Definição de zonas de manejo e cálculo do retorno econômico do sistema de pastagem de alfafa em ambiente SIG

A visão de sistemas mais sustentáveis tem despertado a atenção dos diversos setores econômicos, e para o agronegócio não é diferente. Fontes alternativas que causem menor impacto ambiental negativo vem tendo um investimento maior. Como é o caso da Agricultura de Precisão (AP). Esta pode ser definida como o uso de práticas agrícolas com base nas tecnologias de informação para o tratamento da variabilidade espacial, diferente da prática convencional de plantio, na qual se toma a área destinada à produção como algo homogêneo (INAMASU et al, 2011). Este tratamento normalmente é realizado por geoestatística e interpolação dos dados, gerando vários mapas ou camadas de interpretação. A modelagem via Sistemas de Informação Geográfica (SIG) possibilita a fusão dessas camadas de informações ampliando a capacidade de interpretação dos dados e auxiliando na tomada de decisão para a gestão do sistema de produção, maximização do retorno econômico e minimização de riscos de dano à propriedade e ao meio ambiente (FILLIPINI-ALBA, 2014).

Para que a AP possa ser empregada em um local é preciso que haja no mínimo alguma diferença nas características do solo, de maneira que quanto maior esta variedade, maior a chance de se obter retorno econômico e efetividade da intervenção. Em contrapartida, se um sistema de produção apresentar diferença pouco significativa, o retorno econômico seguramente será insignificante ou até negativo.  Assim, a implementação das práticas de manejo, com base nas ferramentas de AP, poderá aprimorar o cálculo dos custos e do retorno econômico esperado.

Um dos resultados desta junção é o estabelecimento de zonas de manejo as quais possibilitam a melhor apreciação, planejamento, e intervenção no sistema. A utilização da modelagem em Sistemas de Informação Geográfica (SIG) também propicia o cálculo do retorno econômico considerando a variabilidade espacial e a partir de mapas de custos de produção e receita.

Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivos a elaboração em ambiente SIG de zonas de manejo, a partir da sobreposição de mapas de fertilidade do solo, o cálculo do retorno econômico (lucro), a partir da subtração dos mapas de receita e custo total do sistema, de uma área de pastagem de alfafa, na área experimental da Embrapa Pecuária Sudeste, localizada em São Carlos- SP.

O trabalho teve como local de estudo a área experimental de pastagem de alfafa da Embrapa Pecuária Sudeste, localizada em São Carlos-SP, a qual abrange uma área de 5,3 ha e é dividida em 270 piquetes.

Para a concepção das zonas de manejo foram realizadas, primeiramente, coletas de solos e análises laboratoriais dos parâmetros de fertilidade do solo: pH, matéria orgânica, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, capacidade de troca de cátions (CTC) e, saturação de bases (V%). Foram realizadas análises geoestatísticas desses parâmetros no software VESPER (MINASNY et al., 2006) e calculados os semivariogramas, os quais subsidiaram a interpolação dos dados pelo método krigagem ordinária.

A partir das interpolações geradas, baseando-se em Bernardi et al. (2016), foram estabelecidas classes de interpretação para cada variável (baixa, média, alta e muito alta). Em ambiente SPRING (CÂMARA et al., 1996) houve os cruzamentos dos mapas e definição das zonas de manejo, baseadas na fertilidade do solo, utilizou-se a Linguagem Espacial para Geoprocessamento Algébrico – LEGAL.

Quanto ao cálculo do retorno econômico (lucro), a partir dos resultados de análise de solo, foram elaborados os mapas de necessidade de calcário e de fertilizantes fosfatado e potássico. Com base nos resultados de Vinholi et al. (2008) foram estimados os custos de produção do sistema, para tanto considerou-se o custo de produção de 1 (um) ha de alfafa como sendo constantes os custos fixos e variáveis, com exceção dos custos dos insumos calcário e fertilizantes, que variaram em função das doses. O custo total do sistema de leite considerou a alfafa como sendo 20% da dieta dos animais. A receita bruta foi calculada como função da estimativa anual da produção de leite no sistema. Foram realizadas análises geoestatísticas e krigagem ordinária dos dados no software VESPER para elaboração dos mapas de custo da pastagem de alfafa, custo total do sistema e receita bruta. Estes mapas em formato raster foram exportados e vetorizados no software ArcGIS 10.2 (ESRI, 2009).

O mapa do retorno econômico (lucro) da área de pastagem de alfafa foi elaborado pela subtração dos mapas de receita bruta e custo total do sistema, por meio da ferramenta raster calculator do software ArcGIS 10.2, conforme fluxograma apresentado na Figura 1.

Como resultado dos cruzamentos de mapas para definição de zonas de manejo, foram obtidas duas zonas sendo, aproximadamente, 95% da área de estudo considerada como de alta fertilidade e o restante com média fertilidade, conforme apresentado na Figura 2A.

Como resultado da subtração dos mapas de receita bruta (Figura 2B) e custo total da produção (Figura 2C), obteve-se o mapa de retorno econômico da área em estudo (Figura 2D). Observou-se que a área do sistema de pastagem de alfafa apresenta um retorno econômico anual variando de U$$ 3.299 a US$ 4.541 por hectare. Aproximadamente 46% da área apresentou a maior faixa de retorno econômico, entre U$$ 4.127 e US$ 4.541. Já em 10% da área observou-se o pior desempenho econômico, com retorno cerca de 20% menor que o máximo.

Figura 2. (A) Mapa de zonas de manejo referente à área de pastagem de alfafa; (B) Mapa de receita bruta do sistema de pastagem alfafa. (C) Mapa de custo total do sistema de produção. (D) Mapa de ganho econômico (lucro) da área de pastagem de alfafa. Fonte: adaptado de Bernardi et al. (2016).

Os resultados reforçam que as ferramentas de AP, entre elas a análise em ambiente SIG, podem contribuir para a gestão mais adequada da propriedade. A metodologia adotada mostrou-se eficaz para definição e espacialização de zonas de manejo em Agricultura de Precisão a partir de variáveis que se correlacionam com fertilidade do solo, indicando espacialmente as áreas que necessitam de maior atenção. Além disso, permitiu a espacialização do retorno econômico (lucro) da área em estudo, demonstrando a rentabilidade do sistema. O próximo passo para o aprimoramento do estudo seria a automatização da rotina realizada em ambiente SPRING a fim de facilitar o trabalho.

Autores

• Karoline E.L. Santos – USP, São Carlos, SP, Brasil
• Silvio Cretana – Embrapa Instrumentação, São Carlos, SP, Brasil
• Giovana M. Bettiol – Embrapa Cerrados, Planaltina, DF, Brasil
• Alberto C.C. Bernardi – Embrapa Pecuária Sudeste, São Carlos, SP, Brasil

REFERÊNCIAS

BERNARDI, A. C. C.; BETTIOL, G. M.; FERREIRA, R. P.; SANTOS, K. E. L.; RABELLO, L. M.; INAMASU,· R. Y. Spatial variability of soil properties and yield of a grazed alfalfa pasture in Brazil. Precision Agriculture, v.17, n.3, 2016.

CÂMARA, S.G.; SOUZA, R.C.M.; FREITAS, U.M.; GARRIDO, J. Spring: Integrating remote sensing and GIS by object-oriented data modeling. Computers & Graphics, v.20, p.395-403, 1996.

ESRI (Environmental Systems Research Institute) Inc., ArcGIS® 10.1: getting started with ArcGIS. Redlands, ESRI. 2009.

FILIPPINI ALBA, J. M. Modelagem SIG em agricultura de precisão: conceitos, revisão e aplicações. In: BERNARDI, A. C. C.; NAIME, J. M.; RESENDE, A. V.; BASSOI, L. H.; INAMASU, R. Y. (Ed.). Agricultura de precisão: resultados de um novo olhar. São Carlos: Embrapa Instrumentação, 2014. p. 84-95.

INAMASU, R. Y.; NAIME, J. M.; RESENDE, A. V. de; BASSOI, L. H.; BERNARDI, A. C. C., editores. Agricultura de precisão: um novo olhar. São Carlos, SP: Embrapa Instrumentação, 2011. 334 p.

MINASNY, B.; MCBRATNEY, A.B.; WHELAN, B.M. 2005. VESPER version 1.62. Australian Centre for Precision Agriculture, McMillan Building A05, The University of Sydney, NSW 2006. Disponível em: http://www.usyd.edu.au/su/agric/acpa. Consultado em 22 julho 2010.

VINHOLI, M.M.B; ZEN, S.; BEDUSCHI, G.; SARMENTO, P.H.L. 2008. Análise econômica de utilização de alfafa em sistemas de produção de leite. In: Ferreira RP, Rassini JB, Rodrigues AA, Freitas AR, Camargo AC, Mendonça F.C. Cultivo e utilização da alfafa nos trópicos. Embrapa, Brasília, pp.395-420.