Ferramenta permite a aplicação de defensivos químicos somente nas regiões infestadas, gerando economia e mais sustentabilidade (Foto: Wilson Aiello)
Batizado de LumiBot, um sistema robótico autônomo, que opera à noite, é capaz de gerar dados que permitem a construção de modelos para fazer o diagnóstico precoce de nematoides em plantas de algodão e soja antes mesmo do aparecimento dos sintomas.
Robô emite luz ultravioleta-visível sobre as plantas e analisa a fluorescência capturada nas imagens das folhas, com câmeras científicas. Foto: Wilson Aiello
A ferramenta, desenvolvida pela Embrapa Instrumentação (SP) em parceria com a Cooperativa Mista de Desenvolvimento do Agronegócio (Comdeagro), de Mato Grosso, emite luz ultravioleta-visível sobre as plantas e analisa a fluorescência capturada nas imagens das folhas, com câmeras científicas.
A cotonicultura e a sojicultura têm enorme relevância econômica para o País, com previsão de recorde de safra no período 2025/26, com 4,09 milhões de toneladas de pluma e 177,67 milhões de toneladas de grãos de soja, segundo estimativa da Companhia Nacional de Abastecimento (Conab). No entanto, as duas culturas enfrentam a ameaça do parasita microscópico de 0,3 a 3 milímetros de comprimento.
Taxas de acerto
Apesar de ainda ser um protótipo, o robô já registra resultados promissores no diagnóstico de infecção por nematoides em experimentos realizados em casa de vegetação, com cerca de sete mil imagens coletadas em três anos de pesquisa.
“Conseguimos gerar dados e modelos com taxas de acerto acima de 80%, além de diferenciar as doenças do estresse hídrico”, conta a pesquisadora Débora Milori, coordenadora do estudo e do Laboratório Nacional de Agrofotônica (Lanaf).
A próxima etapa do estudo será o desenvolvimento de um equipamento para operação em campo, como, por exemplo, adaptar o aparato óptico em um veículo agrícola do tipo pulverizador gafanhoto ou veículo rover.
Redução de químicos na lavoura
De acordo com a pesquisadora, o método convencional de controle de nematoides baseia-se na aplicação de nenematicidas aplicados no solo ou nas sementes, antes do plantio. Esses produtos agem reduzindo a população de nematoides próximos às raízes. Entretanto, essa aplicação tem custo elevado, pode causar impacto ambiental e a eficácia é variável dependendo das condições do solo. Outras estratégias de controle são através do controle biológico, rotação de culturas e o desenvolvimento de cultivares resistentes.
O diagnóstico precoce de doenças é fundamental para que os agricultores possam agir rapidamente e de forma localizada. Foto: Wilson Aiello
“Uma alternativa mais eficiente e econômica seria o monitoramento da área plantada, com a aplicação de estratégias de controle apenas nas regiões efetivamente infestadas. No entanto, ainda não existem equipamentos comerciais capazes de detectar precocemente a presença da doença nas plantas. Nesse contexto, o uso de técnicas fotônicas surge como uma solução promissora”, declara a coordenadora do estudo.
Para o consultor Comdeagro, Sérgio Dutra, o diagnóstico precoce de doenças é fundamental para que os agricultores possam agir rapidamente e de forma localizada. “Com isso, evita-se o uso excessivo de defensivos químicos e a redução do impacto ambiental, um avanço importante para a agricultura de precisão no Brasil. É possível ainda melhorar a qualidade da fibra e garantir maior rentabilidade para o produtor”, garante o especialista.
Como funciona a ferramenta
O LumiBot leva embarcado a técnica fotônica de Imagem de Fluorescência Induzida por LED (diodo emissor de luz). A LIFI, na sigla em inglês, é uma técnica não destrutiva que permite uma aquisição rápida de dados de processos fisiológicos da planta por meio de uma imagem. “A imagem obtida resulta da excitação das folhas com luz ultravioleta-visível, que induz compostos moleculares, como a clorofila e alguns metabólitos secundários, a emitirem luz por meio do processo de fluorescência”, explica Milori.
A captura das imagens, realizada em apenas sete segundos e de forma simultânea à iluminação, ocorre em ambiente escuro para evitar a atividade fotossintética da planta e eliminar interferências de outras fontes de luz no sinal de fluorescência registrado pelas câmeras.
O robô se desloca por meio de trilhos presos no piso entre as fileiras dos pés de algodão, avaliando as folhas com um feixe de luz de alta intensidade. De acordo com Débora Milori, a técnica indica diferentes tipos de estresse bióticos (fungos, bactérias e vírus) ou abióticos, como deficiências nutricionais e falta de água, por exemplo.
Protótipo do equipamento visa minimizar custos e alavancar a cadeia produtiva da soja e do algodão. Foto: Wilson Aiello
“As imagens captadas pela câmera em cada posição da amostra são gravadas em um dispositivo externo (SSD) portátil, onde ficam armazenadas e disponíveis para análise. Cada amostra recebe uma identificação única”, explica Tiago Santiago, responsável pela análise de dados, das imagens e pelo treinamento de modelos de aprendizado de máquina.
Prova conceitual
O LumiBot tem o suporte da Embrapii Itech-Agro (Integração de Tecnologias Habilitadoras no Agronegócio) da Embrapa Instrumentação, que busca desenvolver o protótipo do equipamento para minimizar custos e alavancar a cadeia produtiva da soja e do algodão.
O projeto envolveu o desenvolvimento de uma prova de conceito para diagnóstico precoce de doenças com técnicas fotônicas em sistemas produtivos de algodão, em parceria com a Comdeagro. O projeto físico e de automação foi desenhado em parceria entre a Embrapa Instrumentação e a empresa Equitron Automação, de São Carlos (SP), sob medida para o funcionamento na casa de vegetação.
A fotônica é um ramo da física que estuda aplicações da luz, sua geração, manipulação e detecção. As técnicas são largamente aplicadas em várias áreas por sua sensibilidade, precisão e alto potencial de portabilidade.
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Os nematoides
Segundo a Embrapa, os nematoides são vermes microscópicos abundantes no solo, água doce e salgada e muitas vezes são parasitas de animais, insetos e também de plantas, Eles atacam as raízes, diminuindo a absorção de água e nutrientes, o que resulta em redução do crescimento da planta e perdas de produtividade.
O experimento para diagnóstico da praga está sendo conduzido com 400 plantas em vasos em casa de vegetação, separadas em quatro grupos de 100 – controle, estresse hídrico, inoculadas com o nematoide Aphelenchoides besseyi, e inoculadas com o nematóide Rotylenchulus reniformis, espécies mais comuns encontradas nas lavouras.
Segundo Kaique Pereira, o nematoide Rotylenchulus reniformis causa o comprometimento das plantas, reduzindo os rendimentos da plantação, sendo frequente em regiões tropicais e subtropicais do país, enquanto a Aphelenchoides besseyi é responsável pelos sintomas de haste verde, retenção foliar e deforma tecidos da planta, comum em ambientes quentes e úmidos, fatores essenciais para seu desenvolvimento.
Pesquisadores que trabalharam no desenvolvimento do protótipo. Foto: Wilson Aiello
Já o doutor em agricultura tropical, Rafael Galbieri, diz que não se sabe ao certo quanto da produtividade está sendo perdida em função dos nematoides em Mato Grosso. “O fato é que existem localidades onde há perdas expressivas e outras onde o problema é menor. Estima-se uma perda anual superior a 4 bilhões de reais na cultura do algodoeiro em função de problemas relacionados a nematoides. Existem vários exemplos de áreas de produção que se tornaram inviáveis pela infestação desses parasitas”, relata.
Com a soja não é diferente. O prejuízo é de R$ 27,7 bilhões, de acordo com estudo da Sociedade Brasileira de Nematologia (SBN), Syngenta e Agroconsult. “Geralmente, as perdas mais expressivas associadas aos nematoides são observadas em culturas como soja e algodão. No entanto, já é possível constatar que esses patógenos afetam a produtividade de praticamente todas as culturas agrícolas do País, muitas vezes de forma ainda mais acentuada do que nas grandes culturas”, afirma a presidente da SBN, Andressa Cristina Zamboni Machado.
Ela acrescenta que o Brasil abriga diversas espécies de nematoides altamente agressivas, disseminadas amplamente por todas as regiões agrícolas e responsáveis por extensas perdas econômicas no agronegócio. “Entretanto, esses organismos nem sempre são corretamente diagnosticados ou manejados, o que agrava ainda mais seus efeitos sobre a produção”, alerta.
