Como tirar partido da agricultura de precisão para maximizar a rentabilidade?

Luís Alcino Conceição

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AP é um processo irreversível!

Background!Qual o caminho que queremos seguir…

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FAO, 2011

Como alimentar 9000 milhões em 2050?

Crescimento Sustentável, pela racionalização do usos de fatores de produção e eficiencia de uso de recursostecnológicos com baixas emissões de carbono

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17 objetivos… erradicação da pobreza, erradicação da fome e segurança alimentar!, …

Fonte: UN Tribune

Um planeta com fome……..Ameaça……ou Oportunidade!?

FAO estima a necessidade do crescimento da produção mundial de alimentos

• Em mais de 40% em 2030

• Até 70% em 2050

• Em 60% o aumento de procura em carne, leite, peixe e ovos

FA

O, 2016

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Mais proteína animal – mais produção de matérias primas para alimentação animal!

Agricultura – Um dos setores com maiores desafios do nosso tempo!

Por ano está identificada a sobre-utilização dos recursos naturais em mais de 50%

Portugal - 50,0% do território nacional é ocupado por explorações agrícolas

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Desvio da temperatura máxima do ar em relação à média 1971-2000 em Julho de 2010(IPMA,2012)

Ano 2010 com vários eventos extremos ContinenteO ano de 2010, em Portugal Continental, foi caracterizado por valores médiosda temperatura máxima, mínima e média do ar superiores ao valor médio(1971-2000), e por valores da quantidade de precipitação no Continente,superiores ao valor normal (1971-2000), sendo mesmo o ano mais chuvoso daúltima década (2001-2010), com 1063mm, o que supera em quase 20% o valorda normal 1971-2000.(IPMA, 2012,in Boletim Climatológico de 2010)

12% dos solos da UE estão sujeitos a erosão hídrica, 45% do solo europeu terá um teor de matéria orgânicademasiado baixo (Cortez e Abreu, 2008)

Portugal, apresenta um risco moderado a elevado de erosão do solo em 80% do seu território (Eurostat, 2015)

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O solo

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C.T.C. (meq+/100g) M.O (%) pH

Elevada 4.2 (> 20) 27.5 (> 2) 11.8 (> 6.5)

Média 70.2 (10-20) 2.2 (1-2) 5.3 (5.5-6.5)

Baixa 25.2 (< 10) 70.4 (<1) 82.9 (< 5.5)

Em Portugal

“Fertilidade de alguns solos e problemas dela decorrentes”

and spatially variability…ou heterogeneidade especial!

Em Portugal com exceção do Alentejo a propriedade agrícola apresenta uma dimensão média de 13,8 ha , quase sempre pulverizada por diferentes manchas de solos

Os mercados $$$$$

Estatísticas agrícolas 2015 (INE, 2016)

Apesar do grau de auto aprovisionamento dos cereais ser tradicionalmentebaixo, aumentou ao longo do período em análise, atingindo em 2014/2015o valor mais elevado das últimas quatro campanhas (26,8%)

Mercados e…um caso de estudo (2008)

(IndexMundi, 2017)

Diferentes abordagens – o todo ou o segmentado…

Precision viticulture in PortugalWinemap (2005 - 2008)

Alqueva, novas culturas,

novas formas de mecanização !

Agricultura de Precisão (AP)

Precision agriculture (PA) or satellite farming or site specific crop management (SSCM) is a farming managementconcept based on observing, measuring and responding to inter and intra-field variability in crops. The goal ofprecision agriculture research is to define a decision support system (DSS) for whole farm management with thegoal of optimizing returns on inputs while preserving resources (Alex McBratney, 2003)

Precision agriculture is now 'main stream' in agriculture and is playing a key role as the industry comes to termswith the environment, market forces, quality requirements, traceability, vehicle guidance and crop management(John Stafford, 2013)

Site-specific management (SSM) for agriculture is the management of soils and crops according to localizedconditions within a field. (F.J. Pierce and E.J. Sadler. 1997)

1993 - North Central Regional Committee on Site-Specific Management (NCR180)

The State of Site-Specific Management for AgriculturePublished by: American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America

E em Portugal - Agricultura de Precisão (AP)

ECPA, 2003 - Berlim

Precision Viticulture in Portugal:

The beginning of a process

E em Portugal - Agricultura de Precisão (AP)

A Agricultura, atividade várias vezes milenária, viu nosúltimos 100 anos a adoção da potencia da máquina; nosúltimos 50 anos a assistência no comando e controlo,possibilitada pela inclusão da óleo dinâmica; nos últimos 20anos, o complemento dos sistemas anteriores com sensoreseletrónicos, possibilitando a criação de automatismos e,recentemente, a integração com a tecnologia de informação( In Prefácio, José Oliveira Peça, 2004)

(Professores Castro Coelho, Mira da Silva, MiguelTristany, Castro Neto e Pedro Aguiar Pinto, 2004)

Agricultura de Precisão (AP)

Agricultura de Precisão (AP) os temas, as áreas de estudo----

Remote sensingCrop soil Spatial VariabilityCrop yieldN apllicationsDeseaseVRTCrop SensorsMath. modellingManagement zonesSoil EcGPS/GuidanceImage analysisWeed detectionGeostatisticsWireless sensorsPA adoptionSoil sensors

Tópicos publicados entre 2011 - 2013

WheatCorn/maizeGrapeRiceApplesCitrusCoffeeSugar beetSoy beanPasturePalmRapeOliveTeaBarley

Principais culturas entre 2005 - 2012

Em 2015 o mercado de tratores novos teve uma quebra de 7,5% (CEMA, 2015) Nos EUA estima-se um crescimento do mercado em AP de 17,5% até 2022

(Trimble, 2012)

Agricultura de Precisão (AP), o mercado!

AP e Inovação - As 7 tecnologias surpreendentes que o mundo vai ver em 2030(Fórum Económico Mundial, 2017)

Robótica, a passagem da industria para os serviços!

Sensores, “The internet of things” sensoresssssss ligados

a internet

• Impressão 3D na “industria médica”, o corpo humano possivel de serreparado….

Internet, um direito básico, acessivel para todos em 2024

• Comunicação móvel, o implante fisico e a transmissão por ondascerebrais

Inteligencia artificial, a “big data” no organograma

das organizações

• Automóvel – renting, transporte partilhado em detrimento do automovel próprio

Novos combustíveis

AutomaçãoRealidade

aumentada

Novos combustíveis

Tendências…outras soluções: rega de precisão, a robótica!

Da teoria à prática – Mecanização e AP4 razões para…

95% culturas agricolas são mecanizadas (CEMA)

Da teoria à prática – investimento (Portugal, PDR 2020…)O Parque de Máquinas Agrícolas em Portugal: Evolução e Perspetivas no âmbito do PDR2020

,Maio 2015

INE, 2011(ACAP, 2014)

Investimento#Inovação (Portugal, PDR 2020…)

Agricultura de precisão em maquinas agrícolas

Upgrade/ Pré instalado de fábrica – incorporado no monitor de informação da máquina

Da teoria à prática (4 razões para…) - Colheita

Da teoria à prática (4 razões para…) - Colheita

Mapas de rendimento

Da teoria à prática (4 razões para…) - Mobilização e /ou sementeira

• Armar o terreno de forma alinhada otimizando a geometria da parcela

• Garantir a correta colocação da semente na linha distribuição horizontal

• Auxiliar a condução em operações de sementeira direta

• Adotar mapas de prescrição para sementeiras a taxa variável da respetiva densidade

• Evitar falhas ou sobreposições• Realizar a distribuição de produtos em taxa variável, 3 níveis de equipamento:

I com recurso a mapas de prescriçãoIII em tempo real com auxilio de sensores óticos e….(termográficos)III reunindo a tecnologia de uma máquina DPA com um sistema de condução assistida

Da teoria à prática (4 razões para…) – Fertilização

Uma vez mais….o registo de informação!

Correção de área em 8%

Da teoria à prática (4 razões para…) – Fertilização

I

II

III

IV

V

Da teoria à prática (4 razões para…) - Pulverização

VRT- variable rate technologies

Upgrade ISOBUS

ISOBUS

https://www.aef-isobus-database.org/isobusdb/login.jsf

Agricultural Industry Electronics Foundation

Da teoria à prática (4 razões para…) - Mobilização e sementeira

cartografia de sementeira

Força aplicada na linha sementeira(N) Profundidade sementeira (mm)

Velocidade de trabalho (kmh-1) X±sd CV X±sd CV

2010 6 961.43±241.05 25.07 23.61±7,57 32.08

Outros casos de estudo - cartografia da performance de sementeira

a b C d

Outros casos de estudo - cartografia da performance de sementeiraSistemas dinâmicos de controlo e profundidades em semeadores de sementeira direta

Dynamic seed depth control actuators: a) compressed air (John Deere, 2015), b)

hydraulic system (AgLeader, 2015), c) electro-hydraulic system (Cross Slot,

2015), d) and gas over oil system (Slyfrance, 2015).

(Vida Rural, caderno NBC, 2013)

Outros casos de estudo – o conceito de Precision Conservation Agriculture

(ECa) sensor Veris

mapa de Condutividade elétrica do solo

– 5 Solo Arenoso5 – 10 Solo Arenoso Franco10 – 20 Solo Franco20 – 30 Solo Franco Argiloso30 – 95 Solo Argiloso95 – Solo Salino

Deteção remota e avaliação das culturas

Deteção remota e avaliação das culturas

(Cortesia Área 400)

Outro exemplo… Deteção remota, a avaliação das culturas -

Deteçao remota e índices vegetativos

According to Moran (2000), an optimum remote sensing system for precision farming would provide data as often as

twice per week for irrigation scheduling and once every two weeks for general crop damage detection. The spatial

resolution of the data should be as high as 2 to 5 square meters per pixel with positional accuracy of within 2

meters. Additionally, the data must be available to the farmer within 24 hours of acquiring them.

Detenção remota (terrestre, aéreo ou orbital)Drone

Asa fixa VS Multirotor

Voos entre os 100 e 200m de altitude

Imagens com possibilidade de diferentes resoluções mas adequado ao pormenor (contagem de cepas, oliveiras, …linhas de cultura)

Disponibilidade de observação diária de utilização (menor efeito nuvens mas sujeito a vento e luz)

Requerem treino e pós processamento de imagem

Imagem de satéliteSentinel 2 e Landsat

Imagem retirada a muito grande altitude

Adequado a observação de grandes áreas e menos pormenor

Observação dependente das datas de visita

Acesso a informação mais ou menos facilitada dependendo da base de informação

(Farm Industry News, 2016)

Índices vegetativos http://apps.sentinel-hub.com/sentinel-playground/

Assinaturas espectrais:Quando a radiação interage com um objeto, pode ser refletida, absorvida ou mesmo transmitida (em

objetos transparentes). Em geral a parte absorvida é transformada em calor ou em algum outro tipo

de energia e a parte refletida espalha-se pelo espaço. O fator que mede a capacidade de um objetode refletir a energia radiante indica a sua refletância

Numa folha verde a pequena refletancia da banda visível (maior absortância) é produzida por pigmentos da folha (clorofila,

xantofila e carotenos) enquanto que na banda infravermelha (IR), a maior refletância resulta da interação da radiação com a

estrutura celular superficial da folha. Duas características resultam dessa assinatura espectral:

1- a aparência verde da folha, e por extensão da vegetação, está relacionada com a sua maior refletância nessa banda (G) e é

produzida pela clorofila,

2- a elevada refletância na banda infravermelha (IR) está relacionada com os aspetos fisiológicos da folha e varia com o seu

conteúdo de água na estrutura celular superficial; por isso é um forte indicador de sua natureza, estágio de desenvolvimento,

sanidade.

Os novos Processos – ACP tecnologias, Deteção Remota

Projeto MechSmart Forages (MSF) – Mecanização da produção de forragens sob o trinómio Agronomia –Ambiente – Energia

(Cortesia Terrages e AgroInsider)

Os novos Processos – ACP tecnologias, Deteção Remota

Projeto MechSmart Forages (MSF) – Mecanização da produção de forragens sob o trinómio Agronomia –Ambiente – Energia

Por ultimo…, Agricultura de Precisão (AP),não são mapas às cores…..

Em conclusão

São meios de diagnóstico e trabalho de equipa

Um novo colega/uma nova ciência

• Nunca estudou Agronomia

• Não é responsabilizada pelo que diz

• Não se cansa

• Tem uma infinita paciência

• Não se zanga

• Esta disponível a toda a hora

E atenção!

Os fundamentos…

Agricultura de Precisão (AP)

+ as culturas, os SIG, …

E porque a Agricultura de Precisão é um processo irreversível,

É um processo de tomada de decisão – é um exercício que requer parar… e pensar!

Obrigado pela Vossa atenção!Luís Alcino Conceição

ResearchGate

luis_conceicao@esaelvas.pt

Dia do Agricultor Elvas, 16 de maio 2017