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Introdução à Agricultura de Precisão. AGRICULTURA TRADICIONAL X AGRICULTURA MODERNA.

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Apresentação em tema: "Introdução à Agricultura de Precisão. AGRICULTURA TRADICIONAL X AGRICULTURA MODERNA."— Transcrição da apresentação:

1 Introdução à Agricultura de Precisão

2 AGRICULTURA TRADICIONAL X AGRICULTURA MODERNA

3 Agricultura de Precisão (AP) Precision Agriculture Precision Farming Site-Specific Crop Manegement VRT (Variable-Rate Tecnology) Por quê AP?

4 Agricultura Moderna Mudanças nos sistemas de produção: – Cultivo mínimo – Plantio Direto – MIP – MID – Manejo ecológico – Agroecologia – Agricultura orgânica – Agricultura sustentável – Sistema de Produção Integrada – AGRICULTURA DE PRECISÃO

5 Há a necessidade do aumento da eficiência de todos os setores da economia Tschiedel, M., Ferreira, M. F, 2002 Ao longo do desenvolvimento tecnológico da agricultura o produtor buscou: Aumento da produtividade Reduzir insumos Simplicidade e conforto Rentabilidade Jhon Deere

6 Agricultura pela média (Molin,2008) ou seja análise do solo – média – Kg/ha de fertilizantes produção = produtividade = Kg/ha ou sc/alq.

7 Agricultura de Precisão Definição Segundo BATCHELOR et al. (1997) a agricultura de precisão é uma filosofia de manejo da fazenda na qual os produtores são capazes de identificar a variabilidade dentro de um campo, e então manejar aquela variabilidade para aumentar produtividade e os lucros. Fonte: Tschiedel, M., Ferreira, M. F. Introdução à agricultura de precisão. Ciência Rural, Santa Maria, v.32, n.1, p , 2002.

8 Agricultura de Precisão Definição A agricultura de precisão é uma filosofia de gerenciamento agrícola que parte de informações exatas, precisas e se completa com decisões exatas. Agricultura de precisão, também chamada de AP, é uma maneira de gerir um campo produtivo metro a metro, levando em conta o fato de que cada pedaço da fazenda tem propriedades diferentes (ROZA, 2000). Fonte: Tschiedel, M., Ferreira, M. F. Introdução à agricultura de precisão. Ciência Rural, Santa Maria, v.32, n.1, p , 2002.

9 Agricultura de Precisão Definição O termo agricultura de precisão engloba o uso de tecnologias atuais para o manejo de solo, insumos e culturas, de modo adequado às variações espaciais e temporais em fatores que afetam a produtividade das mesmas (EMBRAPA, 1997). Fonte: Tschiedel, M., Ferreira, M. F. Introdução à agricultura de precisão. Ciência Rural, Santa Maria, v.32, n.1, p , 2002.

10 Molin, 2008 Definição Um sistema de gestão ou gerenciamento da produção agrícola Um elenco de tecnologias e procedimentos utilizados para que a lavouras e o sistema de produção seja otimizado, tendo como elemento chave o gerenciamento da variabilidade espacial da produção e dos fatores a ela relacionados Agricultura nas estrelas

11 AGRICULTURACOVENCIONAL Desconsidera a variabilidade espacial Área de produção é considerada homogênea Aplicação generalizada dos recursos em área total no definido tempo PRECISÃO Considera a variabilidade espacial Área total é considerada heterogênea Aplicação localizada dos recursos em taxas variáveis no devido tempo Campo.....

12 Fonte: Projeto Aquarius - UFSM

13 Roadmap de AP Tecnologias de pronto uso Barra de Luz Piloto Automático, Corte de seção Sensores, monitores Eletrônica GNSS Gerenciamento da variabilidade Monitoramento de Produtividade, Geração de mapas Interpretação dos mapas Recomendação de aplicação Aplicação em taxa variável ou localizada Sistema de Gestão integrado Software de gestão ERP Produção, compras, RH, etc. Controle financeiro Lucratividade por metro quadrado. Rastreabilidade Certificação Hoje, predominam as tecnologias de pronto uso, migrando para o gerenciamento da variabilidade e alguns poucos casos de gestão integrada em grandes fazendas

14 Onde Estamos Based on Rogers, E. (1962) Diffusion of innovations. Free Press, London, NY, USA. weed seeker Light Bar Auto-pilot Comutador segmento Sprayer Control Marcador espuma Taxa variável

15 Consultorias de AP

16 Fluxograma da relação de trabalho em assistência técnica para Tecnologia AP (Adaptado de Molin, sn.)

17 AGRICULTURA DE PRECISÃO VANTAGENS DE DESAFIOS

18 Vantagens (Batchelor et al., 1997) Melhorar os rendimentos de colheita e lucros; fornecer informações para tomar decisões de manejo mais embasadas; prover registros de fazenda mais detalhados e úteis; reduzir custos de fertilizante; reduzir custos de praguicida; e reduzir poluição.

19 Vantagens (Gentil & Ferreira, 1999) Redução do grave problema de risco da atividade agrícola; Redução dos custos de produção; Tomada de decisão rápida e certa; Controle de toda a situação, pelo uso da informação; Maior produtividade da lavoura; Mais tempo livre para o administrador; Melhoria do meio ambiente pelo menor uso de defensivo.

20 Vantagens CAMPO (2000) redução de quantidades de insumos; redução dos custos de produção; redução da contaminação ambiental; e aumento no rendimento das culturas.

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25 Realidade da AP (Claudia Brito Silva, Esalq/USP, 2009) – 56% das usinas de cana-de-açúcar já utilizam algum tipo de ferramenta de AP 205 usinas da UDOP

26 Realidade da AP (Claudia Brito Silva, Esalq/USP, 2009) Técnicas mais usadas: – 76% - imagem de satélite; – 39% - piloto automático; – 36% - fotografias aéreas; – 31% - amostragem do solo em grade GPS; – Tempo médio de uso é de 4 anos; – 29% - aplicação a taxa variável; – 96% das empresas pretende ampliar o uso da tecnologia.

27 Realidade da AP (Claudia Brito Silva, Esalq/USP, 2009) Problemas do uso da tecnologia: – 96% -altos custos; – 94% - a falta de pessoal qualificado; – 88% - elevados custos na prestação dos serviços.

28 Realidade da AP (Claudia Brito Silva, Esalq/USP, 2009) Impactos na empresa: – 94% - mudança significativa no gerenciamento; – 78% - aumento de produtividade; – 73% - redução no impacto ambiental; – 71% - redução nos custos de produção.

29 DESAFIOS AGRICULTURA DE PRECISÃO

30 Ferramentas Gps Eletrônica EmbarcadaImagens aéreas Imagens Satélites Sistemas de Informação Sistemas de Navegação

31 Desafios Grande desafio: interpretar os dados gerados EM RECOMENDAÇÕES Ciência do solo Ecofisiologia Fitopatologia Climatologia Sistema: Solo – Planta – Atmosfera > 60 fatores que interferem na produção

32 TecnologiaTecnologia de máquinas e implementos Máquinas e implementos: – Tratores agrícolas Tratores Mecânicos e automatizados – Plantadoras / adubadorasadubadoras Convencional e direto – Pulverizadores Pulverizadores Montados, arrasto ou automotrizes – Colheitadeiras Colheitadeiras Com e sem transbordo DESAFIO?

33 CICLOS AP

34 Fonte: Arvus

35 Ciclo AP, Molin (2008) Geração de mapas de colheita Amostragem sistêmica de solo Análise do conjunto de dados Interpretação das Informações contidas nos mapas Medidas de correção da variabilidade Acompanhame nto da Lavoura

36 AGRICULTURA DE PRECISÃO COLETA DADOS ANÁLISE DADOS INTERPRETAÇÃO DECISÃO PROCESSO VRT ACOMPANHAMENTO MAPA COLHEITA Ciclo AP início

37 AGRICULTURA DE PRECISÃO COLETA DADOS ANÁLISE DADOS INTERPRETAÇÃO DECISÃO PROCESSO VRT ACOMPANHAMENTO MAPA COLHEITA Ciclo AP Dado + coordenada início

38 COLETA DADOS Mapa de Produtividade

39 Fertilidade do solo – análise química Compactação do solo – análise física Umidade do solo – análise física Biologia do solo – análise biológica – Pragas de solo – Doenças de solo Pedologia do solo – análise física – classificação do solo (textura) Outros – Condutividade elétrica do solo – Temperatura – Infiltração de água no solo – Aeração do solo – Etc... Solo

40 pH – H 2 O ou CaCl 2 - potenciometria MO – digestão ácida - titulometria P – resina trocadora de íons e titulometria Ca – absorção atômica Mg – absorção atômica K – absorção atômica (H+Al) - potenciometria SB – calculado = Ca+Mg+K) CTC – calculado = SB+(H+Al) V% - calculado = (SB/CTC)*100 Fertilidade do solo (análise do solo) B Zn Cu Fe Mn Mo S Al N?

41 Análise área convencional FSNT

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43 Café solo fsntCafé solo fsnt

44 AGRICULTURA DE PRECISÃO COLETA DADOS ANÁLISE DADOS INTERPRETAÇÃO DECISÃO PROCESSO VRT ACOMPANHAMENTO MAPA COLHEITA Ciclo AP início

45 GEOESTATÍSTICA! Análise de dados e geração de mapas

46 Daniel Krige (1951) – África do Sul – estudou a importância de correlacionar as variações com as distâncias - Ouro Matheron (1961) – elaborou a teoria das Variáveis Regionalizáveis – Krigagem HISTÓRICO

47 Esperança de que, na média, as amostras próximas, no tempo e no espaço, sejam mais similares entre si do que as que estiverem mais distantes Zimback, 2010 Teoria Fundamental

48 Independência entre os dados coletados Distribuição normal dos dados Variância e coeficiente de variação constantes ESTATÍSTICA Denpendência entre os dados coletados Interpretação baseada na variação natural dos dados Análise dos variogramas

49 Geoestatística Estatística

50 SIGs – É uma família de programas que permitem armazenar, manipular e mostrar espacialmente (coordenadas geográficas) os resultados colhidos no campo. – Podem lidar com vários atributos para um mesmo ponto ao mesmo tempo, podendo estes atributos serem mostrados em camadas, como um mapa em cima do outro. – Dado + coordenada + geoestatística = mapa Análise de dados

51 Sistemas de coordenadas – Coordenadas geográficas (Latitude e Longitude) Graus, minutos e segundos – UTM (Universal Transverse Mercatur) métrica Geoestatística – Interpolação de dados – esparsos – Métodos mais comuns: Vizinho próximo Média local Inverso da distância a uma potência Contorno Krigagem – é o mais recomendado (demonstração GS+) Análise de dados

52 REAL X OBSERVADA X ESTIMADA ?

53 observado estimado

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66 Krigagem Interpretar

67 IDW

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69 Krigagem IDW KnosoloKnosolo

70 AGRICULTURA DE PRECISÃO COLETA DADOS ANÁLISE DADOS INTERPRETAÇÃO DECISÃO PROCESSO VRT ACOMPANHAMENTO MAPA COLHEITA Ciclo AP início

71 Aplicação de Fertilizantes, Corretivo e Defensivos em Taxa Variável ou localizada: Aplicações pré-processadas: faz-se a coleta de amostras no campo, análise em laboratório, geração dos mapas de aplicação no escritório e envio destes para as adubadoras efetuarem aplicação na lavoura. Aplicações em tempo real: sensores medem quantidade de nutrientes presentes e variam no mesmo instante a aplicação.

72 Mapa de velocidade Mapa de aplicação

73 AGRICULTURA DE PRECISÃO COLETA DADOS ANÁLISE DADOS INTERPRETAÇÃO DECISÃO PROCESSO VRT ACOMPANHAMENTO MAPA COLHEITA Ciclo AP início

74 Monitoramento dos processos de agricultura de precisão; Levantamento de dados do cultivo; – Pragas – Doenças – Plantas daninhas Levantamento e acompanhamento dos dados da planta, climáticos e do solo; Correção de imperfeições; Checagem de rendimentos Acompanhamento

75 Nutrição da planta – análise foliar (química) e também assinatura espectral (sensor) (IBN) Problemas bióticos - sensores Tonalidade verde das folhas – clorofilômetro - N Desenvolvimento da plantas - sensor Desenvolvimento de frutos – sensor Fluxo de seiva Análise de seiva Taxa fotossintética – gases (CO 2 e O 2 ) - sensor Maturação de frutos – hormônios, taxa respiratória dos frutos – sensores Planta

76 Pragas – Formas de ataque/alimentação (morfologia), período de ocorrência, toxemia, distribuição Doenças – Sistemas de previsão/aviso (fungos), diagnóstico por marcadores moleculares ou assinatura espectral (sensor remoto próximo ou distante) e demarcação de manchas Plantas Daninhas – Morfologia, Distribuição espacial, formas de localização (sensoriamento remoto distante em pós-emergência), demarcação de manchas Planta - Cultivo

77 Fundação MS

78 Multispectral image analysis (Citrus) Variety identification, dry plants, diseases Example of diseases -> Greening Hyperspectral Citrovita experiment 01 in 09/2009 Visible light Image obtained with nm wavelenghts Assintomatic tree in visible light Dry tree

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80 Ocorrência de Spodoptera no milho – aplicação do inseticida somente a partir das áreas verdes. Nas azuis não aplicar inseticida, apenas o fungicida.

81 Meloidogyne sp. no solo no milho safrinha (A) e no pré-plantio de verão (B), 2011 A B 3,5 meses após Semeadura ou aplicação de precisão Zona de manejo Mapa

82 AGRICULTURA DE PRECISÃO COLETA DADOS ANÁLISE DADOS INTERPRETAÇÃO DECISÃO PROCESSO VRT ACOMPANHAMENTO MAPA COLHEITA Ciclo AP início

83 AGRICULTURA DE PRECISÃO COLETA DADOS ANÁLISE DADOS INTERPRETAÇÃO DECISÃO PROCESSO VRT ACOMPANHAMENTO MAPA COLHEITA Ciclo AP início

84 Feedback Se aquilo que foi executado trouxe retorno quantitativo e/ou qualitativo. Produção

85 Mapa de colheita Sensores: – Instalados em locais apropriados na máquina – 500 a pontos por hectare (8 a 20 m 2 ) – Objetivo: Fluxo de massa Umidade Velocidade Levante da plataforma inclinação – Tipo (fluxo de massa): Produção

86 Molin, 2008

87 Mapeamento de colheita:

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89 Figure 2. Medidor Volumétrico de Fluxo de Frutos de Café Componentes: Medidor VolumétricoGPSMonitor de Colheita Sensor de Pulsos Mapeamento de colheita de café

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91 Fonte: Faz. Vanguarda

92 Ponto inteligente!

93 Gestão integradaGestão integrada

94 Aplicações Usuais de AP(PA) no Brasil 1.Barra de Luzes 2.Piloto Automático 3.Controle Automático de Seções 4.Sensores 5.Aplicação localizada ou em Taxa Variável 6.Mapeamento de Colheita 7.Telemetria


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