Espacialização comparativa de dados de produtividade de milho com teores agronômicos das propriedades químicas dos solos - PDF
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Rubens Almeida Miranda
1 Espacialização comparativa de dados de produtividade de milho com teores agronômicos das propriedades químicas dos solos Amarindo Fausto Soares Embrapa Informática Agropecuária, Campinas São Paulo - Brasil Evandro Chartuni Mantovani Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas Minas Gerais - Brasil Resumo Tecnologia orbital aliadas a técnicas de geoprocessamento, utilizando Sistemas de Informação Geográfica SIG, possibilitaram o desenvolvimento e aperfeiçoamento de inúmeros ramos da atividade humana. O setor agrícola sofreu um grande avanço com o emprego dessa alta tecnologia, passando a adotar o conceito de manejo sítio-específico, possibilitando o surgimento de um novo paradigma conhecido como Agricultura de Precisão que foram recentemente introduzidas no Brasil. O desenvolvimento de equipamentos monitorados por satélite, através do Sistema de Posicionamento Global GPS, permite-se sofisticar e precisar as atividades agrícolas onde cada semente é plantada garantido ao máximo seu desenvolvimento até o processo final de colheita, minimizando custos e com pouca agressão ao ambiente. Todo o meio físico, bem como o desenvolvimento do sistema produtivo é rigorosamente estudado com a aplicação dessas técnicas. A Embrapa Milho e Sorgo, desenvolve desde 1999 um projeto pioneiro (PRODETAB /99), envolvendo o cultivo de milho e sorgo, num de seus campos experimentais, cujas experiências foram transferidas e aplicadas para uma Fazenda no município de Sidrolândia, Estado do Mato Grosso do Sul. Todas as etapas do sistema produtivo foram informatizadas e armazenadas desde a avaliação das condições do solo antes e depois do plantio para que possamos compará-las entre si. Através de equipamentos de precisão e de monitoramento por satélite, acoplados as máquinas agrícolas, foi efetuado a aplicação de adubos, corretivos e fertilizantes, bem como o plantio das sementes, considerando as características intrínsecas do solo determinadas em uma etapa anterior, de modo que não haja excesso nem deficiência dos agentes no processo. Controlada todas as fases anteriores, efetuou-se a colheita monitorada cada grama de produção por planta e armazenada em planilhas para que fossem espacializadas posteriormente. O objetivo do presente trabalho é demonstrar parte dessas técnicas através da espacialização de dados de produtividade do milho em um campo experimental de um pivot central da Embrapa Milho e Sorgo, bem como compará-los com algumas propriedades químicas do solo, analisando a correlação existente. Palavras Chave: Geoprocessamento, GPS, Produtividade, Modelagem 1. Introdução Considerando a extensão territorial e agrícola brasileira sempre foi um grande desafio a produção de alimentos tanto para o mercado interno como para o externo. Esse objetivo foi sendo alcançado ao longo do tempo de maneira intensiva e sem os cuidados com o manejo dos recursos naturais, com grandes perdas e agressões ao ambiente, como também sem considerar a relação custo-benefício dessa agricultura. Esse costume foi e continua sendo
2 praticado, tornando nossa agricultura agressiva, antieconómica e decadente, carecendo de uma mudança para que possamos nos tornar competitivo com os grandes centros importadores de grãos. A introdução da alta tecnologia, no final do século XX provocou uma mudança no setor agrícola, com novas e revolucionárias maneiras de aplicação de inovações no campo da Automação, Instrumentação e Tecnologia da Informação, para o aprimoramento do agronegócio. O foco dessas mudanças vem a ser a aplicação do conceito de manejo sítio-específico, cujo o objetivo principal é a identificação da variabilidade espaço-temporal nos campos de produção e adoção de práticas de manejo permitindo um melhor gerenciamento dos processos produtivos à luz da variabilidade detectada (Mantovani, 1999). A utilização da tecnologia orbital através do sistema de posicionamento global GPS Global Positioning System (Figura 1), bem como a adoção de técnicas de geoprocessamento com a utilização de Sistemas de Informação Geográfica SIG, permite a manipulação das variáveis envolvidas, em diversas estágios do processo. Modernos aparelhos acompanham o processo produtivo desde a coleta dos dados até a colheita com sofisticadas máquinas (Figuras 2 e 3). Esses novos recursos já estão disponíveis no mercado brasileiro e exigindo uma rápida adaptação e correta recomendação de uso da tecnologia. Figura 1 - Foto explicativa do sistema de posicionamento global GPS auxiliando na colheita
3 Figura 2 - Foto esquematizando o sistema de monitoramento de uma colheitadeira Figura 3 - Foto de uma colheitadeira atuando diretamente no campo O principal objetivo do trabalho é demonstrar a utilidade na adoção da tecnologia orbital aliadas a técnicas de geoprocessamento aplicadas no processo produtivo do milho sob condições de plantio direto. 2. Materiais e Métodos Os dados utilizados foram extraídos de experimentos de campo na área de um pivot central (Figura 4) com 700 metros de diâmetro, situado na Embrapa Milho e Sorgo, no município de Sete Lagoas, Estado de Minas Gerais no Brasil. No processo de espacialização das variáveis foi utilizado o Sistema de Processamento de Informações Georreferenciadas SPRING, desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE. O SPRING é um SIG no estado-da-arte com funções de processamento de imagens, análise espacial, modelagem numérica de terreno e consulta a bancos de dados espaciais.
4 Figura 4 - Desenho esquemático pivot central, local do experimento no campo Foram coletadas, com o auxílio de GPS, aproximadamente 700 amostras de solos georeferenciadas, espaçadas 25metros, sendo determinadas em laboratório algumas propriedades químicas do solo para o conhecimento da condições atuais antes do plantio do milho em 1999 (Figura 5). Figura 5 - Pivot central, mostrando o local de coleta das amostras no campo Em cada uma das 700 amostras foram determinados em laboratório, teores de ph, alumínio, cálcio, magnésio, potássio, matéria orgânica, aliados aos valores de altitude que foram divididos em três níveis com diferença de altitude de 20 metros entre eles Baixa , Média , Alta (Figura 6) e coordenadas fornecidas pelo GPS. Foram aplicados interpoladores determinísticos para espacialização de cada uma das variáveis em questão (Soares e Mantovani, 2004).
5 Figura 6 Topografia espacializada em três níveis com 20 metros de diferença entre eles. Baixa Média Alta Com o resultado das análises do solo e suas propriedades químicas espacializadas contidas em Soares e Mantovani (2004), efetuou-se o preparo da área com a aplicação de adubos e corretivos, baseados nesses mapas, através da programação da máquina encarregada de fazer o plantio. Foi efetuado o plantio em aproximadamente covas (Figura 7). Figura 7 Pivot central, adubado e plantado com auxílio dos resultados das análises das amostras de solo. Após o ciclo produtivo o milho foi coletado utilizando-se o GPS acoplado a colheitadeira para quantificar, a cada planta, o milho colhido. Os resultados foram armazenados e tratados em planilhas eletrônicas, sendo, posteriormente, convertido em formato.spr para ser espacializado (Figura 7), tendo a imagem sofrido processo de fatiamento (Figura 8) para que possa ser comparada com as propriedades químicas espacializadas em Soares e Mantovani (2004).
6 Figura 7 Imagem gerada da espacialização da colheita do milho no pivot central. Para que fosse feita uma análise comparativa entre as propriedades químicas do solo e os níveis de produtividade, foi elaborada uma tabela baseada na Recomendação para o Uso de Corretivos e Fertilizantes em Minas Gerais (Ribeiro et al., 1999), contendo os valores e níveis das propriedades químicas analisadas (Tabela 1). Com esses valores espacializados em Soares e Mantovani (2004) foi feito um fatiamento em cada uma dessas variáveis para serem comparadas com o fatiamento da produtividade. Parâmetros/Níveis Muito Baixo Baixo Médio Bom Muito Bom ph < 4,5 4,5 5,4 5,5 6,0 1 6,1 7,0 1 >7,0 1 Alumínio (cmol c /dm 3 ) < 0,20 2 0,21 0,50 2 0,51 1,00 1,01 2,00 2 >2,00 2 Cálcio (cmol c /dm 3 ) < 0,40 0,41 1,20 1,21 2,40 2,41 4,00 > 4,00 Magnésio (cmol c /dm 3 ) < 0,15 0,16 0,45 0,46 0,90 0,91 1,50 > 1,50 Potássio < > 120 Mat. Orgânica (dag/kg) < 0,70 0,70 2,00 2,01 4,00 4,01 7,00 > 7,00 Produtividade (t/ha) < > Estas classes devem ser Bom Alto Muito Alto 2 Estas classes devem ser Muito Bom Bom - Alto Muito Alto 3 Esta classe deve ser Alta Tabela 1 Níveis e valores de produtividade, altitude e das propriedades químicas analisadas. Fonte: Ribeiro et al. (1999), adaptada pelos autores. 3. Resultados e Discussões Todos os fatiamentos foram feitos baseados em espacializações anteriores dos mesmos parâmetros utilizando o interpolador determinístico média ponderada.
7 Figura 8 Fatiamento do parâmetro ph em quatro níveis: Baixo Bom Alto Muito Alto No fatiamento dos valores de ph, observa-se que 46% da área apresenta-se com nível Bom, vindo em segundo lugar o nível Baixo com 26%, decrescendo para 4,3% com nível Alto e o restante sem representatividade. Figura 9 Fatiamento do parâmetro Alumínio (Al) em quatro níveis: Muito Bom Bom Médio Alto Os valores de Alumínio, quando fatiados, apresentaram 60% de valores Muito Bom, 15% de valores Bom, 2,7% com valores Médio, ficando o restante dos teores sem representatividade.
8 Figura 10 Fatiamento do parâmetro Cálcio (Ca) em cinco níveis: Muito Baixo Baixo Médio Bom Muito Bom Uma boa parte da área apresentou teores Bom de Cálcio representando 49,59, seguido de 23,57% de teores Muito Bom, 5,16% de teores Médio, ficando o restante dos teores sem representatividade. Figura 11 Fatiamento do parâmetro Magnésio (Mg) em cinco níveis: Muito Baixo Baixo Médio Bom Muito Bom O fatiamento, com relação ao Magnésio, apresentou 55,7% da área com teores Médios, seguido de 12,1% para teores Baixo, 9,3% para teores Bom.
9 Figura 12 Fatiamento do parâmetro Potássio (K) em quatro níveis: Baixo Médio Bom Muito Bom No fatiamento dos valores de Potássio observa-se que 46,66% da área apresenta-se com nível Muito Bom, vindo em segundo lugar o nível Bom com 16,2%, vindo o nível Médio com 14,18% e o restante sem representatividade. Figura 13 Fatiamento do parâmetro Matéria Orgânica (MO) em quatro níveis: Muito Baixo Baixo Médio Bom Uma boa parte da área apresentou teores Médio de Matéria Orgânica representando 66,2%, seguido de 11,9% de teores Bom, ficando o restante dos teores sem representatividade.
10 Baixo Figura 14 Fatiamento da colheita em dois níveis: Médio A maior parte da área apresentou Médio os níveis de colheita da área, representando 40,8% enquanto que 29,2% apresentou níveis Baixo. 4. Conclusões As práticas agrícolas tradicionais que vinham sendo adotadas estavam contribuindo para a degradação ambiental não contemplando uma visão preservacionista, visto não fazer parte da cultura do agricultor por não apresentar-se visível e considerar que os recursos naturais eram fontes renováveis sem observar a quebra do equilíbrio ecológico, fazendo com que o clima se manifestasse agressivamente, como também a sempre crescente preocupação em aumentar a produção sem ter um mínimo de compromisso com o ambiente. Diante das novas tecnologias, tanta informação disponível, grandes mudanças e novos paradigmas, o agricultor conscientizou-se tomando um novo rumo voltado para a automatização de suas atividades, dinamizando a informação criando novos conceitos de cultivo no campo adotando o manejo sítio-específico, característico em Agricultura de Precisão. Esse novo paradigma só pode ser implementado diante das novas tecnologias criadas de posicionamento global GPS e técnicas de geoprocessamento adotadas na agricultura tradicional permitindo um grande avanço e ótimos resultados. 5. Referências MANTOVANI, E. C. (Coord.). Desenvolvimento, ajuste e aplicação de técnicas de agricultura de precisão para o aumento de eficiência e redução de impactos ambientais de sistemas de produção agrrícola sob condições de plantio direto. Sete Laogas: Embrapa Milho e Sorgo, v. (Projeto Prodetab) RIBEIRO, A. C.; GUIMARÃES, P. T. G.; ALVAREZ V., V. H. (Ed.). Recomendação para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais. Viçosa, MG: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais, p. SOARES, A. F.; MANTOVANI, E. C. Uso de interpoladores determinísticos na espacialização de algumas propriedades químicas dos solos para projetos de agricultura de precisão. Trabalho apresentado no 1 º Congresso Luso-Brasileiro de Tecnologias de Informação e Comunicação na Agro-Pecuária & 1 ª Feira Luso- Brasileira de Produtos e Serviços de Tecnologias de Informação e Comunicação na Agro-Pecuária, Santarém, Portugal, jun
Uso de interpoladores determinísticos na espacialização de algumas propriedades químicas dos solos para projetos de Agricultura de Precisão
Uso de interpoladores determinísticos na espacialização de algumas propriedades químicas dos solos para projetos de Agricultura de Precisão Amarindo Fausto Soares Embrapa Informática Agropecuária, Campinas
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA PROJETO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA PROJETO ANÁLISE DO PROJETO DE UMA BARRA SEGADORA PARA CORTAR PLANTAS DE CROTALARIA JUNCEA ALUNO EVANDRO ZANATTA
Abstract. Resultados do Projeto PRODETAB 030-01/99 de Agricultura de Precisão
Resultados do Projeto PRODETAB 030-01/99 de Agricultura de Precisão Evandro Chartuni Mantovani Embrapa Milho e Sorgo Coordenador projeto PRODETAB 030-01/99 evandro@cnpms.embrapa.br Abstract Precision agriculture