Biomassa No Brasil Calculada Com Sensoriamento Remoto
A ciência é convocada não apenas para lidar com matéria escura. Alguns pesquisadores enfrentam desafios da vida real e os resolvem usando ferramentas modernas e técnicas inovadoras. Um desses desafios é calcular quanta biomassa um lote pode produzir para garantir alimentação suficiente para o gado. Alisson Rocha da Silva, do Instituto Federal de Rondônia, Campus Avançado de São Miguel do Guaporé, no Brasil, decidiu pesquisar essa questão e se certificou de fazê-lo da forma mais inovadora possível.
Calcular os níveis de biomassa envolve métodos trabalhosos, como contar manualmente plantas no campo. Alisson precisava de uma ferramenta de sensoriamento remoto que o ajudasse a avaliar os dados necessários de forma rápida e eficiente, sem sair do escritório. Ele se inscreveu no EOS Data Analytics Academic Outreach Program e utilizou o EOSDA Crop Monitoring, uma plataforma online de agricultura de precisão baseada em satélite para monitoramento de campos. Alisson conseguiu usar dados de vegetação, umidade e temperatura para calcular a biomassa e garantir que o fertilizante aplicado fosse suficiente para as culturas da próxima estação. Continue lendo para saber mais sobre sua pesquisa.
| Desafio | Alisson Rocha da Silva precisava calcular a biomassa das pastagens próximas à universidade para garantir que os animais tivessem a alimentação necessária. Para isso, ele precisava conhecer as condições edafoclimáticas para culturas específicas nas áreas de interesse (AOI). |
| Solução | Alisson se inscreveu no EOSDA Academic Outreach Program e obteve acesso ao EOSDA Crop Monitoring para avaliar a biomassa. Ele e sua equipe utilizaram índices de vegetação, níveis de umidade e temperaturas diárias, combinaram esses dados com o algoritmo disponível na literatura e determinaram a biomassa. |
| Resultado | Agora, Alisson pode determinar quanto fertilizante usar no próximo período de plantio e, consequentemente, quanto terreno é necessário para alimentar o número requerido de animais. |
Contexto Local: Subutilização De Terras E Baixa Produtividade
Alisson Rocha da Silva é professor de Agronomia no Instituto Federal de Rondônia, Campus Avançado de São Miguel do Guaporé. Sua pesquisa é realizada nos campos próximos às instalações da instituição. Embora a região seja importante para o setor agrícola, Alisson e sua equipe perceberam que ainda enfrentava problemas estruturais, como a subutilização de terras ou baixa produtividade. No contexto do uso de pastagens, os métodos tradicionais envolviam a colocação arbitrária de animais por unidade de área, seguindo práticas transmitidas entre pecuaristas de geração em geração ou orientações sem critérios agronômicos divulgadas por representantes comerciais de insumos.
A baixa produtividade das terras estava diretamente correlacionada com a quantidade de gado que a área conseguia alimentar. Alisson e sua equipe assumiram a tarefa de calcular os níveis de biomassa para determinar quanto alimento para o gado era produzido. O objetivo do pesquisador era descobrir como aumentar a produtividade agrícola no contexto da agricultura de precisão e do sensoriamento remoto. Esse esforço exigiu imagens de satélite de alta resolução e algoritmos de aprendizado de máquina (ML) .
Foco: Limitações Edafoclimáticas Para Culturas
A equipe de Alisson no Campus Avançado de São Miguel do Guaporé, do Instituto Federal de Rondônia, possui vários objetivos estratégicos de curto, médio e longo prazo. Entre eles estão o desenvolvimento sustentável, a formação de cidadãos capazes de transformar a realidade social e a promoção e capacitação no uso e desenvolvimento de soluções inovadoras para o avanço da sociedade. Assim, estudar o problema da alimentação animal era essencial não apenas para os propósitos institucionais, mas também para beneficiar a população em geral.
Neste caso, a equipe de pesquisa buscava determinar os parâmetros necessários para calcular a biomassa e tirar conclusões. Algumas métricas de produtividade agrícola requerem ferramentas adicionais, como medições de precipitação ou temperatura, enquanto outras exigem muitos cálculos. Por exemplo, avaliar os níveis de vegetação em um único campo pode ser desafiador quando feito manualmente, mesmo que o campo seja relativamente pequeno.
O cálculo da biomassa necessita de vários conjuntos de dados, incluindo informações sobre raízes, caules, folhas e órgãos generativos e reprodutivos das plantas. É possível medir a biomassa manualmente, utilizando fórmulas, ou com ferramentas adicionais, como algoritmos de aprendizado de máquina. Alisson escolheu a segunda opção, utilizando o EOSDA Crop Monitoring como principal fonte de dados.
Foi uma tarefa complexa determinar quais limitações uma cultura específica enfrentava do ponto de vista edafoclimático.
Os fatores edafoclimáticos influenciam diretamente o desenvolvimento das plantas, pois representam o impacto ambiental ou, mais especificamente, do ecossistema no crescimento das culturas.
Pesquisa: Análises Via Satélite Para Apoiar A Pesquisa
Desde o final de 2023, os pesquisadores utilizaram diversas funcionalidades do EOSDA Crop Monitoring para calcular a biomassa e avaliar as condições edafoclimáticas.
No contexto do seu produto, desenvolvemos técnicas para aumentar a produtividade monitorando as características do solo e do clima às quais uma cultura agrícola está submetida, como umidade, horas de luz, equilíbrio nutricional, etc.
Vamos nos aprofundar no processo.
Metodologia: Índices De Vegetação, Umidade Do Solo E Temperaturas Diárias
A imagem abaixo mostra uma fazenda leiteira onde é praticado o pastejo rotativo. Anteriormente, não estava claro quanta biomassa era produzida e quantos animais poderiam ser alimentados. Este é um dos AOIs (Áreas de Interesse) observados por Alisson e seus colegas.
Este campo é uma pastagem cultivada com Panicum maximum cv. Miyagi, uma espécie amplamente utilizada na região. A equipe utilizou índices de vegetação para estimar a massa verde. Com isso, eles puderam usar a área de forma racional, calculando a chamada taxa de lotação animal, que indica quantos animais podem ser sustentados na área por um período determinado.
O primeiro passo do processo foi coletar os dados. As diferentes funcionalidades da plataforma EOSDA Crop Monitoring ajudaram bastante a equipe nesse ponto. Eles utilizaram índices de vegetação para monitorar o desenvolvimento das culturas. Esses índices mostram a “verdura” da planta, e mudanças na coloração podem indicar fatores de estresse, como desnutrição ou doenças.
O teor de umidade do solo foi outra métrica importante. Calcular essa variável ajuda a detectar a quantidade de umidade presente no solo e garantir níveis adequados de irrigação. Os dados permitiram à equipe verificar se as culturas recebiam água suficiente.
A terceira funcionalidade utilizada foi o monitoramento diário da temperatura. Essa funcionalidade fornece dados climáticos diários, além de uma previsão para os próximos 14 dias. Isso é extremamente útil para avaliar as condições climáticas e garantir irrigação adequada em dias secos.
Após coletar os dados, a equipe os analisou e desenvolveu uma fórmula para calcular a biomassa.
Por meio do aplicativo, correlacionamos os índices de vegetação com algoritmos da literatura científica existente relacionados à biomassa e fertilização.
Resultados: Biomassa Calculada
Os resultados obtidos foram a biomassa calculada com base nos dados da plataforma e nas condições edafoclimáticas.
Desde a adoção do EOSDA Crop Monitoring, Alisson e sua equipe determinaram com precisão os parâmetros de produtividade. Eles planejaram com sucesso as taxas de lotação animal em áreas de pastagem, previram a produtividade das culturas e definiram as doses de fertilizantes nitrogenados para culturas de verão, como milho, pastagem e cana-de-açúcar.
A equipe enfatiza que passaram de uma ausência total de ferramentas de produtividade para um uso crescente de soluções de sensoriamento remoto na instituição.
Impacto: O Que Vem A Seguir?
A comunidade acadêmica do Campus Avançado de São Miguel do Guaporé, do Instituto Federal de Rondônia, produzirá pelo menos uma pesquisa voltada à aplicação de índices de vegetação para prever a produtividade de pastagens até o final de 2024. Outras iniciativas programadas entre o segundo semestre de 2024 e o final de 2026 incluem o monitoramento de cultivos de soja baseado em índices de vegetação, o manejo de pastejo rotativo utilizando dados de biomassa obtidos por meio de índices de vegetação, e a comparação de índices NDVI obtidos via satélites e RPAs (Aeronaves Remotamente Pilotadas).
Alisson acredita que esta pesquisa pode também servir como base para trabalhar com comunidades, garantindo que as populações locais saibam como cuidar de suas terras de forma sustentável. Isso ajudará a evitar a subutilização e a baixa produtividade das terras no futuro, contribuindo para o bem-estar das comunidades.
A equipe do EOSDA admira pesquisadores como Alisson Rocha da Silva, que realizam um trabalho importante na promoção da agricultura sustentável no Brasil e além. Seus trabalhos científicos expandem o entendimento dos agricultores sobre ferramentas de sensoriamento remoto e outras soluções inovadoras para a agricultura sustentável. Publicações científicas geralmente estão disponíveis para populações mais amplas, permitindo que qualquer pessoa interessada replique a pesquisa. O EOSDA Academic Outreach Program permanece aberto para cientistas que desejam explorar o futuro.
Sobre o promotor:
Kseniia Kunakh possui mais de 6 anos de experiência em redação, trabalhando em diversos domínios, incluindo textos empresariais, educacionais e direcionados à mídia. Suas experiências anteriores como gerente de desenvolvimento em uma NGO ambiental da Ucrânia e como identificadora de talentos em uma empresa de IT a tornam uma combinação perfeita para alguém que é apaixonado por inovações eco-tecnológicas e pode comunicar sobre elas com facilidade.
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