Embora a investigação agrícola consista frequentemente na análise de novas tecnologias e produtos potenciais, não é tão frequente que os investigadores consigam obter um ponto de vista totalmente novo - literalmente.

Em 2016, Ben Baechle juntou-se à Elemental Enzymes como Chefe de Testes em Ambiente Controlado. Ele colocou sua formação em biologia e sua experiência agrícola na infância para trabalhar fazendo testes de fase inicial de conceitos de produtos em um ambiente controlado. Cinco anos mais tarde, passou a efetuar testes de campo em culturas em linha como Chefe de Agronomia da Elemental na América do Norte. Atualmente, supervisiona os testes de campo de conceitos de produtos em explorações agrícolas contratadas nos Estados Unidos e no Canadá.

A Elemental começou a utilizar a tecnologia de investigação de veículos aéreos não tripulados (UAV) em 2020, sobrevoando parcelas com câmaras capazes de obter imagens visíveis e multiespectrais. Estas câmaras podem captar luz de infravermelhos próximos e luz vermelha. Embora a Elemental utilize os seus próprios UAV e pilotos certificados internamente para sobrevoar os campos de investigação nos EUA, a empresa subcontrata os dados recolhidos a uma empresa de software terceira para análise.

Para determinados ensaios de produtos em explorações agrícolas contratadas no Canadá e na América Latina, a Elemental Enzymes exige que os seus parceiros de investigação utilizem equipamento de deteção remota, como UAVs ou robótica terrestre. A empresa está a planear expandir a utilização de UAV e pilotos da Elemental para o Canadá em 2025, dependendo da aprovação regulamentar e da certificação.

Investigação e tecnologia UAV

Uma das vantagens que a recolha de dados por UAV oferece aos investigadores é uma recolha mais rápida de parcelas de teste.

"Um grande impulsionador é a eficiência", afirma Baechle. "Como uma empresa mais pequena, a Elemental consegue realmente tirar partido destas tecnologias de deteção remota para recolher dados de forma eficiente e objetiva, em vez de uma avaliação demorada e subjectiva com o olho humano. Podemos sobrevoar um campo em cerca de 20 minutos. Se tivermos de percorrer essa mesma área, isso pode demorar entre duas a quatro horas."

Além disso, se os dados do UAV não revelarem qualquer benefício para as plantas na fase inicial de um ensaio, a equipa pode transferir recursos para se concentrar noutros projectos promissores.

A categorização objetiva dos dados permite poupar tempo e é qualitativamente melhor. Um investigador que faça observações visuais categorizará o que vê de uma forma, que pode ser ligeiramente diferente da forma como outro investigador o vê. Com muitos investigadores a observar o mesmo tipo de cultura em vários estados, não existe um padrão único para alinhar as observações de todos.

Ou, como diz Baechle: "Como é que se compara um '5' num campo em Illinois com um '5' num campo em Iowa?"

A interpretação de imagens de UAV com algoritmos de aprendizagem automática ajuda o software a normalizar os dados visuais entre locais. O software pode comparar uma cultura com milhares de outros voos da mesma cultura na mesma fase de crescimento, permitindo aos investigadores analisar o desempenho entre locais.

Uma terceira vantagem dos UAV é que as suas imagens permitem aos investigadores detetar fenótipos de saúde das plantas fora do alcance visual humano. Enquanto os investigadores da Elemental testam os produtos para as utilizações pretendidas e modos de ação hipotéticos, também estão atentos a outros benefícios potenciais destas tecnologias. É possível que haja impactos apenas detectáveis com imagens multiespectrais.

"Se nos limitássemos a sair e a caminhar pelo campo e baseássemos a eficácia do nosso produto apenas no que conseguimos ver, poderíamos estar a perder alguns desses aspectos muito importantes que estão subjacentes à planta e que não conseguimos ver no espetro visual", salienta Baechle.

A vantagem para os parceiros industriais da Elemental é que os conjuntos de dados de investigação com UAV são abundantes, objectivos e podem ser revistos se surgirem preocupações com a qualidade da parcela mais tarde. Os danos causados por animais e tempestades são bons exemplos de factores externos que podem afetar inadvertidamente o resultado de uma parcela de teste. A Elemental ainda depende de agrónomos para entrar numa parcela e "confirmar" determinados dados.

Utilizações passadas e futuras

As tecnologias de insumos agrícolas da Elemental abordam principalmente a forma como as plantas se podem armar melhor contra pragas, doenças ou pressões ambientais, ou como aumentar a sua eficiência na utilização de nutrientes. Os UAVs monitorizam eficazmente factores como o fecho da copa das árvores e a evidência de vigor no início da estação em ensaios de eficiência de utilização de nutrientes. Também registam o vigor das plantas, contagens de plantas, sintomas foliares e muito mais.

Outra utilização para os UAV é a aplicação aérea de produtos. A Elemental possui um drone de pulverização, que os investigadores utilizaram em experiências de medição da deriva para compreender a utilidade da plataforma na investigação de parcelas de terreno. Como os agricultores sabem, a tecnologia dos drones também é útil para a aplicação de produtos em campos pequenos ou em talhões de difícil acesso.

Uma vez que os produtores comerciais utilizam aviões e helicópteros para aplicar eficazmente o produto em milhares de hectares, a Elemental poderia recorrer aos UAV para testar os volumes de aplicação dos seus produtos. "Para os nossos objectivos de investigação, o drone é um bom substituto para o volume total de transporte que um avião utilizaria, pelo que poderíamos responder a perguntas sobre a eficácia do produto em baixos volumes de utilização do transportador", observa Baechle. "Poderíamos testar o nosso produto utilizando um drone porque a taxa de aplicação total é semelhante à das aplicações em aviões".