Por que os produtos biológicos são a nova tendência na agricultura de precisão?

Uma grande transformação está ocorrendo na agricultura, com a utilização de ideias inovadoras e inteligentes para melhorar as colheitas e cuidar do meio ambiente. Um aspecto importante dessa mudança é o uso de produtos biológicos na agricultura. Esses produtos são derivados de elementos naturais e são utilizados para tornar as plantas mais saudáveis e o solo mais fértil para o cultivo.

O que são produtos biológicos?

Os produtos biológicos na agricultura são utilizados para proteger as culturas e tratar as sementes. São derivados de materiais vivos ou naturais, como bactérias, fungos, nematoides ou extratos vegetais. Os agricultores os utilizam para proteger as suas culturas de doenças, pragas e ervas daninhas, ao mesmo tempo que melhoram o crescimento e a qualidade das plantas.

Além disso, esses produtos funcionam tanto na agricultura orgânica quanto na convencional e podem fazer parte de estratégias de manejo integrado de pragas (MIP). Ao mesmo tempo, contribuem para a produção de alimentos sustentável e sem resíduos.

A demanda por esses produtos está aumentando devido à preferência do consumidor por alimentos orgânicos, às regulamentações rigorosas sobre produtos químicos e à necessidade de manejo da resistência e diversificação de culturas. De acordo com a Markets and Markets™, o mercado global de produtos biológicos agrícolas foi avaliado em US$ 9,9 bilhões em 2020 e a projeção é de que alcance US$ 18,9 bilhões até 2025.

• Em 2020, os biopesticidas representaram 66% de todos os produtos biológicos, os bioestimulantes 28% e os biofertilizantes 6%.
• Frutas e vegetais foram as principais culturas que utilizaram produtos biológicos, seguidos por cereais e oleaginosas.
• Os bionematicidas apresentaram a maior taxa de crescimento (17% CAGR).
• Entre os biopesticidas, os bioinseticidas foram os produtos mais utilizados, seguidos pelos biofungicidas e bioherbicidas.
• Os bioestimulantes microbianos lideraram a categoria de bioestimulantes, seguidos pelos extratos de algas marinhas e substâncias húmicas.
• Os biofertilizantes fixadores de nitrogênio foram os mais significativos na categoria de biofertilizantes, seguidos pelos biofertilizantes solubilizadores de fosfato.

Além disso, a Europa lidera o mercado, seguida pela América do Norte e pela região Ásia-Pacífico. Empresas importantes como Bayer, BASF, Syngenta, UPL, Indigo, Valent BioSciences, PivotBIO e Corteva desempenham um papel fundamental na sua adaptação global.

Quais são os tipos de produtos biológicos?

Existem três tipos principais de produtos biológicos que possuem diferentes modos de ação e benefícios para as culturas.

1. Biopesticidas

Eles provêm de elementos naturais como animais, plantas, bactérias e certos minerais. Os biopesticidas são uma opção melhor do que os pesticidas químicos, pois atuam sobre pragas específicas sem prejudicar outros seres vivos.

Exemplos incluem o Bacillus thuringiensis (Bt) para o controle de lagartas e extratos de neem devido à sua ampla eficácia. São seres vivos ou substâncias da natureza que ajudam a controlar pragas como insetos, ervas daninhas, fungos, bactérias, vírus ou nematoides. Eles são ainda divididos em três subcategorias:

• Biopesticidas microbianos: Esses produtos contêm microrganismos ou seus subprodutos, como a bactéria Bacillus thuringiensis (Bt), que produz toxinas letais para insetos específicos.
• Biopesticidas botânicos: Derivados de plantas, esses biopesticidas, como o óleo de neem, aproveitam as propriedades pesticidas naturais para proteger as plantações.
• Biopesticidas semioquímicos: Esses produtos utilizam feromônios e outros compostos que alteram o comportamento para controlar pragas, oferecendo vantagens como especificidade de espécie e menor desenvolvimento de resistência.

2. Bioestimulantes

São substâncias ou microrganismos que promovem o crescimento, a produtividade e a resiliência das plantas, influenciando diversos processos fisiológicos. Entre eles, podemos citar a absorção de nutrientes, a fotossíntese e a resposta ao estresse.

Por exemplo, Serenade® Opti é um bioestimulante à base da cepa QST 713 de Bacillus subtilis, que induz resistência sistêmica em plantas e melhora a produtividade e a qualidade das culturas. Os bioestimulantes são classificados em:

• Substâncias húmicas: Compostos orgânicos provenientes da decomposição da matéria orgânica que enriquecem o solo e estimulam o crescimento das plantas.
• Extratos de algas marinhas: Contêm polissacarídeos e fitormônios benéficos de algas marinhas que estimulam o desenvolvimento das plantas.
• Inoculantes microbianos: Bactérias ou fungos benéficos que melhoram a nutrição e a saúde das plantas, colonizando as raízes ou a folhagem.
• Extratos de plantas e aminoácidos: Compostos naturais que revigoram o metabolismo das plantas.

3. Biofertilizantes

Os biofertilizantes são produtos especiais da natureza que ajudam as plantas a obter mais nutrientes do solo ou do ar. Existem dois tipos: biofertilizantes fixadores de nitrogênio, que são minúsculos organismos como bactérias ou cianobactérias que transformam o nitrogênio do ar em amônia ou nitrato.

E biofertilizantes solubilizadores de fosfato, São microrganismos minúsculos, como bactérias ou fungos, que liberam fosfato do solo. Esses biofertilizantes podem tornar as plantas mais saudáveis e reduzir a necessidade de fertilizantes químicos, melhorando a qualidade do solo.

Entretanto, alguns outros tipos comuns incluem:

• BiofungicidasEles controlam doenças fúngicas naturalmente. Por exemplo, o Serifel® contém Bacillus amyloliquefaciens MBI 600, proporcionando controle de doenças de amplo espectro em conjunto com fungicidas químicos.
• BioinseticidasEles combatem pragas de insetos de forma natural. O NemaStrike™, com nematoides benéficos, elimina insetos que vivem no solo.
• BionematicidasEles controlam nematoides que prejudicam as raízes das plantas. Velum® Prime, com Bacillus amyloliquefaciens FZB24, reduz as populações de nematoides e melhora a saúde das raízes.
• BioherbicidasEles controlam as ervas daninhas de forma natural. Beloukha®, com ácido pelargônico, queima os tecidos das ervas daninhas em contato, oferecendo uma solução ecológica para o controle de ervas daninhas.

Qual é o modo de ação dos produtos biológicos?

Eles atuam por meio de diversos mecanismos de ação, dependendo do seu tipo e alvo, cada um especializado para promover o crescimento das plantas, melhorar a saúde do solo e proteger contra pragas e doenças. Esses mecanismos de ação incluem:

1. AntagonismoAlgumas dessas bactérias podem impedir ou eliminar patógenos de plantas competindo por nutrientes e espaço, produzindo antibióticos ou enzimas, ou tornando as plantas mais resistentes. Por exemplo, o biofungicida Serifel® contém a cepa MBI 600 da bactéria Bacillus amyloliquefaciens, que pode prevenir doenças fúngicas produzindo lipopeptídeos que rompem a membrana celular do patógeno.

2. Predação e parasitismoInsetos benéficos (como joaninhas) ou ácaros predadores procuram e se alimentam ativamente de insetos nocivos. Vespas parasitoides depositam seus ovos dentro das larvas das pragas, matando-as por dentro.

3. Patógenos e controle microbianoBactérias como o Bacillus thuringiensis (Bt) produzem toxinas específicas que atacam e matam certas pragas de insetos. Os fungos também podem atuar como patógenos, atacando e matando ervas daninhas ou fungos causadores de doenças.

4. Antialimentares e repelentesCertos extratos de plantas ou compostos naturais podem impedir que pragas se alimentem ou depositem ovos nas plantações. Por exemplo, o óleo de neem pode repelir pulgões e moscas-brancas.

5. Interromper o desenvolvimento dos insetosAlguns biopesticidas interferem com hormônios ou outros processos corporais envolvidos no crescimento e reprodução de insetos. Por exemplo, a azadiractina pode interromper a muda e a postura de ovos em insetos.

6. Mobilização de nutrientesBactérias ou fungos benéficos podem ajudar a liberar nutrientes no solo, tornando-os mais disponíveis para as plantas. Por exemplo, bactérias solubilizadoras de fósforo podem liberar fosfato de formas sólidas no solo.

7. Aumentar a tolerância ao estresseOs bioestimulantes podem ajudar as plantas a lidar melhor com condições adversas como seca, salinidade ou calor, ativando seus mecanismos naturais de defesa. Por exemplo, extratos de algas marinhas podem aumentar os níveis de antioxidantes e promover o ajuste osmótico nas plantas.

8. Fixação de nitrogênioAs bactérias Rhizobia formam parcerias com leguminosas, retirando nitrogênio do ar e transformando-o em uma forma que as plantas podem usar. Outras bactérias, como a Azospirillum, também podem fixar nitrogênio em culturas não leguminosas, como cereais.

9. Solubilização de fosfatoCertas bactérias produzem ácidos orgânicos que dissolvem compostos fosfatados sólidos no solo, tornando-os acessíveis às plantas. Por exemplo, a bactéria Bacillus megaterium pode dissolver fosfato de rocha, aumentando sua disponibilidade para as plantas.

10. Associações micorrízicasOs fungos micorrízicos formam parcerias com as raízes das plantas, aumentando sua área de superfície para absorver mais nutrientes e água. Eles também podem melhorar o acesso das plantas a nutrientes como fósforo e zinco, que não se movem facilmente no solo.

Quais são as diferenças entre os produtos biológicos e as soluções orgânicas e convencionais?

Representam uma categoria única de insumos agrícolas que se distinguem das soluções orgânicas e convencionais pela sua composição e aplicação. São feitos de seres vivos ou de materiais provenientes da natureza, como plantas ou minerais. Os agricultores utilizam-nos para controlar pragas, doenças, ervas daninhas ou para melhorar o crescimento das plantas.

Alguns exemplos de produtos biológicos são microrganismos, extratos de plantas, feromônios, enzimas e minerais naturais. Embora sejam de certa forma semelhantes às soluções orgânicas, por ambas terem origem na natureza, não são exatamente a mesma coisa.

A agricultura orgânica possui regras rigorosas quanto ao uso de materiais naturais ou derivados da natureza, e todos os produtos utilizados nesse processo devem atender a padrões específicos. As soluções orgânicas podem ser naturais, produzidas em laboratório ou biológicas, dependendo de sua origem. Por exemplo, o sulfato de cobre é um mineral natural permitido na agricultura orgânica, enquanto o glifosato, um herbicida sintético, não é.

Em contraste com as soluções convencionais, que consistem predominantemente em produtos químicos sintéticos, elas se destacam como uma opção mais ecológica. Os produtos sintéticos usados na agricultura tradicional, devido à sua eficácia de amplo espectro, podem causar problemas como poluição, resistência em pragas e danos a outros seres vivos.

Alguns inseticidas, por exemplo, contêm tanto substâncias químicas sintéticas quanto extratos naturais de piretrina das flores de crisântemo. Por outro lado, são mais específicos em relação ao alvo, reduzindo a probabilidade de danos ao meio ambiente e favorecendo métodos mais eficazes de controle de pragas.

Como as práticas de agricultura de precisão podem otimizar o uso de produtos biológicos?

São vistos como alternativas ecológicas aos produtos químicos sintéticos porque são menos nocivos, têm um impacto menor no meio ambiente e levam menos tempo para serem desenvolvidos. Enquanto isso, a agricultura de precisão é um método de cultivo que se baseia em dados e tecnologia, como mapeamento do solo, aplicação em taxa variável e sensoriamento remoto, para melhorar o manejo das culturas e a aplicação de insumos.

A agricultura de precisão utiliza ferramentas de alta tecnologia, como GPS, sensores e análise de dados, para monitorar de perto as plantações e verificar com precisão o desenvolvimento das culturas. Com essas tecnologias, os agricultores podem identificar diferenças em seus campos, como áreas com muitas pragas ou com deficiência de nutrientes, e então fazer ajustes específicos para beneficiar as plantações nessas áreas.

Enquanto isso, a Forbes relata que as vendas de produtos biológicos têm crescido de forma constante a uma taxa de cerca de 17% ao ano. A McKinsey também sugere que a agricultura de precisão poderia aumentar a produtividade das colheitas em 10 a 15%. Portanto, quando os agricultores integram essas duas áreas, podem aumentar a produtividade e os lucros, ao mesmo tempo que contribuem para a criação de um sistema alimentar mais sustentável e regenerativo.

Além disso, potencializa o uso de produtos biológicos por meio de:

1. Seleção direcionada: Analisar amostras de solo e mapear a variabilidade para escolher os produtos biológicos que melhor atendam às necessidades específicas de cada campo ou zona, considerando fatores como teor de nutrientes, diversidade microbiana, níveis de pH e tipo de solo.
2. Momento e dosagem ideais: Utilizando sensoriamento remoto e sensores para monitorar os estágios de crescimento das culturas, a saúde das plantas e as condições ambientais, é possível determinar o momento e a dosagem precisos das aplicações biológicas para maximizar a eficácia e minimizar o desperdício.
3. Avaliação de desempenho: Utilizar drones e sensores para coletar dados sobre a produtividade, a qualidade e a saúde das culturas antes e depois da aplicação de produtos biológicos, auxiliando na avaliação do retorno do investimento e na comparação de sua eficácia com outros insumos ou práticas agrícolas.

Um exemplo ilustrativo dessa abordagem é o uso de drones equipados com câmeras e sensores de imagem multiespectral para inspecionar campos em busca de sinais de infestação de pragas ou doenças. Uma vez identificados, esses drones podem aplicar biopesticidas com precisão nas áreas afetadas, garantindo que o tratamento seja restrito aos locais onde é mais necessário.

Isso difere do método tradicional de pulverização, que pode desperdiçar muitos recursos. A combinação de produtos biológicos com a agricultura de precisão oferece muitas vantagens. Reduz o impacto da agricultura no meio ambiente, utilizando menos recursos, e ajuda a proteger a biodiversidade, mantendo as fontes de água limpas.

Além disso, a aplicação desses produtos onde são necessários pode ser mais eficaz no controle de pragas e doenças. Ao focar nas áreas problemáticas, melhora-se a saúde e a produtividade das culturas. Por exemplo, estudos demonstraram que a aplicação precisa de fungos micorrízicos em partes de um campo com solo de baixa qualidade pode aumentar significativamente a capacidade das plantas de absorver água e nutrientes, resultando em melhores colheitas.

Como a GeoPard pode integrar produtos biológicos e agricultura de precisão?

A GeoPard Agriculture se destaca na agricultura de precisão, oferecendo soluções avançadas para a aplicação direcionada de produtos biológicos, visando melhorar a saúde, a produtividade e a sustentabilidade das culturas. Sua plataforma analítica processa dados geoespaciais, fornecendo informações essenciais sobre a variabilidade do solo, auxiliando na seleção e aplicação precisas de produtos biológicos com base em necessidades agrícolas específicas.

A capacidade da plataforma de gerar recomendações personalizadas usando dados detalhados específicos da cultura garante que os produtos biológicos mais eficazes sejam aplicados no momento certo, em vários estágios de crescimento, desde o pré-plantio até a fase final de crescimento, maximizando seu impacto.

Além disso, a utilização de mapas de prescrição em nível de subcampo para aplicação precisa e a análise de ensaios para avaliar o impacto dos produtos biológicos na produtividade são características essenciais do GeoPard. Essas ferramentas fornecem aos agricultores informações baseadas em dados, permitindo decisões mais assertivas e otimizando as práticas agrícolas.

Como gerenciar recomendações precisas para a aplicação de produtos biológicos?

A aplicação desses produtos na agricultura é um processo complexo que se beneficia significativamente de recomendações precisas, adaptadas a necessidades e condições específicas. Essas recomendações podem ser categorizadas por tipo de produto, cada um com seu próprio conjunto de considerações para avaliação da saúde do solo, requisitos específicos da cultura e época de aplicação.

Seguindo essas diretrizes, os agricultores podem otimizar sua eficácia, melhorando a saúde das plantações, a produtividade e a sustentabilidade.

1. Tipo de produto

Na agricultura, existem vários tipos de produtos biológicos que podem ser usados nas plantações. A sua utilização depende do modo de ação, das pragas ou doenças que combatem e do método de produção. A seguir, alguns tipos comuns:

1. Agentes de biocontrole
2. Bioestimulantes
3. Biofertilizantes

Cada um desses produtos biológicos tem seus prós e contras. Você deve escolhê-los com base nas necessidades das suas plantações e nos resultados que deseja alcançar. Por exemplo, os agentes de controle biológico são eficazes no manejo de pragas ou doenças específicas, mas é preciso manuseá-los, armazená-los e aplicá-los com cuidado para garantir sua eficácia.

Aqui estão alguns biopesticidas:

1. Bacillus thuringiensis (Bt) para culturas como milho, algodão, soja e hortaliças.
2. Trichoderma spp. para culturas propensas a doenças radiculares, como trigo, arroz, tomate e pepino.
3. Óleo de neem para culturas afetadas por pragas sugadoras, como citrinos, mangas, algodão e hortaliças.
4. Feromônios em armadilhas para reduzir pragas em culturas como maçãs, uvas, milho e algodão.

Agora, bioestimulantes:

1. Extrato de Ascophyllum nodosum (ANE) para cereais, oleaginosas, leguminosas e culturas hortícolas.
2. Ácido húmico (AH) para culturas que necessitam de micronutrientes, como milho, trigo, arroz e hortaliças.
3. Ácido glutâmico (GA) para culturas que enfrentam seca, salinidade ou altas temperaturas, como algodão, cana-de-açúcar, tomate e batata.
4. Bacillus subtilis (Bs) para culturas suscetíveis a doenças fúngicas ou bacterianas, como arroz, soja, amendoim e uvas.

Por último, os biofertilizantes:

1. Rhizobium spp. para culturas de leguminosas como soja, amendoim, alfafa e trevo.
2. Bactérias solubilizadoras de fosfato (PSB) para culturas que necessitam de fósforo, como milho, trigo, arroz e batata.
3. Fungos micorrízicos arbusculares (FMA) para culturas que se beneficiam da colonização micorrízica, como tomates, pepinos, cenouras e uvas.
4. Cianobactérias para arrozais como biofertilizante ou adubo verde.

2. Avaliação da Saúde do Solo

Antes de utilizar qualquer produto biológico, é crucial avaliar a saúde e a fertilidade do solo na área cultivada. A saúde do solo refere-se à sua capacidade de sustentar o crescimento das plantas, preservando suas propriedades físicas, químicas e biológicas. Uma avaliação completa da saúde do solo inclui:

1. Amostragem e análise de soloA amostragem de solo envolve a coleta de amostras em diversas áreas do campo e a análise de parâmetros como pH, matéria orgânica, nutrientes e atividade microbiana em laboratório.
2. Indicadores de qualidade do soloIndicadores de qualidade do solo, como textura, estrutura, capacidade de retenção de água e potencial de sequestro de carbono, fornecem informações mensuráveis sobre a saúde do solo.
3. Quadro de avaliação da saúde do soloUma ferramenta integrada que simplifica vários indicadores de qualidade do solo, ajudando os agricultores a identificar pontos fortes e fracos e a priorizar práticas de manejo do solo.

Essa avaliação orienta os agricultores na seleção dos produtos biológicos adequados, otimizando as taxas e os momentos de aplicação para melhorar o desempenho no campo.

3. Considerações específicas para cada cultura

Diferentes culturas têm necessidades e respostas distintas aos produtos biológicos. Ao selecionar o produto, considere o tipo de cultura, a variedade, o estádio de crescimento e o potencial de rendimento. Os pontos principais incluem:

1. Compatibilidade de cultivo: Verifique os rótulos dos produtos para garantir a compatibilidade com culturas específicas e evitar efeitos adversos. Siga as recomendações do fabricante para prevenir problemas como fitotoxicidade ou redução da eficácia.
2. Rotação de culturas: Compreenda como a rotação de culturas afeta a saúde do solo, o manejo de pragas e a produtividade. Leve em consideração o histórico de rotação de culturas ao planejar a aplicação de produtos biológicos.
3. Estresse nas culturas: Monitore e trate o estresse da cultura causado por fatores como condições climáticas, pragas, doenças ou deficiência de nutrientes. Ajuste a aplicação de produtos biológicos com base no nível de estresse da cultura para aumentar a tolerância ou a recuperação.

4. Cronograma sazonal

A aplicação de produtos biológicos no momento certo é crucial para a máxima eficácia e o mínimo impacto ambiental. Diferentes estágios de desenvolvimento da cultura podem exigir diferentes tipos de produtos biológicos. Aqui estão algumas diretrizes gerais para o momento ideal de aplicação:

1. Pré-plantio: Aplicar antes do plantio de sementes ou mudas, ideal para produtos que se estabelecem no solo ou na superfície das sementes. Um exemplo são os bioestimulantes que melhoram a germinação das sementes.
2. Crescimento inicial: Aplicar durante a emergência da cultura até o crescimento vegetativo, beneficiando produtos que interagem com os tecidos vegetais em crescimento. Um exemplo são os biofertilizantes que produzem substâncias promotoras de crescimento.
3. Crescimento Médio: Aplique desde a fase vegetativa até a reprodutiva, auxiliando na transição ou protegendo contra surtos de pragas ou doenças. Um exemplo inclui agentes de controle biológico que parasitam pragas.
4. Crescimento tardio: Aplique desde o crescimento reprodutivo até a maturação, aumentando o rendimento ou a qualidade final. Um exemplo inclui bioestimulantes que aumentam o tamanho dos frutos.

Integração por meio de mapas de prescrição em nível de subárea e análises de ensaios clínicos.

A integração de produtos biológicos com a agricultura de precisão, particularmente através do uso de mapas de prescrição em nível de subcampo e análises de ensaios, está revolucionando a forma como os agricultores aplicam produtos biológicos e avaliam seu impacto na produtividade. Essa abordagem permite uma aplicação altamente direcionada, otimizando sua eficácia e garantindo práticas agrícolas sustentáveis.

Os mapas de prescrição em nível de subcampo oferecem recomendações precisas para a aplicação de insumos com base em dados de solo, clima e cultura, otimizando seu uso ao considerar a variabilidade do campo. Esses mapas aprimoram o desempenho biológico e aumentam o impacto na produtividade quando o produto certo é aplicado na dose, época e local corretos.

Para análises de ensaios, que avaliam diferentes tratamentos nos resultados das culturas, os mapas de prescrição em nível de subcampo se mostram valiosos. Eles ajudam a comparar produtos biológicos, minimizando fatores de confusão como tipo de solo, clima e pressão de pragas. Isso garante zonas de tratamento mais homogêneas, permitindo uma avaliação mais clara do impacto do produto biológico na produtividade.

A aplicação de mapas de prescrição em nível de subcampo garante entradas consistentes em todas as zonas de tratamento, exceto para o produto biológico testado, isolando seu efeito. Esse método melhora a precisão das análises de ensaios clínicos, aumentando os pontos de dados espacialmente distribuídos, o que permite a detecção de diferenças pequenas, porém significativas, entre os tratamentos.

Além disso, reduz erros e vieses de medição, garantindo uma amostragem consistente e representativa em cada zona de tratamento. Para ilustrar essas vantagens, seguem alguns estudos publicados.

Em um estudo realizado pela Universidade Estadual da Carolina do Norte (NC State University), os mapas de subcampos melhoraram a precisão da aplicação de fertilizantes nitrogenados em 201 TP3T e reduziram a variabilidade da produtividade do milho em 151 TP3T. Outro estudo, conduzido pela AgroLiquid em Michigan, constatou que os mapas de subcampos aumentaram a produtividade da soja em uma média de 3,5 bushels por acre e auxiliaram na identificação do produto biológico mais eficaz para cada talhão.

Conclusão

A integração de práticas de agricultura inteligente, em particular o uso de produtos biológicos, está transformando a agricultura, melhorando a saúde das culturas e promovendo a sustentabilidade ambiental. Esses produtos, derivados de organismos vivos como bactérias e fungos, oferecem uma maneira natural de proteger as plantações e melhorar a fertilidade do solo.

Entretanto, a agricultura de precisão complementa isso, permitindo sua aplicação direcionada por meio de tecnologias como mapas de prescrição em nível de subcampo e análises de ensaios. Essa combinação de produtos biológicos e agricultura de precisão leva a um uso mais eficiente dos recursos, menor impacto ambiental e melhores rendimentos agrícolas, representando um passo significativo rumo a uma agricultura sustentável e produtiva.