Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
IT- DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
Laboratório de Mecanização Agrícola
Introdução ao Estudo da Agricultura de
Precisão
Prof. Carlos Alberto Alves Varella – [email protected]
Set-2009
Agricultura de Precisão
•
•
•
•
Precision farming
Precision agriculture
Site-especific
Manejo localizado
Agricultura de precisão
• Uma nova tecnologia de manejo
com base em informações
georreferenciadas para controle
de sistemas agrícolas .
Agricultura de precisão
• Produção de alimentos com menor
poluição do meio ambiente.
A agricultura que precisamos
Poluição do Aqüífero Guarani
Aqüífero Guarani
Embrapa Meio Ambiente
“A pesquisa encontrou níveis de
agrotóxicos próximos ao limite
considerado perigoso para a saúde
humana num dos trechos paulistas do
aqüífero e definiu outras quatro áreas
no país onde o risco de contaminação
pode ser sério.”
O aqüífero Guarani tem 1,2 milhão de km2. Da área total do
reservatório, 71% está no Brasil, 19% na Argentina, 6% no
Paraguai e 4% no Uruguai
BRASIL E VIZINHOS
LANÇAM PLANO
PARA PROTEGER
AQUÍFERO GUARANI
Tecnologias Utilizadas
Cartografia básica
Para agricultura de precisão os dados de planimetria e altimetria
precisam ser georreferenciados.
Sensoriamento remoto
Imagens aéreas ou de satélite são georreferenciadas
Imagens Aéreas
Imagens de satélites
Sistema de informações geográficas (SIG)
Programas computacionais para processamento e análise de
informações georreferenciadas
Modelos do mundo real
Conversão de dados reais em objetos discretos. Sempre exige
simplificação. O SIG utiliza dois tipos de modelos:
Matricial
Vetorial
Mundo real
Amostragem e análise de solos
A amostragem de solo para agricultura de precisão
pode ser realizada em grade regular ou dirigida
Grade Regular
Grade Dirigida
Baixa
variabilidade
Alta
variabilidade
Os dados são normalmente amostrados em grade
dirigida e depois interpolados para grade regular
Equipamentos para Amostragem de Solo
Amostradores de solo AgP
Sensores de Condutividade Elétrica
Equipamento comercial VERIS: possui sensores
de condutividade elétrica do solo.
http://www.veristech.com/products/products.htm
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Correlação entre CE e produtividade
Correlação entre CE e pH do
solo
Sistema de Posicionamento Global-GPS
• Manejo de nutrientes com base em mapas
• Precisa de um sistema DGPS com exatidão de 1 a 5 metros
Satélites GPS
Racal-Landstar
Estação base
Manejo de nutrientes com base em mapas
Trator Equipado com Amazone
Aplicador de calcário
Manejo de nutrientes com base em mapas
TERRA-GATOR Aplicação de calcário e fosfato natural
DGPS
http://www.terragator.agcocorp.com/
Manejo de nutrientes com base em mapas
N-Sensor: Sensor de reflectância
• A informação é adquirida 7 dias
antes da aplicação de nitrogênio
• Mapeamento da variabilidade
espacial do verde e biomassa
• Com as informações obtidas gera
mapa de aplicação de nitrogênio.
http://www.soyl.co.uk/nsensor/nsensor.htm
Manejo de nutrientes com base em mapas
SPAD: sensor de reflectância (estima a clorofila)
http://www.ars.usda.gov/research/projects/
SCHEPERS
• Utiliza parcela de referência
com alto nível de N = 170200 kg por hectare
Compara valor amostrado
com valor de referência
Manejo de nutrientes com base em mapas
Mapa de produtividade a partir de leituras
SPAD - Nitrogênio
VARELLA
alto
médio
baixo
Área 1 - Coimbra
10,00m
5,40m
Leituras do SPAD
60
55
0,90m
y = 0.0077x + 19.033
R2 = 0.9708
50
5,40m
45
40
35
2500
3000
3500
4000
4500
Produtividade (Kg.ha-1)
5000
5500
http://www.ufv.br/dea/provisagro/
Manejo de nutrientes com base em mapas
Mapa de produtividade a partir de Imagens Aéreas Digitais
Nitrogênio
• Câmera
multiespectral:
vermelho, verde,
azul e infravermelho próximo
• Altura de vôo =
1000 m
Mapa de produtividade
média
alta
baixa
-Fazenda Experimental de
Coimbra
- Universidade Federal de
Viçosa
- Tese Doutorado VARELLA
Manejo de nutrientes em Tempo Real
 Nitrogênio
 Utiliza sensor de reflectância
 Resposta em tempo real
http://fert.yara.co.uk/en/crop_fertilization/
Manejo de nutrientes em Tempo Real
 NITROGÊNIO
 Utiliza sensor de reflectância
 Resposta em tempo real
Smart Sprayer - UIUC
 HERBICIDA
 Utiliza sensor de reflectância
 Resposta em tempo real
Smart Sprayer - UIUC
1997
 Localização da Câmera = Em
frente da Barra do pulverizador
=1m
 Barra com 3,05 m
 Uma câmera para duas linhas
= 1,53 m
 Controladores = 6 válvulas
solenóides
Manejo de nutrientes em Tempo Real
Câmera multiespectral
 Aplicação de Nitrogênio à taxa variável
Visão artificial
MegaPlus®
CÂMERA
DIGITAL
MS3100 Multi-Spectral Camera (1392 x 1040)
Estádio V12
Estádio V9
150
150
y = 0,9944x - 5,4
y = 0,8256x + 7,4667
2
100
R = 0,97
2
100
R = 0,78
50
50
0
0
0
50
100
150
0
50
N Aplicado
N Aplicado
Estádio V15
Estádio R1
150
2
R = 0,79
2
Tese Doutorado VARELLA –
Projeto PRODETAB – Embrapa
Milho e Sorgo
150
y = x - 0,0006
150
y = 0,9822x - 0,4333
R = 0,96
100
100
100
50
50
0
0
0
50
100
N Aplicado
150
0
50
100
N Aplicado
150
Sistemas de Aplicação Variável
Manejo de pragas e doenças com informações
georreferenciadas
Sistemas de Aplicação Variável
Manejo de pragas e doenças com imagens de
sensoriamento remoto
Acompanhamento da doença
“blackleg” em campo de batata Califórnia
Uma semana depois
CONSIDERAÇÕES FINAIS
• A agricultura de precisão veio para ficar
– Automação das máquinas agrícolas
– Necessidade de redução de custos
– Preocupação com meio-ambiente
• Necessidade de desenvolvimento de técnicas de
manejo para essa nova tecnologia
• Abre-se um grande mercado para prestação de
serviço de assessoria/consultoria na área
agrícola.
FIM