Gerenciamento Específico de Nutrientes para o Local

O gerenciamento específico de nutrientes para o local é um componente de agricultura de precisão e pode ser utilizado para qualquer campo ou lavoura. Ele combina as necessidades nutritivas das plantas a cada estágio de crescimento e a habilidade do solo em fornecer tais nutrientes, além de aplicar essa informação a áreas dentro de um campo que requer um gerenciamento diferente na comparação com a média dos campos. O gerenciamento específico de nutrientes para o local permite uma boa sintonia entre os sistemas de gerenciamento da lavoura com o Manejo de Nutrientes 4R — a fonte, a taxa, o momento e o local correto para o uso de nutrientes.

Gerenciamento específico de nutrientes para o local

O gerenciamento específico pode ser compreendido como uma série de chamadas de informação a respeito de cada campo, conforme ilustrado na Imagem 1. A cada momento no qual uma mensuração é feita (testes de solo, relatórios de aferição, dados de produtividade, etc.), outra camada de informação é acrescentada. Ao longo do tempo, múltiplas camadas de informação são acrescentadas e se tornam parte do banco de dados que pode guiar as decisões de gerenciamento de uma futura lavoura. Ao se georreferenciar cada ponto de dado até sua localização geográfica precisa, essas camadas de dados podem ser "empilhadas" para uma análise capaz de determinar a relação entre as camadas para qualquer ponto do campo. Por exemplo, a relação entre a taxa de nitrogênio aplicada e a produtividade obtida pode ser determinada. E, então, sua variabilidade é mapeada como camada "calculada" adicional de informação.

A. Uma amostragem em diagrama, guiada por GPS, oferece dados mais precisos para o teste de solo.
B. Taxa variável de aplicação de fertilizante pode aprimorar a eficiência.
C. Taxa variável de semeadura, mudanças na variedade e fertilizante de início podem ajustar propriedades de solo e a produtividade.
D. Aferição da lavoura com novas tecnologias digitais aprimora os registros do campo.
E. Monitoramento dinâmico de produtividade pode rastrear rapidamente a variabilidade no campo.

Agricultura de Precisão

A implementação sistemática de boas práticas de gerenciamento em um sistema específico para o local oferece a melhor oportunidade para desenvolver um sistema agriculturável verdadeiramente sustentável. O gerenciamento da fonte correta, na taxa correta, no momento correto e no local correto é melhor atingido com as ferramentas corretas.

Várias tecnologias estão disponíveis para ajudar a tomar decisões relacionadas ao gerenciamento de nutrientes, da amostragem do solo a uma aplicação de fertilizantes para mensurar a produtividade. Essas ferramentas aprimoram a habilidade de uma boa sincronia entre as decisões de manejo de nutrientes e o desenvolvimento de um plano de gerenciamento de nutrientes específico para cada local.

Objetivos dos sistemas de cultivo específicos para o local

Identifique e quantifique a variabilidade nos campos

A variabilidade nos campos é mensurada pela amostragem do solo, aferição do campo, mensurações físicas, pesquisa de solo e monitoramento de produtividade. A documentação dessa informação no banco de dados GIS para um campo oferece a base para decisões de gerenciamento específico para o local. A variabilidade dentro dos campos surge de uma variedade de fatores naturais e antrópicos. A variabilidade natural é bastante devida às propriedades físicas do solo, incluindo a topografia, textura e estrutura.

As influências humanas na variabilidade do solo incluem:

  • Rotação de lavouras, pastagem para rebanho, cercamento, telhas de drenagem, aplicação de fertilizantes e esterco;
  • Sistemas de colheita e operações de cultivo afetam a semeadura; e
  • Compactação (resultado de uma combinação de fatores naturais e antrópicos).

Compreensão do impacto da variabilidade

A variabilidade da produtividade integra os fatores físicos, biológicos e ambientais nas práticas do sistema de produção. Por meio de uma análise cuidadosa dos dados de produtividade, junto de dados específicos sobre o local em outras camadas de informação, os componentes de variabilidade da produtividade podem ser eventualmente determinados e utilizados para guiar o gerenciamento aprimorado. A análises GIS avaliam interações, ou combinações de práticas que, em conjunto, resultam em uma produtividade elevada, pela boa sincronia do sistema de produção.

Gerenciamento da variabilidade para aprimorar os lucros

A agricultura de precisão pode ajudar a reduzir a eficiência de absorção ou aprimorar a eficiência de absorção pela eliminação de aplicações sobrepostas e coincidentes, e colocando as taxas corretas do fertilizante correto nas diferentes áreas do campo. Produtividades em alta disseminam os custos fixos, reduzindo o custo total por bushel e elevando os lucros líquidos. O gerenciamento específico de locais utiliza ferramentas GPS e dados GIS para gerenciar a variabilidade dentro do campo, e otimizar lucros pela elevação do potencial de produtividade.

Equipamentos o Tecnologia Específica para o Campo

Equipamento

Equipamentos especiais não são necessários para o gerenciamento específico de um local. Identificar áreas com necessidade de gerenciamento específico pode ocorrer por meio de testes convencionais de solo e técnicas de aferição. Diferentes taxas de fertilizantes podem ser aplicadas em diferentes áreas por meio de seu estaqueamento ou sinalização, e então disseminando por diferentes áreas separadamente. Estimativas da distância interna do campo para identificar estas áreas podem ser documentadas pela mensuração, contagem de ruas, ritmo e outros meios relativos. Mas há ferramentas tecnológicas disponíveis que expandem as capacidades de um uso mais eficiente de gerenciamento local.

Ferramentas tecnológicas

GPS, registros da base GIS e análises de dados, sensores e controladores de taxa variável estão revolucionando o gerenciamento de nutrientes para atender da melhor maneira possível as necessidades da lavoura e utilizar com eficiência os recursos disponíveis. Amostragem específica de locais, aplicação de fertilizantes em taxas variáveis e monitores de produtividade estão entre as ferramentas mais comuns guiando os sistemas atuais e modernos de gerenciamento de nutrientes.

Sistema de Posicionamento Global (GPS)

A maior parte das ferramentas para agricultura de precisão envolve o uso de dados de sistemas de coleta e controle, que empregam o sistema de posicionamento global (GPS). Cada conjunto de dados coletado é associado com suas coordenadas geográficas precisas (latitude, longitude, e altitute). Isso permite uma compreensão das relações precisas entre diferentes camadas de dados, os dados resultantes de produtividade e outras mensurações. Essas camadas podem então ser analisadas para proceder com recomendações para decisões futuras.

Sistemas GPS são utilizados em equipamentos de plantação para coleta de dados georreferenciados de plantação, aplicações iniciais de fertilizantes e outras medidas. Com controladores apropriados, a taxa variável de aplicação de insumos pode ser adicionada a um plano de gerenciamento. Cada um desses passos pode ser acrescentado com o tempo, elevando o valor do investimento inicial.

Conforme tecnologias militares mais avançadas tornam-se disponíveis para o uso público, além de novas tecnologias para apoiar o GPS, essa ferramenta continuará a se tornar valiosa para fazendeiros na implementação de gerenciamento específico para o local.

Levantamento cinemático em tempo real (RTK)

O GPS é utilizado em diferentes níveis de precisão, a depender da aplicação e da disponibilidade de informação. O sistema mais preciso sendo utilizado atualmente em aplicações de produção em lavouras é o sistema de levantamento cinemático em tempo real (RTK).

A alta precisão dos sistemas de guia RTK auxilia a evitar esquecimentos e repetições custosos, economizando os custos de insumos para sementes, fertilizantes e pesticidas. Estresse e fadiga reduzidas para o operador são os principais benefícios acrescentados. Os sistemas RTK empregam uma estação de base que transmite sua localização para o robô receptor de GPS (no implemento), que é utilizado para corrigir a posição da unidade robótica para a posição da estação de base fixa e conhecida. Tais sistemas proporcionam tipicamente precisão dentro de 1 ou 2 cm na posição e de ano em ano. Isso permite um posicionamento preciso entre as ruas, eliminando esquecimentos e aprimorando a precisão dos dados de monitoramento da colheita.

O RTK também é utilizado para oferecer precisão similar para múltiplas passagens, tais como a bandagem inicial de fertilizantes no outono, sincronizada com a semeadura na primavera.

Sistema de Informação Geográfica (GIS)

O Sistema de Informação Geográfica (GIS) consiste de dados e softwares projetados para uma análise espacial de dados referenciados por GPS. Vários bancos de dados em um sistema GIS para agricultura podem incluir dados de pesquisa territorial, informações sobre testes de solo, infestações por pestes, dados de produtividade, imagens remotas sensoriais e outros tipos de observações e registros que podem ser coletados e referenciados de acordo com sua posição geográfica (por GPS). Esses conjuntos de dados podem então ser convertidos em mapas para ilustrar sua variabilidade especial dentro do campo e se tornar camadas adicionais no banco de dados do campo.

A capacidade do GIS é mais que apenas mapeamento. O poder real do software GIS reside nos cálculos e análises dos conjuntos de dados georeferenciados para correlacionar seus efeitos com a produtividade e com as interações de outros fatores de produção. Ao utilizar modelos de integração de conjuntos de diferentes dados variáveis no espaço, as respostas às medidas podem ser previstas, ou podem ser identificadas as interações afetando a produtividade. Acumulado ao longo do tempo, os conjuntos de dados GIS tornam-se especialmente úteis como mantenedores de registros e ferramentas de previsão.

Pesquisas de solo

Para o gerenciamento específico do local, é importante compreender a variabilidade nas características do solo, o que pode ser feito por meio de pesquisas de solo. O Web Soil Survey oferece cerca de 2300 pesquisas de solo digitais com referência geográfica para download gratuito no site do Serviço de Conservação de Recursos Naturais do USDA (NRCS). Essas informações auxiliam a relacionar as características do solo com a variabilidade específica do solo observada pelo rendimento da lavoura.

O Web Soil Survey do USDA-NRCS oferece acesso gratuito a mapas digitais de pesquisa de solo e informações para todos os Estados Unidos.

Amostragem intensiva do solo

Sistemas de produção específicos para o local necessitarão normalmente de mais amostras intensivas de solo. O mais comum é uma grade de 2 a 3 acres, preferencialmente conduzidos de forma sistemática e desalinhada. (Veja o capítulo sobre a amostragem de solo). Pesquisas demonstraram uma vantagem na troca por uma grade de um acre, ou até mesmo menor quando o campo for sabidamente bastante variável. Sistemas de amostragem equipados com GPS documentam a localização precisa das amostras, de sorte que os resultados do teste podem ser utilizados para guiar as decisões sobre nutrientes e para facilitar a correlação com os mapas de produtividade, pesquisa de solo e outros conjuntos de dados. Agora as amostras subsequentes, aplicações de fertilizantes e esterco, e remoção da lavoura podem ser analisadas como camadas adicionais no banco de dados GIS para o campo, e utilizadas para o cálculo de tais detalhes, como recomendações de fertilizantes, a eficiência no uso de fertilizantes e os parâmetros ambientais selecionados.

Sensoreamento remoto

O sensoreamento remoto está começando a se tornar uma ferramenta útil para a agricultura de precisão, empregando escâneres em aeronaves ou satélites para monitorar transformações em comprimentos de ondas da luz dos campos em lavouras em crescimento. As imagens de satélite são também bastante úteis para um mapeamento mais preciso dos limites do campo e da localização das linhas de telhas de drenagem, por exemplo, além de ser normalmente a mais eficiente quando utilizado em conjunto com a aferição do campo ("observações da verdade do campo") para auxiliar a identificar as razões para a variabilidade. Os dados coletados podem ser mapeados e analisados com o auxílio das ferramentas GIS, para oferecer camadas de dados adicionais para a análise GIS e para as decisões de gerenciamento.

O sensoreamento remoto auxilia a definir a extensão dos problemas identificados na aferição do campo ao reconhecer padrões semelhantes. Ele é utilizado para documentar tais questões, tais quais problemas com pestes, fatores meteorológicos, impasses no gerenciamento de nutrientes, além de outros. Enquanto foram necessários vários anos para desenvolver a tecnologia de sensoreamento remoto ao ponto de oferecer oportunamente produtos e serviços de confiança e com bom custo/benefício, há agora tais serviços disponíveis para adicionar à caixa de ferramentas dos fazendeiros e de seus consultores para tomar decisões de gerenciamento de lavoura.

Desenvolvimento de um plano de gerenciamento de nutrientes

O valor de tecnologias como o GPS, o GIS e o sensoreamento remoto vem da incorporação de dados a processos de gerenciamento de decisões. Essas ferramentas podem auxiliar a desenvolver um plano amplo de gerenciamento de lavoura e de nutrientes do solo, capaz de aprimorar a eficiência da produção, elevar a produtividade e reduzir o potencial de problemas ambientais associado à produção da lavoura. O sistema GIS oferece meios de monitorar e avaliar as necessidades nutritivas, a remoção da lavoura e as perdas para o meio ambiente.

Beneficiando-se das informações

Sistemas de gerenciamento específicos para o local são mais eficientes sobre os sistemas de média de campo apenas se o gerenciamento é intensificado para se tirar vantagem da quantidade crescente de informações disponíveis. A coleta de dados é apenas o primeiro passo. Muitas vezes, os dados são coletados e armazenados, e não realmente utilizados. Uma reclamação comum entre os fazendeiros que coletaram dados precisos de cultivo por vários anos é que eles não tiveram tempo suficiente para analisar e interpretar os dados. Consequentemente, eles não estão usufruindo dos benefícios da tecnologia.

Integração de informações

O gerenciamento específico no local e as ferramentas disponíveis requerem a integração de várias fontes de informação. Sem o uso de computadores e do software GIS, não é prática a tentativa de analisar todas as informações disponíveis. Sistemas específicos para o local, incluindo dados de monitoramento da produtividade, geram grandes quantidades de dados que deveriam ser integrados ao GIS e utilizados para interpretar a variabilidade para se deslocar para um outro nível de produção, eficiência de medidas e lucratividade.

Implementação por etapas

Para muitos fazendeiros, a troca para o gerenciamento específico para o local e o investimento em novas ferramentas tecnológicas constitui um desafio formidável tanto para o processo de aprendizagem quanto para o comprometimento financeiro. Neste caso, um plano de implementação por etapas pode ser melhor do que uma transição completa. Começando por um bom programa de teste de solo e por um monitoramento de produtividade, um fazendeiro pode começar a desenvolver os bancos de dados e a experiência necessária para implementar totalmente um sistema de gerenciamento específico para o local. São necessários quatro ou cinco anos de dados de produtividade para começar a identificar a verdadeira variabilidade dentro do campo e algumas das relações de causa e efeito envolvidas. A implementação em etapas pode tornar todo o processo mais aceitável conforme cresce a confiança no novo sistema.

Construindo um Plano de Gerenciamento Digital de Nutrientes para cada campo

Uma meta de longo prazo pode ser a construção de um banco de dados georreferenciado com camadas de informação sobre o uso de fertilizantes, a produtividade de lavouras e a remoção de nutrientes de cada campo em cada propriedade. Os dados de diferentes camadas (anos, lavouras, produtividade, características do solo, adição de nutrientes, problemas com pestes, etc.) poderiam ser analisados para cada parte de um campo e utilizado para interpretar as relações de causa e efeito entre as várias variáveis para as quais os dados estão disponíveis. Torna-se uma ferramenta muito poderosa de gerenciamento que melhora ano após ano com a inserção de dados.

Documentação de necessidades, taxas de aplicação e respostas na produtividade

Testes de solo, tanto com base em uma grade uniforme quanto com base em zonas de gerenciamento, são a melhor maneira de determinar e documentar a variabilidade do potencial de oferta de nutrientes pelo solo em um campo. Ao lado da variabilidade documentada na remoção dos nutrientes da lavoura (como por meio do uso de um monitor de produtividade), os dados de testes utilizados para determinar os nutrientes necessários do fertilizante e do esterco podem então guiar o desenvolvimento de mapas de aplicação de nutrientes específicos para o local, para um uso mais eficiente de nutrientes e proteção da sobredose, assim como a prevenção de uma aplicação insuficiente.

Avançando com os sistemas de agricultura de precisão específicos para o local

Conforme sistemas de software e comunicação continuam a se aprimorar, novos bancos de dados exteriores, tais quais pesquisas de solo digitalizadas e informações meteorológicas, podem ser ligadas aos dados do fazendeiro para utilizar com ferramentas de apoio à tomada de decisões. Gerenciar e interpretar esses dados normalmente requer auxílio externo. Fazendeiros podem ganhar bem mais benefícios ao compartilhar os dados com seus parceiros consultores. Partilhar dados com outros fazendeiros estabelece uma base mais ampla de informações sobre as quais é possível tomar decisões. Cada um pode ainda se beneficiar de sua experiência única e de seus recursos para tomar decisões para sua própria fazenda. Programas sendo implementados por companhias de sementes, fertilizantes e químicos, ou por provedores de serviços de tecnologia da informação podem ser a resposta para as crescentes necessidades de gerenciamento de informações dos fazendeiros de hoje em dia, ajudando-os a colocar a fonte correta de nutrientes na proporção correta, no momento correto e no local correto com o gerenciamento de nutrientes 4R.

Num futuro próximo, drones e helicópteros, não-tripulados e controlados remotamente, além de robôs terrestres, se tornarão uma parte da agricultura de precisão específica para o local. Eles possuem o potencial para mudanças dramáticas na forma como cultivamos nossas lavouras.

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