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É chegada a hora da integração do conhecimento
Antônio Luis Santi1; Telmo Jorge Carneiro Amado2; Lisandra Pinto Della Flora3; Rodrigo Fernando Fiorentini Smaniotto4 1Engº. Agrº. Dr. Professor do CESNORS/UFSM. E-mail: santi_pratica@yahoo.com.br 2Engº. Agrº Prof. Dr., Pesquisador CNPq, Dept. de Solos –UFSM - E-mail: tamado@smail.ufsm.br 3Engª-Agrª MSc Ciência do Solo, Profª do CAFW/UFSM - E-mail: lisandra_cafw@yahoo.com.br 4 Engº. Agrº Especialista Levantamento Geodésico, Agroprecision - E-mail: rodrigosmaniotto@agroprecision.com.br
A variabilidade espacial nas lavouras brasileiras não é nenhuma novidade. Em conversa com produtores e técnicos de campo percebe-se o reconhecimento dessa natureza reafirmando que uma parte da área produz mais que a outra ou, que em determinado local, os teores de nutrientes são mais elevados que a média da lavoura. A valorização da variabilidade espacial e a possibilidade de manejá-la visando aumentar a eficiência do uso de insumos tem sido um desafio para técnicos e produtores. A partir desse contexto, tem ganhado espaço a chamada Agricultura de Precisão (AP).
Há quem pense que adotando um pacote de soluções mágicas, que chega para nós via satélite, todos os problemas da lavoura estarão resolvidos resultando em frustrações e prejuízos à muitos produtores. O ponto inicial dessa discussão é que isso não se deve somente a desinformação de muitos produtores, mas também de uma pressão comercial com promessas de uniformizar as lavouras elevando as produtividades a partir da distribuição dos insumos de metro a metro.
Esse assunto tem ganhado importância no agronegócio, de modo que nos últimos quatro anos (2004 a 2008) só no Estado do Rio Grande do Sul (RS) mais de 25 empresas passaram a oferecer trabalhos de "consultoria especializada" nessa área. Estima-se que nesse início de 2009, mais de meio milhão de hectares já estejam manejados utilizando alguma das ferramentas da AP, em destaque, os mapas de fertilidade com base em amostras georeferenciadas. Tais números poderão atingir mais de dois milhões de hectares até meados de 2012.
Esse novo nicho de mercado para jovens profissionais, oportunidades de "negócios tentadores" para empresas e consultores, associado a necessidade de ajuste nos custos de produção reflete a atual velocidade de transformação do processo produtivo. Há poucos anos, a maioria dos produtores e técnicos desconheciam os princípios e aplicações da AP. Esta situação, no entanto, vem se modificando de tal forma em nosso meio que em muitas propriedades é uma realidade e influencia a rotina diária de praticamente todas as atividades agrícolas. A principal contribuição desse novo advento tecnológico pode estar justamente na sua potencialidade em ampliar a base de conhecimento sobre as áreas produtivas, permitindo aperfeiçoar o seu gerenciamento.
O que se pretende nessa abordagem é o questionamento de como as tecnologias da AP estão sendo concebidas e incorporadas nas propriedades. Depois de quase 40 anos de adoção do Sistema Plantio Direto (SPD), produtores, técnicos e a pesquisa voltam a discutir e buscar alternativas para velhos problemas como: acidez em sub-superfície, compactação, baixos teores de matéria orgânica, novas pragas e doenças, plantas daninhas resistentes a herbicidas, entre outros. A maioria destes vem associado a um manejo caracterizado por monocultivos e sem planejamento visando preservar a qualidade do solo, pré-requisito da agricultura sustentável. No entanto, parece ser chegada a hora de questionar também: Quais são os requisitos básicos para a adoção da Agricultura de Precisão?
As novas ferramentas da tecnologia da AP vêm sendo incorporadas como meio de gerenciar a variabilidade de atributos de solo na propriedade e subsidiar o aprimoramento do manejo do solo e das culturas. O aumento na eficiência da-se com base no manejo diferenciado, respeitando a variabilidade existente na área. A integração da computação e da eletrônica são os meios de se elevar os níveis de controle e monitoramento da atividade agrícola em locais específicos da lavoura. Através de análise detalhada das lavouras e do aprimoramento das técnicas de manejo, novos níveis de eficiência qualitativos e quantitativos da produção das culturas podem ser alcançados sucessivamente. Amado et. al. (2004), analisando mapas de rendimento, já alertavam para a importância de se aumentar os teores de matéria orgânica no solo, destacando esse atributo como o de maior correlação com a produtividade sob plantio direto. Tais considerações requerem observar os princípios básicos do SPD ou seja, "fazer o dever de casa" para que este sistema conservacionista, além de controlar a erosão proporcione rendimentos competitivos, com eficiente uso de insumos e com reduzido impacto ambiental.
Atualmente, no RS a AP têm se restringido a amostragem de solo georeferenciada, ao mapeamento da fertilidade e a utilização da taxa variável de corretivos e fertilizantes. Essa tem sido a porta de entrada para quem deseja conhecer de forma mais detalhada a sua propriedade. A partir de uma amostragem intensa, têm-se mapas dos vários atributos que congregam uma análise química do solo (Figura 1) e, auxiliado por estes, chega-se a uma recomendação de adubação espacializada (mapa de aplicação de corretivo e/ou fertilizantes em taxa variada). A taxa variada pode ser definida como: a) simplificada - quando zonas com similaridade de atributos dentro da lavoura são agrupadas - neste caso três a quatro doses são utilizadas; b) plena - na qual a variação das doses ocorre em função da variabilidade existente na área com número elevado de doses . Enquanto a primeira pode ser feita com equipamentos distribuidores normalmente existentes na lavoura, a segunda exige equipamentos especializados para a AP.
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Figura 1. Amostragem de solo tradicional considerando o relevo e o tipo de solos para definir áreas homogêneas e amostragem em malha considerando variabilidade espacial em pequenas distâncias visando definir áreas homogêneas. |
O que muitos produtores e técnicos vem tentando fazer é simplificar a etapa de intervenção. Apoiados por ferramentas tecnológicas, grande parte dos mapas gerados tem se prestado mais a representação visual da variabilidade do que uma ferramenta realmente útil para a solução dos problemas que estão limitando o rendimento em uma determinada área. Várias são as causas para isto: malha de amostragem muito grande (3 a 5 ha), amostragem com reduzido número de subamostragens que não representam a variabilidade de linha e entrelinha, limitada ou nenhuma disponibilidade de mapas de produtividade para validar as intervenções realizadas, e intervenções isoladas, apenas contemplando os atributos químicos e assim mesmo muitas vezes de forma equivocada, pois não seguem os princípios da geoestatísca.
São essas bases estatísticas que permitem conhecer a heterogeneidade do solo e, consequentemente, da expressão do potencial produtivo, eleger prioridades de manejo, avaliar o êxito ou os insucessos das intervenções realizadas anteriormente, além de balizarem as próximas alterações de manejo, nos anos subsequentes.
A AP não deve ser entendida como um ciclo fechado de curta duração (início - diagnose – intervenção – fim) (Figura 2) e sim como um processo contínuo de aprimoramento de longa duração com gradual aprimoramento do sistema produtivo. O que se tem percebido é que muitas vezes a AP está sendo adotada com a expectativa de uma "estratégia milagrosa" a fim de que se resolvam todos os problemas na área e que a produtividade aumente imediatamente.
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| Figura 2. Concepção da agricultura de precisão de limitado impacto no sistema produtivo. |
Essa forma de concepção e adoção pode conduzir ao descrédito da tecnologia e a frustração quanto aos resultados obtidos. Quando os problemas básicos de desequilíbrio de nutrientes na área já foram solucionados, por exemplo, e os mapas de rendimento ainda continuam a expressar importante variabilidade, há necessidade de se partir para um estudo mais detalhado, envolvendo a interação de atributos do solo. Pontelli (2006) e Santi (2007) em seus trabalhos de pós-graduação já demonstraram, que as correlações entre atributos químicos e a produtividade de lavouras no Planalto do RS tem sido invariavelmente baixa, havendo outras variáveis como a reduzida infiltração de água no solo, elevada resistência a penetração (compactação) e desbalanços nutricionais que influenciam negativamente a produtividade. De fato, somente a matéria orgânica tem apresentado relações na ordem de 30 a 40% com a produtividade das culturas, em função das suas múltiplas funções no solo (químicas, físicas e biológicas).
No entanto, as atenções pela pesquisa, prestadores de serviço e produtores ainda tem se concentrado quase que exclusivamente sobre a heterogeneidade dos atributos químicos do solo. Isso porque, geralmente, os benefícios gerados pelo gerenciamento da variabilidade de atributos químicos do solo trazem resultados imediatos, tanto na racionalização no uso de insumos como em algumas situações, na elevação da produtividade.
É importante reconhecer que a primeira etapa da AP valorizou uma importante ferramenta de manejo do solo: a amostragem de solo. O produtor deve considerar a amostragem de solo como um investimento em sua propriedade. Dados do Projeto Aquarius (www.ufsm.br/projetoa quarius) mostraram que dentro do custo de produção, uma amostragem georeferenciada, com malha de 100m x 100m, representa menos de 2% do custo total de produção. Embora seja o acúmulo temporal de análises de solo georefenciadas que sustentem as decisões de economia e racionalização no uso de insumos. Em que pese isto, as coletas georeferenciadas de solo não devem ser entendidas como uma atitude isolada de manejo do solo na busca de altas produtividades. Essa ação investigativa deve ser entendida como mais um componente de um sistema complexo e com muitas inter-relações, que é o solo agrícola. A disponibilidade de água para as culturas é normalmente o principal fator determinante do rendimento em tradicionais lavouras. Como o Rio Grande do Sul tem frequente variabilidade na distribuição da precipitação, principalmente durante a primavera e verão, os resultados da AP são influenciados por esta variável.
Muitas vezes, por desconhecimento, usuários têm reduzido as potencialidades da AP à aplicação de insumos a taxa variada sem mesmo investigar se esse é realmente a principal causa da variabilidade da produtividade em sua área. Essa por si só, é uma solução simplista e não ajustável a todas as situações de campo. Assim, não há uma "receita pronta" de manejo do solo sob AP aplicáveis a todas as situações. Porém, vale lembrar que a avaliação de atributos de solo de forma conjunta (física, química e biológica) com os mapas de rendimento sempre gera resultados mais confiáveis do que análises isoladas.
As pesquisas em AP no Sul do Brasil já contabilizam nove anos. Na "Primeira Fase do Conhecimento" foi possível desmistificar a AP como uma tecnologia somente aplicável a países desenvolvidos e a grandes produtores. Também foi possível concluir que as lavouras do RS, por apresentarem relevo ondulado caracterizado pelas típicas coxilhas, apresentam uma grande variabilidade espacial na fertilidade do solo, nos atributos físicos (principalmente no armazenamento de água) e, consequentemente, na produtividade.
Quando da amostragem sistêmica do solo é importante seguir uma malha amostral densa, com tamanho não superior a 141,42 m x 141,42 m (2,0 ha). Se possível utilizar malha amostral de 100,00 m x 100,00 m (1,0 ha) ou inferior. Esse cuidado é fundamental, pois a dependência espacial dos principais atributos químicos geralmente tem se mostrado inferior a 100 m. O alcance da dependência espacial é um parâmetro importante, uma vez que indica a zona de influência de uma amostra, ou seja, define a distância máxima até onde o valor de uma variável possui relação de dependência espacial com seus vizinhos (até onde a informação pontual é verídica).
Outro cuidado é a necessidade de sub-amostras em torno do ponto amostral. O uso de um raio amostral é uma estratégia eficiente, pois permite o comparativo temporal ou seja analisar resultados de amostras de diferentes anos. Usando uma malha amostral representativa, as demais pressuposições matemáticas serão atendidas pelos modelos geoestatísticos e interpoladores, tornando a informação expressa em mapas temáticos verídica e qualitativa do ponto de vista do manejo.
Nesta primeira etapa da AP destacam-se também como principais avanços: a crescente oferta quantitativa e qualitativa de máquinas, equipamentos e produtos voltados para agricultura de precisão. Neste contexto, é notável o esforço tecnológico que empresas gaúchas como a Stara (www.stara.com.br) tem feito em incorporar a AP em praticamente toda a sua linha de produção e a Falker Automação Agrícola (www.falker. com.br), aliado as tradicionais empresas multinacionais que possuem longa tradição no exterior de desenvolvimento da AP como a AGCO (www.agco.com.br), John Deere (www.deere.com.br), New Holland (www.newholland.com.br), Yara (www.yarabrasil.com.br), Bunge (www.bunge.com.br), entre outras.
A UFSM, além de possuir uma consolidada linha de pesquisa de pós-graduação em AP (Ciência do Solo, Engenharia Agrícola – Mecanização Agrícola e Geomática), desenvolveu o único software nacional voltado a AP – Campeiro (www.eniogiotto. blogspott.com). A Ulbra Carazinho possui um curso de Especialização em AP (www.ulbracarazinho.edu.br), além de o assunto estar sendo abordado em praticamente todas as universidades gaúchas, com maior ou menor grau de detalhamento.
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Tabela 1. Alcance espacial de algumas variáveis químicas (coleta de 0,20 m) para um Latossolo e um Argissolo. |
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O projeto Aquarius, desenvolvido desde o ano 2000, tem sido um importante referencial para os produtores gaúchos sobre as potencialidades da AP. A estruturação de importantes cooperativas agrícolas (Cotrijal, Cotripal, Cotrisa, Cotrimaio, Cotrijuc, entre outras) para prestar serviços de AP aos seus associados com o suporte da FUNDACEP também é relevante.
Não-Me-Toque, que pelo Projeto de Lei 3.343, tornou-se a capital da Agricultura de Precisão e busca agora este reconhecimento em nível nacional. Entre as principais culturas em que a AP vem sendo aplicada no Sul do Brasil destaca-se a soja, milho, arroz irrigado, sorgo, trigo, fumo e cevada. Novas áreas de expansão são a vitivinicultura e a silvicultura de precisão.
A segunda etapa da Agricultura de Precisão - soluções simplistas e isoladas terão pequena probabilidade de sucesso
A segunda etapa da AP inicia-se quando, depois de intervenções a taxa variada, é chegada a hora da reamostragem do solo. Nesta etapa de avaliação dos resultados obtidos, os mapas de rendimento são ferramentas muito úteis. Normalmente, tem se verificado que em lavouras com adoção de AP, os mapas de atributos químicos isoladamente pouco explicam a variabilidade espacial encontrada nos mapas de rendimento. De fato, a relação entre atributos químicos de solo e rendimento de grãos tem sido invariavelmente baixa. Este resultado tem sido interpretado considerando o rendimento como função de um conjunto numeroso de variáveis que de forma integrada determina a produção a ser obtida. Também a importância de um determinado fator no rendimento pode ser variável de um ano para o outro influenciado por condições climáticas tais como a precipitação, temperatura e insolação e o teto de rendimento alcançado.
Neste contexto, os mapas de produtividade tornaram-se fundamentais para o manejo integrado do solo e para estabelecer o potencial produtivo possível de ser atingido em cada lavoura em função das condições climáticas prevalentes. Uma estratégia simples é identificar o rendimento máximo obtido na área em um determinado ano e estabelecer este como 100% e os demais rendimentos são referenciados em relação a este, com isto elimina-se a variável climática naquele ano como causa de variabilidade. O mapa de produtividade, por sua vez, é a expressão do que realmente aconteceu ou está acontecendo na área. É "a planta dizendo" onde na lavoura o manejo precisa ser melhorado, restando ao agricultor e a seu assistente técnico selecionar qual ou quais serão as intervenções para solucionar o problema. Evidente que os custos envolvidos devem ser considerados neste desafio de diminuir a variabilidade existente na lavoura.
Enquanto uma amostragem de solo proporciona um dado a cada hectare (malha 100 x 100m), com o mapa de produtividade tem-se de 300 a 700 registros de dados. Essa elevada densidade de informações é que melhora a qualidade da informação disponível para o planejamento agrícola. O uso do mapa de produtividade marca o início da Segunda Etapa da Agricultura de Precisão – A integração do conhecimento. Se o mapa de atributos químicos é a "porta de entrada", o mapa de rendimento pode ser considerado a "sala de estar" da AP.
É a partir do mapa de produtividade que se pode avaliar o grau de sucesso das intervenções adotadas e estratégias de manejo escolhidas. O aumento de produtividade a partir da adoção da AP exige o uso dessa ferramenta, pois é a partir dela que se pode conhecer a variabilidade temporal, isolar o fator clima, e realmente avaliar se as zonas de baixa e média produtividade estão sendo gradualmente elevadas a condições de média ou alta produção.
Quando os níveis de fertilidade estiverem acima do teor crítico, o mapa de produtividade passa a ser uma ferramenta fundamental, pois permite quantificar a variabilidade espacial da exportação dos nutrientes e, neste caso, estratégias de manejo avançado do solo, tais como a taxa variada plena com base na exportação da safra anterior pode ser utilizada. Com isto, os avanços obtidos na melhoria da fertilidade do solo são mantidos por longo período de tempo. A amostragem de solo, neste caso, é utilizada como uma alternativa confirmatória da manutenção da fertilidade do solo. Assim, a amostragem "inteligente" pode ser utilizada e a malha de amostragem pode ser alterada.
O importante é que os custos para adoção dessa tecnologia estão cada vez mais acessíveis. Uma vez instalado na colhedora os componentes necessários como GPS, sensor de rendimento, sensor de umidade, monitor com cartão de memória, e havendo manutenção dos componentes, os custos são diluídos ao longo dos anos e a cada nova safra, obtêm-se novas informações acerca dos talhões e, quando organizado, da propriedade como um todo (Figura 3).
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Figura 3. Representatividade da amostragem de solo (fertilidade) e quando do mapeamento da colheita (produtividade). |
A sobreposição de mapas multi-temáticos passa a ser uma necessidade da segunda etapa da AP. Entre a primeira camada, que é a dos atributos químicos, e a última, que é a do rendimento, outras devem ser incluídas. A resistência a penetração do solo, ocorrência de pragas e doenças, mapa de vigor, mapa de condutividade elétrica, mapa do teor de argila, mapa do teor de matéria orgânica, mapa de declividade estão entre as opções atualmente disponíveis.
As relações espacializadas da produção obtida por unidade de precipitação ou de insumo adicionado são importantes ferramentas para avaliar a eficiência do manejo adotado.
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Figura 4. Mapeamento da produtividade da propriedade – detalhamento em cada talhão (verde - altas produtividades, amarelo - médias e em vermelho - baixas). |
A combinação de intervenções como a adubação mineral e orgânica (recondicionadora do solo) e calagem a taxa variada com a escarificação localizada é um exemplo de integração do conhecimento da lavoura. Em alguns casos, faz-se necessário alterar a sequência de culturas quebrando o ciclo de monocultivos para que a fertilidade do solo possa ser utilizada de forma eficiente.
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Figura 5. Integração de mapas multi-temáticos. |
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Figura 6. Relação entre produção de grãos e precipitação e eficiência do uso da precipitação. Coxilha Colorado, Palmeira das Missões, RS. Fonte: Santi, 2007. |
Considerações Finais
Agregar os mapas de atributos químicos com outros atributos do solo, como os físicos e biológicos, e cruzá-los com o mapa de rendimento passam a ser uma necessidade para o planejamento e avaliação do manejo da lavoura, proporcionando a racionalização do uso de insumos e o incremento sustentável do rendimento das culturas.
Algumas surpresas poderão ocorrer a partir dessa segunda etapa, como mapas de construção de teores não serem os esperados, atributos químicos não explicarem os baixos ou altos rendimentos, ou até mesmo a não observância dos esperados incrementos de rendimento. Esse é o momento que será necessário a assistência especializada, visão holística da lavoura, solidez no histórico da área e a etapa em que a pesquisa deve ser valorizada.
Revista Plantio Direto, edição 109, janeiro/fevereiro de 2009. Aldeia Norte Editora, Passo Fundo, RS.
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