A utilização de ferramentas computacionais aplicadas à agricultura tem facilitado o trabalho no combate a pragas e doenças na cultura do trigo. A cooperação entre pesquisadores de informática com entomologistas e fitopatologistas no desenvolvimento de softwares e sistemas informatizados está auxiliando no monitoramento de problemas na lavoura e orientando a tomada de decisões no controle.
Os insetos atingem o status de praga agrícola quando causam danos às plantas cultivadas. O limite de dano econômico é alcançado quando o dano econômico resultante da redução da produtividade excede o custo de controle. Quando insetos atuam como vetores de patógenos (como vírus, por exemplo), mesmo em baixas populações esses limiares podem ser atingidos. É o caso dos pulgões, insetos popularmente conhecidos como pulgões.
Os pulgões que ocorrem no trigo e outros cereais de inverno, quando se alimentam das plantas, transmitem o vírus do anão amarelo. Plantas de trigo, infectadas pelo vírus nos estágios iniciais de desenvolvimento, sofrem degeneração do sistema vascular que resulta em nanismo, redução do crescimento e amarelecimento das folhas, prejudicando a fotossíntese e a produção de grãos. Nesse caso, o rendimento de grãos fica comprometido em média entre 40 e 50%.
A Rede de Monitoramento de Pulgões no Brasil, formada por parcerias entre instituições de pesquisa, obtém dados populacionais para entender a dinâmica desses insetos. Semanalmente são realizados monitoramentos de campo em plantas e em armadilhas, que capturam pulgões e parasitóides alados, nas localidades de Passo Fundo, Coxilha (Embrapa Trigo) e Cruz Alta (CCGL-TEC) no Rio Grande do Sul; Guarapuava, Pinhão, Candói (FAPA), Tibagi e Arapoti (FABC) no Paraná. As ferramentas e tecnologias em desenvolvimento visam facilitar a coleta, armazenamento e organização desses dados, permitindo a descrição dos padrões e fatores que determinam a oscilação das populações de pulgões e inimigos naturais. Esses dados são utilizados por modelos de simulação e sistemas de alerta que auxiliam na tomada de decisão para o manejo de pulgões em trigo.
Computação aplicada à agricultura
A necessidade de desenvolver ferramentas para facilitar a coleta, armazenamento, organização e acesso aos dados obtidos pela rede experimental aproximou pesquisadores das áreas agronômica e biológica com pesquisadores das áreas de computação. Assim nasceu a parceria entre a Embrapa, o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-rio-grandense (IFSul – campus Passo Fundo) e a Universidade de Passo Fundo. Como resultado, foi desenvolvido um software para auxiliar na coleta, organização, acesso, visualização e apoio à tomada de decisão quanto ao controle de pragas nas lavouras.
TrapSystem – gerenciamento de armadilhas para insetos
Uma das primeiras ferramentas desenvolvidas para apoiar o controle de pragas e doenças no trigo foi o TrapSystem, uma plataforma web para entrada de dados de leituras de armadilhas, permitindo a organização das informações de forma segura e disponível. no longo prazo para a obtenção de séries de histórias. A plataforma organiza os dados de coleta por meio do banco de dados AgroDB, permitindo a visualização e download dos dados para análise.
Desenvolvido pelo IFSul, o TrapSystem possui uma interface amigável e garante a padronização das informações com base em registros básicos como insetos/taxonomia, localização de armadilhas e pessoas/organizações que compõem a rede. “Utilizamos tecnologias de sistemas de gerenciamento de banco de dados com o desenvolvimento de sistemas web compatíveis com as plataformas mobile e desktop”, explica Alexandre Lazzaretti, professor do IFSul.
Segundo Douglas Lau, pesquisador da Embrapa Trigo, o TrapSystem permite gerenciar um conjunto de dados de diferentes colaboradores, unificando uma rede de monitoramento de populações de insetos. “Imaginamos, no futuro, atingir o nível de integração da rede europeia, capaz de monitorar padrões migratórios que ocorrem entre diferentes países, com registros históricos confiáveis que permitem observar mudanças e estimar impactos para recomendar a gestão mais adequada”, ele explica. Lau.
AphidCV e InsectCV na contagem de insetos
Por meio do Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada da UPF, sob a orientação do professor Rafael Rieder, foram criados dois softwares: o AphidCV e o InsectCV, com o objetivo de automatizar a coleta de dados de populações de pulgões.
O AphidCV realiza a contagem e morfometria dos pulgões, separando-os em categorias (adultos ápteros, adultos alados e ninfas). A medição de populações de insetos em plantas é necessária em diversos estudos, como definição do limite de pragas para intervenção com controle químico, avaliação do nível de resistência genética das plantas, avaliação de fatores que afetam o crescimento populacional e a capacidade reprodutiva dos insetos. Esses trabalhos geralmente são realizados manualmente, com auxílio de lupas em um processo cansativo, que consome tempo e está sujeito a erros humanos que afetam a precisão.
Resultado do trabalho de mestre de Elison Lins, o software AphidCV trabalha sobre a imagem de uma placa de vidro contendo os insetos, processando instantaneamente o número total e o tamanho de cada indivíduo. Com o auxílio da visão computacional é possível reduzir o tempo de análise e aumentar o número de amostras no período.
O software InsectCV foi desenvolvido pelo professor do IFSUL Telmo de Cesaro Junior. Este programa, inserido na plataforma TrapSystem, conta automaticamente pulgões alados e parasitóides presentes em amostras de armadilhas processadas em laboratório. Assim, permite detectar pontos críticos de decisão para a gestão e o pico da epidemia com precisão próxima à da contagem manual.
ABISM na simulação de epidemias
Outra ferramenta que apóia o gerenciamento de epidemias de pulgões é o modelo de previsão ABISM (Agent Based Insect Simulation Model). Nesse modelo, são gerados pulgões virtuais que nascem, crescem, se alimentam, se movimentam, se reproduzem e morrem de acordo com regras estabelecidas. ABISM permite não só simulação temporal, mas também simulação espacial de epidemias. Os usuários podem usar as leituras de plantas e armadilhas como entrada para a população inicial da simulação e, com base nas previsões do tempo, simular o crescimento da população e verificar as probabilidades de atingir o nível de ação de manejo. O ABISM foi desenvolvido pelo professor do IFSul, Roberto Wiest, durante seu doutorado na UPF.
Novas ferramentas a caminho
Workshop realizado no IFSul, em Passo Fundo, RS, no dia 30/11, apresentou novas ferramentas que estão sendo desenvolvidas dentro do projeto “Desenvolvimento e validação de ferramentas para monitoramento e tomada de decisão no manejo de epidemias causadas por vírus transmitidos por insetos ” , liderado pela Embrapa Trigo com o apoio do CNPq. Além de aprimorar as ferramentas em uso, como TrapSystem, AphidCV/InsectCV e ABISM, novas tecnologias para contagem de insetos estão a caminho, como armadilhas eletrônicas e softwares para dispositivos móveis, além de sistemas de emissão de alertas. Todas essas ferramentas estão sendo validadas por experimentação de campo.
“Com o aumento da Rede de Monitoramento, o uso dessas ferramentas tornou-se indispensável para integrar o volume de dados e transformá-los em informações que possam ser aplicadas de forma prática no controle de pulgões, alertando para o risco de epidemias e promovendo o uso racional de agrotóxicos. ”, diz o pesquisador da Embrapa Trigo, Douglas Lau. Segundo ele, os dados ainda são restritos aos pesquisadores, pois dependem da correta interpretação assegurada por meio de treinamentos periódicos, mas o compartilhamento dos alertas acontece por meio da divulgação em massa, em veículos mantidos pelos colaboradores da Rede, como sites, publicações e mídias digitais. . “Chegaremos ao momento em que o produtor poderá se cadastrar em uma plataforma e receber alertas sobre risco de epidemias e orientações para controle de pragas imediatamente em seu smartphone. Estamos trabalhando para isso e o avanço da tecnologia evolui rapidamente com a geração de conhecimento nas universidades e centros de pesquisa”, finaliza Lau.
