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Uso de índices de vegetação para adubação nitrogenada

A aplicação de sensoriamento remoto na agricultura tem crescido cada vez mais, com o uso de plataformas que possibilitam o agricultor acessar índices de vegetação como o NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada). São diversas as aplicações para o uso de mapas de NDVI como: detectar infestação de plantas daninhas; detectar falhas de irrigação; visualização de aplicação de defensivos agrícolas mal feitas; detectar efeitos de secas, detectar reboleiras ocasionadas por pragas, doenças e nematoides; estimar produtividade de culturas, quantidade de biomassa e nitrogênio para culturas agrícolas; entre outras.

O NDVI é dado pela relação:

onde:

V – reflectância na região do vermelho (670 nm)

IVP – reflectância no infravermelho próximo (780 nm).

O manejo da adubação nitrogenada é um dos fatores que promovem a variabilidade no potencial de produção, pela adubação realizada em taxa fixa, ignorando a variabilidade espacial existente nas lavouras. Sendo assim, a aplicação de uma dose fixa de nitrogênio em área total, pode resultar em aplicações desnecessárias, podendo possibilitar a contaminação do ambiente e reduzir a eficiência agronômica.

Atualmente as doses de recomendação de nitrogênio baseia-se no teor de matéria orgânica do solo, na expectativa de produção e no sistema de rotação de culturas adotados anteriormente. Entretanto em muitas situações, a aplicação de nitrogênio em cobertura apresenta baixa eficiência, em função do desconhecimento da demanda real das culturas no momento de aplicação.

O sensoriamento remoto, através do emprego de sensores proximais de vegetação, possibilita a leitura dos índices de vegetação, teor de clorofila nas folhas e da quantidade de biomassa vegetal da parte aérea. Os sensores proximais variam em função da quantidade de bandas utilizadas e do índice de vegetação utilizado pelo equipamento.

NDVI para adubação nitrogenada no trigo

Para avaliação do NDVI visando a adubação nitrogenada na cultura do trigo pode ser avaliado no estádio de seis folhas totalmente expandidas. Maiores valores de NDVI devido ao maior acúmulo de biomassa deve-se à maior disponibilidade de nitrogênio, resultando em aumento no teor de clorofila nas folhas.

Quanto maior o acúmulo de biomassa fotossinteticamente ativa, maior a reflectância da radiação vermelha, resultando em um aumento no NDVI. O NDVI é mais uma ferramenta para diferenciar condições diferentes no cultivo de trigo no estádio de seis folhas totalmente expandidas, proporcionado pela variação na disponibilidade de nitrogênio na emergência das plantas. 

Incrementos na concentração de nitrogênio promove alterações no espectro de reflectância que podem ser detectadas pelos sensores remotos. Folhas com baixa acumulação de nitrogênio, e consequentemente baixo conteúdo de clorofila contém alta reflectância na região do visível no espectro eletromagnético (400 a 700 nm) e baixa reflectância na região do infra vermelho, causando decréscimo no NDVI. Incrementos na quantidade de nitrogênio acumulado promove aumento no conteúdo de clorofila, e consequentemente maior absorção e menor reflectância no espectro do vermelho.

Na Figura 1, podemos observar o ajuste da regressão para as cultivares de trigo Quartzo e TBIO Sintonia. As doses de nitrogênio em cobertura com máxima eficiência técnica no estádio de seis folhas expandidas aplicadas na emergência das plantas, sendo correlacionadas com o valor de NDVI avaliado no momento da aplicação em cobertura. Valores mais baixos de NDVI correspondem a maiores doses de nitrogênio. Em contrapartida, quanto maior o NDVI no momento da cobertura com nitrogênio, indica maior acúmulo de nitrogênio nas brotações, menor resposta à aplicação de nitrogênio em cobertura e menor dose de nitrogênio a ser aplicada.

 NDVI para adubação nitrogenada no milho

Para avaliação do NDVI na cultura do milho, foram geradas classes de alta, média e baixa produtividade, tendo como base a produtividade média de grãos de milho, a qual assume o valor de 100%. Assim as classes de potencial produtivo são geradas da seguinte forma: “baixa” (<90%), “média” (90 a 110%) e “alta” (>110%) (Figura 2).

Na Tabela 1, são apresentados os limites críticos de NDVI, determinados com base nas relações apresentadas na Figura 2. Com a utilização desse índice e de sensor de vegetação para estimativa das classes de potencial produtivo da cultura ao longo do ciclo de desenvolvimento, a expectativa de rendimento de grãos pode ser ajustada em cada estádio fenológico, o que confere melhor manejo nutricional quando comparado a aplicação em taxa fixa.

Os limites críticos de NDVI, que correspondem a diferentes classes de potencial produtivo do milho, podem ser empregados de maneira rápida e eficiente em um algoritmo de adubação nitrogenada em tempo real, através do potencial produtivo estimado pelo NDVI.

Como apresentado no decorrer do texto o índice de vegetação NDVI pode ser mais uma ferramenta utilizada pelo agricultor para realizar adubações nitrogenadas. A medida que as máquinas evoluem os sensores serão embutidos em equipamentos de aplicação de fertilizantes, possibilitando uma melhor aferição do potencial produtivo das culturas e possibilitar que o produtor realiza adubação nitrogenada de acordo com a necessidade das culturas.

Figura 1. Resposta em produtividade para aplicação de nitrogênio em cobertura para as cultivares Quartzo (A) e TBIO Sintonia (B) e relação entre nitrogênio e dose de máxima eficiência técnica e NDVI no estádio de seis folhas completamente expandidas.

índices de vegetação

Fonte: Vian et al. (2018b)

Figura 2. Estimativa de classes de potencial produtivo da cultura do milho em função do NDVI.

índices de vegetação

Fonte: Vian et al. (2018a)

Figura 3. Limites críticos de NDVI para definição de classes de potencial produtivo da cultura do milho em diferentes estádios fenológicos de desenvolvimento.

índices de vegetação

Fonte: Vian et al. (2018a)

Referências Bibliográficas

  • Carlos E. V. Cattani et al. Spectral-temporal characterization of wheat cultivars through NDVI obtained by terrestrial sensors Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental v.21, n.11, p.769-773, 2017 (Link)
  • Vian et al. LIMITES CRÍTICOS DE NDVI PARA ESTIMATIVA DO POTENCIAL PRODUTIVO DO MILHO Revista Brasileira de Milho e Sorgo, v.17, n.1, p. 91-100, 2018a (Link)
  • Vian et al. Nitrogen management in wheat based on the normalized difference vegetation index (NDVI) Ciência Rural, Santa Maria, v.48:09, e20170743, 2018b (Link)

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