Muito de uma coisa boa pode ser uma coisa ruim. Isso certamente é verdade para fertilizantes de nitrogênio.

Sem nitrogênio suficiente, as colheitas não crescem bem. Os rendimentos são reduzidos significativamente.

Aplicar muito fertilizante de nitrogênio, por outro lado, pode prejudicar o meio ambiente. O nitrogênio pode entrar na bacia hidrográfica, poluentes ecossistemas aquáticos. Os micróbios também podem converter o excesso de nitrogênio em óxido nitroso, um gás de efeito estufa implicado nas mudanças climáticas.

"Gerenciar nitrogênio é vital para a segurança alimentar global, "diz Yuxin Miao, um agrônomo da Universidade de Minnesota. “Também é crucial para reduzir a poluição e as mudanças climáticas”.

Miao e seus colegas têm pesquisado maneiras de gerenciar com eficiência o nitrogênio na agricultura. Eles compararam várias abordagens. Os pesquisadores descobriram que uma abordagem, gerenciamento de nitrogênio baseado em sensor de dossel ativo, é o mais eficiente.

O gerenciamento de nitrogênio baseado em sensor usa sensores de luz para monitorar ativamente a saúde e a vitalidade da colheita. Os sensores medem diferentes comprimentos de onda de luz proveniente das folhas das colheitas. Essas medições servem como substitutos para a saúde da cultura.

Com base em medições de campo, o software nos sensores pode calcular a quantidade de nitrogênio necessária. Os agricultores podem usar esses dados para aplicar quantidades ideais de nitrogênio às plantações.

O objetivo é "combinar o suprimento de nitrogênio com a demanda de nitrogênio da cultura, "diz Miao. Isso permite que as plantações tenham acesso aos fertilizantes de nitrogênio exatamente quando mais precisam. Por sua vez, que poderia aumentar os rendimentos.

Esta abordagem tem vários benefícios em comparação com outras estratégias de gerenciamento de nitrogênio. "Reduziu a aplicação geral de fertilizantes de nitrogênio, "disse Miao." Também diminuiu a perda de nitrogênio no meio ambiente e reduziu as emissões de óxido nitroso. "

Os sistemas baseados em sensores Canopy também apresentam várias outras vantagens. "Usar sensores é rápido e não destrutivo, "diz Miao." Não há custos adicionais além da compra dos sensores. "

Também, os modelos mais recentes de sensores não são influenciados pela luz ambiental. Isso significa que os produtores podem obter uma medição precisa independentemente do clima - sem necessidade de nuvens para limpar.

Também pode haver benefícios monetários. “Essa tecnologia pode reduzir o uso de fertilizantes nitrogenados, "diz Miao." Os agricultores podem reduzir os custos de produção e aumentar o retorno econômico. "

Para testar diferentes estratégias de gerenciamento de nitrogênio, Miao e seus colegas conduziram experimentos de campo de 2008 a 2012. O local de estudo foi na província de Hebei, no norte da China. Os pesquisadores testaram as diferentes estratégias em um sistema de rotação de trigo de inverno e milho de verão.

Algumas das outras estratégias de gerenciamento de nitrogênio testadas por Miao também reduziram o uso de fertilizantes. Mas todos eles tinham desvantagens. Por exemplo, um sistema exigia testar os níveis de nitrogênio do solo. "Contudo, este sistema tinha trabalho, Tempo, e limitações de custo, "diz Miao.

Miao agora está trabalhando para fazer melhorias. Alguns dos novos sistemas serão mais adequados para sistemas de cultivo de alto rendimento. Outros podem ser mais eficientes do que os atuais.

Miao espera que esses sistemas de sensores tenham alcance global. "Esta estratégia de gerenciamento de nitrogênio funcionaria com as principais safras em muitos países."

Mas Miao acha que os agricultores não podem fazer isso sozinhos. Agricultores, pesquisadores, e os provedores de serviço precisarão trabalhar juntos. "Isso pode facilitar a adoção generalizada deste sistema, especialmente em países em desenvolvimento, " ele diz.

Miao apresentou esses resultados na reunião de novembro de 2018 da Sociedade Americana de Agronomia e Ciência de Culturas em Baltimore, MD.