Como sensores e ciência estão melhorando a agricultura no deserto
21 de dezembro de 2018 De acordo com globalagriculture.org, a agricultura está consumindo a água doce disponível na Terra a uma taxa surpreendente: 70% de “água azul” de cursos de água e águas subterrâneas são usadas para agricultura, relata a organização – três vezes o nível usado há 50 anos. Espera-se que a demanda aumente em 19% nos próximos 30 anos devido às necessidades de irrigação dos agricultores.
Os avanços na tecnologia e na ciência por trás do cultivo de safras (seja milho, soja, frutas ou vegetais) podem permitir rendimentos consistentemente bons, apesar das condições climáticas que, de outra forma, poderiam parecer assustadoras para agricultores e produtores.
Em uma área da Espanha com talvez as condições agrícolas mais inóspitas de toda a Europa, pesquisas foram conduzidas sobre o uso de sensores e surfactantes de solo. Os testes não só levaram a uma melhor compreensão do gerenciamento de irrigação, mas também a como corrigir o solo para realmente reduzir a demanda por irrigação na região.
As lições aprendidas na Espanha são aplicáveis globalmente, para garantir que a demanda cada vez maior por água seja acompanhada por rendimentos correspondentemente maiores para alimentar o mundo.
A ascensão da agricultura de precisão
Sensores e tecnologia de mapeamento permitem que fazendeiros maximizem os rendimentos com recursos mínimos. Chamada de agricultura de precisão, a tecnologia também começou a ser chamada de agricultura “inteligente” com o advento da capacidade do Sistema de Posicionamento Global (GPS) para uso civil.
Com essa tecnologia, os agricultores têm conseguido mapear campos de cultivo com mais precisão do que nunca, o que, por sua vez, permite o monitoramento das condições de campo para aplicação de fertilizantes e tratamentos de ervas daninhas para atender às necessidades específicas das plantas. Os primeiros usuários de agricultura de precisão se beneficiaram do monitoramento de cultivos para obter recomendações ideais de fertilizantes e correção de pH.
Para relembrar, há quatro categorias gerais de tecnologias de detecção sendo empregadas na agricultura comercial:
Sensores de localização, que usam sinais de satélite GPS para determinar latitude, longitude e altitude de terras agrícolas.
Sensores ópticos, que usam luz para medir propriedades do solo. Os sensores medem diferentes frequências de refletância de luz e podem ajudar a analisar argila, matéria orgânica e níveis de umidade no solo.
Sensores eletroquímicos, que detectam íons específicos no solo para fornecer informações sobre o pH e os níveis de nutrientes do solo.
Sensores mecânicos, que medem a compactação do solo. Tensiômetros, um tipo popular de sensor mecânico para planejamento de irrigação, detectam a força usada pelas raízes na absorção de água.
É o trabalho que utiliza sensores mecânicos baseados em tensiômetros, relativamente baratos, em particular, que está levando a alguns dos maiores avanços tanto no gerenciamento da irrigação quanto na produção agrícola.
Irrigação e tratamento do solo no único deserto da Europa
Almeria é uma área árida nas terras áridas do sudeste da Espanha, perto do Desierto de Tabernas, que é frequentemente chamado de "único deserto da Europa continental". Almeria também abriga a maior concentração de estufas do mundo, onde são cultivadas hortaliças como tomate, pimentão, melão, pepino, berinjela e abobrinha.
Devido às condições adversas, o uso ideal da água em Almeria exige técnicas de irrigação e água rigorosas. A irrigação por gotejamento melhorou a forma como os agricultores usam a água de forma eficiente, mas o gerenciamento ainda tem sido amplamente baseado na experiência prática dos agricultores, com pouco suporte científico para os protocolos sendo usados.
A Universidade de Almeria e a Estacion Eperimental “Las Palmerillas” têm conduzido pesquisas sobre o uso de sensores de umidade do solo para o manejo da irrigação na área. Os tensiômetros são usados como referência para avaliar e desenvolver protocolos para o manejo da irrigação. Os tensiômetros medem o teor de umidade do solo e acionam a irrigação por meio de uma fita gotejadora de linha dupla espaçada aproximadamente a cada quatro pés.
Os pesquisadores monitoram continuamente esses sensores para identificar períodos de irrigação excessiva e insuficiente. Os agricultores locais agora têm uma maneira de calibrar suas estratégias de irrigação de acordo com as condições do solo e das culturas. Um melhor controle da irrigação levou a um melhor controle de custos, minimizou o desperdício de água e otimizou os níveis de água na zona radicular.
Mas as estratégias de irrigação não são suficientes para melhorar a agricultura, sem considerar também a correção do solo.
A água local nesta comunidade agrícola tem um alto nível de salinidade (acima de 4000 mS/cm). A irrigação também exige um tratamento de água complicado, exigindo que a água passe por um sistema de osmose reversa. Isso compreensivelmente aumenta consideravelmente o custo da água no momento em que ela chega à plantação.
Para gerenciar o custo da irrigação com água, agora calculado de forma mais científica usando tensiômetros, um grupo de produtores em Almeria também realizou um teste de surfactantes de solo para determinar em que grau a aplicação poderia reduzir a quantidade de água, mantendo a qualidade e o rendimento da colheita.
Na primavera de 2014, fazendeiros fizeram testes em aproximadamente 5 acres de uma safra comercial de melão na região. O teste envolveu surfactante de solo aplicado em intervalos específicos:
- 32 oz por acre após o plantio
- 16 oz por acre duas semanas após o plantio
- 16 oz por acre quatro semanas após o plantio
Após apenas quatro semanas seguindo esse programa cuidadosamente controlado, as leituras do tensiômetro detectaram níveis de umidade suficientes. Nesse ponto, a irrigação na área tratada foi interrompida por nove dias. Os intervalos de irrigação depois disso foram reduzidos de 1,5 hora por dia para 20 minutos por dia.
Os agricultores participantes do programa descobriram que, daquele ponto até a colheita, o crescimento da cultura exigia apenas 20 minutos de irrigação por dia, reduzindo o que era necessário para o cultivo.
Resultados semelhantes (isto é, a capacidade de reduzir o tempo e a quantidade de irrigação com o uso de surfactantes de solo) foram observados em outras partes do mundo, incluindo os Estados Unidos. Áreas onde a disponibilidade de água é um fator (o Aquífero Ogallala, ou partes da Califórnia, por exemplo) ou regiões que têm que pagar pela água – ou onde o aumento dos custos de energia é um fator – se beneficiaram do uso dessas ferramentas para gerenciar o uso da água.
A combinação para redução do consumo de água e melhores rendimentos
A tecnologia moderna pode auxiliar na irrigação, pois sensores de umidade e tensiômetros permitem que os produtores monitorem e gerenciem os níveis de umidade. Embora esses avanços possam ajudar a avaliar as condições do solo, eles não são suficientes para manter e aumentar os rendimentos.
Mudanças nas condições climáticas, assim como as condições naturais em áreas de cultivo no mundo todo, afetam a qualidade da água usada para irrigação na agricultura e a capacidade do solo de fazer uso dessa água. O monitoramento pode fornecer uma compreensão das condições da água e gerenciar melhor seu uso, mas deve andar de mãos dadas com estratégias apropriadas para melhor condicionar o solo para aceitar irrigação.
Uma combinação de sensores e monitores é o primeiro passo certo para ajudar os agricultores a avaliar os níveis de umidade, salinidade, requisitos de fertilizantes e muito mais. A partir daí, corretivos de solo e aplicações como surfactantes de solo podem melhorar o uso de água na agricultura, para melhorar o rendimento, poupando o uso excessivo de água em um momento de crescente demanda global pelo recurso.
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