Visualizando os impactos econômicos da agricultura sustentável usando o GeoPard na agricultura de precisão.

Pesquisadores da Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) e da GeoPard Agriculture uniram forças para analisar a viabilidade econômica de sistemas de cultivo consorciado em faixas para a agricultura sustentável. Eles compartilharam suas descobertas no evento da Universidade de Hohenheim sobre “Promover a Biodiversidade por meio da Agricultura Digital”, com foco em práticas agrícolas ecologicamente corretas e seus impactos financeiros.

O projeto deles, “Agricultura do Futuro”, teve como objetivo explorar novas formas de cultivo, com foco especial no cultivo consorciado em faixas. Essa técnica consiste em cultivar diferentes culturas lado a lado em faixas dentro do mesmo campo, o que pode reduzir a necessidade de produtos químicos e aumentar a biodiversidade. Os pesquisadores buscavam maneiras de tornar a agricultura mais ecológica, sem deixar de ser lucrativa para os agricultores.

Liderada por Olivia Spykman e Markus Gandorfer da LfL, juntamente com Victoria Sorokina da GeoPard, esta colaboração teve início durante o programa EIT Food Accelerator. Utilizando seus conhecimentos em agricultura, ferramentas digitais e análise de dados, eles se propuseram a estudar o lado econômico das práticas agrícolas sustentáveis.

Enquanto Ao abordar a redução de insumos sintéticos e o aumento da biodiversidade, constataram que o potencial ecológico do cultivo em faixas é bem pesquisado. No entanto, sua mecanização e a economia de mão de obra, especialmente com equipamentos autônomos, requerem avaliação adicional.

Eles descobriram que os agricultores não tinham certeza sobre a praticidade do sistema, especialmente com a nova tecnologia. Para solucionar isso, conversaram com os agricultores em um laboratório de cultivo consorciado em faixas para entender suas preocupações e se comunicar melhor.

Além disso, as mudanças na paisagem podem gerar hesitação entre os agricultores, por isso é importante fornecer informações claras antecipadamente. Nesse sentido, ferramentas digitais, como visualizações, podem facilitar a comunicação entre os agricultores e suas comunidades, gerando aceitação e valorização das transformações da paisagem que beneficiam o meio ambiente.

Por exemplo, na Nova Zelândia, os agricultores usaram óculos de realidade virtual (RV) para visualizar áreas adequadas para reflorestamento, auxiliando no planejamento em escala agrícola ao ilustrar os impactos na rentabilidade da fazenda, na estética da paisagem e nas comunidades rurais. Essas visualizações podem aumentar a compreensão e o interesse dos agricultores pelas mudanças na paisagem, embora a implementação bem-sucedida também dependa da autoconfiança dos agricultores.

De forma semelhante, nesta pesquisa, o programa baseado em nuvem GeoPard foi utilizado para analisar um sistema de produção de cultivo consorciado em faixas sob múltiplas perspectivas. As equações do GeoPard foram parametrizadas com dados empíricos do projeto Future Crop Farming. Os resultados iniciais incluem visualizações da aplicação de herbicidas e nitrogênio e da produtividade, com cálculos mais complexos planejados.

Além disso, o sistema integrou diversas fontes de dados, incluindo:

• Conjuntos de dados de rendimento e insumos aplicados
• Informações sobre preços de culturas e proteção de plantas (fornecidas pelo usuário)
• Imagens de satélite (Sentinel-2, Landsat, Planet)
• Dados topográficos
• Mapas de zonas com dados históricos disponíveis no GeoPard.

Entretanto, as principais técnicas utilizadas envolveram análise espacial e manipulação eficiente de dados espaciais usando o framework NumPy. Os dados foram obtidos de arquivos .xlsx e .shp. Contudo, o arquivo shapefile carecia de detalhes específicos sobre as faixas individuais, o que tornou necessária a integração de diversos formatos de dados.

O GeoPard facilitou a organização espacial dos dados para vincular detalhes específicos de cada faixa com suas respectivas localizações no campo. Assim, o conjunto de dados integrado, que exibe as faixas, formou a base para a análise descritiva dos ensaios no GeoPard.

Embora a pesquisa não tenha examinado a aplicação de insumos em taxas variáveis, o mapeamento de alta resolução do GeoPard (tamanho do pixel: 3×3 metros) permitiu a visualização detalhada em nível de pixel, adicionando complexidade. Esse mapeamento detalhado é valioso para aplicações futuras, como a combinação de múltiplas camadas ou a integração de informações espacialmente variáveis, como "perfis de produtividade" baseados em dados de produtividade em pequena escala coletados por colheitadeiras de parcelas no projeto de pesquisa.

Os pesquisadores também descobriram que, embora o GeoPard tenha servido principalmente a funções descritivas, ele possui potencial para visualizações mais complexas. Por exemplo, a incorporação de dados de produtividade e informações de preços em nível de subfaixa poderia ajudar a criar mapas de lucro, mostrando os efeitos de borda entre faixas de cultivo vizinhas.

Além disso, a integração de dados econômicos sobre mão de obra pode revelar os impactos da redução das economias de escala para promover a biodiversidade. Esses dados podem auxiliar na modelagem de cenários, permitindo a exploração de diferentes rotações de culturas, larguras de faixas e tipos de mecanização, com foco em resultados específicos para cada campo, visando aprimorar a gestão agrícola e a tomada de decisões.

Assim, a configuração poderia funcionar como um gêmeo digital, com transferência de dados em tempo real de máquinas e sensores agrícolas para o GeoPard, uma capacidade já alcançável com algumas tecnologias comerciais e dados de satélite. No entanto, as preocupações dos agricultores com a compatibilidade da tecnologia enfatizam a necessidade de integrar fontes de dados adicionais para uma aplicabilidade mais ampla.