Taxa variável de nitrogênio em pastagens utilizando sensores ópticos

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0359.2019v40n6Supl2p2917

Palavras-chave:

Agricultura de precisão, NSI, Índice de vegetação, Brachiaria brizantha, Xaraés.

Resumo

O uso de sensores óticos para identificação das necessidades nutricionais de culturas agrícolas tem sido objeto de diversas pesquisas empregando técnicas de agricultura de precisão. Nesse trabalho buscou-se suprir a carência de pesquisas avaliando o emprego dessas técnicas no manejo de adubo nitrogenado (N) em pastagens. Avaliamos a metodologia do índice de suficiência de nitrogênio (NSI) no manejo de N a taxa variada (VR) com o uso de um medidor de clorofila portátil. Além disso, avaliou-se o uso de uma câmera digital como uma alternativa de baixo custo. O trabalho foi conduzido por quatro ciclos de manejo em diferentes épocas do ano, avaliando a produtividade e qualidade do capim Brachiaria brizantha cv. Xaraés. Foram avaliados três NSIs (0,85; 0,90 e 0,95), aplicando doses complemantares de N de acordo com a resposta da planta monitorada com o medidor de clorofila, comparando a produtividade e teor de N foliar desses tratamentos com o tratamento de referência (TREF), que recebeu uma dose única de N (150 kg ha-1), conforme recomendações tradicionais. Junto com esses tratamentos foram analisadas parcelas sem aplicação de N (controle), compondo assim cinco tratamentos, com seis repetições, em delineamento inteiramente casualizado. A produtividade de massa seca e de N foliar dos tratamentos a VR foi estatisticamente igual a TREF em todos os períodos avaliados (P < 0,05). A maioria dos índices de vegetação aplicados às imagens obtidas com a câmera digital se correlacionaram significativamente (P < 0,05) com as leituras realizadas com o clorofilômetro portátil. O uso da metodologia do NSI em pastagens permite os mesmos ganhos de produtividade, com economias significativas de insumo. E o uso de câmera digital apresenta-se como uma alternativa viável ao monitoramento do status de N em pastagens.

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Biografia do Autor

Lucas de Paula Corrêdo, Universidade de São Paulo

Engo. Agrícola, Discente do Curso de Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas Agrícolas, Universidade de São Paulo, ESALQ/USP, Piracicaba, SP, Brasil.

Francisco de Assis de Carvalho Pinto, Universidade Federal de Viçosa

Engo. Agrícola, Prof. Dr., Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, PPGEA, Universidade Federal de Viçosa, UFV, Viçosa, MG, Brasil.

Domingos Savio Queiroz, Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerai

Zootecnista, Pesquisador Dr., Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais, EPAMIG, Viçosa, MG, Brasil.

Domingos Sárvio Magalhães Valente, Universidade Federal de Viçosa

Engo. Agrícola, Prof. Dr., PPGEA, UFV, Viçosa, MG, Brasil.

Flora Maria de Melo Villar, Universidade Federal de Viçosa

Enga. Agrícola, Profa. Dra., PPGEA, UFV, Viçosa, MG, Brasil.

Referências

BASSO, B.; CAMMARANO, D.; FIORENTINO, D.; RITCHIE, J. T. Wheat yield response to spatially variable nitrogen fertilizer in Mediterranean environment. European Journal of Agronomy, Montpellier, v. 51, nov. p. 65-70, 2013. DOI: 10.1016/j.eja.2013.06.007.

BASSO, B.; DUMONT, B.; CAMMARANO, D.; PEZZUOLO, A.; MARINELLO, F.; SARTORI, L. Environmental and economic benefits of variable rate nitrogen fertilization in a nitrate vulnerable zone. Science of the Total Environment, Amsterdam, v. 545-546, n. 1, p. 227-235, 2016. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2015.12.104.

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, Netherlands, v. 17, n. 6, p. 737-752, 2016. DOI: 10.1007/s11119-016-9446-9.

CAMARGO, A. C.; NOVO, A. L.; NOVAES, N. J.; ESTEVES, S. N.; MANZANO, A.; MACHADO, R. Produção de leite a pasto. In: SIMPÓSIO SOBRE O MANEJO DA PASTAGEM, 18., 2002, Piracicaba. Anais... Piracicaba: FEALQ, 2002. p. 285-319.

CARLOTO, M. N.; EUCLIDES, V. P. B.; MONTAGNER, D. B.; LEMPP, B.; DIFANTE, G. S.; PAULA, C. C. L. Desempenho animal e características de pasto de capim-xaraés sob diferentes intensidades de pastejo, durante o período das águas. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 46, n. 1, p. 97-104, 2011. DOI: 10.1590/S0100-204X2011000100013.

CASTRO, L. M.; BARBOSA, M. A. A. F.; BARBERO, R. P.; BRITO, V. C.; SAAD, R. M.; RIBEIRO, E. L. A.; MIZUBUTI, I. Y.; BRIDI, A. M. Produção de forragem e composição estrutural de pastos de Brachiaria brizantha cv. Xaraés manejados em diferentes alturas de pastejo. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 34, n. 6, p. 4145-4156, 2013. DOI: 10.5433/1679-0359.2013v34n6Supl2p4145.

COSTA, J. P. R.; CAPUTTI, G. P.; GALZERANO, L.; SILVA, W. L.; RUGGIERI, A. C.; MALHEIROS, E. B. Relative chlorophyll contents in the evaluation of the nutritional status of nitrogen from Xaraés palisade grass and determination of critical nitrogen sufficiency index. Acta Scientiarum. Animal Sciences, Maringá, v. 37, n. 2, p. 109-114, apr./june 2015. DOI: 10.4025/actascianimsci.v37i2.24854.

DETMANN, E.; SOUZA, M. A.; VALADARES FILHO, S. C.; QUEIROZ, A. C.; BERCHIELLI, T. T.; SALIBA, E. O. S.; CABRAL, L. S.; PINA, D. S.; LADEIRA, M. M.; AZEVEDO, J. A. G. Métodos para análise de alimentos: INCT - Ciência Animal. Visconde do Rio Branco: Suprema, 2012. 214 p.

EUCLIDES, V. P. B.; MONTAGNER, D. B.; BARBOSA, R. A.; NANTES, N. N. Manejo do pastejo de cultivares de Brachiaria brizantha (Hochst) Stapf e de Panicum maximum Jacq. Revista Ceres, Viçosa, MG, v. 61, p. 808-818, nov./dez. 2014. Suplemento. DOI: 10.1590/0034-737x201461000006.

FLORES, R. S.; EUCLIDES, V. P. B.; ABRÃO, M. P. C.; GALBEIRO, S.; DIFANTE, G. S.; BARBOSA, R. A. Desempenho animal, produção de forragem e características estruturais dos capins marandu e xaraés submetidos a intensidades de pastejo. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, MG, v. 37, n. 8, p. 1355-1365, 2008. DOI: 10.1590/S1516-35982008000800004.

FONTES, J. G. G.; FAGUNDES, J. L.; BACKES, A. A.; BARBOSA, L. T.; CERQUEIRA, E. S. A.; SILVA, L. M. da; MORAIS, J. A. S.; VIEIRA, J. S. Herbage accumulation in Brachiaria brizantha cultivars submitted to defoliation intensities. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 35, n. 3, p. 1425-1438, maio/jun. 2014. DOI: 10.5433/1679-0359.2014v35n3p1425.

FRANCIS, D. D.; PIEKIELEK, W. P. Assessing crop nitrogen needs with chlorophyll meters. SSMG. In: Site specific management guidelines. Potash and Phosphate Institute, Norcross, GA, 1999. Available at: http://www.ipni.net/ssmg. Accessed at: 18 mar. 2019.

GITELSON, A. A.; KAUFMAN, Y. J.; STARK, R.; RUNDQUIST, D. Novel algorithms for remote estimation of vegetation fraction. Remote Sensing of Environment, New York, v. 80, n. 1, p. 76-87, 2002. DOI: 10.1016/S0034-4257(01)00289-9.

GITELSON, A. A.; VIÑA, A.; CIGANDA, V.; RUNDQUIST, D. C.; ARKEBAUER, T. J. Remote estimation of canopy chlorophyll content in crops. Geophysical Research Letters, Washington, v. 32, L08403, p. 1-4, 2005. DOI: 10.1029/2005GL022688.

GRACE, P. R.; ROBERTSON, G. P.; MILLAR, N.; COLUNGA-GARCIA, M.; BASSO, B.; GAGE, S. H.; HOBEN, J. The contribution of maize cropping in the Midwest USA to global warming: a regional estimate. Agricultural Systems, Essex, v. 104, n. 3, p. 292-296, 2011. DOI: 10.1016/j.agsy.2010.09.001.

HE, L.; SONG, X.; FENG, W.; GUO, B. B.; ZHANG, Y. S.; WANG, Y. H.; WANG, C. Y.; GUO, T. C. Improved remote sensing of leaf nitrogen concentration in winter wheat using multi-angular hyperspectral data. Remote Sensing of Environment, New York, v. 174, n. 1, p. 122-133, 2016. DOI: 10.1016/j.rse.2015.12.007.

HUNT JR., E. R.; DORAISWAMY, P. C.; MCMURTREY, J. E.; DAUGHTRY, C. S. T.; PERRY, E. M.; AKHMEDOV, B. A visible band index for remote sensing leaf chlorophyll content at the Canopy scale. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Enschede, v. 21, n. 1, p. 103-112, 2013. DOI: 10.1016/j.jag.2012.07.020.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - IBGE. Censo Agro 2017. Accessed at: https://censos.ibge.gov.br/agro/2017/templates/censo_agro/resultadosagro/estabelecimentos.html. Accessed at: 31 jan. 2019.

JINWEN, L. Determination of canopy’s average SPAD readings based on the analysis of digital images. Agrotechnology, Hyderabad, v. 3, n. 1, p. 1-4, 2014. DOI: 10.4172/2168-9881.100012.

LI, F.; MISTELE, B.; HU, Y.; CHEN, X.; SCHMIDHALTER, U. Reflectance estimation of canopy nitrogen content in winter wheat using optimised hyperspectral spectral indices and partial least squares regression. European Journal of Agronomy, Montpellier, v. 52, part B, p. 198-209, 2014. DOI: 10.1016/j.eja.2013.09.006.

LI, Y.; CHEN, D.; WALKER, C. N.; ANGUS, J. F. Estimating the nitrogen status of crops using a digital camera. Field Crops Research, Amsterdam, v. 118, n. 3, p. 221-227, 2010. DOI: 10.1016/j.fcr.2010.05.011.

MAO, W.; WANG, Y. Real-time detection of between-row weeds using machine vision. American Society of Agricultural Engineers. St. Joseph: The Society for Agricultural, Food, and Biological Systems, 2003. DOI: 10.13031/2013.15381.

MATLAB version R2009b. Natick: The MathWorks Inc., Massachusetts, USA. 2009.

MUTANGA, O.; SKIDMORE, A. K.; PRINS, H. H. T. Predicting in situ pasture quality in the Kruger National Park, South Africa, using continuum-removed absorption features. Remote Sensing of Environment, New York, v. 89, n. 3, p. 393-408, 2004. DOI: 10.1016/j.rse.2003.11.001.

NETTO, A. T.; CAMPOSTRINI, E.; OLIVEIRA, J. G. de; BRESSAN-SMITH, R. E. Photosynthetic pigments, nitrogen, chlorophyll a fluorescence and SPAD-502 readings in coffee leaves. Scientia Horticulturae, Amsterdam, v. 104, n. 2, p. 199-209, 2005. DOI: 10.1016/j.scienta.2004.08.013.

ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS - ONU. Brasil na COP 21. 2015. Available at: http://www.mma.gov.br/clima/convencao-das-nacoes-unidas/acordo-de-paris. Accessed at: 7 jan. 2017.

PAGOLA, M.; ORTIZ, R.; IRIGOYEN, I.; BUSTINCE, H.; BARRENECHEA, E.; APARICIO-TEJO, P.; LAMSFUS, C.; LASA, B. New method to assess barley nitrogen nutrition status based on image colour analysis: comparison with SPAD-502. Computers and Electronics in Agriculture, Amsterdam, v. 65, n. 2, p. 213-218, 2009. DOI: 10.1016/j.compag.2008.10.003.

PEDREIRA, B. C. E.; PEDREIRA, C. G. S.; SILVA, S. C. da. Acúmulo de forragem durante a rebrotação de capim-xaraés submetido a três estratégias de desfolhação. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, MG, v. 38, n. 4, p. 618-625, 2009. DOI: 10.1590/S1516-35982009000400005.

PEDREIRA, B. C.; PEDREIRA, C. G. S.; SILVA, S. C. da. Estrutura do dossel e acúmulo de forragem de Brachiaraia brizantha cultivar Xaraés em resposta a estratégias de pastejo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 42, n. 2, p. 281-287, 2007. DOI: 10.1590/S0100-204X2007000200018.

PERALTA, N. R.; COSTA, J. L. Delineation of management zones with soil apparent electrical conductivity to improve nutrient management. Computers and Electronics in Agriculture, Amsterdam, v. 99, nov., p. 218-226, 2013. DOI: 10.1016/j.compag.2013.09.014.

PEREIRA, R. C.; RIBEIRO, K. G.; PEREIRA, O. G.; VILLELA, S. D. J.; SILVA, J. de L. Produtividade, composição químico-bromatológica e extração de minerais das cultivares Marandu e Xaraés nas estações do ano. Veterinária e Zootecnia, Botucatu, v. 18, n. 1, p. 570-582, 2011.

R CORE TEAM - R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing, 2016.

RIBEIRO, A. C.; GUIMARÃES, P. T. G.; ALVAREZ, V. H. V. Recommendations for the use of correctives and fertilizers in Minas Gerais. 5th Approximation. Viçosa, MG: Soil Fertility Commission of the Minas Gerais State, 1999. 359 p.

ROBERTSON, M. J.; LLEWELLYN, R. S.; MANDEL, R.; LAWES, R.; BRAMLEY, R. G. V.; SWIFT, L.; METZ, N.; O’CALLAGHAN, C. Adoption of variable rate fertiliser application in the Australian grains industry: Status, issues and prospects. Precision Agriculture, Netherlands, v. 13, n. 2, p. 181-199, 2012. DOI: 10.1007/s11119-011-9236-3.

ROUSE, J. W.; HAAS, R. H.; SCHELL, J. A.; DEERING, D. W.; HARLAN, J. C. Monitoring the vernal advancement of retrogradation of natural vegetation. Greenbelt: NASA/GSFC, 1974. 371 p. (Final Report).

SABERIOON, M. M.; AMIN, M. S. M.; AIMRUN, W.; GHOLIZADEH, A.; ANUAR, A. A. R. Assessment of colour indices derived from conventional digital camera for determining nitrogen status in rice plants. Journal of Food, Agriculture and Environment, Helsinki, v. 11, n. 2, p. 655-662, 2013. DOI: 10.1234/4.2013.4391.

SABERIOON, M. M.; AMIN, M. S. M.; ANUAR, A. R.; GHOLIZADEH, A.; WAYAYOK, A.; KHAIRUNNIZA-BEJO, S. Assessment of rice leaf chlorophyll content using visible bands at different growth stages at both the leaf and canopy scale. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Enschede, v. 32, oct., p. 35-45, 2014. DOI: 10.1016/j.jag.2014.03.018.

SAMBORSKI, S. M.; TREMBLAY, N.; FALLON, E. Strategies to make use of plant sensors-based diagnostic information for nitrogen recommendations. Agronomy Journal, Madison, v. 101, n. 4, p. 800-816, 2009. DOI: 10.2134/agronj2008.0162Rx.

SILVA, J. A.; SILVA, C. G. M.; SOUSA, D. P.; PAULA, N. F. de; CARVALHO, A. P. S.; MACEDO, B. G.; COSTA JÚNIOR, W. S. da; BIANCHI-ZANETTE, I. E.; COSTA, R. V.; TEOBALDO, R. W. Supplementation strategies for dairy cows kept in tropical grass pastures. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 38, n. 1, p. 401-416, jan./fev. 2017. DOI: 10.5433/1679-0359.2017v38n1p401.

VALLE, C. B.; EUCLIDES, V. P. B.; PEREIRA, J. M.; VALÉRIO, J. R.; PAGLIARINI, M. S.; MACEDO, M. C. M.; LEITE, G. G.; LOURENÇO, A. J.; FERNANDES, C. D.; DIAS-FILHO, M. B.; LEMPP, B.; POTT, A.; SOUZA, M. A. de. O capim-Xaraés (Brachiaria brizantha cv. Xaraés) na diversificação das pastagens de braquiária. Campo Grande: EMBRAPA Gado de Corte, 2004. 36 p.

VILLAR, F. M. M.; PINTO, F. A. C.; FONSECA, D. M.; QUEIROZ, D. M.; ALCÂNTARA, G. R. Sufficiency index for defining nitrogen recommendation in brachiaria grass pasture. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 31, n. 5, p. 1333-1340, 2015. DOI: 10.14393/BJ-v31n5a2015-26338.

WANG, Y.; WANG, D.; SHI, P.; OMASA, K. Estimating rice chlorophyll content and leaf nitrogen concentration with a digital still color camera under natural light. Plant Methods, London, v. 10, n. 36, p. 1-11, 2014. DOI: 10.1186/1746-4811-10-36.

WANG, Y.; WANG, D.; ZHANG, G.; WANG, J. Estimating nitrogen status of rice using the image segmentation of G-R thresholding method. Field Crops Research, Amsterdam, v. 149, n. 1, p. 33-39, 2013. DOI: 10.1016/j.fcr.2013.04.007.

WIDJAJA PUTRA, B. T.; SONI, P. Enhanced broadband greenness in assessing chlorophyll a and b, carotenoid, and nitrogen in robusta coffee plantations using a digital camera. Precision Agriculture, Netherlands, v. 19, n. 2, p. 1-19, 2017. DOI: 10.1007/s11119-017-9513-x.

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Publicado

2019-09-30

Como Citar

Corrêdo, L. de P., Pinto, F. de A. de C., Queiroz, D. S., Valente, D. S. M., & Villar, F. M. de M. (2019). Taxa variável de nitrogênio em pastagens utilizando sensores ópticos. Semina: Ciências Agrárias, 40(6Supl2), 2917–2932. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2019v40n6Supl2p2917

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