Share | 03/12/2018
As perguntassobre a utilização de assinaturas espectrais para identificar deficiências de nutrientes são frequentes na nossa caixa de correio eletrónico de apoio. As deficiências podem causar grandes danos ao crescimento das plantas e, consequentemente, são uma das coisas mais difíceis que um agricultor tem de gerir ao longo da estação. Como defensores do mapeamento por drone e da deteção multiespectral, gostaríamos de dizer SIM, as assinaturas espectrais são formas fiáveis de detetar deficiências de nutrientes. No entanto, a questão é muito mais complexa. Neste artigo, utilizamos um exemplo de um cliente para realçar os pontos-chave sobre as assinaturas espectrais e a forma como podem ser utilizadas de forma realista na agricultura.
Em outubro de 2017, a Brazito Orchard Services, um prestador de serviços agrícolas com sede em Mesilla Park, Novo México, foi contratada para pilotar um 3DR Solo equipado com um RedEdge da série MicaSense sobre um pomar de nogueiras no sul do Novo México. Depois de analisar as imagens, a equipa da Brazito identificou várias áreas de vegetação em stress (utilizando a camada de infravermelhos a cores).
Guiado pelas imagens, Brazito enviou um grupo de especialistas da Universidade Estadual do Novo México para percorrer o campo e determinar a causa. Através da recolha de amostras de folhas e de solo, a equipa confirmou que as zonas sujeitas a stress sofriam de deficiência de zinco. Com este diagnóstico em mãos, a Brazito contactou a nossa equipa de apoio para ver se era possível identificar a assinatura espetral da deficiência de zinco nas nozes pecan, a fim de a utilizar para permitir uma futura deteção.
No entanto, antes de nos debruçarmos sobre a pergunta de Brazito, é útil estabelecer algum contexto sobre a forma como os sensores multiespectrais, as assinaturas espectrais e as deficiências das plantas se sobrepõem.
As plantas, como qualquer outro objeto, reflectem uma parte da luz transmitida pelo sol. A luz reflectida é conhecida como assinatura espetral, e a sua intensidade é indicativa do estado de saúde da planta.
Como se pode ver na figura acima, a intensidade da luz reflectida nas bandas de onda visíveis é controlada pelos pigmentos das folhas, como a clorofila. A intensidade da luz reflectida na banda do infravermelho próximo é controlada principalmente pela estrutura celular da folha. Em geral, uma planta sob stress terá uma reflectância mais elevada nas bandas de onda visíveis e uma reflectância mais baixa na banda do infravermelho próximo (quando comparada com uma planta saudável).
Embora as plantas possam responder a alguns factores de stress de forma diferente, reagem normalmente de forma semelhante: diminuem a clorofila e produzem uma folhagem de menor qualidade. Por conseguinte, o stress hídrico, o stress térmico ou o stress nutricional podem produzir sintomas semelhantes. Isto significa que, muitas vezes, a assinatura espetral das plantas sob stress terá o mesmo aspeto, independentemente da causa.
As câmaras multiespectrais, como a RedEdge, foram concebidas para detetar sintomas (baixo teor de clorofila, menos folhagem) com base na quantidade de luz reflectida nas diferentes bandas, mas não identificam necessariamente a causa dos sintomas. Assim, para obter um diagnóstico preciso, é importante correlacionar as imagens multiespectrais com outras análises e amostras.
Então, será que uma assinatura espetral única pode ser usada para identificar deficiências de zinco? Infelizmente, a resposta é não. As assinaturas espectrais únicas não são uma “bala de prata” para detetar problemas no terreno. A assinatura espetral de uma planta stressada será quase idêntica à assinatura espetral de outra planta stressada, mesmo que sofram de problemas diferentes.
As câmaras multiespectrais captam assinaturas espectrais da mesma forma que um termómetro mede a temperatura do corpo humano: uma temperatura elevada pode indicar uma doença, mas não a causa que lhe está subjacente. Do mesmo modo, as alterações na reflectância das plantas indicam stress, mas é necessária informação adicional para identificar a causa.
Em vez de se basear apenas nas assinaturas espectrais, a Brazito fez uma escolha acertada ao trazer um grupo de especialistas para explorar e recolher amostras, permitindo que as imagens orientassem os seus esforços.
Fundada em 1983, a Brazito Orchard Services é uma empresa de limpeza de nozes pecan e aplicação de fertilizantes em Mesilla Park, Novo México. Quando questionado sobre a sua experiência, Jason disse: “A falta de uma assinatura não mudou nada. Identificar a folhagem insalubre a uma escala macro continua a ser um ganho significativo. Sinceramente, não tínhamos grandes esperanças numa assinatura específica, mas achámos que valia a pena conversar com os especialistas da AgEagle e aprendemos muito.”
Com uma melhor compreensão dos benefícios e limitações das imagens multiespectrais, a Byrd Farms e a Brazito Orchard Services estão agora entusiasmadas para ver que informações quantitativas adicionais podem ser descobertas usando a série RedEdge da MicaSense. “Estamos muito satisfeitos com o sensor até agora. Vamos tentar oferecer novos serviços este ano. Podemos utilizar o RedEdge para ajudar a adaptar as aplicações de fertilizantes e a identificar árvores pouco saudáveis, utilizando-o para recolher amostras directas de folhas.”
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