Sensores na agricultura: como utilizar para controle de plantas daninhas?

Plantas daninhas sempre foram uma verdadeira dor de cabeça aos produtores, principalmente em grãos, como soja, milho e trigo, por serem culturas anuais e, portanto, acabam tomando muita atenção no manejo agrícola.

Em geral, a maioria é controlada por meio de herbicidas, por ser um meio mais rápido, barato e fácil. Há, ainda, a remoção das daninhas por meios mecânicos, mas este método é mais lento e de custo mais elevado.

O uso de herbicidas acaba sendo, portanto, a única opção viável para controlar a vegetação indesejada. No entanto, se os herbicidas não forem usados corretamente, podem ocorrer danos à cultura e ao meio ambiente, por exemplo, afetar agentes de polinização, como as abelhas.

O uso incorreto de herbicidas pode causar contaminação e poluição ao meio ambiente, incluindo cursos de água e solos.

A água é um recurso limitante, e representa até 11% do custo de um cultivo e tem relação direta e indireta com as demais práticas, como citado anteriormente. Se é viável ou não investir, portanto, em um sistema de irrigação, vai depender de muitos fatores.

Como herbicidas afetam cursos d’água?

Conforme mencionado, o uso incorreto e em excesso de herbicidas ocasiona danos ao meio ambiente e isso inclui os cursos d’águas. Dentre os problemas envolvendo água e o uso incorreto desses defensivos, estão:

• Vazamentos de produtos químicos;
• Recipientes de herbicidas descartados incorretamente;
• Equipamento de lavagem próximo a áreas de drenagem;
• Escoamento superficial;
• Lixiviação de herbicida nas vias navegáveis e nas águas subterrâneas;
• Deriva de pulverização em culturas não visadas.

Os herbicidas podem afetar o solo

As propriedades do solo também podem ser afetadas com o uso de herbicidas, conforme citado abaixo:

• Química do solo: pH, CTC e Condutividade Elétrica;
• Alterações na população e atividade microbiana;
• Fertilidade e nutrientes disponíveis;
• Composição do solo através do declínio da matéria orgânica.

Benefícios das aplicações específicas de herbicidas

A introdução da aplicação específica de herbicida (pulverização de precisão), reduz o risco potencial de poluição ambiental, bem como os custos de produção para os agricultores.

O uso de pulverização de herbicidas, em área total, resulta na decisão errada de aplicação em todas as áreas de produção.

Isso ocorre porque as plantas daninhas tendem a crescer em grupos e são povoadas aleatoriamente em todo o talhão. Em um talhão de pousio, o uso de uma pulverização em área total resulta em aplicação em áreas de cultivo que não tenham plantas daninhas no campo, mas que acabam sendo pulverizadas, desperdiçando produtos químicos.

A aplicação específica de herbicida no local, tem o potencial de reduzir as aplicações de herbicida em 10 a 80%, com pesquisas indicando que áreas de culturas livres de plantas daninhas, que não são pulverizadas, podem render até 10% a mais de produtos.

A garantia da qualidade da pulverização de precisão específica do local é necessária para que os agricultores garantam que as plantas daninhas sejam controladas de maneira eficaz usando essa técnica.

Claro que, reduzindo o custo, otimizando o trabalho, fazendo um controle eficiente, a tendência é também obter um maior desempenho nas colheitas.

Detecção de plantas daninhas com visão computacional na agricultura

A visão computacional tem a capacidade de discriminar ervas daninhas do solo e tem o potencial de discriminar ervas daninhas de outras plantas vizinhas. Isso pode ser alcançado através do uso de uma variedade de técnicas, algoritmos e sensores, incluindo tecnologias:

• Infravermelha (IR);
• NIR;
• De luz vermelha;
• Câmeras de baixo custo.

O desenvolvimento de sensores espectrais de banda estreita permitiu que plantas individuais fossem detectadas com sucesso.

Os sistemas atuais de detecção de ervas daninhas disponíveis no mercado, como WeedSeeker e WEEDit, usam tecnologia de luz vermelha, infravermelha e NIR para discriminar o verde de ‘marrom’ para controlar ervas daninhas em pousios.

A clorofila química vegetal, que ocorre naturalmente, reage com essas frequências de luz refletindo comprimentos de onda espectrais específicos. A vegetação saudável absorve a energia da luz azul e vermelha para uso na respiração, fotossíntese e na fabricação de clorofila.

A energia da luz verde é refletida por pigmentos na folha da planta e, portanto, visualizamos as plantas como verdes. A clorofila reflete a energia da luz NIR e, portanto, uma planta saudável que floresce com pigmentos de clorofila refletirá muito mais energia da luz NIR do que a de uma planta ou solo não saudável sozinho.

Esses sensores usam esses dados de refletância para discriminarem entre solo e vegetação, mostrando o avanço tecnológico da agricultura de precisão.

Mapeamento de plantas daninhas

O aspecto mais benéfico do mapeamento de plantas daninhas é a redução no uso de herbicidas. Para que isso seja eficaz, são necessárias informações confiáveis sobre a população e distribuição de plantas daninhas.

O mapeamento de plantas daninhas é uma abordagem que envolve a produção de um mapa detalhado de plantas daninhas, combinado com outros metadados para aplicação agrícola de precisão, principalmente mapas de tratamento de taxa variável.

Esse mapa de ervas daninhas pode ser integrado a outras informações disponíveis, ao tomar decisões sobre estratégias de controle de plantas daninhas, para aumentar o rendimento e a qualidade da colheita.

O mapeamento pode ser realizado por observação humana ou sensoriamento remoto. A observação humana é demorada, ineficiente e trabalhosa. Portanto, o sensoriamento remoto é uma opção mais viável.

O sensoriamento remoto pode produzir mapas de plantas daninhas em que fragmentos dessas plantas são de tamanho suficiente, no entanto, é limitado em resolução espacial e requer tempo considerável e despesas com aquisição e processamento de imagens.

A detecção imediata é uma opção alternativa à detecção remota. Possui recursos para detecção em tempo real e pulverização local de plantas daninhas.

Além disso, apresenta alta resolução espacial e, com a ajuda da iluminação artificial, pode iluminar o solo e determinar as propriedades espectrais das plantas daninhas.

Curvas espectrais de solo e vegetação adquiridas em laboratório, com alta resolução espectral, mostrando a localização das bandas espectrais (B) do sensor Thematic Mapper a bordo do satélite Landsat 5. NIR = Infravermelho próximo. A partir das bandas 3 (B3) e 4 (B4) pode ser calculado o índice de vegetação NDVI. (Fonte: Demattê et al. (2020)).

Mapeamento de plantas daninhas por meio do uso de imagens de satélite. (Fonte: Sensix)

Conclusão

A robótica na agricultura tem a capacidade de revolucionar o setor agrícola, mudando a maneira de pensar dos agricultores e, como resultado, aprimora as práticas agrícolas.

A detecção e controle automáticos de plantas daninhas apresentam-se como uma tecnologia promissora para a sustentabilidade, desenvolvimento e produção agrícola. Ajudam a reduzir o químico aplicado sob a forma de herbicidas, reduzindo também a degradação ambiental.

Esses sistemas demonstram a promessa da tecnologia robótica para controle de plantas daninhas. É o futuro agrícola!

Agora, você já sabe sobre o sensoriamento remoto para as plantas daninhas e como é a sua ação.

O sensoriamento para detecção de pragas também vem sendo desenvolvido por meio da Inteligência Artificial, que pode determinar a qualidade da safra com mais precisão, diminuir danos por erros humanos e, consequentemente, levar ao aumento da lucratividade!

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