Introdução às ferramentas de agricultura de precisão :Agricultura de precisão (PA) ou Agricultura de precisão é um sistema de gestão da produção agrícola e pecuária que usa um sistema de posicionamento global (GPS) para monitorar a posição do equipamento no campo para coletar informações e aplicar insumos conforme necessário em cada local. A agricultura de precisão também é chamada de gerenciamento de cultivo satélite ou gerenciamento de cultivo específico do local. Isso é usado principalmente para desenvolver um sistema de apoio à decisão para o gerenciamento completo da fazenda para otimizar as entradas e saídas dos diferentes sistemas em intervalos regulares. A agricultura de precisão é composta por métodos de sensoriamento próximo e remoto usando sensores IoT, que ajudam a monitorar os estados da cultura em vários níveis de crescimento. A agricultura de precisão envolve a aquisição e processamento de uma grande quantidade de dados relacionados à saúde da cultura. Vários parâmetros estão envolvidos na saúde de uma planta, e também incluindo o nível de água, temperatura, e outros. Neste artigo, também cobrimos os tópicos abaixo sobre ferramentas de agricultura de precisão;

• Ferramentas necessárias para agricultura de precisão
• O que é agricultura de precisão
• As técnicas de agricultura de precisão
• Como funciona a agricultura de precisão
• Tecnologias básicas usadas na agricultura de precisão

Um guia passo a passo para ferramentas agrícolas de precisão

A agricultura de precisão permite que o agricultor saiba exatamente quais parâmetros são necessários para uma safra saudável, onde esses parâmetros são necessários, e em que quantidade em um determinado momento. Isso precisa coletar informações massivas de diferentes fontes e diferentes partes do campo, como nutrientes do solo, a presença de pragas e ervas daninhas, conteúdo de clorofila nas plantas, e condições meteorológicas. O objetivo principal da agricultura de precisão descreve seus benefícios. A abordagem principal define as culturas e os requisitos de solo para uma produtividade ótima, por um lado, e para preservar os recursos, garante a sustentabilidade e proteção ambiental, por outro lado. Este processo na agricultura regular ajuda a resolver os problemas vitais da agricultura, como o desperdício de recursos, altos custos, e impacto ambiental destrutivo.

A necessidade de agricultura de precisão é;

A agricultura de precisão combina os novos métodos nascidos da era da informação com uma indústria agrícola madura. Então, é um sistema de gerenciamento de safra integrado que tenta combinar o tipo e a quantidade de insumos com as necessidades reais da safra para pequenas áreas dentro de um campo agrícola. As características ambientais incluem as condições meteorológicas, ervas daninhas, insetos, e doenças.

A agricultura de precisão é um sistema de gestão agrícola baseado na utilização de métodos modernos em todas as fases do trabalho. Um campo geralmente possui zonas heterogêneas. A agricultura de precisão torna possível identificar essas zonas e gerenciar a variabilidade que vem com um campo heterogêneo. Isso permite que os agricultores usem principalmente sementes, fertilizantes, e pesticidas de forma mais eficiente e aumentar o rendimento.

Objetivos da Agricultura de Precisão

Os objetivos principais da agricultura de precisão também se expandiram;

• Selecionando safras adequadas com rendimentos mais elevados e mercados mais lucrativos
• Meça automaticamente o desempenho do site, capturando dados relevantes
• Aumentando a sustentabilidade econômica e ambiental da fazenda
• Prever mudanças nas condições climáticas e reagir a elas de forma proativa

A agricultura de precisão é uma abordagem em que os insumos são utilizados em quantidades precisas para obter rendimentos médios aumentados em comparação com os métodos de cultivo tradicionais. Portanto, é um sistema abrangente projetado para otimizar a produção usando um elemento-chave de informação, tecnologia, e gestão, para aumentar a eficiência da produção, melhorar a qualidade do produto, conservar energia e proteger o meio ambiente. Então, a agricultura de precisão é um conceito atraente e seus princípios levam naturalmente à expectativa de que os insumos agrícolas possam ser usados ​​de forma mais eficaz, com melhorias subsequentes nos lucros e produção ambientalmente menos onerosa.

A agricultura de precisão é uma abordagem de gerenciamento agrícola que usa TI (tecnologia da informação) para garantir que as colheitas e o solo recebam exatamente o que precisam para uma saúde ideal. O objetivo da agricultura de precisão é garantir a lucratividade, sustentabilidade, e proteção do meio ambiente. A agricultura de precisão também é conhecida como agricultura satélite e gerenciamento de cultivo específico do local (SSCM). Ajuda a evitar práticas indesejadas para uma cultura, independentemente das condições locais de solo / clima, o que significa que reduz o trabalho, agua, insumos como fertilizantes, e pesticidas, etc, e garante produtos de qualidade.

Agricultura de precisão significa realizar qualquer prática de manejo agrícola com base na situação do terreno. O PA cria a imagem de alguns programas computadorizados que controlam as máquinas por meio de sinais de satélite ou algumas configurações de sensores locais que podem prever o desenvolvimento da cultura. É por isso que a agricultura de precisão é considerada o futuro da agricultura. Significa uma série de estratégias e ferramentas que permitem aos agricultores otimizar e aumentar a qualidade e produtividade do solo, implementando uma série de intervenções-chave direcionadas, um resultado que pode ser alcançado através da introdução de tecnologias avançadas.

Vantagens da Agricultura de Precisão

O sistema de agricultura de precisão oferece muitos social, e vantagens ambientais sobre os métodos tradicionais;

• Aumenta o retorno sobre o investimento (ROI), reduzindo o uso de insumos e aumentando a quantidade e a qualidade do rendimento.
• Reduz o solo, agua, e poluição do ar, diminuindo o uso de fertilizantes químicos e pesticidas.
• A agricultura de precisão aumenta a biodiversidade do solo e apóia a vida selvagem fora das fazendas.
• Torna a agricultura sustentável ao reduzir a dependência de recursos e água.
• A agricultura de precisão reduz as emissões de carbono do setor agrícola.

Outras vantagens da agricultura de precisão são;

Maior eficiência na tomada de decisões - Se os agricultores usarem sensores para monitorar o campo, eles terão acesso de longo prazo aos dados em tempo real. Por aqui, um gerente de local será capaz de distinguir padrões e prever mudanças, riscos potenciais, e os rendimentos das colheitas, tanto durante a colheita como na estação de crescimento.

Acesso aos registros da fazenda - O uso de tecnologia para sistemas de gerenciamento de fazendas aumenta a acessibilidade aos dados. Com a agricultura de precisão, os membros da equipe não estão mais presos ao espaço do escritório. Graças aos métodos baseados em nuvem, todos os dados necessários são gratuitos para acesso a qualquer momento de qualquer dispositivo.

Melhor proteção de cultivo - Para proteger o local de insetos que prejudicam as plantações e os agricultores tendem a exagerar no uso de nitrogênio. E, além de reduzir a sustentabilidade ambiental do local, usar produtos químicos é caro. Com a agricultura de precisão, um agricultor será capaz de administrar produtos químicos apenas quando necessário e, em seguida, proteger as plantações de forma mais eficiente.

Por que a agricultura de precisão é importante?

As práticas agrícolas de precisão podem reduzir a quantidade de nutrientes e outros insumos agrícolas usados ​​ao mesmo tempo em que aumentam a produtividade das culturas. Assim, os fazendeiros obtêm um retorno sobre seu investimento economizando água, pesticida, e custos de fertilizantes.

• Para aumentar a produtividade da agricultura
• Previne a degradação do solo
• Redução da aplicação de produtos químicos nas lavouras
• Uso eficiente de recursos hídricos
• Disseminação de métodos agrícolas modernos para melhorar a qualidade, quantidade, e custo de produção reduzido
• Desenvolvendo atitudes favoráveis
• Práticas agrícolas de precisão mudando o status socioeconômico dos agricultores

Problemas de produção podem ser facilmente resolvidos por meio da agricultura de precisão, se cuidada de maneira adequada. Os agricultores precisam encontrar suas necessidades específicas de antemão para que a identificação das ferramentas ideais para atender às suas necessidades seja feita. Essas ferramentas de agricultura de precisão são essenciais para criar eficiência, registros mais precisos, e facilitar o gerenciamento da fazenda. Portanto, é importante encontrar suas necessidades antes de gastar qualquer moeda em software e gadgets.

Depois de determinar as necessidades da agricultura, agora você pode escolher as ferramentas que deseja incorporar para solucionar suas necessidades. Ferramentas agrícolas de precisão, pacotes de software, e os sistemas de orientação variam em preço e qualidade. Também, os agricultores devem certificar-se de que compreendem o que é necessário para colocar as novas ferramentas de precisão para funcionar e o que se espera deles ao usá-las para obter maior sucesso na agricultura. Os agricultores devem estar cientes de suas ferramentas específicas que podem ser usadas para diferentes tipos de culturas; ou se será usado apenas para uma seção da fazenda ou será todo o terreno; e qual dos funcionários da fazenda estará manipulando e usando as ferramentas de agricultura de precisão ou se houver necessidade de qualquer treinamento especializado será necessário. Esse tipo de plano de implementação tem um impacto significativo nas ferramentas que você seleciona para atender a necessidades específicas. Ter um plano de implementação dentro do prazo ajudará os agricultores a obterem o máximo de sucesso com as ferramentas de agricultura de precisão.

Componentes da Agricultura de Precisão

• Características da cultura - estágio da cultura, saúde da colheita, e as necessidades de nutrientes, etc.
• Camada detalhada do solo com propriedades físicas e químicas, estado nutricional, salinidade e toxicidade, e temperatura do solo, etc.
• Dados do microclima (sazonal e diário) sobre a temperatura do dossel da cultura, Direção do vento, e umidade, etc.
• Condições de drenagem superficial e subterrânea
• Instalações de irrigação e outros insumos de planejamento de interesse
• Maquinaria agrícola e outros equipamentos com sensores

Ferramentas de Agricultura de Precisão

É importante para quem está considerando a agricultura de precisão estar familiarizado com as ferramentas tecnológicas disponíveis. Aplicativos baseados em computador usados ​​principalmente para criar planos de fazenda precisos, mapas de campo, patrulhamento de safras, mapas de rendimento e para definir a quantidade exata de entradas a serem aplicadas aos campos. Entre as vantagens desse processo está a possibilidade de se criar um plano de cultivo ambientalmente correto, o que por sua vez ajuda a reduzir o custo e aumentar os rendimentos. Por outro lado, esses aplicativos fornecem dados de valor estreito que não podem ser aplicados a grandes soluções de agricultura de precisão devido à incapacidade de integrar os dados obtidos em outros sistemas de suporte.

As principais ferramentas utilizadas para a agricultura de precisão são;

1. Equipamento de orientação automática

2. Tecnologia de taxa variável

3. Internet das coisas

4. Tecnologia de sensores próximos

5. Sistema de Posicionamento Global e Sistema de Informação Geográfica

6. Amostragem de grade

7. Sensores remotos

8. Sensores próximos

9. Sistemas de irrigação de precisão

10. Registros e análises

11. Monitoramento e mapeamento de produção

1. Equipamento de orientação automática

Este tipo de método permite aos agricultores cobrir um vasto campo com precisão e rapidez. Elimina principalmente sobreposições, pula, e lacunas de qualquer produto que os agricultores apliquem. Como resultado, fertilizante, inseticidas, pesticidas, e os defensivos agrícolas são aplicados apenas na quantidade certa e no local necessário. As ferramentas de orientação automática também minimizam os acidentes geralmente causados ​​por essas máquinas.

2. Tecnologia de taxa variável

Fertilizante de tecnologia de taxa variável (VRT), inseticida, agua, e as aplicações de pesticidas podem ser benéficas no combate a pragas e doenças. Aplicações de tecnologia de taxa variável de potássio (K) e fósforo (P) podem ser benéficas, dependendo da fertilidade do campo. As zonas de gestão devem ser desenvolvidas em vez de depender apenas de amostras de solo de grade.

A tecnologia de taxa variável (VRT) é qualquer tecnologia ou método que permite aos agricultores controlar o número de insumos aplicáveis ​​nas áreas agrícolas definidas. Este método usa software especializado, controladores, e sistema de posicionamento global diferencial (DGPS).

VRT refere-se principalmente a qualquer tecnologia que permite a aplicação variável de insumos e permite que os agricultores controlem o número de insumos que aplicam em um local específico. Os componentes básicos desta tecnologia VRT incluem um computador, Programas, um controlador, e um sistema de posicionamento global diferencial (DGPS). Existem três abordagens básicas para usar o método VRT baseado em mapas, baseado em sensor, e manual.

A aplicação de fertilizantes de taxa variável permite principalmente aos produtores de culturas aplicar taxas diferentes de fertilizantes em cada local dos campos. A tecnologia necessária para realizar fertilização de taxa variável inclui um computador na cabine e software com um mapa de aplicação de zona de campo, equipamento de fertilizante capaz de alterar as taxas durante a operação, e o Sistema de Posicionamento Global (GPS).

3. Internet das coisas

No caso de você perder isso: Agricultura de vegetais em ambientes fechados .

A Internet das Coisas está ajudando a mudar a maneira como os agricultores trabalham por meio da agricultura de precisão, um conceito de gestão agrícola que usa sensores, dados, e comunicação de rede para adaptar o sistema de cultivo. Então, o resultado é um sistema mais eficiente que promove o crescimento sustentável e reduz custos.

As soluções de agricultura IoT para agricultura de precisão permitem o monitoramento em tempo real para coletar dados valiosos que podem ter um impacto significativo na eficiência operacional. A IoT tem uma gama de diversas aplicações para sistemas agrícolas;

• Monitore e analise as condições do solo e os parâmetros em mudança para otimizar os rendimentos das colheitas.
• Desenvolva soluções de rastreamento que permitam aos agricultores monitorar o gado e outros recursos agrícolas em áreas remotas.
• Use dispositivos conectados com cuidado para detectar déficits de água e nutrientes para intervenções oportunas.

4. Tecnologia de sensores próximos

Existem diferentes tipos de sensores. Sensores de umidade e temperatura são alguns dos sensores importantes. Esses sensores podem ajudar o agricultor a detectar qualquer tipo de problema experimentado pelas lavouras, ou estresse que o gado pode estar sofrendo. Então, ajuda o fazendeiro a resolver os problemas facilmente com menos recursos.

5. Sistema de Posicionamento Global e Sistema de Informação Geográfica

Receptores do Sistema de Posicionamento Global (GPS)

O Sistema de Posicionamento Global é um conjunto de 24 satélites na órbita da Terra. Então, ele envia sinais de rádio que podem ser processados ​​por um receptor terrestre para encontrar a posição geográfica na terra. Ele tem 95% de probabilidade de que a posição fornecida na Terra esteja dentro de 10 a 15 metros da posição real.

O GPS é um satélite que identifica a localização do equipamento de campo que está a um metro do local real da fazenda. Então, a importância de saber uma localização de precisão dentro de alguns centímetros é;

• Os resultados do laboratório e as amostras de localização do solo podem ser facilmente comparados a um mapa de solo.
• Os pesticidas podem ser prescritos para se adequar às propriedades específicas do solo.
• A lavoura pode ser ajustada porque uma condição muda no campo.
• Ele pode monitorar e registrar facilmente os dados de produção à medida que se atravessa o campo.

O GPS fornece um sistema de posicionamento preciso necessário para a implementação em campo da tecnologia de taxa variável. A atual internet possibilita o desenvolvimento de um mecanismo para o gerenciamento eficaz de fazendas por meio de sensoriamento remoto.

Sistemas de Informação Geográfica (SIG)

Sistemas de informações geográficas são sistemas de hardware e software de computador que usam atributos de recursos e dados de localização para produzir mapas. Os dados geograficamente referenciados podem ser exibidos no sistema GIS, adicionando uma perspectiva visual para interpretação.

O sistema GIS consiste em um software que insere, recupera, lojas, monitores, e analisa informações geográficas referenciadas na forma de mapa. Esta tecnologia compreende hardware, Programas, e procedimentos projetados para apoiar a compilação, armazenar, recuperação, e análise de atributos de recursos e dados de localização para produzir mapas. Esse sistema vincula as informações em um único lugar para que possam ser extrapoladas quando necessário. No entanto, o banco de dados GIS pode fornecer informações sobre a topografia do campo, tipos de solo, teste de solo, irrigação, taxas de aplicação de produtos químicos, e rendimento da colheita.

O GIS melhora as operações agrícolas e a produtividade geral. Ao usar semeadores e aspersores equipados com computador, não passe a mesma linha duas vezes, o que significa que evitam sobreposições e áreas perdidas. Então, esta inovação reduz o consumo de materiais e protege a natureza no caso de aplicações químicas, sem falar que a fertilização e a irrigação excessivas destroem as plantações.

6. Amostragem de grade

A amostragem de grade é um tipo de processo que envolve a divisão de um campo em diferentes blocos menores de, digamos, 0,5-5 ha. Em seguida, o solo é amostrado dentro dessas grades para taxas de aplicação precisas e adequadas. Então, as amostras são então coletadas, misturado, e enviado a laboratórios de solo para testes e análises. A amostragem em grade revela principalmente como os nutrientes são distribuídos em um campo. Isso evita a aplicação excessiva de fertilizantes em áreas onde os níveis de nutrientes são altos. O método de amostragem em grade permite o enriquecimento do solo com fertilizantes em áreas onde os níveis de nutrientes são baixos. A amostragem de solo ajuda os produtores a desenvolver zonas de gerenciamento e mapas de prescrição na agricultura de precisão, aumentando a precisão da taxa e colocação de insumos necessários como fertilizantes e calcário para ajustar os níveis de pH. Produtores e gerentes normalmente usam estratégias de Grid ou Zone Sampling ao coletar amostras de solo.

7. Sensores remotos

Os sensores remotos são categorizados como;

Esses sensores remotos indicam principalmente variações na cor do campo que corresponde a mudanças na estrutura e tipo do solo, crescimento da colheita, condição animal, e limites de campo. Usualmente, dados de sensoriamento remoto fornecem uma ferramenta para avaliar a saúde da cultura. Também, câmeras eletrônicas podem gravar imagens de infravermelho próximo que são altamente correlacionadas com o tecido vegetal saudável. Novos sensores remotos com alta resolução espectral estão aumentando as informações coletadas dos satélites. No entanto, Imagens de sensoriamento remoto podem ajudar a determinar a localização e a extensão do estresse na colheita. A análise de tais imagens usadas em conjunto com o reconhecimento pode ajudar a encontrar a causa de certos componentes do estresse da colheita. As imagens de sensoriamento remoto podem então ser usadas para desenvolver e implementar um plano de tratamento local que otimiza o uso de produtos químicos agrícolas. O método determina os fatores que podem prejudicar uma cultura em um momento específico para determinar a quantidade de umidade do solo.

Sensores remotos são categorias de sensores aéreos ou de satélite. Eles podem indicar variações nas cores do campo que correspondem às mudanças no tipo de solo, desenvolvimento de safra, limites de campo, estradas, e água, etc. Imagens de Arial e de satélite podem ser processadas para fornecer índices vegetativos, que refletem a saúde das plantas. Ciência remota em termos agrícolas significa ver as colheitas de cima (de um satélite ou aeronave voando baixo) sem entrar em contato, e registrar o que é visto e exibir a imagem, e, em seguida, fornecer o mapa para localizar os problemas de campo de forma mais eficaz. Em um sistema de sensoriamento remoto, a transferência de informações é realizada pelo uso de radiação eletromagnética (EMR). Devido ao sensoriamento remoto, temos sido capazes de observar grandes regiões adequadas para a agricultura e fazer uso de sensores para medir a energia em comprimentos de onda que estão além do alcance da visão humana (infravermelho ultravioleta, etc.). O método de sensoriamento remoto pode ser usado para fornecer informações valiosas sobre vários recursos agrícolas que influenciam a produção. Algumas das principais áreas de aplicação agrícola são;

Previsão de produção de safra - Inclui principalmente a identificação de culturas, estimativa de área cultivada, e previsão de rendimento.

Mapeamento de solo - Mapas de solo fornecem informações sobre a adequação e limitação do solo para a produção agrícola, que são úteis na seleção de sistemas de cultivo adequados e no planejamento ideal do uso da terra.

Mapeamento de Wasteland - Wasteland significa áreas afetadas pelo sal, solos ácidos, solos erodidos, áreas alagadas, e terra seca, etc.

Estresse hídrico –Os sensores SAR (Synthetic Aperture Radar) são sensíveis à umidade do solo. Requer amplo uso de processamento para remover o ruído induzido pela superfície.

Detecção de insetos - O sistema de sensoriamento remoto aéreo ou por satélite não foi usado com sucesso para identificar e localizar insetos diretamente. A detecção indireta de insetos através do estresse de detecção de plantas geralmente tem sido usada em safras anuais. Usualmente, o nível de prejuízo econômico para o tratamento é excedido quando o estresse da planta é detectado por entomologistas de sensoriamento remoto preferem fazer a patrulha direta no campo para detectar insetos a tempo.

8. Sensores próximos

Esses sensores podem ser usados ​​para medir os parâmetros do solo, como o status do nitrogênio e o nível de pH do solo e as propriedades da cultura, conforme o trator conectado ao sensor passa pelo campo.

9. Sistemas de irrigação de precisão

Você também pode verificar isto: Plantação de coco de alta densidade .

O sistema de irrigação de precisão é um método inovador que usa a água com sabedoria e ajuda os agricultores a obter maiores rendimentos agrícolas com uma quantidade mínima de água. Sensor e tecnologias de comunicação sem fio são desenvolvidas para monitorar as condições do solo e do ambiente, juntamente com os parâmetros operacionais das máquinas de irrigação (ou seja, fluxo e pressão) para atingir maior eficiência no uso da água.

10. Registros e análises

Usualmente, sensores eletrônicos podem coletar muitos dados em um curto período. Também, controladores eletrônicos podem ser projetados para fornecer sinais que são registrados eletronicamente. Pode ser útil registrar as taxas de fertilizantes realmente estabelecidas pelo equipamento de aplicação, não apenas o que deveria ser anotado de acordo com um mapa de prescrição. No entanto, os agricultores vão querer acompanhar os dados anuais para estudar as tendências da fertilidade, rendimentos, salinidade, e outros parâmetros. Isso significa que um grande banco de dados é necessário com a capacidade de arquivar, e recuperar, dados para análises futuras.

Vários benefícios são alcançados a partir de um processo automatizado de captura, armazenamento, e análise de registros de campo físico. Análises detalhadas das atividades e resultados de gestão da fazenda podem ser realizadas. Os agricultores podem observar o desempenho de novas variedades por região específica do local, medir o efeito de diferentes profundidades de semeadura, e mostrar ao seu banqueiro os rendimentos reais obtidos e os níveis de risco associados.

11. Monitoramento e mapeamento de produção

Os monitores de rendimento são uma combinação de vários componentes. Normalmente, eles incluem vários sensores e componentes diferentes, como um dispositivo de armazenamento de dados que controla a interação desses componentes. Os sensores medem a massa, velocidade do separador, velocidade no solo, e grãos. Os receptores do Sistema de Posicionamento Global são usados ​​principalmente para registrar a localização dos dados de produção. No entanto, solo, panorama, e outros fatores ambientais também devem ser ponderados ao interpretar um mapa de produtividade. Usado corretamente, informações de produção fornecem feedback importante na determinação dos efeitos de insumos gerenciados, como fertilizantes, Lima, semente, pesticidas, e práticas culturais, incluindo lavoura e irrigação. Examinando os registros de informações de produção de vários anos e incluindo dados de anos com condições meteorológicas extremas, ajuda a determinar se o nível de produção observado.

Os mapas de safra são produzidos pelo processamento de dados de uma colheitadeira adotada equipada com um GPS integrado a um sistema de registro de safra. Usualmente, o mapeamento de rendimento envolve o registro do fluxo de grãos através da colheitadeira, enquanto registra o real no campo ao mesmo tempo.