Embora a pesquisa agrícola frequentemente se concentre em novas tecnologias e produtos potenciais, não é tão comum que os pesquisadores consigam obter um ponto de vista totalmente novo — literalmente.

Em 2016, Ben Baechle ingressou na Elemental Enzymes como líder de testes em ambiente controlado. Ele colocou em prática sua formação em biologia e sua experiência agrícola na infância para realizar testes em fase inicial de conceitos de produtos em um ambiente controlado. Cinco anos depois, ele passou a realizar testes de campo em culturas em linha como líder de agronomia da Elemental na América do Norte. Atualmente, ele supervisiona os testes de campo de conceitos de produtos em fazendas contratadas nos Estados Unidos e no Canadá.

A Elemental começou a usar tecnologia de pesquisa com veículos aéreos não tripulados (UAV) em 2020, sobrevoando parcelas com câmeras capazes de capturar imagens visíveis e multiespectrais. Essas câmeras podem capturar luz infravermelha próxima e luz vermelha. Embora a Elemental use seus próprios UAVs e pilotos certificados internamente para sobrevoar campos de pesquisa nos Estados Unidos, a empresa terceiriza os dados coletados para uma empresa de software terceirizada para análise.

Para determinados testes de produtos em fazendas contratadas no Canadá e na América Latina, a Elemental Enzymes exige que seus parceiros de pesquisa utilizem equipamentos de sensoriamento remoto, como UAVs ou robótica terrestre. A empresa planeja expandir o uso de UAVs e pilotos da Elemental para o Canadá em 2025, dependendo da aprovação regulatória e certificação.

Pesquisa e tecnologia UAV

Uma vantagem que a coleta de dados por UAV oferece aos pesquisadores é uma análise mais rápida das parcelas de teste.

“Um grande impulsionador é a eficiência”, diz Baechle. “Por ser uma empresa menor, a Elemental é realmente capaz de aproveitar essas tecnologias de sensoriamento remoto para coletar dados de forma eficiente e objetiva, em comparação com uma avaliação subjetiva e demorada feita a olho nu. Podemos sobrevoar um campo em cerca de 20 minutos. Se tivéssemos que percorrer a mesma área a pé, isso levaria de duas a quatro horas.”

Além disso, se os dados do UAV não mostrarem nenhum benefício para as plantas na fase inicial de um teste, a equipe pode transferir recursos para se concentrar em outros projetos promissores.

A categorização objetiva dos dados economiza tempo e é qualitativamente melhor. Um pesquisador que faz observações visuais categorizará o que vê de uma maneira, que pode ser ligeiramente diferente da maneira como outro pesquisador vê. Com muitos pesquisadores observando o mesmo tipo de cultura em vários estados, não há um padrão único para alinhar as observações de todos.

Ou, como diz Baechle: “Como comparar um ‘5’ em um campo em Illinois com um ‘5’ em um campo em Iowa?”

A interpretação das imagens do UAV com algoritmos de aprendizado de máquina ajuda o software a padronizar os dados visuais entre os locais. O software pode comparar uma cultura com milhares de outros voos da mesma cultura no mesmo estágio de crescimento, permitindo que os pesquisadores analisem o desempenho entre os locais.

Uma terceira vantagem dos UAVs é que suas imagens permitem aos pesquisadores detectar fenótipos de saúde vegetal fora do alcance visual humano. Enquanto os pesquisadores da Elemental testam produtos para os usos pretendidos e modos de ação hipotéticos, eles também estão atentos a outros benefícios potenciais dessas tecnologias. É possível que haja impactos detectáveis apenas com imagens multiespectrais.

“Se simplesmente saíssemos para caminhar pelo campo e basearmos a eficácia do nosso produto apenas no que podemos ver, poderíamos estar perdendo alguns dos aspectos muito importantes que estão por trás da planta, que não podemos ver no espectro visual”, destaca Baechle.

Uma vantagem para os parceiros industriais da Elemental é que os conjuntos de dados de pesquisa de UAV são abundantes, confiáveis e objetivos, e podem ser revisitados se surgirem questões relacionadas à qualidade da parcela posteriormente. Danos causados por animais e tempestades são bons exemplos de fatores externos que podem afetar inadvertidamente o resultado de uma parcela de teste. A Elemental ainda conta com agrônomos para visitar as parcelas e verificar a veracidade de determinados dados.

Usos atuais e futuros

As tecnologias de insumos agrícolas da Elemental abordam principalmente como as plantas podem se proteger melhor contra pragas, doenças ou pressões ambientais, ou como aumentar sua eficiência no uso de nutrientes. Os UAVs monitoram com eficácia fatores como o fechamento do dossel e evidências de vigor no início da temporada em testes de eficiência no uso de nutrientes. Eles também registram o vigor das plantas, a contagem de plantas, os sintomas foliares e muito mais.

Outra utilização dos UAVs é a aplicação aérea de produtos. A Elemental possui um drone pulverizador, que os pesquisadores têm utilizado em experimentos de medição de deriva para compreender a utilidade da plataforma para pesquisas em parcelas de campo. Como os agricultores sabem, a tecnologia dos drones também é útil para aplicar produtos em campos pequenos ou em áreas de difícil acesso.

Como os produtores comerciais utilizam aviões e helicópteros para aplicar o produto de forma eficiente em milhares de hectares, a Elemental poderia recorrer a UAVs para testar os volumes de aplicação de seus produtos. “Para nossos fins de pesquisa, o drone é um bom substituto para o volume total de transporte que um avião utilizaria, então poderíamos responder a perguntas sobre a eficácia do produto em baixos volumes de uso de transporte”, observa Baechle. “Poderíamos testar nosso produto usando um drone porque a taxa de aplicação total é semelhante à das aplicações por avião.”