Previsão da produtividade agrícola com dados de sensoriamento remoto na Agricultura de Precisão

Para prever a produtividade agrícola, precisamos entender quanta luz solar as plantas recebem e quanta água elas necessitam. O crescimento das plantas depende desses dois fatores, mas muitos outros fatores também o afetam, como temperatura, umidade e tipo de solo.

A quantidade e a qualidade das colheitas produzidas no mundo são fatores essenciais que afetam a segurança alimentar. Isso é especialmente importante nos países em desenvolvimento, onde a agricultura ainda desempenha um papel fundamental na economia.

Sensoriamento remoto Os dados podem ser usados para estimar a quantidade de luz recebida pelas plantas e, assim, prever a produtividade agrícola. Os dados de sensoriamento remoto são uma ferramenta poderosa para estimar a produtividade agrícola. Eles fornecem informações sobre as culturas em crescimento e seu ambiente, permitindo estimar a produção agrícola.

Os dados de sensoriamento remoto são uma forma de análise de dados na agricultura que pode ser usada para prever a produtividade antes da colheita. Este artigo explora tudo o que você precisa saber sobre dados de sensoriamento remoto.

O que são dados de produtividade agrícola?

Os dados de produtividade agrícola são informações sobre a quantidade de colheita produzida por um agricultor ou grupo de agricultores. Incluem a quantidade de colheita por hectare de terra. Essa quantidade pode ser medida em toneladas, bushels ou qualquer outra unidade de medida, dependendo da cultura.

Os dados de produtividade agrícola são importantes para a agricultura, pois ajudam os agricultores a determinar a quantidade ideal para o plantio na próxima safra. Além disso, esses dados permitem identificar problemas nas plantações que precisam ser corrigidos.

Os dados de produtividade também podem ser usados para monitorar o progresso em direção às metas globais estabelecidas por governos, organizações não governamentais e outras partes interessadas.

Além disso, os dados de produtividade são usados para identificar pontos fortes e fracos nas práticas agrícolas e fazer recomendações com base nessas informações. Os dados de produtividade são úteis para tomar decisões informadas sobre muitos aspectos da agricultura, tais como:

Seleção de sementes: A escolha de variedades e híbridos com base em dados de produtividade pode ajudar a garantir que os campos sejam plantados com as sementes mais rentáveis disponíveis.

Controle de pragas: Ao monitorar o crescimento das plantas, os dados de produtividade podem ajudar os agricultores a determinar o momento certo para introduzir novos produtos. controle de pragas medidas. Isso pode reduzir o uso de pesticidas e aumentar os lucros.

Programação da irrigação: Utilizar informações de monitores de produtividade permite aos agricultores ajustar com precisão o planejamento da irrigação, o que ajuda a conservar água e dinheiro, mantendo altas produtividades.

O que são dados de sensoriamento remoto?

O sensoriamento remoto é a ciência de obter informações sobre um objeto ou fenômeno sem contato direto com ele e, portanto, de maneira não intrusiva. É utilizado na agricultura para monitorar plantações, solo e condições de umidade.

O sensoriamento remoto utiliza emissões de radiação eletromagnética (REM), como as emitidas por ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível e luz ultravioleta.

O sensoriamento remoto de culturas agrícolas permite medir as condições de crescimento ao longo do tempo. Também fornece informações sobre o estado das culturas em momentos e locais específicos. Essas informações podem ser usadas para estimar a produtividade e prever a época ideal para a colheita.

Os dados obtidos por sensoriamento remoto podem ser usados para medir mudanças no uso da terra, monitorar o crescimento das culturas e a produtividade agrícola, detectar os níveis de umidade e salinidade do solo, determinar os níveis de infestação de pragas, monitorar os níveis de poluição ambiental, etc.

Por exemplo, se você estiver caminhando por um campo e observando as plantas, estará coletando dados sobre elas. Se estiver sobrevoando a área de helicóptero ou avião e observando as plantas de cima, estará coletando dados de sensoriamento remoto.

Existem muitos tipos diferentes de técnicas e dispositivos de sensoriamento remoto usados para coletar esses dados: imagens de satélite, fotos aéreas, sistemas de radar, lidar e muito mais.

O que é previsão de rendimento agrícola?

A previsão da produtividade agrícola é o processo de estimar a produção potencial ou esperada de uma cultura específica para uma determinada área e época de cultivo.

Envolve a análise de diversos fatores, como condições climáticas, características do solo, genética da cultura e práticas de manejo, para fazer previsões fundamentadas sobre a provável colheita.

É importante ressaltar que as previsões de produtividade agrícola estão sujeitas a incertezas devido à complexidade dos sistemas agrícolas e à influência de fatores imprevisíveis, como pragas, doenças e eventos climáticos extremos.

Embora os modelos de previsão forneçam informações valiosas, eles servem como uma ferramenta para auxiliar na tomada de decisões, e não como uma garantia absoluta.

Como funciona?

As seguintes fontes de dados são combinadas para criar uma ponderação variada nas projeções de rendimento, com base nas circunstâncias da safra atual em diversas regiões.

Os cientistas de dados da Farmers Edge combinam essas fontes de dados com os avanços mais recentes em aprendizado de máquina para atualizar as estimativas de previsão de produção sempre que um componente importante da produção é afetado.

1. Dados da pré-temporada

Os dados da pré-temporada devem ser precisos para estabelecer as bases da previsão da produtividade da cultura. Essas informações estão disponíveis antes do plantio e preparam o terreno para as primeiras leituras de previsão de produtividade.

Dados como a localização da área cultivada, as culturas atuais e anteriores, as condições meteorológicas específicas da área nos meses que antecedem o plantio ou a semeadura, informações e dados de análise do solo e tendências climáticas regionais da última década são combinados para fornecer informações sobre como iniciar a temporada com estimativas precisas de produtividade.

2. Dados da temporada

Os dados coletados durante a safra fornecem informações sobre as variáveis que afetam a produtividade agrícola ao longo da estação de crescimento, após o estabelecimento das bases.

As estações meteorológicas agrícolas da Farmers Edge fornecem dados específicos do campo que aprimoram esses conjuntos de dados, oferecendo valores esperados e previstos que são armazenados e redefinidos diariamente à medida que novos dados chegam, impulsionando os modelos.

Outros dados da safra, como a aplicação de fertilizantes, também são levados em consideração durante a safra, sejam eles planejados ou não, para aprimorar o diagnóstico de campo e oferecer valores de previsão de produtividade.

3. Dados específicos da cultura

A ampla rede de agrônomos locais da Farmers Edge também pode fornecer dados específicos sobre as culturas durante a época de cultivo.

Os agrônomos da Farmers Edge identificaram dados específicos de cada cultura que impactam a produtividade durante a safra, incluindo o teor de água durante os principais estágios de crescimento ou as horas acima das temperaturas cardinais para as culturas durante os períodos-chave que determinam a produtividade, para as cinco principais culturas na previsão de rendimento (milho, canola, lentilha, soja e trigo).

4. Imagens de plantações e campos

Imagens de satélite de alta resolução são usadas para determinar os valores de NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada) para a saúde das culturas de forma rápida e precisa, permitindo que os pesquisadores identifiquem resultados errôneos ou problemas regionais nas plantações que possam afetar a produtividade.

Essas tendências regionais podem ser usadas para determinar se as áreas estão dentro da previsão ou se fatores ambientais distorceram os valores de previsão da produtividade agrícola.

5. Dados do histograma

Os modelos de previsão de produtividade da Farmers Edge utilizam grandes quantidades de dados estatísticos para identificar diferentes distribuições em imagens de campo ao longo do tempo. Isso permite que uma rede neural convolucional utilize essas modificações para prever a produtividade em grandes áreas, como os Estados Unidos ou o Canadá, à medida que as imagens mudam ao longo do tempo.

Não é simples prever a produção antes da colheitadeira passar pelo campo, mas a equipe da Farmers Edge tem o prazer de fornecer aos produtores previsões de rendimento agrícola baseadas em estatísticas completas e precisas.

Cada fonte de dados tem um peso na previsão da produtividade agrícola, que pode ser alterado com base nos parâmetros do modelo.

Como aumentar a produtividade agrícola com tecnologias de precisão?

Há gerações que os proprietários rurais debatem e trabalham para aumentar a produtividade agrícola. Alguns dos métodos descobertos foram eficazes, enquanto outros se mostraram ineficazes.

Além da experiência inestimável das gerações anteriores de agricultores, o setor agrícola agora pode se beneficiar dos avanços científicos e tecnológicos modernos.

Vamos analisar as maneiras mais comuns pelas quais os agricultores podem aumentar a produção e como a experiência anterior e as novas tecnologias podem ser utilizadas para impulsionar a produtividade agrícola.

1. Irrigação adequada

Os agricultores que desejam aumentar a produtividade média por hectare em suas fazendas precisam de um sistema de irrigação bem projetado. Fornecer a quantidade certa de água às plantas tem um impacto direto em seu desenvolvimento e, consequentemente, na produção agrícola.

As previsões meteorológicas são cruciais para a irrigação eficaz das terras agrícolas. A previsão meteorológica hiperlocal já é possível graças às tecnologias atuais, que incluem programas e softwares personalizados para agricultores.

Isso faz irrigação de precisão Isso é possível permitindo que os agricultores se preparem com antecedência e programem a irrigação de suas plantações da maneira mais precisa e eficiente possível.

2. Análise do solo e sua qualidade

Um dos fatores mais importantes que afetam a produtividade agrícola é a qualidade ou fertilidade do solo. Além da produção agrícola, a qualidade do solo influencia o custo de cultivo de determinada planta, já que algumas delas requerem proporções específicas de elementos no solo, como partículas minerais, matéria orgânica, água e ar.

Os agricultores devem monitorar regularmente as condições do solo em suas parcelas de terra para obter maiores rendimentos agrícolas. Rotação de culturas É uma das técnicas mais eficazes para manter o solo saudável, entre outras coisas.

A rotação de culturas em uma parcela específica do campo evita a fadiga do solo e interrompe os ciclos de insetos, resultando em maior produção agrícola e, consequentemente, maior produtividade média por hectare.

3. Qualidade das sementes

A qualidade das sementes utilizadas pelos agricultores para semear seus campos tem impacto na produção agrícola. Consequentemente, recomenda-se aos agricultores que semeiem apenas sementes certificadas que tenham passado por todos os controles de qualidade necessários em suas lavouras para aumentar a produtividade agrícola.

Sementes certificadas podem ser mais caras do que sementes não certificadas, mas o resultado valerá a pena, pois a qualidade das sementes é um dos elementos mais importantes que afetam a produtividade das culturas.

Além disso, usar apenas sementes de alta qualidade é uma das maneiras mais ambientalmente responsáveis de aumentar a produtividade das lavouras. Um agricultor pode examinar a qualidade de sementes específicas entrando em contato com uma empresa de sementes relevante e, se necessário, organizando testes personalizados em uma parcela específica de terra.

Além disso, é crucial entender que a qualidade das sementes não é permanente nem imutável. Desde o momento em que são semeadas na terra, as sementes precisam de proteção. Uma das estratégias de tratamento de sementes utilizadas para atingir esse objetivo é o revestimento.

É a técnica de envolver grãos de sementes em materiais externos para melhorar suas propriedades (peso, tamanho) e/ou fornecer-lhes substâncias químicas ativas (micronutrientes, inoculantes microbianos, reguladores de crescimento, etc.) para protegê-los de doenças de plantas e melhorar seu crescimento.

4. Aplicação inteligente de fertilizantes

Fertilizantes Os fertilizantes são formulados para nutrir diferentes tipos de solo, promover o crescimento das plantas e aumentar as colheitas, mas seu uso deve ser equilibrado e criterioso. O uso excessivo de fertilizantes pode ter um impacto severo na qualidade do solo e, consequentemente, na produtividade agrícola.

Diferentes regiões de uma lavoura podem exigir níveis distintos de fertilização do solo, portanto, a melhor abordagem é utilizar fertilizantes seletivamente, de acordo com as necessidades de cada zona. Essa abordagem precisa na fertilização do solo o mantém saudável, resultando em maiores produtividades médias por hectare.

A Software de monitoramento de culturas é uma das opções tecnológicas nesse contexto. Ela contém uma ferramenta de zoneamento de campos que divide as terras agrícolas em 2 a 7 zonas com base em fotografias de satélite, identificando locais que requerem mais atenção do que outros.

Os produtores frequentemente empregam tecnologia de precisão como uma das maneiras mais ecológicas de aumentar a produtividade.

5. Métodos de proteção de cultivos

Os agricultores que desejam aumentar a produtividade devem cuidar de suas plantas durante todo o seu crescimento e até o final da safra. Os agricultores utilizam uma variedade de compostos para reduzir a influência de ervas daninhas, pragas e doenças na produtividade das culturas, dependendo da situação.

Herbicidas, inseticidas, dessecantes, reguladores de crescimento vegetal, fungicidas, adjuvantes e outros produtos químicos são exemplos comuns. A proteção de cultivos pode ser feita de diversas maneiras. O controle de ervas daninhas/pragas e o controle de doenças de plantas são dois dos mais importantes.

6. Prevenção e manejo de doenças em plantas

As infecções em plantas representam outro risco significativo para o desempenho agrícola do produtor. Os agricultores podem utilizar diversos métodos de prevenção e manejo de doenças em plantas, como a escolha de variedades resistentes ou tolerantes a doenças, o tratamento de sementes com fungicidas e a aplicação de pesticidas e outras substâncias similares em plantas em desenvolvimento, dependendo do tipo de planta a ser cultivada no campo.

Os agricultores devem prestar atenção redobrada ao momento de utilização dessas e de outras táticas, para que tenham o máximo impacto. É fundamental lembrar que a proteção fitossanitária oportuna é crucial para a indicação da produtividade por hectare — quanto mais cedo um problema for identificado, mais rápida e fácil será sua resolução, e menor será a área afetada.

7. Controle de ervas daninhas e pragas

Durante a época de cultivo, os principais desafios dos agricultores são o controle de ervas daninhas e o manejo de pragas. Uma única erva daninha, por exemplo, pode produzir mais de 10 milhões de sementes, que, se não controladas prontamente, podem reduzir significativamente a produtividade de uma determinada lavoura e causar dificuldades por anos. Os agricultores também devem adotar uma abordagem holística para lidar com as infestações de pragas.

Os agricultores devem estar constantemente preparados para responder prontamente a problemas de infestação de pragas, pois estas são organismos altamente adaptáveis e de rápida reprodução, que podem comprometer a produção em determinadas áreas agrícolas.

A previsão da produtividade agrícola é uma preocupação fundamental para os agricultores, pois afeta diretamente sua margem de lucro. Se um agricultor sabe quanto pode esperar de sua terra, ele pode planejar suas plantações de acordo e aumentar sua margem de lucro. Por isso, é importante prever com precisão a produtividade agrícola antes de plantar qualquer cultura em uma determinada área.

Tem sido uma questão importante na agronomia desde os tempos antigos. É crucial para a segurança alimentar, especialmente em períodos de seca, inundações ou outros desastres naturais.

A previsão da produtividade agrícola também é utilizada pelos agricultores para tomar decisões sobre o momento ideal para plantar e colher, com base no teor de umidade do solo, infestações de pragas e outros fatores, como condições climáticas e necessidades de fertilizantes.

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Perguntas frequentes

1. Como os agricultores aumentam a produtividade de suas colheitas?

Os agricultores aumentam a produtividade das colheitas por meio do manejo do solo, irrigação eficiente, rotação de culturas e controle de pragas e ervas daninhas. Essas práticas otimizam a fertilidade do solo, a disponibilidade de água e minimizam pragas e doenças, resultando em maior produtividade agrícola.

2. Como calcular a produtividade da cultura por hectare/parcela?

A produtividade pode ser medida por diversos métodos e fatores. Uma abordagem comum é colher fisicamente uma amostra representativa da safra em uma determinada área e pesá-la. Esse peso é então extrapolado para estimar a produção total de todo o campo ou fazenda.

Por exemplo, se a amostra pesar 100 quilogramas e a área do campo for de 2 hectares, a produtividade da colheita por hectare será de 50 quilogramas.

Além disso, tecnologias avançadas como sensoriamento remoto e imagens de satélite podem ser usadas para avaliar a saúde das culturas, os índices de vegetação e a biomassa, fornecendo informações valiosas.

Outros fatores, como a qualidade, o tamanho e o valor de mercado dos grãos, também são levados em consideração na medição. Por exemplo, se a amostra pesa 100 quilos e a área do campo é de 2 hectares, a produtividade por hectare seria de 50 quilos.

3. Como você estima a produtividade da safra antes da colheita?

A estimativa da produtividade agrícola antes da colheita pode ser feita por meio de uma combinação de métodos.

Uma abordagem consiste em usar modelos de crescimento específicos para cada cultura, que levam em consideração fatores como data de plantio, condições climáticas e saúde da plantação para prever o potencial de rendimento.

Outro método consiste em utilizar técnicas de sensoriamento remoto, como imagens de satélite ou drones, para avaliar o vigor e a biomassa das culturas.

4. Qual tipo de sistema de cultivo produz grãos mais saudáveis?

Os sistemas de cultivo orgânico são frequentemente associados a grãos mais saudáveis. A agricultura orgânica evita o uso de pesticidas sintéticos, herbicidas e organismos geneticamente modificados (OGMs). Em vez disso, os agricultores orgânicos utilizam fertilizantes naturais, rotação de culturas e métodos biológicos de controle de pragas.

Essas práticas contribuem para a produção de grãos livres de resíduos químicos, potencialmente mais ricos em nutrientes essenciais e com níveis mais baixos de contaminação por pesticidas.

No entanto, é importante observar que os benefícios específicos dos grãos para a saúde podem variar dependendo de fatores como a qualidade do solo, a variedade da cultura e as práticas de manuseio pós-colheita.

5. Como os pesticidas aumentam a produtividade das colheitas?

Os pesticidas podem aumentar a produtividade, protegendo as plantas de diversas pragas, doenças e ervas daninhas. Eles ajudam a controlar ou eliminar insetos, fungos, bactérias e outros organismos nocivos que podem danificar ou destruir as plantações.

Ao reduzir o impacto das pragas, os pesticidas permitem que as plantas cresçam com mais vigor, utilizem os nutrientes de forma eficiente e aloquem mais recursos para o crescimento produtivo.