O autor é engenheiro de agricultura de precisão e professor assistente na Clemson University em Clemson, S.C. Sensor ultrassônico montado na lingueta usado para medir a altura da leira em um protótipo de monitor de produção de feno Clemson. As tecnologias específicas do local e de taxa variável são amplamente conhecidas e aplicadas hoje em culturas em linha, em muitos casos sendo conduzidas e avaliadas por monitores de rendimento. Essas tecnologias são um subconjunto de um assunto mais amplo conhecido como agricultura de precisão, onde as decisões de colheita são orientadas por dados. Os monitores de rendimento foram introduzidos pela primeira vez na produção de milho e grãos pequenos há pelo menos duas décadas e desde então se tornaram equipamentos padrão em muitas fazendas.
O monitor de rendimento funciona medindo a vazão mássica de uma colheita conforme ela é colhida (por exemplo, libras por hora) e dividindo essa vazão mássica pela capacidade de campo da colheitadeira (por exemplo, acres por hora) para calcular a produtividade da colheita em termos como libras por acre. Quando acoplado a um sistema de posicionamento global, esses dados de rendimento de colheita podem ser apresentados na forma de um mapa, mostrando as relações espaciais das áreas de baixo e alto rendimento em um campo.
Por si só, um monitor de rendimento de colheita não gera redução nos custos de produção, rendimento adicional ou lucros aprimorados, portanto, a determinação de um retorno genérico sobre o investimento é um desafio. No entanto, os dados coletados do monitor de rendimento podem orientar as decisões de gerenciamento que geralmente resultam em maior lucratividade com períodos de retorno de um a dois anos.
Monitores de rendimento de forragem
Embora algum trabalho tenha sido feito na avaliação e desenvolvimento de sistemas de detecção de fluxo de massa para produção de feno, apenas um sistema para monitoramento de rendimento de feno está comercialmente disponível, e os sistemas de monitoramento de rendimento não são amplamente aplicados em feno. Para colocar isso em perspectiva, entre as 10 principais culturas dos EUA por área e as seis principais culturas dos EUA por valor, o feno é o terceiro na classificação e a única dessas culturas em que um monitor de rendimento não é amplamente implementado.
O trabalho em andamento na Clemson University envolve o desenvolvimento de duas tecnologias independentes para monitoramento de rendimento de feno:um sensor de fluxo de massa e um sistema de pesagem de fardos redondos. O sensor de fluxo de massa de feno de Clemson (veja a foto acima) funciona usando sensores ultrassônicos para medir a altura da leira depois que ela é varrida e relacionando essa altura com uma massa de feno por unidade de comprimento da leira (por exemplo, libras por pé), que pode ser acoplado com a velocidade de avanço da enfardadeira e a largura do ancinho para determinar o rendimento do feno em libras por acre.
Como este sistema se concentra na medição da leira e não em alguma operação física ou mecânica da enfardadeira, é adaptável a qualquer colheitadeira de feno:enfardadeiras redondas, enfardadeiras quadradas pequenas e enfardadeiras quadradas grandes. Três anos de pesquisa sobre esse sistema geralmente demonstraram erros de previsão de rendimento em torno de 10% ou menos.
Para demonstrar uma aplicação de agricultura de precisão para a produção de feno, os pesquisadores da Clemson acoplaram seu monitor de rendimento de feno com seu sistema de “Prescrição Direcionada”.
Colocando os dados de rendimento para funcionar
O sistema Clemson Directed Prescriptions é um sistema de integração de dados de rendimento de testes em faixas com dados de variabilidade do solo para gerar uma prescrição de taxa variável para um campo. O que é único sobre este sistema de desenvolvimento de mapas de prescrição é que ele é específico do campo; a prescrição é “dirigida” pelos dados de rendimento do campo. O sistema coloca os dados de rendimento do produtor para trabalhar e demonstra uma das muitas aplicações dos dados de rendimento para a produção de feno.
O teste foi iniciado durante o verão de 2016 em um campo de grama Tifton 85 bermuda irrigado de 25 acres e foi projetado para desenvolver uma prescrição de nitrogênio de taxa variável ou um mapa de um campo com diferentes taxas de nitrogênio sendo atribuídas a diferentes regiões do campo. O sistema de Prescrições Direcionadas requer a aplicação de um teste de tira, onde diferentes taxas de nitrogênio são aplicadas em tiras de taxa fixa ao longo do comprimento do campo.
As taxas neste estudo variaram de 40 a 120 libras de nitrogênio (N) por acre em incrementos de 20 libras. Os dados de rendimento medidos a partir dessas tiras indicaram que o rendimento melhorou com taxas de nitrogênio mais altas, chegando a 100 libras de N por acre, mas esse lucro diminuiu com taxas de nitrogênio mais altas, com lucro máximo ocorrendo em 60 libras de N por acre.
Figura 1. Dados de rendimento de testes de tiras de nitrogênio sobrepostos no mapa de teor de areia (a) e lucro resultante em função do teor de areia em cada taxa de nitrogênio (b).
O sistema de Prescrições Direcionadas, neste caso, utilizou o teor de areia como base para a variabilidade espacial do solo, embora a condutividade elétrica do solo (CE), elevação e outras características também pudessem ser usadas ou alternadamente. O teor de areia foi contornado para dividir o campo em sete zonas de teor de areia, variando de uma média de 85% a 97% de teor de areia em cada zona. O sistema Directed Prescriptions em seguida envolveu a sobreposição dos dados de rendimento do teste de tira sobre as zonas de teor de areia (Figura 1a) para determinar o lucro em função do teor de areia, independentemente para cada taxa de nitrogênio (Figura 1b).
Figura 2. Prescrição de nitrogênio de taxa variável ditada pelo Sistema de Prescrições DirecionadasOs resultados desta análise indicaram quais taxas de nitrogênio eram mais lucrativas ou de maior rendimento (dependendo dos objetivos) dentro de cada zona de teor de areia. Este teste indicou que taxas de nitrogênio mais altas eram mais lucrativas nos teores de areia mais baixos, e taxas de nitrogênio mais baixas eram mais lucrativas nos teores de areia mais altos. A prescrição de nitrogênio de taxa variável direcionada por este teste é mostrada na Figura 2.
Além do desenvolvimento de uma prescrição direcionada para nitrogênio, os resultados deste teste também permitiram a avaliação da prática de manejo de zona mais amplamente aplicada para a produção de feno. No gerenciamento de zonas, o campo é dividido em duas ou mais zonas de gerenciamento de rendimento, com o objetivo de definir as zonas para maximizar as diferenças de rendimento entre as zonas e minimizar as diferenças de rendimento dentro das zonas. Se essas zonas forem devidamente definidas, os insumos agrícolas e outras decisões podem ser ajustados para serem mais apropriados aos rendimentos previstos.
Encontrando a melhor abordagem
Para o campo de 25 acres neste teste, o campo foi dividido em três zonas de manejo com base no teor de areia. Os resultados do teste da tira de nitrogênio foram usados para criar um cenário “e se” onde as taxas de nitrogênio foram fixadas em cada uma dessas zonas, mas variaram entre as zonas, especificamente com taxas de nitrogênio mais altas aplicadas nos solos mais pesados e taxas de nitrogênio mais baixas aplicadas nos mais leves. solos.
Este estudo, que é o início de um estudo de longo prazo envolvendo vários insumos agrícolas, usou o monitor de rendimento de feno para revelar como o lucro pode ser aumentado na produção de feno. Antes do início deste estudo, este era um campo de Tifton-85 irrigado e intensamente gerenciado com aplicação de uma taxa fixa de 100 libras de N por acre entre os cortes. Os resultados de rendimento deste teste sugeriram que se uma taxa fixa de nitrogênio fosse aplicada em todo o campo, a aplicação de 60 libras de N por acre resultaria em $ 12 por acre mais lucro por corte quando comparado à taxa de 100 libras de N.
Se as zonas de manejo de rendimento fossem utilizadas para a atribuição da taxa de nitrogênio por zona, os dados sugerem que o lucro teria sido $ 4,50 por acre maior por corte do que na taxa fixa de 60 libras de N. Finalmente, o sistema de Prescrições Dirigidas sugeriu que o lucro teria sido $ 14,50 por acre maior por corte do que à taxa fixa de 60 libras de N por acre. A gestão ambiental também é melhorada; quando praticados adequadamente, o manejo por zonas e as prescrições direcionadas otimizam o uso de nutrientes no campo, reduzindo a aplicação excessiva.
O valor de um sistema de monitoramento de produtividade depende de como suas informações são usadas para melhorar o gerenciamento. O retorno do investimento deve ser avaliado caso a caso e fazenda a fazenda. Com quatro cortes por ano, o estudo discutido aqui demonstrou um benefício potencial superior a US$ 50 por acre por ano da implementação de dados de rendimento na prescrição de taxas de nitrogênio. Se um sistema de monitoramento de rendimento de feno fosse vendido por US$ 7.500, os dados coletados aqui sugerem que o sistema poderia ser pago com apenas 150 acres de produção anual de feno apenas com economia de fertilizantes nitrogenados. Este artigo foi publicado na edição de abril/maio de 2017 da Florador de feno e forragem na página 14.
Não é assinante? Clique para obter a revista impressa.
