Massala Nsungani

Mestrando em Aplicações Espaciais e Serviços

Agricultura de precisão com recurso a sensoriamento remoto


O petróleo é, até aos dias de hoje, a maior commodity transacionada nos mercados internacionais e um dos principais produtos exportados em muitos países do mundo. Representa mais de 90% das exportações de Angola. Embora ainda sejam descobertas novas reservas, continua sendo um recurso finito, o que sugere que governos tenham que buscar alternativas em sectores primários da produção, de maneira a fazer face ao impacto que isso pode ter nas suas economias, sem esquecer a enorme vulnerabilidade no que tange a estabilidade do preço do seu barril nos mercados internacionais.

Uma das soluções passa pelo sector da agricultura associada às tecnologias de informação e comunicação, ou seja agricultura de precisão.

Contexto Nacional

Segundo o relatório de resultados da campanha agrícola 2018/2019 do Ministério da Agricultura e Florestas, a agricultura nacional encontra-se fortemente alicerçada na agricultura familiar. Do total de área cultivada a nível nacional, as explorações agrícolas empresariais contribuíram apenas com 9% e as famílias com 91% dessa área.

O documento relata ainda que do total de áreas trabalhadas, 72% foram trabalhadas manualmente, sendo que 25% do total foram preparados com recurso a tracção animal e 3% preparadas com recurso a motomecanização.

Neste contexto e face aos desafios da actual conjuntura, soluções orientadas para a modernização da agricultura recomendam a agricultura de precisão (AP) que oferece uma infinidade de benefícios potenciais em rentabilidade, produtividade, sustentabilidade, qualidade da cultura, protecção ambiental, qualidade de vida, segurança alimentar e desenvolvimento económico rural.

O que é então a Agricultura de Precisão (AP)? 

Agricultura de Precisão (AP), segundo Lamparelli (2016), é um conjunto de técnicas que permite a gestão localizada dos cultivos, e prevê a optimização dos gastos da produção agrícola, na utilização das tecnologias de informação e comunicação (TICs) em busca do seu melhor rendimento, levando em conta os aspectos de localização, variabilidade e fertilidade dos solos, entre outros factores. 

A AP utiliza abordagens científicas e modernas, combinadas com os conhecimentos tradicionais e tecnologias de informação para uma produção agrícola inteligente. Nesse sentido, as técnicas de sensoriamento remoto, onde as informações da lavoura são obtidas de forma não-destrutiva, rápida e por vezes à distância, têm se tornado de fundamental importância na obtenção e tratamento dos dados de campo. 

A agricultura de precisão tem como objectivo aumentar a lucratividade da produção agrícola e reduzir o impacto ambiental negativo, ajustando as taxas de aplicação de insumos agrícolas de acordo com as necessidades locais. ((Pierce and Nowak, 1999).

Breve Historial

A evolução da agricultura passou por várias fases e etapas, acompanhando sempre a evolução cientifica e tecnológica, sendo que nos primórdios desta actividade o homem fez recurso aos instrumentos rudimentares como as enxadas e artefactos de tracção animal.

Com a revolução industrial, o homem deixou de usar esses instrumentos fazendo recurso à veículos motorizados aos quais se atrelavam aos instrumentos de cultivo (Mecanização agrícola), reduzindo deste modo o esforço humano e animal, diminuindo consecutivamente o tempo investido à lavoura, possibilitando lavrar grandes extensões de cultivo.

Embora as máquinas proporcionassem essas vantagens em relação a acção directa humana e animal, elas porém, não eram capazes de levar em conta as características dos solos.  

Os solos de cultivo não apresentam características homogêneas (tais como a composição, fertilidade, profundidade, etc) ao longo de toda sua extensão, o que faz com que diferentes porções de terra de um mesmo perímetro de cultivo  requeiram tratamento diferenciado.

Com o advento das tecnologias de informação e comunicação e a experiência agronómica (Agricultura de precisão) foi possível melhorar a gestão da lavoura, quer seja por sensores instalados em máquinas, tratores e charruas que fornecem informação sobre os solos (sensoriamento de proximidade) ou sensores instalados em drones, aviões e satélites etc. (Sensoriamento remoto).

A agricultura de precisão apresenta uma abordagem que nos leva de volta à origem, quando o homem era o responsável pela detenção da heterogeneidade dos solos e podia deste modo tratar manualmente o solo de maneira a suprir essas diferenças. Com a introdução das novas tecnologias pretende-se o mesmo mas com recurso a sensores que substituem o olho humano nessa tarefa.

Sensoriamento remoto (SR) caracteriza-se pela obtenção de informações de um objecto sem existir um contacto físico com o mesmo, e muitas vezes à longas distâncias.

Os solos apresentam variabilidades de caráter espacial  (diferenças na constituição dos solos) e temporal (causada pelos padrões climáticos e gestão da prática). Essas variabilidades podem ser detectadas, localizadas, quantificadas e classificadas. 

As Técnicas de sensoriamento remoto (SR) desempenham um papel importante no campo, em diagnósticos como: a estimativa da produtividade, avaliação nutricional, detecção de pragas e doenças, previsão do tempo e avaliação da necessidade hídrica das plantas, obtidas em lugar especifico. 

Nos últimos anos, a produção agrícola tem passado por grandes mudanças. A gestão dos módulos de produção em fazendas actualmente não é mais baseada em aplicações uniformes de insumos nas culturas, pois os elevados custos de produção desafiam essas estratégias. Baseado nisso é que o conceito de AP se adequa, pois considera a variabilidade espacial do meio.

A AP pode reduzir os custos de produção e aumentar a produtividade, fazendo-se o uso muitas vezes de automação e alta tecnologia voltadas à produção agrícola (McKINION et al., 2001; BRANDÃO et al., 2008). 

A utilização de SR na AP vem facilitar o diagnóstico espacializado para subsidiar tomadas de decisão no manejo agrícola. 

O conteúdo de Nitrogénio nas plantas pode ser avaliado através de métodos indirectos. Um dos métodos mais simples consiste na observação do vigor da coloração verde das plantas e, por conseguinte, na verificação da ocorrência de clorose ou amarelamento das folhas, que indica a falta de Nitrogénio. Com base neste conhecimento, pode-se utilizar dados de sensores remotos em níveis de campo, aéreo e orbital para avaliar e estimar o conteúdo de Nitrogénio nas plantas. Sabe-se que a diminuição da concentração dos pigmentos clorofilados, ocasionada pela carência em Nitrogénio, interfere na refletância espectral na região do espectro visível. 

Uma grande limitação do SR através de sensores passivos orbitais são as nuvens, atmosfera e revisita do imageamento em tempo hábil para a tomada de decisão no manejo agrícola. A nebulosidade se torna crítica principalmente para culturas de verão porque o estágio fenológico da cultura que deve ser imageado geralmente coincide com a época de grande pluviosidade e nebulosidade. 

Considerando os preços crescentes dos fertilizantes e a redução do uso de insumos e diminuição do impacto ambiental, espera-se uma grande adopção deste tipo de tecnologia em empreendimentos agrícolas.

Este cenário demonstra que um vasto campo de estudos dentro do SR vem sendo aberto e possui ainda grandes desafios principalmente em regiões tropicais (caso de Angola), onde a limitação na aquisição de imagens, sistema de produção em plantação directa, custo de equipamentos e pessoal qualificado imperam na adopção destas tecnologias. 

Os satélites de observação da terra por meio de imagens fornecem informações das culturas como os parâmetros biofísicos: Conteúdo de clorofila, Índice de Área Foliar, LAI( do inglês leaf área index), Fracção de Cobertura da Vegetação Verde, fCover (do inglês fractional cover of green vegetation),  Fracção da Radiação Fotossinteticamente activa absorvida, FAPAR , (do inglês Fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation), Fracção de Cobertura da Vegetação não Fotossintética – castanha, fNPV (do inglês fractional cover of non photosynthetic – brown  vegetation), que depois de processados fornecem informações agronómicas como: O estado de nitrogênio nas plantas, quantidade de biomassa, senescência etc. 

Das informações agronómicas são tiradas recomendações agrícolas para camponeses, tais como: inputs de nitrogênio, irrigação, potencial de produção, risco de armazenamento, colheita etc. que servem de guias para uma produção exitosa, com o mínimo de risco possível, aumentando deste modo os números de produção e consequentemente a rentabilidade. 

Principais tecnologias utilizadas na agricultura de precisão 

A par do sensoriamento remoto, a agricultura de precisão faz recurso às seguintes tecnologias:

  • Sistema Global de Posicionamento GPS (do inglês Global Positioning System);
  • Sistema de Informação Geográfica SIG;
  • Tecnologia de taxa variável VRT (do inglês Variable Rate Technology).

 A agricultura de precisão por sensoriamento remoto obedece ao seguinte ciclo de produção: 

  • Aquisição de dados por satélite: Dados dos solos e do ambiente;
  • Tomada de Decisão: Processamento de dados colectados para ajuda na tomada de melhores decisões;
  • Acção: Plantação directa e semeadura, Taxa de variação da fertilidade, Taxa variável de Pulverização, Taxa variável de irrigação. 

A Estratégia Espacial Nacional 2016-2025 prevê a exploração de satélites de observação da terra, que fornecerão imagens do país e não só, que poderão ajudar na implementação da agricultura de precisão (no território nacional) e auxiliar os camponeses na gestão das suas plantações, prevendo ataques ou pragas, aumentando a produção e consequentemente a rentabilidade, respondendo assim a um dos grandes desafios com que nos batemos nos últimos tempos, o da diversificação da economia, a auto-sustentabilidade alimentar, a diversificação das exportações e fundamentalmente o combate a fome e a pobreza.
 

Referencias Bibliográficas

Relatório de Resultados da Camapanha Agrícola 2018/2019 do Ministéro da Agricultura e Florestas da Repúblicade Angola.

Material do ISAE-SUPAERO Remote sensing and Precision Agriculture por Amanda Veloso, Janeiro 2020.

Sensoriamento Remoto: conceitos básicos e aplicações na Agricultura de Precisão - Luciano Shozo Shiratsuchi* 1 , Ziany Neiva Brandão* 2 , Luiz Eduardo Vicente* 3 , Daniel de Castro Victoria* 4 , Jorge Ricardo Ducati* 5 , Ronaldo Pereira de Oliveira* 6 , Marina de Fátima Vilela* 7

Precision Agriculture – J. Stafford, A. Werner (2003).

Autor:

Massala Nsungani

Mestrando em Aplicações Espaciais e Serviços