanto os dados indicam que a aplicação localizada de cal maximizou os benefícios da aplicação, mesmo com demanda maior do produto. A aplicação da taxa recomendada para o campo pelo método de Adams - Evans teria como resultado que de 9 a 12% dessa área receberia uma quantidade de cal acima da recomendada, enquanto que entre 37 a 41% receberia uma quantidade abaixo das necessidades reais do solo. Com a aplicação uniforme o campo estaria recebendo 4.500 kg/ha do produto, fato suficiente apenas para a sub-região 2, que engloba 51% da área do campo estudado, portanto 49% da área estaria sofrendo um processo de calagem indevido (em excesso ou falta), causando desperdício de produto e não atingindo o rendimento máximo do cultivo.

Balastreire et al. (1997) realizaram o mapeamento da colheita mecanizada da cultura de milho em um talhão com 7ha. Verificaram que a produtividade variou na faixa de 3,59 a 4,76 t/ha, para uma produtividade média da cultura de 3,84 t/ha.

Rocha & Lamparelli (1998) analisaram a variabilidade espacial do rendimento da cultura de milho "safrinha" num talhão de 8ha da Fazenda Perdizes, no município de Mineiros (GO). O mapa de produtividade obtido de uma colhedora indica que o rendimento na área variou entre 2.5 e 6 t/ha e o teor de cálcio entre de 3 e 19mg.dm3.

Salviano et al. (1998) mapearam os macronutrientes do solo na profundidade 0-20cm. O trabalho foi desenvolvido no município de Piracicaba (SP), numa área de 0,35ha que vem sendo explorada com cana-de-açúcar há mais de 30 anos e onde já se visualizam sulcos de erosão. As análises químicas indicaram que os valores, na área estudada, para P variaram entre 5 e 32,5mg.dm-3 ; para Ca entre 0,20 e 3,31 cmolc.Kg1; e para V% entre 7,5 e 79,5%.

Balastreire et al. (1999) realizaram o mapeamento da produtividade de uma cultura de laranja em uma propriedade no município de Limeira, SP, em um talhão de 3,3ha. Os resultados obtidos mostraram que a produtividade da área variou de 0,09 a 5,4 caixas de 31kg/pé, ou seja, uma alta variabilidade espacial dentro de um mesmo talhão.

Jakob et al. (1999) analisaram a variabilidade espacial de atributos do solo e o rendimento da cultura de milho "safrinha" numa área de aproximadamente 4ha, em Paulínia (SP). O mapa de produtividade indica que o rendimento na área variou entre 4 e 9,2 t/ha e de cálcio entre de 3 e 19mg.dm3.

França et al. (2000) estudaram a variabilidade espacial da fertilidade do solo numa área de 40,4ha, com cultivo feijão-milho em rotação, irrigada por pivô central, localizada no município de Sete Lagoas, MG. Com base nos mapas de variabilidade espacial para P, K e V% foram produzidos mapas de aplicação localizada de fertilizantes e corretivos, que posteriormente foram comparados com mapas de aplicação pela média. As análises químicas indicaram que os valores, na área estudada, para pH variaram entre 4,4 e 7,7; para Ca entre 0,10 e 8,56 cmolc.dm-3; para Mg entre 0,02 e 2,30 cmolc.dm-3; para K entre 0,05 e 1,21 cmolc.dm-3; para P entre 1 e 20 mg.dm-3; e para V% entre 3 e 96%. O mapa da aplicação foi coerente com o mapa de prescrição. Utilizando o critério da fertilidade média por quadrante, 75% da área receberia 60kg de P2O5 ha-1 e 25% da área receberia 30kg de P2O5 ha-1. Já com a aplicação localizada, 18% da área receberia 90kg de P2O5 ha-1, 43% 60kg de P2O5 ha-1 e 39% 30kg de P2O5 ha-1. Aplicando-se o mesmo raciocínio para K toda a área receberia 30kg de K2O ha-1 pela fertilidade média; 6%, 23% e 71% da área receberiam 60, 45 e 30kg de K2O ha-1, tomando-se como base a variabilidade espacial. Considerando-se a correção da acidez do solo para elevar a saturação de bases para 50%, não se procederia a aplicação de calcário pela fertilidade média, pois, o valor médio de V% já está acima desse valor (53%). Entretanto, se considerar a variabilidade espacial, cerca de 27% da área deveria ter a acidez corrigida.

Pierossi & Neves (2000) mapearam a variabilidade espacial da produtividade da cana-de-açúcar (colheita mecanizada) em duas áreas, uma com 1,4ha e outra com 1,8ha, pertencentes à Usina São Martinho localizada no município de Pradópolis, SP. Os resultados mostraram grandes variabilidades dentro dos talhões, com valores de produtividade oscilando de 20 a 140 ton/ha.

Queiroz et al. (2000) apresenta um mapa de produtividade de feijão, safra 1998, em uma área de 60ha irrigada por pivô-central. No mapa é possível notar que os valores de produtividade variaram entre 1849kg/ha até 3.200kg/ha.

Baio (2001) desenvolveu e a avaliou uma metodologia para avaliação da eficiência e da economia de herbicida alcançada pela utilização da aplicação localizada de defensivos e o estudo da correlação da variabilidade espacial entre espécies de plantas daninhas e atributos da fertilidade do solo (camada de 0-20cm) em duas áreas vizinhas, uma com 8,8ha e outro com 9,8ha, localizadas no município de Campos Novos Paulista, SP. O sistema para aplicação localizada de defensivos permitiu uma economia de 31,6% de herbicida, quando comparado à aplicação em área total com dosagem única.

Balastreire et al. (2001) realizaram o mapeamento da produtividade de uma cultura de café, colhido mecanicamente, em uma propriedade no município de Pinhal, SP, num talhão de 1,2ha. Concluem que a variabilidade espacial dos valores de produtividade, é bastante grande, com uma produtividade mínima de 1,43t/ha a um máximo de 18,41t/ha.

Shiratsuchi (2001) estudou o comportamento da variabilidade espacial das plantas daninhas e seu respectivo banco de sementes com a utilização de ferramentas da agricultura de precisão em uma área de 8,5ha localizada no município de Pirassununga, SP. Foram realizados quatro experimentos para avaliar esta variabilidade espacial e temporal e analisar a potencialidade que a mesma pode proporcionar para o manejo racional das plantas daninhas, principalmente a possibilidade da aplicação localizada de herbicidas. O terceiro experimento consistiu de uma avaliação da eficácia da aplicação localizada de herbicidas pós-emergentes na cultura da soja, baseada em mapas de infestação das plantas daninhas. Os resultado indicaram que qualquer atitude de manejo e controle baseada na média de infestação das plantas daninhas estaria superestimando a infestação em 60%. Foi obtida uma economia de produto da ordem de 18 e 44%, sendo a eficácia similar à aplicação convencional utilizando dose única e pulverização uniforme em área total. No quarto experimento foi realizada uma pulverização localizada de herbicida pré-emergente baseada no mapeamento prévio do banco de sementes das plantas daninhas, sendo verificado uma eficácia igual à convencional e uma economia de 22% de produto herbicida.

Esquerdo (2002) promoveu a aplicação localizada de defensivos agrícolas numa situação real de controle de plantas daninhas numa área de 4,1ha pertencente à Usina Costa Pinto, localizada no município de Piracicaba, SP. Os resultados mostraram que a adaptação realizada, assim como o sistema de controle desenvolvido, permitiram o controle localizado das infestações, resultando na redução de 69,52% da quantidade de herbicida aplicada, em comparação ao tratamento convencional.

Leal (2002) realizou o mapeamento da colheita mecanizada de uma cultura de café, em uma propriedade do município de Pedregulho, SP, em uma área de 4ha. Os resultados obtidos permitem concluir que a variabilidade espacial dos valores de produtividade da cultura do café no talhão é bastante grande, com uma produtividade mínima de 1.284Kg.ha-1 a um máximo de 6.326Kg.ha-1.

Taylor et al. (2002) teve como objetivo, dentro do conceito de Silvicultura de Precisão, discutir os custos de aplicação a taxa variável de fertilizantes e herbicidas para controle de plantas daninhas. Quando comparada com a aplicação convencional, a aplicação localizada reduziu os custos de controle das plantas daninhas em até 47% e uso químico em dois-terços.

Cigana (2003) apresenta o resultado da colheita de duas áreas que somam 265 hectares com soja e milho no interior de Não-Me-Toque, na região do Planalto Médio gaúcho, confirmando o aumento de produtividade e a redução de custos prometida pela agricultura de precisão. As duas lavouras pertencem ao Projeto Aquarius, uma parceria entre a AGCO do Brasil e a Stara Sfil (indústria de implementos agrícolas). Na área de 132 hectares cultivada com milho, a produtividade alcançou 5.880Kg/ha. O resultado é 20% superior à média regional, 4.680Kg/ha. O número também é 13% superior à média de 5.100Kg/ha obtida em outras lavouras da mesma propriedade, a Fazenda Anna, onde foram adotados os métodos convencionais. Nos 124 hectares plantados com soja, a produtividade chegou a 2.880Kg/ha. A média da região ficou em torno de 2.040Kg/ha (29% menor) e, a da propriedade, 2.520Kg/ha (12,5% menor). A comparação com as demais lavouras da propriedade também demonstra a redução de custos com insumos. Na área cultivada com milho, se obteve uma economia de 18% na aplicação de adubo. Na agricultura convencional, com aplicação à taxa fixa, seriam necessárias 59,4 toneladas (450Kg/ha) de um produto formulado (com fósforo e potássio), a um custo de R$ 390 a tonelada, totalizando gastos de R$ 23.166,00. Já com a aplicação à taxa variável, foram utilizados 52 toneladas de Super Simples (SSP), um produto mais barato (R$ 255,00 a tonelada) da Serrana Fertilizantes, colaboradora do projeto, e 14 toneladas de cloreto de sódio (KCL), avaliado em R$ 414,00 a tonelada, somando gastos de R$ 19.056,00 - uma economia de R$ 4.110 nos 132ha. Na lavoura de 124 hectares com soja, a economia alcançou um percentual de 23%. Com a aplicação à taxa fixa, seriam necessários 40,3 toneladas (325Kh/ha) do fertilizante Microgran, também da Serrana, cujo custo é de R$ 303,00 a tonelada. Neste caso, os proprietários teriam de desembolsar R$ 12.210,00. Com a aplicação à taxa variável, suprindo o nível de deficiência de cada ponto da área graças à análise do solo, foram utilizadas apenas 31 toneladas do fertilizante, reduzindo os custos para R$ 9.303,00, uma economia de R$ 2.817,00. Multiplicando a área da lavoura por 10, para chegarmos à extensão de uma fazenda comercial, a economia seria de R$ 28 mil. E sem contar que, nos pontos onde havia deficiência, se estará produzindo mais.

Farias et al. (2003) mapearam a produtividade de pomares de laranja natal irrigado (aproximadamente 185ha) e não irrigado (aproximadamente 174ha), localizados no município de Luiz Antonio (SP). Observou-se uma alta variabilidade da produtividade nas duas áreas. A quadra irrigada mostrou uma produção variando de 5 a 10,5 caixas de 40,8Kg/planta, sendo que a média de produtividade foi de 8 caixas. Da produtividade total 55% é representado por plantas com mais de 8 caixas. Na quadra não-irrigada a produtividade variou de 1,5 a 7,5 caixas, com uma média de produtividade de 3,4 caixas, sendo que 62,5% da produtividade total é representado por plantas com menos de 3,4 caixas. Visualizando os mapas de distribuição da produtividade na área irrigada (A) e não-irrigada (B) podemos notar que a irrigação, provavelmente, não foi o único fator responsável pela alta variabilidade de produção no pomar. Neste caso, se fosse somente o fator irrigação, o mapa apresentaria mais homogêneo quanto à produtividade.

Ortiz (2003) mapeou a capacidade produtiva (expressa pelo Índice de Sítio) em um talhão com clones de Eucalyptus grandis, numa área de 8,4ha, pertencente à Suzano Bahia Sul Celulose, no município de Paraibuna, SP. O mapa de potencial produtivo indicou que os valores de Índice de Sítio variaram na faixa entre 24 e 34 metros.

Referências Bibliográficas

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Autor: Jonas Luís Ortiz

Geógrafo/UNESP/Rio Claro.

Mestre em Silvicultura e Manejo Florestal/ESALQ/USP.

Área de atuação: Geoprocessamento e Agricultura de Precisão.