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Deposição de calda aplicada com aeronave remotamente pilotada na cultura de soja

O presente trabalho foi premiado com o 2º Lugar no Congresso Científico da Aviação Agrícola 2021, ocorrido dentro da programação do Congresso da Aviação Agrícola do Brasil, por sua vez realizado via web entre 20 e 22 de agosto. A disputa entre as pesquisas acadêmicas e técnicas teve oito participantes e todos puderam apresentar seus trabalhos no encontro  aeroagrícola. A avaliação ficou a cargo do Conselho Científico formado por doutores e especialistas em agronomia e veterinária, além dos presidentes do Sindag e do  Ibravag, com premiação para as três melhores pesquisas e para a Menção Honrosa por Inovação.

Publicado em: 25/01/22, 
às 13:07
, por IBRAVAG

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Autor: João Paulo Arantes Rodrigues da Cunha1 e Maria Rosa Alferes da Silva
Universidade Federal de Uberlândia, 38408-074, Uberlândia, MG, Brasil. jpcunha@ufu.br

Resumo:

O uso de aeronaves remotamente pilotadas (RPA) tem crescido na aplicação de produtos fitossanitários, entretanto, por ser uma tecnologia recente, em muitos cultivos ainda carece de dados de pesquisa, principalmente no Brasil. Este trabalho objetivou avaliar a deposição de calda na cultura da soja promovida pela aplicação com RPA, em duas velocidades de voo, em comparação à aplicação com pulverizador terrestre. As aplicações foram realizadas com uma aeronave DJI AGRAS MG-1 em uma soja em estádio fenológico R3. O experimento constou de 3 tratamentos e 8 repetições, sendo aplicação com RPA, voando a 15,4 e 21,8 km h-1, e aplicação com pulverizador costal (CO2). A taxa de aplicação foi de 10 L/ha-1 para a RPA e 115 L/ha-1 para o terrestre. Foi avaliada a deposição de um traçador, adicionado a calda na mesma dose em todos os tratamentos, nas posições superior e média das plantas de soja, por meio da detecção por espectrofotometria. A deposição de calda promovida pela aplicação com RPA nas posições superior e média das plantas de soja foi semelhante à obtida com a terrestre, demonstrando a viabilidade técnica da aplicação aérea.
Palavras-chave: drone, Glycine max, tecnologia de aplicação.

Abstract:

The use of unmanned aerial vehicles (UAVs), or drones, to apply crop protection products has been increasing; however, because this is a recently developed technology, data about its efficacy in many crops are still scarce, mainly in Brazil. The objective of this study was to evaluate the deposition of a spray applied to a soybean crop with a UAV at two flight speeds and compare it to that of spray applied with a ground-based sprayer. The experiment used a DJI AGRAS MG-1 UAV to spray a soybean crop at the R3 growth stage. The experiment consisted of three treatments with eight replicates each; the spray was applied using the UAV flying at 15.4 km/h-1 or 21.8 km/h-1 or a CO2-pressurized backpack sprayer. The application rate was 10 L/ha-1 with the UAV and 115 L/ha with the ground-based sprayer. The following parameters were evaluated: deposition of a tracer added to the spray solution (500 g/ha-1 in all treatments) in the upper and middle parts of the soybean plants using spectrophotometry. Tracer deposition in the upper and middle parts of the soybean plants from the UAV was similar to that obtained with the ground-based application, showing the technical feasible of the UAV application.

Keywords: drone, Glycine max, application technology.

1. Introdução

A soja (Glycine max) é um dos principais cultivos agrícolas do mundo. Dentre as novas tecnologias que se vislumbram uso neste contexto, está a aplicação de produtos fitossanitários empregando aeronaves remotamente pilotadas (RPA). Essa técnica vem sendo adotada para diversos tipos de cultivos (Martinez-Guenther et al., 2020). No entanto, há poucos dados de pesquisa disponíveis sobre este tipo de pulverização, principalmente no cultivo da soja.

A aplicação com RPA permite elevado grau de automação, redução do risco de contaminação das pessoas envolvidas nas atividades e aplicação em áreas de difícil acesso. No entanto, ainda há incerteza quanto à eficiência das aplicações (Richardson et al., 2020).

O uso de menores volumes de água nas aplicações pode dificultar a obtenção de uma boa cobertura do alvo, o que faz com que seja necessário um aprimoramento da tecnologia de aplicação. Dois importantes parâmetros operacionais de pulverização com RPA são altura e velocidade de voo, que refletem na distribuição das gotas.

Neste sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a deposição de calda na cultura da soja promovida pela aplicação com RPA, em duas velocidades de voo, em comparação à aplicação com pulverizador terrestre.

2. Material e métodos

Figura 1: Aeronave remotamente pilotada empregada nos ensaios, com detalhe da ponta XR 11001.

O trabalho foi realizado em área comercial de produção de grãos, na safra de verão 2020/2021, localizada em Araguari (Minas Gerais, Brasil), coordenadas 18°47’05”S 47°57’15”O, com altitude média de 973 m e topografia plana.

A cultivar de soja utilizada foi a NS 7007, semeada com o espaçamento entre linhas de 0,45 m e 17 plantas por metro. As aplicações foram realizadas quando a soja estava em estádio fenológico R3, com as plantas com cerca de 0,95 m de altura e fechamento completo das linhas. O experimento constou de 3 tratamentos (Tabela 1) e 8 repetições, sendo aplicação com RPA voando a 15,4 e 21,8 km/h-1 e aplicação com pulverizador costal pressurizado a CO2. Foi avaliada a deposição de um traçador no dossel da soja.

Foi utilizada uma RPA octacóptero AGRAS MG-1 (DJI, China), com depósito de calda de 10 L, 4 bicos de pulverização e 8 motores (Figura 1). A altura dos bicos de pulverização em relação à cultura foi de 2,0 m. A taxa de aplicação foi de 10 L/ha-1. A faixa de deposição foi de 5m, sendo a faixa recomendada pelo fabricante de 4 a 6 m. Foram empregadas pontas de pulverização de jato plano de faixa ampliada XR 11001VS (TeeJet, EUA), com espectro de gotas muito finas e finas, de acordo com o fabricante, trabalhando a aproximadamente 400 kPa de pressão, para a velocidade de 21,8 km h-1, e 200 kPa, para 15,4 km h-1, respectivamente. Esse é o modelo de ponta que vem orginalmente de fábrica.

Empregou-se também um pulverizador costal a pressão constante (CO2), com barra de pulverização com 4 pontas de jato plano de faixa ampliada XR 110015VS (TeeJet, EUA), espectro de gotas finas, espaçadas 0,5 m. A ponta não foi a de mesma vazão da RPA em função das diferentes taxas de aplicação. A velocidade de trabalho foi de 5 km h-1, a altura em relação à cultura foi de 0,5 m, a pressão foi de 200 kPa e a taxa de aplicação, 115 L/ha-1. O uso do pulverizador costal teve como objetivo simular uma pulverização tradicional empregada em lavouras de soja, com a ressalva da diferença de velocidades.
As parcelas experimentais foram constituídas de 30 m de comprimento e
20 m de largura. Durante as aplicações, foram monitoradas as condições meteorológicas: a temperatura variou de 27,9 a 28,8°C, a umidade relativa do ar de 66% a 69% e a velocidade do vento de 4,2 a 5,4 km/h-1.

A calda de aplicação foi composta por um traçador composto do corante Azul Brilhante (FD&C Blue n.1), na dose fixa de 500 g/ha-1, para ser detectado por espectrofotometria. Foi adicionado o adjuvante Helper Air (Compass, Brasil), na concentração de 0,5% v/v, visando redução de evaporação e deriva.

Utilizou-se um espectrofotômetro (modelo SP-22, Biospectro®, Curitiba, Brasil), com detecção feita por absorbância em 630 ηm. Após a pulverização, foram coletadas 10 folhas ao acaso em cada repetição na parte superior e média das plantas. As folhas foram, então, colocadas em sacos plásticos, separadas por posição na planta. Em laboratório, adicionaram-se 100 mL de água destilada em cada saco plástico. Os mesmos foram fechados e agitados por 2 min em agitador pendular para a extração do traçador. Em seguida, o líquido foi retirado para posterior leitura de absorbância no espectrofotômetro. A área das folhas foi medida com um medidor de área foliar Licor LI 3100C (Lincoln, USA).

Através de curva de calibração, originada por meio de soluções-padrão do traçador, os dados de absorbância foram transformados em concentração (μg L-1). O depósito total foi dividido pela área foliar de cada amostra, para obter-se a quantidade em μg de traçador por cm2 de área foliar.
Os dados de deposição foram comparados pelo método estatístico “Intervalo de Confiança para Diferenças entre as Médias” com grau de confiança de 95% (IC95%).

3. Resultados e discussão

A análise de deposição do traçador demonstra que não houve diferença entre os tratamentos nas posições superior e média das plantas de soja, indicando que a quantidade de produto retida na folhagem foi semelhante independente do modo de aplicação (Figura 2), o que demonstra a viabilidade de se empregar as RPAs nos tratamentos fitossanitários.
Wang et al. (2020) verificaram que uma pulverização com RPA resultou em deposição de calda no arroz comparável a uma aplicação com pulverizador elétrico costal, corroborando os resultados encontrados.

Figura 2: Deposição de traçador (μg cm-2) em folhas da posição superior (a) e média (b) da soja, após aplicação com RPA, voando a 21,8 e 15,4 km h-1, e pulverizador terrestre costal. As linhas verticais indicam o intervalo de confiança a 95%.

4. Conclusões

A deposição de traçador promovida pela aplicação com RPA nas posições superior e média das plantas de soja foi semelhante à obtida com a terrestre, demonstrando a viabilidade técnica da aplicação aérea. A velocidade de voo não interferiu na chegada do produto ao alvo.

5. Agradecimentos

Ao CNPq e à Fapemig, pelo suporte financeiro concedido.

Referências Bibliograficas

MARTINEZ-GUANTER, J.; AGÜERA, P.; AGÜERA, J.; PEREZ-RUIZ, M. Spray and economics assessment of a UAV-based ultra-low-volume application in olive and citrus orchards. Precision Agriculture, v. 21, p. 226-234, 2020.

RICHARDSON, B.; ROLANDO, C.; KIMBERLEY, M.O. Quantifying spray deposition from a UAV configured for spot spray applications to individual plants. Transactions of the ASABE, v. 63, n. 4, p. 1049-1058, 2020.

WANG, G.; LI, X.; ANDALORO, J.; CHEN, P.; SONG, C.; SHAN, C.; CHEN, S.; LAN, Y.Deposition and biological efficacy of UAV-based low-volume application in rice fields. International Journal of Precision Agricultural Aviation, v. 3, n. 2, p. 65-72, 2020.

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