O robusto e fiável METOS^® As estações meteorológicas têm sido utilizadas por muitos produtores de vinhos, maçãs e vegetais em todo o mundo há décadas.

Onde a irrigação é necessária, o Pessl Instruments também recomenda a instalação de sensores de humidade no solo, vendidos sob o METOS^® de marca, para poupar água e custos. METOS^® o hardware vem com uma solução de software para monitorização de dados e processos de tomada de decisão - Clima de campo.

Neste artigo, queremos apresentar-lhe um novo add-on de Fieldclimate chamado Farmview. Com o Farmview estamos a oferecer aos nossos utilizadores a capacidade de administrar campos e zonas de cultivo, calcular modelos de evapotranspiração, ver as próximas pressões hídricas e gerir irrigações para uma dada cultura em determinadas fronteiras. Além disso, a ferramenta FarmView permite ver o efeito da irrigação, o clima e a humidade do solo com a ajuda de estações estacionárias e virtuais, assim como com dados de satélite.

Foco em widgets e cartografia

No FarmView apostamos em widgets de visão geral e widgets de mapeamento que lhe permitem visualizar, filtrar e ordenar os seus campos. Estamos convencidos de que tais ferramentas tornam o apoio à decisão mais fácil de utilizar. Depois de definir a sua quinta, campo, zona de cultivo e respectivos limites, é-lhe fornecida uma página de visão geral de todas as zonas/campos de cultivo e respectivas características básicas. A partir daqui, pode facilmente actualizar ou apagar zonas de cultivo, filtrá-las e ver quais estão activas e quais não estão.

Figura 1. Exemplo da página de gestão FarmView.

O widget de utilização da água oferece-lhe o estado mais recente da água dos seus campos. Este pode ser modelado ou medido em função dos sensores instalados no seu campo ou das estações virtuais que adquiriu. O widget dá também a opção de dar prioridade aos campos que requerem a sua atenção. O mapa que o acompanha exibe os valores no espaço.

Figura 2. Exemplo do widget FarmView exibindo a soma da humidade do solo em mm e o widget de mapeamento exibindo o PAW relativo.

Monitorizar a utilização da água das culturas e fazer decisões detalhadas sobre a irrigação

Independentemente dos sensores que tenha instalado ou das estações virtuais que tenha adquirido, FarmView pode responder à sua pergunta sobre a utilização da água das culturas. Usando o módulo FarmView Irrimet pode modelar a humidade com o uso dos seus sensores de chuva e evapotranspiração METOS ou sensores virtuais usando um modelo simples de balanço hídrico. Utilizando ferramentas de humidade do solo dentro do FarmView, pode medir a água real com a ajuda do seu sensor de humidade do solo. Todos os resultados podem ser apresentados em mm de água ou % de Água Disponível para Plantas ( PAW). Usando mm, tem a capacidade de ver o défice real de água e assim decidir facilmente sobre a água necessária para irrigação.

Se decidir adquirir sensores de humidade do solo de múltiplas profundidades, FarmView oferecerá uma opção adicional para analisar cada profundidade separadamente, novamente em % ou mm. Outra vantagem de ter sensores de humidade do solo é que pode resumir as profundidades relevantes para a sua cultura numa determinada fase de crescimento (Figura 3).

O algoritmo de equilíbrio da água está a utilizar a evapotranspiração baseada em Penman-Montheith. Os algoritmos são transparentes e bem descritos na ajuda do software e tutoriais em vídeo.

Figura 3. A humidade do solo de vários sensores de profundidade (abaixo) e a soma da humidade do solo (acima) são mostrados para diferentes fases de profundidade das raízes.

Combinando as ferramentas acima referidas com a sua experiência, decide sobre o calendário e a quantidade para irrigação de acordo com uma determinada fase da cultura. O FarmView acompanha-o ainda mais - durante a introdução e armazenamento das quantidades de irrigação. Um calendário tipo google oferece funcionalidade de entrada para aspersores, pivôs, inundações, bem como tecnologias de gotejamento. Isto é então imediatamente tido em conta nos cálculos de utilização da água da cultura.

Figura 4. Calendário de irrigação que permite a entrada de eventos de irrigação regulares ou únicos.

Escotismo com satélite

Para reforçar ainda mais as funcionalidades FarmView, decidimos ingerir dados de satélite utilizando Sinergse Serviços Sentinel-Hub. Começámos com dados ópticos Sentinel-2 disponíveis em todo o mundo e, de acordo com exigências futuras, somos também capazes de adicionar dados de alta resolução (por exemplo, Planet Lab) ou dados de microondas para monitorizar a humidade do solo.

A grande vantagem dos dados do satélite Sentinel-2 não é apenas, como frequentemente anunciado, de alta resolução espacial, mas também a sua elevada revisitação. Algumas áreas do mundo obtêm imagens de três em três dias. Utilizando esta informação juntamente com os dados actuais e históricos da estação METOS (utilizando, por exemplo, o dia de grau de crescimento acumulado (AcGDD) ou precipitação), podemos fornecer estimativas baseadas em IA das fases de cultivo necessárias na monitorização do uso de água das culturas (como descrito no capítulo anterior). Vice-versa, podemos julgar o tipo de condições meteorológicas durante diferentes fases de cultivo, se foram atingidos GDDs suficientes ou como o clima poderia ter tido impacto na biomassa em diferentes anos.

Figura 5. Exemplo da série temporal da biomassa sobre o campo de milho em 2020 (gráfico superior) juntamente com a produção de equilíbrio hídrico (médio) e o grau de crescimento diário acumulado e a precipitação sobrepovoada com diferentes fases de cultivo (abaixo). Espera-se que o milho de boa qualidade atinja valores LAI de até 6.

Em seguida, os dados ópticos e médios infravermelhos Sentinel-2 do início da estação são utilizados durante a amostragem para os nossos sensores de nutrição - Mobilab bem como para o sensor de vegetação - Dualex.

Outra grande vantagem dos dados do Sentinel-2 é a sua alta resolução espacial de 10 m, permitindo a visualização de mapas de biomassa, gerando mapas de gestão ou de aplicação, e por último, mas não menos importante, apoiando-o para detectar efeitos de eventos climáticos extremos (por exemplo, congelamento, granizo, tempestades) ou topografia (Figura 6). É aconselhável verificar o estado da biomassa antes de cada operação, se é pulverização, irrigação, ou colheita e novamente alguns dias depois. As densas séries temporais em vastas regiões do mundo permitem-lhe estudar os efeitos em menos de uma semana e agir mais cedo. Por exemplo, detectar uma grande parte de um campo onde a sementeira falhou devido à temperatura ou ao stress hídrico, pode motivá-lo a voltar a semear. Outro
exemplo pode ser uma falha na técnica de irrigação num campo de difícil acesso que pode ser detectada em apenas alguns dias como uma anomalia no crescimento da vegetação monitorizada por satélite.

Figura 6. Um campo de milho no Brasil central durante o final de Março e início de Abril de 2020. A diminuição da biomassa na parte noroeste do campo deve-se a uma colina erodida. As faixas reflectem socalcos gerados para obstruir a perda de água.

CONCLUSÃO e olhando para o futuro

O serviço FarmView dentro do Fieldclimate combina hardware e software METOS® existente com dados de satélite para lhe fornecer um sistema complexo de monitorização dos seus campos no espaço e no tempo. FarmView oferece-lhe uma série de ferramentas e widgets inteligentes que permitem a classificação dos seus campos com base em acções necessárias para sementeira, pulverização, aplicação de fertilizantes, colheita, ou outras estratégias de gestão.

Neste artigo, introduzimos módulos FarmView para monitorização do uso da água das culturas - Irrimet e humidade do solo - e produtos baseados em dados de satélite Sentinel-2. Os nossos próximos objectivos são fornecer resultados sob a forma de widgets cartográficos com esquemas coloridos e fornecer mapas de amostragem do solo e da vegetação do Sentinel-2. Os próximos módulos FarmView serão introduzidos em 2021 e incluirão monitorização de doenças, cartografia nutricional, e produtos baseados em rastreadores.