Rehagro Blog

Uso de sensores para controle de plantas daninhas

Benefícios substanciais na fazenda podem ser obtidos com o uso de herbicidas para o controle de plantas daninhas. Na maioria dos casos, o uso de herbicidas é mais rápido e mais barato que outros métodos, como a remoção de plantas daninhas de forma mecânica. O uso de herbicidas é geralmente 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. O uso incorreto ou incorreto de herbicidas pode causar contaminação e poluição ao meio ambiente, incluindo cursos de água e solos.

plantas daninhas

Os cursos d’água são afetadas por:

  • 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

As propriedades do solo que podem ser afetadas incluem:

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

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 que também serão 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. O custo potencial e os fatores de conservação ambiental da pulverização de precisão são óbvios.

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.

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 discriminação entre solo e vegetação.

Mapeamento

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 ervas 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 de plantas daninhas 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. A detecção imediata apresenta alta resolução espacial e, com a ajuda da iluminação artificial, pode iluminar o solo e determinar as propriedades espectrais das plantas daninhas.

Figura 1.  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.

plantas daninhas

Fonte: Demattê et al. (2020).

Figura 2. 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, muda as práticas agrícolas. A detecção e controle automáticos de plantas daninhas apresenta como uma tecnologia promissora para a sustentabilidade desenvolvimento e produção agrícola. Ajuda a reduzir a químico aplicado sob a forma de herbicidas, reduzindo assim degradação ambiental. Esses sistemas demonstram a promessa da tecnologia robótica para controle de plantas daninhas.

Referências Bibliográficas

  • Demattê, J. A. M., Poppiel, R.R., Silvero, N. E. Q., Bellinaso, H. A IMPORTÂNCIA DAS GEOTECNOLOGIAS NA CARACTERIZAÇÃO DO MEIO FÍSICO COM VISTAS AO AUMENTO DA PRODUTIVIDADE INFORMAÇÕES AGRONÔMICAS NPCT Nº 6 – JUNHO/2020 (Link)
  • MCCARTHY, William. Validation of commercial precision spraying technology. 2016. (Link)

Comentar