Novas tecnologias permitem que agricultores nos Estados Unidos produzam mais comida usando menos produtos químicos

Agricultores nos Estados Unidos estão adotando novas tecnologias para aumentar a produção de suas lavouras usando menos produtos químicos (fertilizantes, herbicidas e pesticidas). Sensores e imagens aéreas mapeiam áreas da cultura que precisam de mais nutrientes, permitindo uma aplicação mais criteriosa de fertilizantes, ao passo que pulverizadores e tratores equipados com câmeras e softwares de inteligência artificial (IA) identificam e eliminam espécies invasoras por meio do uso direcionado de herbicidas.

Os fertilizantes nitrogenados, por exemplo, têm um papel fundamental para o desenvolvimento vegetal, contribuindo para o crescimento das plantas. Eles foram introduzidos nos Estados Unidos em meados do século 20 e seu uso aumentou de forma constante até os anos 1980. Atualmente, são usados em praticamente todas as culturas de milho daquele país. Apesar de suas vantagens para a produção agrícola, esse fertilizante é o mais prejudicial para o meio ambiente. Sua produção demanda grandes quantidades de combustíveis fósseis, que liberam poluentes atmosféricos. Quando aplicado no solo, ele pode sofrer um fenômeno conhecido como lixiviação, contaminando a água e prejudicando o ecossistema aquático, provocando a morte de peixes ou danos em seu desenvolvimento.

Um estudo recente, publicado na revista científica Environmental Health, estima que 5,6 milhões de pessoas nos Estados Unidos bebem água com níveis perigosos de nitratos, em parte devido ao uso indiscriminado de fertilizantes nos campos. Muitos agricultores costumam aplicar a mesma quantidade do produto em toda a lavoura, ainda que a demanda por nutrientes não seja uniforme em toda a plantação. Com isso, algumas áreas recebem muito nitrogênio; outras, não recebem o suficiente. Uma aplicação mais eficiente diminuiria o desperdício, resultando em uma economia para o produtor e menos danos ao meio ambiente e à saúde humana. O desafio nesse caso é descobrir quanto fertilizante cada parte da lavoura precisa e a quantidade certa da aplicação. Em 2018, pesquisadores da Universidade Estadual de Oklahoma desenvolveram uma estratégia para ajudar os agricultores nesse sentido.

Eles pedem aos agricultores que apliquem uma grande quantidade de fertilizante em uma faixa da lavoura, a qual servirá como ponto de referência das plantas mais saudáveis. Em seguida, os pesquisadores usam imagens capturadas por drones ou satélites para medir o chamado índice de vegetação de diferença normalizada (NDVI), que combina duas faixas de comprimento das ondas eletromagnéticas para determinar a coloração das folhas da vegetação. Valores mais altos, representados pela cor verde, indicam plantas mais saudáveis; valores mais baixos, identificados pela cor vermelha, podem representar plantas doentes, menos saudáveis ou solo nu. Dessa forma, o método gera um mapa com as áreas que precisam de fertilizantes, permitindo uma aplicação mais controlada do produto.

Estratégia semelhante vem sendo usada em algumas culturas de batata dos Estados Unidos. Ela consiste na divisão do campo em fatias e na análise de cada uma delas, de modo que seja possível recomendar o quanto de fertilizante elas precisam. Em seguida, sensores de nitrogênio são instalados em pivôs de irrigação, fazendo com que se movam mais rápido sobre as fatias que precisam de menos nitrogênio, e mais devagar sobre as que precisam de mais. O sistema tem se mostrado capaz de reduzir o uso de fertilizantes de 10% a 20% sem reduzir o rendimento, em comparação com o manejo convencional.

Outro problema recorrente nos Estados Unidos é o surgimento de espécies invasoras. Muitos produtores de milho, soja e algodão aplicam um manto de herbicidas nas lavouras que foram geneticamente modificadas para tolerá-los, de modo a matar ervas daninhas. O problema é que além de prejudicar a vida vegetal nativa e ameaçar as fontes de água, o uso excessivo de herbicidas tem levado ao surgimento de ervas daninhas resistentes a esses produtos, fazendo com que os agricultores apliquem mais herbicidas para tentar controlá-las, aumentando as chances de novas ervas daninhas ainda mais resistentes surgirem.

Alguns produtores em breve poderão contar com pulverizadores que, acoplados a um trator, aplicam herbicidas com maior precisão em ervas daninhas localizadas por câmeras de bordo. Programa baseados em sistemas de IA analisam as imagens em tempo real e instruem os “bicos” a abrirem apenas quando estão diretamente acima de uma erva daninha para pulverizá-la. Alguns desses equipamentos, ainda em desenvolvimento, usaram 70% menos herbicida do que um pulverizador convencional em testes de campo.

O Brasil não está alheio a esses avanços. A fabricante estadunidense de equipamentos agrícolas John Deere testa no país um sistema semelhante, capaz de identificar, com o apoio de câmeras e sensores, plantas daninhas no meio da lavoura. Um software de IA comanda a aplicação do pesticida por meio de esguichos de alta precisão que atingem apenas o alvo selecionado, gerando economia de recursos e menor impacto ao meio ambiente. O equipamento é autônomo e tem seus movimentos controlados por GPS.

Nas últimas décadas, várias empresas de base tecnológica de São Paulo tem trabalhado no desenvolvimento de soluções que permitam um uso mais criterioso desses produtos. Também há alguns anos o Brasil testa o uso de drones na pulverização desses produtos em algumas culturas, como as de eucalipto, cana-de-açúcar, laranja, café e arroz. O emprego desses aparelhos poderá incrementar a aplicação aérea de pesticidas, executada no país principalmente por aviões. Especialistas argumentam que os drones podem ser uma alternativa para minimizar um dos principais problemas do lançamento aéreo de fertilizantes e pesticidas, a chamada deriva – quantidade do produto que, por motivos diversos, não atinge a lavoura.

Combinado com regulamentações mais rígidas, essas tecnologias têm o potencial de mudar o antigo modelo de negócios da indústria de vender e aplicar o máximo possível de fertilizantes e pesticidas. Isso ajudaria a reduzir o número de intoxicação e mortes nos Estados Unidos e também no Brasil, onde a intoxicação aguda por pesticidas e herbicidas provocou, em 2017, 61 das mortes registradas pelo Sistema Nacional de Informações Tóxico-farmacológicas (Sinitox).

Fonte:  ipea.gov.br