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Como utilizar o NDVI para acompanhar o desenvolvimento das lavouras de soja

Saiba como interpretar o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) e de que forma isso pode ajudar no monitoramento das lavouras de soja.

Monitorar os cultivos agrícolas têm se tornado uma tarefa cada vez mais fácil, ágil e rápida.

Isso porque, acompanhar as mudanças nos cultivos para correção de possíveis problemas é um dos fatores-chave para o sucesso produtivo.

Através de plataformas e softwares é possível acompanhar mudanças na lavoura desde a emergência das plântulas ou estande até a ocorrência de estresses hídricos, bem como excessos ou deficiências de nutrientes, problemas de manejo de solo, e incidência de doenças

E, para o monitoramento de grandes áreas, já é possível utilizar várias ferramentas, como, por exemplo, imagens, principalmente de satélites, aviões e drones que podem servir para o cálculo dos índices de vegetação. Um exemplo deles é o NDVI (índice de diferença normalizada).

A seguir, entenda como funciona este índice, quais as vantagens e informações que se pode obter a partir dele, como interpretá-las e como detectar alterações nos cultivos.

Quais as vantagens de utilizar imagens para o cálculo do NDVI?

O índice NDVI é um grande aliado no acompanhamento das lavouras, especialmente para detecção de alterações no crescimento das plantas.

Além disso, é possível observar a condição hídrica, visto que plantas sob estresse por falta de água apresentam mudanças internas em seus tecidos.

O NDVI permite ainda identificar anormalidades nas plantas ao longo da lavoura. Logo, se doenças estiverem ocorrendo em locais específicos, será possível identificar tais mudanças no NDVI para, então, acompanhar presencialmente na lavoura nos pontos específicos.

É possível, ainda, relacionar os valores de NDVI à produtividade das culturas, empregado ainda na aplicação em taxa variável de nitrogênio na cultura do trigo, por exemplo, e deficiência nutricional de nitrogênio na cultura do algodão.

Como interpretar o NDVI ao longo do ciclo da soja

Os perfis temporais de NDVI, ou seja, a evolução temporal (ao longo do ciclo da cultura), permitem acompanhar o desenvolvimento da cultura em termos de crescimento da biomassa vegetal, principalmente, dos tecidos foliares.

Modo de aquisição e intervalo de tempo entre as imagens

O intervalo de tempo entre as imagens pode variar de acordo com o modo de aquisição das imagens. No caso de imagens obtidas por satélite, tal intervalo pode ser, por exemplo, de 16 ou 30 dias.

Além disso, para utilizar tal imagem, no dia da “passada” do satélite não pode ter havido a presença acentuada de nuvens no céu, pois isso interfere na imagem.

Já existem processamentos que removem na totalidade ou em partes esta interferência. 

No entanto, em alguns casos, pode ocorrer interferência total na imagem, não sendo possível acompanhar o índice naquele período. Nestes casos, o resultado será uma imagem toda branca, não sendo possível calcular o NDVI.

Assim, é necessário aguardar a próxima “passada” do satélite e a nova aquisição de imagem do local. 

Se as imagens utilizadas nos cálculos de NDVI forem adquiridas através de aeronaves, este intervalo de tempo, entre uma imagem e outra, pode ser menor. 

Além disso, será possível realizar a aquisição das imagens em dias sem a interferência de nuvens, ajustando o voo para dias ensolarados.

Como interpretar visualmente as alterações nos mapas

A lógica do cálculo de NDVI é acompanhar o crescimento da biomassa, ou seja, quantidade de tecido foliar da cultura.

Desta forma, plantas mais vigorosas e sadias ao passar do tempo recobrem a camada do solo e fecham as entrelinhas, refletindo em mapas verdes.

Quando há falhas, ou plantas de crescimento prejudicado e menos vigorosas, o solo permanece descoberto por mais tempo. Desta forma a coloração observada no mapa tem variações de coloração amarelada, laranja a vermelha. 

Quanto menos vegetação presente, mais vermelha estará a coloração do mapa ou de partes destes. 

Desta forma, acompanhando o perfil temporal, ou evolução do crescimento da cultura, será possível observar em que locais há menor desenvolvimento da cultura, para investigação localizada das causas.

É importante lembrar que na fase final da cultura, ocorre o processo natural de senescência, e desta forma os mapas gerados terão coloração amarelada/laranja/vermelha, justamente pela falta de tecido foliar verde e fotossinteticamente ativos.

Comportamento do NDVI e relações de cores no intervalo  -1 a +1
Comportamento do NDVI e relações de cores no intervalo  -1 a +1. Valores de -1 a 0: plantas mortas ou alvos não vegetais (solo, nuvens, etc.); 0-0,33: vegetação pouco vigorosas, ou em estádio inicial de desenvolvimento; 0,33-0,66: plantas moderadamente saudáveis; 0,66-1: crescimento intenso do dossel vegetativo e plantas saudáveis. Fonte: Earth Observing  System (EOS), 2019.

Comportamento padrão do NDVI para a cultura da soja

Após a semeadura da cultura
Na maioria das regiões a semeadura ocorre em meados de novembro. Assim, os valores observados para o NDVI são próximos a 0,4. Isso porque neste período, o solo ainda está descoberto ou com resíduos de materiais vegetais secos (palhada da cultura anterior).

Após a emergência das plantas (desenvolvimento e crescimento da cultura)
Com o passar dos meses, de novembro até o mês de fevereiro, há aumento expressivo da biomassa vegetal (folhas, caules, ramos). Dessa forma, há aumento do NDVI, que chega ao valor de 0,8 ao final do mês de fevereiro, correspondente ao estádio em que a cultura alcança seu máximo crescimento vegetativo.

Nas fases seguintes
No início do período reprodutivo, floração, formação de vagens e enchimento de grãos, o NDVI atinge seu valor máximo. Ou seja, a partir deste momento, não é mais possível detectar as diferenças de crescimento de tecidos.

Esta fase corresponde à saturação do NDVI. No entanto, no final do ciclo, é possível observar rápidos decréscimos do NDVI, pois, nesse momento ocorre o período de senescência da cultura.

Alguns comportamentos típicos do NDVI

Nuvens, água e neve: NDVI negativos. Apresentam valores de reflectância maiores no visível do que no infravermelho.

Rochas e solo descoberto: NDVI próximo a zero. Valores similares de reflectância nós dois comprimentos de onda, vermelho e infravermelho próximo.

Vegetação: NDVI entre 0,3 e 1. Valores quanto mais próximos de 1, indicam altas densidades de vegetação saudável.

Interferências: efeitos atmosféricos como poeiras, aerossóis, gases atmosféricos e nuvens reduzem o valor do NDVI, quando as imagens utilizadas para o cálculo são adquiridas por satélites imageadores.

Plataforma Cultivo Inteligente Agrosmart

Através da plataforma de cultivo inteligente da Agrosmart, este acompanhamento é possível, na palma da sua mão, podendo ser acessado em qualquer local que você estiver.

É possível analisar essas informações ao longo de diferentes safras, tornando as decisões de manejo mais assertivas e consequentemente impactando de forma positiva na produtividade das culturas.

Assim, se o produtor observa que uma determinada área sempre tem problemas, ou seja, em diferentes anos agrícolas, ele poderá investigar e decidir qual o manejo mais assertivo a se fazer e, com isso, diminuir seus custos e fazer um uso mais eficiente de seus insumos.

Além disso, a correção rápida de problemas na lavoura, por exemplo, em falhas de semeadura, doenças, adubações, pode refletir em retornos econômicos expressivos ao final da safra.

Por isso, utilizar ferramentas inteligentes que permitam monitorar grandes áreas, além de coletar informações ao longo do tempo é uma alternativa promissora e eficiente.

Conclusões

Em resumo, o índice de diferença normalizada NDVI pode ser um grande aliado no monitoramento das áreas agrícolas, sejam elas de menor extensão ou até mesmo em grandes áreas.

Isso porque, os mapas de NDVI são utilizados para estimar o crescimento vegetativo das culturas e auxiliam no monitoramento das alterações de crescimento das plantas, podendo fornecer informações sobre estresses, pragas, doenças e até mesmo problemas como erosão do solo.

Detectar rapidamente alterações na lavoura e corrigi-las torna o processo produtivo mais eficiente, o que pode colaborar para a redução de custos e perdas de produtividade.

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Bruna Rohrig

Engenheira Agrônoma (UFFS), Mestra em Fitossanidade (UFPel), com área de concentração fitopatologia. Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia (UFRGS) na área de sanidade vegetal e pós-colheita. Tem experiência nas áreas de fitopatologia, controle de doenças de plantas, grandes culturas, pós-colheita de grãos e sementes e agricultura de precisão.

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