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Agricultura de Precisão na fruticultura: máquinas modernas e curiosidades

Agricultura de Precisão na fruticultura: máquinas modernas e curiosidades

A agricultura de precisão pode ser definida como uma estratégia na qual o agricultor pode variar o uso de insumos e as práticas de cultivo de acordo com a variabilidade do solo e da cultura (BASSOI et al., 2014).

Parte da premissa que o desempenho das culturas não é uniforme nos pomares de produção, seja devido a manchas de solo ou por ocorrências localizadas de doenças, pragas ou plantas daninhas.

A variação desses fatores agronômicos dentro de um campo de produção é denominada como “variabilidade espacial”.

A agricultura de precisão já era praticada nos primórdios da agricultura quando predominava uma agricultura explorada em pequenas áreas. Nesse momento, o trabalho manual dos agricultores em pequenas áreas permitia que fossem conhecidas as diferenças do solo, do ambiente, do manejo necessário em cada parte do pomar e até de cada planta. Esse conhecimento da variabilidade dentro do pomar, permitia o manejo e o uso preciso dos insumos.

A fruticultura de precisão moderna, com uso intensivo de tecnologia, foi desenvolvida na década de 1990 para pomares mecanizados, como no caso das uvas para vinificação, mas apenas nos anos 2000 passou a ser utilizada em espécies de frutas colhidas manualmente (GEMTOS et al., 2013).

Os três principais elementos para a adoção da fruticultura de precisão são: a geração de informação sobre a área de cultivo e sua variabilidade, o processamento dessas informações e o gerenciamento do pomar baseado nessas informações.

Um exemplo da aplicação da fruticultura de precisão pode ser verificado no artigo de GEMTOS et al. (2013), realizada em pomares de maçãs, uvas e peras, na Grécia. Nesse estudo, os dados de rendimento, qualidade dos frutos, propriedades do solo e sensoriamento remoto foram coletados, armazenados em bancos de dados SIG (Sistema de Informação Geográfico) e analisados ​​utilizando métodos geoestatísticos para desenvolver zonas de manejo e sistemas de apoio à decisão e utilizados para auxiliar os agricultores no manejo das culturas.

Mas segundo GEBLER & BUENO (2015), há uma diferença entre a fruticultura de precisão voltada à industrialização e destinada a produção de frutas para o consumo in natura.

Na produção de frutas para o mercado in natura, os parâmetros temporais adquirem grande importância na compreensão dos problemas e na correção dos efeitos ambientais em pomares, necessitando-se mais de uma safra para permitir a criação de modelos de tomada de decisão.

Variabilidade dos atributos do solo e da produção

Um dos principais fatores que deve ser levado em consideração na fruticultura de precisão é a variabilidade espacial e temporal dos atributos do solo, que estão relacionados a fatores como: clima, tempo, relevo, ação de organismos, variação do material de origem nos processos de formação do solo e efeitos de técnicas de manejo.

O conhecimento dessa variabilidade auxilia no manejo preciso da fertilidade e da irrigação dos pomares.  Possibilitando que a aplicação de fertilizantes, corretivos ou da água de irrigação, sejam direcionadas de acordo com uma demanda específica do local, ao invés de aplicados uniformemente como é feito na agricultura convencional.

Essa prática é conhecida como “taxa variável de aplicação” onde, a partir do uso de tecnologias de posicionamento, automação e eletrônica embarcada, as doses de insumos são ajustadas automaticamente de acordo com um mapa de recomendação ou leituras de sensores em tempo real.

Normalmente, as aplicações de fertilizantes em doses variadas proporcionam a redução no uso de insumos sem que isso afete a produtividade; ou aumentam a produtividade utilizando a mesma quantidade de insumos.

Nas culturas anuais de grãos os mapas de produtividade são gerados de forma bastante prática e confiável. Um monitor de produtividade é instalado no elevador de grãos das colhedoras, registrando a produtividade em cada coordenada ao longo das passadas da máquina pelo campo. No entanto, no caso da fruticultura, como o tipo de colheita predominante ainda é o manual, o método de mapeamento de produtividade deve ser adaptado.

Um método utilizado é o georreferenciamento dos sacolões utilizados na colheita. Ao longo da colheita, os colhedores colocam as frutas em sacolões ou “big bags”, dispostos próximos às árvores colhidas. Antes do descarregamento dos mesmos em caminhões a posição geográfica de cada sacolão é registrada.

Após o processamento dos dados, a produtividade é mapeada revelando regiões de alta e baixa produtividade.

Os mapas de produtividade possibilitam fazer inferências sobre a incidência de doenças, a existência de microclimas, entre outros aspectos que influenciam a produtividade. Assim, a decisão de manejo (controle de doenças e pragas, adubação, poda diferenciada, etc…) pode ser tomada de forma adequada para cada região específica do pomar ou até em nível de planta.

Mas segundo GLEBBER (2017), a agricultura de precisão nasceu baseada no estudo da variabilidade espacial da safra, principalmente das características de solo (físicas e químicas), funcionando muito bem para grãos e fibras, culturas anuais onde importa a massa produzida.

Mas para a fruticultura, além da variabilidade espacial, também é necessário observar a variabilidade temporal, pois as plantas podem apresentar respostas no segundo ou terceiro ano após uma ação corretiva. Além disso, na fruticultura, os indicadores a serem utilizados pela fruticultura de precisão se distanciam das características da agricultura de precisão para grãos, à medida que o fator qualidade pesar mais na avaliação de sucesso da cultura.

Links relacionados:

– Vitivinicultura de Precisão – Embrapa Instrumentação. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=lsPaVYtZbtE

– BASSOI, L.H.; MIELE, A.; REISSER JUNIOR, C.; GEBLER, L.; FLORES, C.A.; FILIPPINI ALBA, J.M.; GREGO, C.R.; TERRA, V.S.S.; TIMM, L. C.; NASCIMENTO, P. dos S. Agricultura de precisão em fruticultura. n: BERNARDI, A. C. de C.; NAIME, J. de M.; RESENDE, A. V. de; BASSOI, L. H.; INAMASU, R. Y. (Ed.). Agricultura de precisão: resultados de um novo olhar. São Carlos: Embrapa Instrumentação, p. 350-360, 2014. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/102337/1/Capitulo-33-Bassoi-et-al.pdf

GLEBER, L. Fruticultura de precisão: uma análise dos desafios e uma nova visão de produção. Agapomi, n. 275, p. 10, abr. 2017. Disponível em: https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/1069932/1/GeblerAgapomiN275P102017.pdf

– GEMTOS, T.; FOUNTAS, S.; TAGARAKIS, A.; LIAKOS, V. Precision Agriculture Application in Fruit Crops: Experience in Handpicked Fruits. Procedia Technology, v.8, p.324-332, 2013. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212017313001059

GEBLER, L.; BUENO, M.B. Por que a fruticultura de precisão deve seguir princípios distintos dos utilizados na agricultura de precisão de grãos? In: XLIV Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola – CONBEA 2015. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/138399/1/Gebler-Conbea-set2015.pdf

Detecção de pragas e doenças e pulverização

Para o pesquisador da Embrapa Instrumentação, Lúcio André de Castro Jorge, o uso de drones para a pulverização de defensivos agrícolas é uma nova opção que começa a ter seu uso intensificado na agricultura.

Segundo o pesquisador, os veículos aéreos não tripulados apresentam algumas vantagens em relação às ferramentas tradicionais, como o pequeno porte, que possibilita o sobrevoo em áreas de difícil acesso, além de realizar pulverizações localizadas em locais com falha de controle, não causam danos à cultura, e o tempo de exposição do aplicador é menor.

Os drones estão viabilizando novas formas de controle, como o uso de agentes biológicos. Segundo Gustavo Scarpari, fundador da SarDrones, o Trichogramma é um exemplo, pois é aplicado no estádio de ovo e na modalidade a granel, sendo o drone uma ferramenta perfeita para a sua liberação. Estimando-se que mais de 90% do Trichogramma já é liberado via drones.

No Brasil, o uso de drones para a pulverização ainda é recente, mas vem crescendo em algumas culturas, como a laranja, nas regiões Sul e Sudeste do país.

Para regulamentar o uso desses equipamentos, o MAPA lançou uma consulta pública em 2020 para avaliar uma proposta de Instrução Normativa (IN) específica. Dentre as atividades que podem ser realizadas com drones, destacam-se topografia, imageamento, monitoramento de culturas, plantio e aplicação de defensivos agrícolas.

Pela proposta, a Instrução Normativa deverá prever o registro de operadores que utilizem aeronaves remotamente pilotadas (RPA) na agricultura, englobando corpo técnico qualificado, com pilotos com curso de piloto agrícola remoto e responsável técnico para coordenar as atividades. Também devem estar previstos os requisitos das aeronaves e equipamentos, e o plano de destinação de resíduos; o registro de entidades de ensino para ministrarem curso de piloto agrícola remoto; os requisitos operacionais e de segurança operacional, envolvendo a segurança aos operadores e distâncias mínimas a serem respeitadas nas aplicações.

Links relacionados:

– Pulverização com drones – Embrapa Instrumentação. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=SLH0hZknsvc

– Drones na pulverização dos bananais. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=QvchhWkeYOA

– Novidades em relação ao uso de drones: https://www.youtube.com/watch?v=tgrsEwDw7RE

– Aplicação de defensivo com Drone em café conilon- Revista Cafeicultura. Disponível em:  https://www.youtube.com/watch?v=z98N-V7Aq40

– Regulamentação do uso de drones em atividades agropecuárias é colocada em consulta pública. Disponível em: https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/noticias/regulamentacao-do-uso-de-drones-em-atividades-agropecuarias-e-colocada-em-consulta-publica

Precisão na colheita de frutas

Mesmo com toda a inovação tecnológica na agricultura, na grande maioria das vezes, as frutas ainda necessitam ser colhidas manualmente, especialmente quando o destino da produção é o mercado in natura.

Mas se depender da startup israelense Tevel Aerobotics Technologies, o fim da colheita manual está próximo. Segundo o fundador da empresa, Yaniv Maor, a colheita mecanizada é uma necessidade, pois o cenário é de aumento da demanda por alimentos e escassez de mão de obra para trabalhos manuais.

A proposta da empresa é que os produtores contratem o serviço de colheita realizado pelos drones especialmente desenvolvidos para essa função. Com as seguintes vantagens: menor custo, execução precisa da colheita, maior eficiência e consistência, disponível a qualquer dia, a qualquer hora (dia e noite), em qualquer local pelo tempo que for necessário.

Drone de colheita de frutas. Foto: Tevel Aerobotics Technologies Ltd

Drone de colheita de frutas. Foto: Tevel Aerobotics Technologies Ltd

 

O drone tem uma garra que pega a fruta e a coloca cuidadosamente em uma cesta no chão. O drone voa de forma totalmente automática pelo pomar e pode reconhecer diferentes variedades de frutas e os estádios de maturação. De acordo com Maor, as pessoas só serão necessárias para avaliar a qualidade antes do embarque do produto.

Diversas espécies de frutas destinadas ao processamento, como é o caso das uvas destinadas à produção de vinho ou suco, já possuem máquinas capazes de executar o processo de colheita de forma eficiente. As colhedoras de uvas são muito similares às colhedoras de grãos, com capacidade de fazer o mapeamento produtivo do pomar em tempo real e auxiliando na fruticultura de precisão.

Links relacionados

– Tevel Aerobotics Technologies Ltd – Vídeo promocional. Disponível em: https://www.tevel-tech.com/

– Tevel Aerobotics Technologies Ltd – Vídeo didático. Disponível em: https://youtu.be/E45hQxGsbXY

– Colhedora de precisão para uva – https://www.youtube.com/watch?v=3wKjGjA4WI4

– Colheita Robotizada de Morangos. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=LPtckp8rmS4

– Robô para a colheita de morangos. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=63KlNW7PudY

Avaliação do momento adequado de colheita

A fruticultura de precisão leva em conta muitos aspectos de qualidade das frutas, que estão associados ao momento correto de colheita.

No caso das uvas, sabe-se que não amadurecem de forma homogênea devido a diferentes microclimas em torno dos cachos e bagas. O que gera necessidade de inovação tecnológica e gestão da produção da uva, pois se uma variação na qualidade for detectada a campo, isso gera uma oportunidade de manejo mais adequado na colheita, possibilitando delinear zonas de manejo e consequentemente uma colheita seletiva da videira.

A composição fenólica das uvas é um fator determinante na qualidade do suco e do vinho e para determinar os compostos fenólicos da uva, geralmente são realizadas análises químicas destrutivas. Essas análises, são demoradas, consumem tempo, dinheiro e reagentes contaminantes.

A espectroscopia no Infravermelho Próximo (NIRS, sigla em inglês) é uma técnica alternativa às análises químicas convencionais particularmente interessante para o monitoramento em tempo real de vários componentes durante o processo de maturação da uva, como: cor, textura, acidez, teor de açúcar e concentração de polifenóis.

Dessa forma, estão disponíveis atualmente, equipamentos dotados de GPS, que avaliam a qualidade da uva à campo e geram mapas de qualidade e ponto de maturação. Essa precisão, possibilita a colheita no momento em que a fruta esteja com a máxima qualidade.

A NIRS também está sendo empregada para identificar o estádio ideal de colheita da manga e outras frutas em áreas irrigadas do Submédio do Vale do Rio São Francisco.

Adaptado pela Embrapa Semiárido, o equipamento é capaz de estabelecer com precisão o ponto em que o fruto deve ser retirado do manguezal a fim de atingir a qualidade de consumo após 20 dias, tempo necessário para que o produto chegue a mercados distantes no Brasil e no exterior, como Estados Unidos, Europa e Ásia.

Foto: Fernanda Birolo. Adaptado de Embrapa Semiárido.

Foto: Fernanda Birolo. Adaptado de Embrapa Semiárido.

 

Links relacionados

– As novas tecnologias ao auxílio do vinho – hi-tech – euronews. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=TbZeYcEkMWI

– Infravermelho identifica com precisão e rapidez a qualidade da manga do Vale do São Francisco. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/39868066/infravermelho-identifica-com-precisao-e-rapidez-a-qualidade-da-manga-do-vale-do-sao-francisco

 

Considerações

A fruticultura de precisão sempre foi utilizada pelos pequenos produtores, que conheciam cada planta do pomar e as suas necessidades. Mas a partir dos anos 90, com a difusão do uso do GPS (global positioning system), surgiu a possibilidade de ter o mesmo nível de detalhamento em pomares médios e grandes; com informações extremamente importantes sobre a fertilidade, a compactação e a umidade do solo; o vigor, a suscetibilidade a doenças e a produtividade das plantas; o estádio de maturação e a qualidade dos frutos.

O desenvolvimento de modelos que relacionam todos esses indicadores, possibilita a construção de mapas da variabilidade espacial dentro de um pomar. Essas informações mostram ao produtor como cada parte do pomar deve ser manejado para que a máxima produtividade e qualidade sejam obtidas.

Em relação ao desenvolvimento tecnológico na fruticultura de precisão, a evolução é muito rápida, especialmente em países desenvolvidos. Atualmente estão disponíveis todo o tipo de máquinas/robôs que executam o manejo dos pomares e ao mesmo tempo coletam informações (vigor, produção, doenças, estádio de maturação, qualidade dos frutos, etc…) utilizadas para o planejamento das atividades.

No Brasil, a fruticultura de precisão ainda é realizada basicamente através de levantamentos manuais, dos indicadores de solo, do ambiente e das plantas. Mas com uma tendência de crescimento no uso de drones, tanto no levantamento de informações quanto na execução de atividades de manejo. Outras tecnologias, como a colheita por drones autônomos, ainda estão distantes.

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